Name: in vivo tracking of human adipose-derived mesenchymal stem cells in a rat knee osteoarthritis model with fluorescent lipophilic membrane dye
Uploaded: 2017-10-08T14:00:00.000+00:00
Duration: 7 min 31 s
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현재 연구는 상하이 혁신 자금 (1402 H 294300) 과학 및 기술 위원회의 상하이 시 (CN) 박사 원 왕 후원에 의해 지원 되었다. 우리는 그의 기술 지원 및이 원고에 대 한 과학적 조언에 대 한 광 저 우 박사 (조직 공학 센터의 중국 국가)를 감사 하 고 싶습니다. 우리 또한 싶습니다 씨 Huitang 쌰 (상해 9 사람들의 병원) 감사 하 고 동물 복지에 그의 도움에 대 한.

동물 주제와 관련 된 절차 동물 고통 최소화 하는 노력으로 현지 기관 동물 관리 및 윤리 위원회에 의해 승인 했다. 다음 프로토콜 기관 동물 관리 및 사용 위원회 (IACUC) 상해 9 사람들에 의해 승인 되었다 &#8217; 병원 프로토콜 상하이 교통 대학의과 대학에 가입 하는 s 번호 [2017] 063.
 1. Surgically-Induced 쥐 무릎 관절염 모델의 설립 <li>이 수술, 250, 300 g. 사이 몸 무게와 함께 사용 8-12 주 오래 된 남성 Sprague Dawley (SD) 쥐에 대 한</li> <ol>
	<li>40 mg/kg tiletamine와 근육 주사를 통해 40 mg/kg zolazepam 동물 anesthetize.</li>
	<li>열띤된 무대에서 왼쪽된 측면 위치에 동물을 배치합니다. 면도기와 함께 오른쪽 무릎 철저 하 게 면도. 외과 영역 10 %providone-요오드 솔루션 뒤에 70% 에탄올으로 소독, 두 번 더 반복 하 고 다음 10 %providone-요오드 솔루션 그리고 외과 패드 비 외과 영역을 커버.</li>
	<li>는 jointcapsules를 노출 하는 슬 개 골 힘 줄을 따라 옆으로 2cm 절 개 하 게 수술 메스를 사용 하 여.</li>
	<li>수술 메스를 사용 하 여 transect 중간 부수적인 인 대. 대 퇴 골 쪽으로 초승달 모양 반영.</li>
	<li>연골 밖으로 건조 하지 않도록 하려면 작업 중에 관절 연골의 표면 살 균 0.9% 염화 나트륨 솔루션을 똑.</li>
	<li>중간 초승달 모양 집게로 잡아와 메스 ( 그림 1A)와 tibial 첨부 파일에서 그것의 가장 좁은 지점에는 초승달을 극복. 연골 부상 방지.</li>
	<li>공동 캡슐 4-0 흡수 봉합을 닫습니다.</li>
	<li>그들은 식이 되 찾을 때까지 외과 쥐 모니터링.</li>
	<li>주사 감염 및 수술 후 통증을 완화 하는 근육 경로 통해 0.05 mg/kg buprenorphine를 방지 하기 위해 20 mg/kg gentamicin.</li>
	<li>발병 KOA 3-8 주 동안 12 h 명암 주기 아래 온도 제어 동물 시설에 쥐를 유지합니다. 동물 계속 진통제, 통증 증상이 계속 되 면 Buprenorphine (0.05 mg/kg, 인스턴트 메신저) 및 Gentamicin (20 mg/kg, 인스턴트 메신저), 하 되이 국한 되지 않음 등 수신.</li>
</ol> 2. 조직학 평가의 쥐 KOA 모델 <ol><li>희생 과도 한 CO 2 흡입 (추가 챔버에 기존 공기에 이산화탄소와 분당 챔버 볼륨의 약 30%의 채우기 비율이 동물 의식 있도록와 쥐 호흡 후 1 분의 2-3 분 최소 유지 CO2 흐름 내에서 정지 한다.) 에 나타난 시간 점 (대표 결과 KOA 유도 3에서 8 주까지 8 주에 표시 됩니다) 수술.</li> <li>피부와 무릎 관절 주위 근육을 해 부하 고 메스와 무릎 관절을 잘라.</li>
	<li>실 온에서 3 일 동안 4 %paraformaldehyde (PFA)에서 무릎 관절을 수정합니다. 이후에, 4 ° C에서 약 4 주 동안 20 %ethylenediaminetetraacetic 산 (EDTA)에서 샘플을 알려줍니다 하 고 EDTA 3 일 마다 변경. 
	주의: Paraformaldehyde 독성, 적절 한 개인 보호 장비 (PPE), 장갑, 안경 등을 착용.</li>
	<li>탈수 자동 조직 프로세서를 사용 하 여 샘플. 플러시 주기를 다음과 같이 시작 메뉴 설정: 1 h;에 대 한 70% 에탄올 다음 80% 에탄올과 1 시간에 대 한 95% 에탄올 각각; 뒤에 1 h;에 대 한 100% 에탄올의 2 주기 그 후, 크 실 렌 1 시간에 두 번 각 시간과 각 시간 1 h 58 ° C에서 3 번 파라핀. 
	주의: 크 실 렌은 독성, 그래서 적절 한 보호구, 장갑, 안경 등을 착용. 
	참고: 필요에 따라 사용 Coplin 항아리 자동 조직 프로세서로 동일한 설정 수동 탈수.</li>
	<li>그대로 공동 얼굴의 중간 측면 내려 놓고 가운데에 포함 하는 조직 파라핀 블록에 포함. 
	참고: 필요에 따라 사용 하 여 집게 파라핀 블록으로 샘플을 수동으로 포함.</li>
	<li>로타리 톰 30 µ m 간격 2 직렬 섹션 5 µ m 화살 섹션 중간 마진에서 공동의 인하 시작.</li>
	<li>유리 슬라이드에 섹션을 탑재 하 고 크 실 렌에 슬라이드를 deparaffinize. 2 직렬 섹션 사이 얼룩 되며 한 슬라이드 &#38; 오신 (H &#38; E) 얼룩: 0.1% 되며 15 분, 1 %10 s 및 0.5% 아세트산 해결책 오신 10 분. 그리고 다른 슬라이드 Safranin O/빠른 그린 얼룩과 얼룩: 0.1% 되며 15 분, 0.02% 빠른 그린 3 분, 1% 초 산 솔루션을 10 s와 0.1% Safranin O 3 분 
	주의: 크 실 렌은 독성, 장갑, 안경 등 적절 한 보호구를 착용.</li>
	<li>쥐 6 관절염 연구 학회 인터내셔널 (OARSI) Histopathology 평가 시스템을 사용 하 여 스테인드 슬라이드 점수.</li>
</ol> 3. 라벨의 인간 중간 엽 줄기 세포와 형광 염료 않았다 <ol><li>1 m m의 농도에서 100% 에탄올에 셀 라벨 솔루션 준비 했 어. 빛에서 셀 라벨링 솔루션을 보호 하 고 6 개월까지 실내 온도에 저장.</li>
	<li>성장 Dulbecco에서 표준 세포 문화 절차와 haMSCs &#39; s 수정이 글 &#39; s 매체 (DMEM) 1% 페니실린 및 스와 10% 태아 종 아리 혈 청 (FCS) 10 cm 배양 접시에서 보충.</li>
	<li>1 mM EDTA 합류 이전에 약 80%와 haMSCs 2 mL 0.25 %trypsin 분리.</li>
	<li>4 mL 문화 매체와 트립 신을 중화 하 고 실내 온도에 3 분 동안 800 x g에서 셀 회전.</li>
	<li>1 x 10 6 셀/mL 5 mL 혈 청 무료 문화 매체에서의 조밀도에 셀 중단.</li>
	<li>50를 추가 하 여 셀 라벨 µ L 일 분 동안 37 ° C에 5 mL 혈 청 무료 문화 매체에서 셀 라벨링 솔루션</li>
	<li>3 분에 대 한 800 x g에서 레이블이 지정 된 셀을 회전</li>
	<li>5 mL 인산 염 버퍼 식 염 수 (PBS)에서 3 분 동안 800 x g 2 셀 번 더 세척.</li>
	<li>이라는 haMSCs Cy5 필터 세트 형광 현미경을 사용 하 여 확인 하십시오.</li>
	<li>Trypan 푸른 얼룩과 셀 고 주사에 대 한 100 µ L PBS에 10 6 가능한 셀 x 2.5.</li>
</ol> 4. Vivo에서 형광 트랙 haMSCs 이미징 <ol><li>(1 단계), 수술 후 8 주 25 mg/kg tiletamine 및 25 mg/kg zolazepam의 근육 주사 하 여 KOA 쥐 anesthetize.</li>
	<li>공동 영역을 노출 하는 면도기와 함께 오른쪽 무릎을 철저 하 게 면도. 70% 에탄올과 공동 지역 소독.</li>
	<li>2.5 x 10을 주사 26 G 주사기 바늘을 사용 하 여 슬 개 골 인 대, 내측 대 퇴 관절 돌기, 그리고 중간 tibial 관절 돌기 (의 중간 측에 의해 형성 된 6 삼각형 지역의 센터에서 100 µ L PBS에 셀 표시 그림 1B).</li>
	<li>이미징 소프트웨어를 열고 초기화는 vivo에서 생물 발광 이미징 시스템.</li>
	<li>뒤로 눕은 위치 쥐 이미징 시스템의 중앙 무대에 놓고 챔버의 문을 닫습니다.</li>
	<li>체크는 &#34; 형광 &#34; 확인란의 선택 형광 필터 세트 여기, 및 680 nm 방출 ( 그림 2A)에 대 한.</li>
	<li>선택 필드 볼 디 설정 픽셀 binning 매체 (8), F를 / 2, 노출 중지는 자동 시간. 최적의 유지 전체 연구 ( 그림 2A)에서 유사한 결과 얻기 위해 일관 된 노출 시간.</li>
	<li>무대 고 마 취에서 회복에 대 한 모니터에서 동물 제거. 
	참고: 장소 동물 난방 패드에 덮여 toweling의 2-3 층.</li>
	<li>형광 ( 그림 2B)의 측정에 대 한 복사 효율의 단위를 선택합니다. (ROI) 분석에 대 한 관심의 영역을 선택 하 고 각 이미지 ( 그림 2C) 형광 신호를 계량.</li>
	<li>Vivo에서 화상 진 찰 haMSCs 관절에 종 보존 연구를 순차적으로 각 쥐의 절차를 반복. 
	참고: 우리는 동물을 이미징 제안 &#39; 주입 후 첫 주에 대 한 일에 한 번 그리고 한 번 매주 마다 신호를 감지할 수 없을 때까지 vivo에서 이미징 시스템에 의해 형광 신호.</li>
</ol>

<ol>
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멩 리 밍 커, 원 왕은 현재 직원 및 셀룰러 의학 그룹의 스톡 옵션 보유자 (나스닥: CBMG). 다른 저자는 충돌의 관심을 선언합니다.

우리는 머리 맡에 벤치에서 코 아에 대 한 재생 줄기 세포 치료를 가져올 수 있는 전에 안전 표준 및 줄기 세포 치료의 biodistribution 연구 절실히 필요는 합니다. 그러나, 질병의 병 적인 환경 지 속성에 biodistribution 이식된 haMSCs10의 중요 한 역할을 재생합니다. 최근, 우리의 그룹 보다 정상적인 조건을8에서 주사 병 적인 KOA 환경 haMSCs의 내부 관절 주사 이상 유지는...

무릎 관절염 (KOA) 관절 연골 손실 및 진보적인 염증, 되 고 있다는 세계1주위 노인에서 주요 만성 질환 인 퇴행 성 질환 이다. 그러나, 항 염증 제 약물, 물리 보충, 및 수술 절차를 사용 하 여 현재 치료만 증상 통증2에 대 한 임시 구호를 제공할 수 있습니다.
무릎 관절염, 연골 재생, immunomodulatory 속성3, 잠재적인 multipotent 그들의 차별화 때문에 유망한 재생 치료 되 고 인간 지방 유래 중간 엽 줄기 세포 (haMSCs) 4. 약리학 노선 vivo에서행동의 메커니즘을 조사와 비교 하면, 현재 유익에 대 한 근거 및 임상 응용 프로그램 이전 haMSC 치료의 타당성을 확립 하는 작은 KOA 동물 모델에서 라이브 haMSCs를 추적. 전 임상 시험에 대 한 중간 meniscectomy (MM) destabilizes 일관 재현성5상대적으로 가능한 모델을 제공 합니다 쥐, KOA를 유도 하 관절의 기계적 부하. KOA m M에 의해 유도 된의 발병은 전방 십자 인 대 transection 혼자 또는 결합 부분 중간 meniscectomy6보다 이전. 따라서, KOA의 병 적인 microenvironment로 주입 된 haMSCs 간의 장기 상호 작용 종종 m M7,8에 의해 유도 된 쥐에 평가 됩니다.
비록 haMSCs의 치료 효능에 광범위 하 게 보고, 관련 지식이 하고있다 내 관절 (IA) 주입을 통해 이식된 haMSCs의 비보에 지 속성 부족9,10입니다. 따라서, 다양 한 세포 표시 방법은 개발 되었다, immunohistology11, luciferase12, 녹색 형광 단백질13 transfection, 자기 공명 영상 (MRI)14에 대 한 라벨 산화 철을 포함 하 여 , 그리고 수많은 형광 셀 염료8,,1516. 노동 집약적인 조직학 분석 비교, vivo에서 비 침략 적 영상 실시간 유통 및 형광 신호10,17으로 표시 하는 셀의 역학을 감지 하는 광학 장치를 사용 합니다. 기능 라이브 셀 이미징에 대 한 cytocompatible 형광 라벨 줄기 세포 이식18후 세포 활동을 공개 하는 정교한 무료 방사성 추적 기술입니다. 또한, 다 색 형광 닥터지 염료 친수성 아미노산 반응성 염료 나 형광 단백질, 그들의 향상 된 세포 침투성 등 향상 된 형광 양자 수율19이점을 있습니다.
따라서, 여기에 포함 된 프로토콜 활용 빨간색 레이저 질 성 carbocyanines로 표시 하는 세포를 자극 했다 (DilC18(5)), 빨강 형광 Dil (dialkylcarbocyanines) 아날로그20입니다. 빨간색 이동 여기 및 방출 스펙트럼 autofluorescent 간섭 방지 않았다 하 고 깊은 조직 동물8시간의 긴 기간 동안 이미징 있습니다. 추적의이 방법은 세포 vivo에서 표시 한은 이해 하 고 현재 줄기 세포 재생 치료 개선에 필수적인 동물 모델에서 haMSCs 같은 이식된 줄기 세포 모니터링에 적합.

<table><tbody><tr><td>Matrx VMR animal anesthesia system</td><td>Midmark</td><td>VIP3000</td><td></td></tr><tr><td>4-0 suture</td><td>Shanghai Jinhuan</td><td>KC439</td><td></td></tr><tr><td>Razor</td><td>Pritech</td><td>LD-9987</td><td></td></tr><tr><td>Gentamicin</td><td>Zhejiang Jindakang Animal Health Product Co., Ltd.</td><td>None</td><td></td></tr><tr><td>0.9% Sodium chloride solution</td><td>Hunan Kelun Pharmaceutical Co., Ltd.</td><td>H43020455</td><td></td></tr><tr><td>Penicillin</td><td>Shanghai Kangfu chemical pharmaceutical Co., Ltd.</td><td>None</td><td></td></tr><tr><td>Buprenorphine</td><td>Tianjin Pharmaceutical Research Institute Pharmaceutical Co., Ltd.</td><td>None</td><td></td></tr><tr><td>Paraformaldehyde</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>16005</td><td>Dilute to final concentration of 10% in PBS</td></tr><tr><td>EDTA</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>E9884</td><td>Dilute to final concentration of 20% in PBS</td></tr><tr><td>0.1% Hematoxylin Solution, Mayer&amp;rsquo;s</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>MHS16</td><td></td></tr><tr><td>0.5% Eosin Y solution, alcoholic</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>HT110116</td><td></td></tr><tr><td>Safranin O</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>S8884</td><td></td></tr><tr><td>Fast Green</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>F7258</td><td></td></tr><tr><td>Shandon Excelsior ESTM Tissue Processor</td><td>Thermo Fisher</td><td>A78400006</td><td></td></tr><tr><td>Shandon Histocentre&amp;trade; 3 Tissue Embedding Center</td><td>Thermo Fisher</td><td>B64100010</td><td></td></tr><tr><td>Fully Automated Rotary Microtome</td><td>Leica</td><td>RM2255</td><td></td></tr><tr><td>DiD</td><td>Molecular Probes, Life&lt;br/&gt; Technologies</td><td>V-22887</td><td></td></tr><tr><td>D-MEM High Glucose</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>D5648</td><td></td></tr><tr><td>PBS</td><td>GIBCO, Life Technologies</td><td>14190-144</td><td></td></tr><tr><td>0.25% Trypsin-EDTA</td><td>Invitrogen</td><td>25200-114</td><td></td></tr><tr><td>10 cm Petri Dish</td><td>Corning</td><td>V118877</td><td></td></tr><tr><td>Centrifuge</td><td>Beckman</td><td>Optima MAX-TL</td><td></td></tr><tr><td>Fluorescent microscope</td><td>Olympus</td><td>BX53</td><td></td></tr><tr><td>0.4% Trypan Blue solution</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>93595</td><td></td></tr><tr><td>Titetamme</td><td>Virbac (Zoletil 50)</td><td>1000000188</td><td></td></tr><tr><td>Zolazepam</td><td>Virbac (Zoletil 50)</td><td>1000000188</td><td></td></tr><tr><td>Sterile hyposermic syringe for single use 26G</td><td>Shanghai Misawa Medical Industry</td><td>None</td><td></td></tr><tr><td>IVIS Spectrum In Vivo Imaging System</td><td>PerkinElmer</td><td>124262</td><td></td></tr><tr><td>Living Imaging 4.0 software</td><td>PerkinElmer</td><td>None</td><td></td></tr></tbody></table>

in vivo tracking of human adipose-derived mesenchymal stem cells in a rat knee osteoarthritis model with fluorescent lipophilic membrane dye

무릎 관절염 (KOA)에 대 한 인간 지방 유래 간 엽 줄기 세포 (haMSC) 치료의 임상 적용을 지원 하기 위해 셀 지의 효능과 동물 모델에서 haMSCs의 biodistribution을 검사 합니다. 우리는 질 성 형광 염료와 haMSCs의 세포 막에 레이블을 하는 방법을 설명 했다. 그 후, 수술로 유도 KOA와 쥐에 있는 레이블된 셀의 내부 관절 주사는 vivo에서 이미징 시스템에서 동적으로 모니터링 했다. 우리는 질 성 고용 carbocyanines 않았다 (DilC18 (5)), 조직 주변에서 자연 녹색 autofluorescence의 자극을 피하기 위해 빨간색 레이저를 활용 하는 빨강 형광 Dil (dialkylcarbocyanines) 아날로그. 또한, 레드 이동 방출 스펙트럼의 살아있는 동물에서 깊은 조직의 이미징 및 레이블 프로시저 발생 세포 독성 효과 또는 haMSCs 기능 손상을 허용 했다. 이 접근은 쥐 KOA 모델에서 haMSCs에 대 한 효율적인 추적 방법으로 보였다. 이 방법의 응용 프로그램 또한 최적의 관리 경로 및 전 임상 연구에서 다른 소스에서 MSCs의 복용량을 결정 하기 위해 사용 될 수 있습니다.

KOA 모델을 유도 하기 위하여 m M SD 쥐 (그림 3)의 오른쪽 무릎 관절에 수행 되었다. 수술 후 8 주 쥐 희생 했다 고 무릎 관절의 직렬 섹션 두 H로 평가 했다 &#38;와 Safranin O/빠른 그린 얼룩 (그림 4). H에 대 한 &#38; 전자 얼룩, 관절 연골의 표면 전시 보다 수술을 하지 않고 정상적인 관절 수술 무릎에 거칠어 테두리. Safranin O/빠른 그린 ...

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In Vivo Tracking of Human Adipose-derived Mesenchymal Stem Cells in a Rat Knee Osteoarthritis Model with Fluorescent Lipophilic Membrane Dye

Vivo에서 인간 지방 유래 중간 엽 줄기 세포 형광 질 성 막 염료와 쥐 무릎 관절염 모델에서의 추적

이 프로토콜에는 빨강 형광 라벨 내부 관절 (IA) 주입을 통해 쥐 무릎 관절염 (KOA) 모델에 의해 셀 속성과 biodistribution 인간 지방 유래 중간 엽 줄기 세포 (haMSCs)의 모니터링 하는 효율적인 방법을 설명 합니다.

In order to support the clinical application of human adipose-derived mesenchymal stem cell (haMSC) therapy for knee osteoarthritis (KOA), we examined the ...

in-vivo-tracking-human-adipose-derived-mesenchymal-stem-cells-rat

Research

JoVE Journal

Developmental Biology

In Vivo Tracking of Human Adipose-derived Mesenchymal Stem Cells in a Rat Knee Osteoarthritis Model with Fluorescent Lipophilic Membrane Dye

8.9K 조회수.  Cellular Biomedicine Group, China. 이 프로토콜에는 빨강 형광 라벨 내부 관절 (IA) 주입을 통해 쥐 무릎 관절염 (KOA) 모델에 의해 셀 속성과 biodistribution 인간 지방 유래 중간 엽 줄기 세포 (haMSCs)의 모니터링 하는 효율적인 방법을 설명 합니다.

비디오: In Vivo Tracking of Human Adipose-derived Mesenchymal Stem Cells in a Rat Knee Osteoarthritis Model with Fluorescent Lipophilic Membrane Dye

Labeling Stem Cells with Fluorescent Dyes for non-invasive Detection with Optical Imaging

Optical imaging (OI) is an easy, fast and inexpensive tool for in vivo monitoring of new stem cell based therapies. The technique is based on ex vivo labeling of stem cells with a fluorescent dye, subsequent intravenous injection of the labeled cells and visualization of their accumulation in specific target organs or pathologies. The presented technique demonstrates how we label human mesenchymal stem cells (hMSC) by simple incubation with the lipophilic fluorescent dye DiD (C67H103CIN2O3S) and how we label human embryonic stem cells (hESC) with the FDA approved fluorescent dye Indocyanine Green (ICG). The uptake mechanism is via adherence and diffusion of the lypophilic dye across the phospholipid cell membrane bilayer. The labeling efficiency is usually improved if the cells are incubated with the dye in serum-free media as opposed to incubation in serum-containing media. Furthermore, the addition of the transfection agent Protamine Sulfate significantly improves contrast agent uptake.

This video shows techniques for labeling of human embryonic stem cells and mesenchymal stem cells with fluorescent dyes. This technique can be used for an in vivo tracking of transplanted stem cells with optical imaging and for histopathological correlations with fluorescence microscopy.

광학 이미징과 비침습 감지를위한 형광 염료와 함께 줄기 세포를 라벨링

Optical imaging (OI) is an easy, fast and inexpensive tool for in vivo monitoring of new stem cell based therapies. The technique is based on ex vivo ...

연구

생물학

Tracking Dynamics of Muscle Engraftment in Small Animals by In Vivo Fluorescent Imaging

Muscular dystrophies are a group of degenerative muscle diseases characterized by progressive loss of contractile muscle cells. Currently, there is no curative treatment available. Recent advances in stem cell biology have generated new hopes for the development of effective cell based therapies to treat these diseases. Transplantation of various types of stem cells labeled with fluorescent proteins into muscles of dystrophic animal models has been used broadly in the field. A non-invasive technique with the capability to track the transplanted cell fate longitudinally can further our ability to evaluate muscle engraftment by transplanted cells more accurately and efficiently.
In the present study, we demonstrate that in vivo fluorescence imaging is a sensitive and reliable method for tracking transplanted GFP (Green Fluorescent Protein)-labeled cells in mouse skeletal muscles. Despite the concern about background due to the use of an external light necessary for excitation of fluorescent protein, we found that by using either nude mouse or eliminating hair with hair removal reagents much of this problem is eliminated. Using a CCD camera, the fluorescent signal can be detected in the tibialis anterior (TA) muscle after injection of 5 x 105 cells from either GFP transgenic mice or eGFP transduced myoblast culture. For more superficial muscles such as the extensor digitorum longus (EDL), injection of fewer cells produces a detectable signal. Signal intensity can be measured and quantified as the number of emitted photons per second in a region of interest (ROI). Since the acquired images show clear boundaries demarcating the engrafted area, the size of the ROI can be measured as well. If the legs are positioned consistently every time, the changes in total number of photons per second per muscle and the size of the ROI reflect the changes in the number of engrafted cells and the size of the engrafted area. Therefore the changes in the same muscle over time are quantifiable. In vivo fluorescent imaging technique has been used primarily to track the growth of tumorogenic cells, our study shows that it is a powerful tool that enables us to track the fate of transplanted stem cells.

Tracking Dynamics of Muscle Engraftment in Small Animals by In Vivo Fluorescent Imaging

We describe an in vivo fluorescence imaging protocol to monitor muscle regeneration by GFP-labeled myoblasts after transplantation into skeletal muscles of both healthy and dystrophic mice. This protocol can be adapted to study muscle regeneration by transplantation of other types of cells and in other muscular conditions as well.

작은 동물의 근육 Engraftment의 역학에 의해 추적 VIVO에서 형광 이미징

Muscular dystrophies are a group of degenerative muscle diseases characterized by progressive loss of contractile muscle cells. Currently, there is no ...

In Vivo Optical Imaging of Brain Tumors and Arthritis Using Fluorescent SapC-DOPS Nanovesicles

We describe a multi-angle rotational optical imaging (MAROI) system for in vivo monitoring of physiopathological processes labeled with a fluorescent marker. Mouse models (brain tumor and arthritis) were used to evaluate the usefulness of this method. Saposin C (SapC)-dioleoylphosphatidylserine (DOPS) nanovesicles tagged with CellVue Maroon (CVM) fluorophore were administered intravenously. Animals were then placed in the rotational holder (MARS) of the in vivo imaging system. Images were acquired in 10&#176; steps over 380&#176;. A rectangular&#160;region of interest (ROI) was placed across the full image width at the model disease site. Within the ROI, and for every image, mean fluorescence intensity was computed after background subtraction. In the mouse models studied, the labeled nanovesicles were taken up in both the orthotopic and transgenic brain tumors, and in the arthritic sites (toes and ankles). Curve analysis of the multi angle image ROIs determined the angle with the highest signal. Thus, the optimal angle for imaging each disease site was characterized. The MAROI method applied to imaging of fluorescent compounds is a noninvasive, economical, and precise tool for in vivo quantitative analysis of the disease states in the described mouse models.

In Vivo Optical Imaging of Brain Tumors and Arthritis Using Fluorescent SapC-DOPS Nanovesicles

We describe a multi-angle rotational optical imaging (MAROI) system for in vivo quantitation of a fluorescent marker delivered by saposin C (SapC)-dioleoylphosphatidylserine (DOPS) nanovesicles. Employing mouse models of cancer and arthritis, we demonstrate how the MAROI signal curve analysis can be used for the precise mapping and biological characterization of disease processes.

형광 SAPC-DOPS Nanovesicles을 사용하여 뇌 종양 및 관절염의 생체 광학 이미징

We describe a multi-angle rotational optical imaging (MAROI) system for in vivo monitoring of physiopathological processes labeled with a fluorescent ...

의학

Tracking Mouse Bone Marrow Monocytes In Vivo

Real time multiphoton imaging provides a great opportunity to study cell trafficking and cell-to-cell interactions in their physiological 3-dimensionnal environment. Biological activities of immune cells mainly rely on their motility capacities. Blood monocytes have short half-life in the bloodstream; they originate in the bone marrow and are constitutively released from it. In inflammatory condition, this process is enhanced, leading to blood monocytosis and subsequent infiltration of the peripheral inflammatory tissues. Identifying the biomechanical events controlling monocyte trafficking from the bone marrow towards the vascular network is an important step to understand monocyte physiopathological relevance. We performed in vivo time-lapse imaging by two-photon microscopy of the skull bone marrow of the Csf1r-Gal4VP16/UAS-ECFP (MacBlue) mouse. The MacBlue mouse expresses the fluorescent reporters enhanced cyan fluorescent protein (ECFP) under the control of a myeloid specific promoter 1, in combination with vascular network labelling. We describe how this approach enables the tracking of individual medullar monocytes in real time to further quantify the migratory behaviour within the bone marrow parenchyma and the vasculature, as well as cell-to-cell interactions. This approach provides novel insights into the biology of the bone marrow monocyte subsets and allows to further address how these cells can be influenced in specific pathological conditions.

Tracking Mouse Bone Marrow Monocytes In Vivo

Monocytes are key regulators of innate immunity and play a critical role in the renewal of the peripheral mononuclear phagocytic system and in case of inflammation. This manuscript describes the procedure of real time imaging of the mouse calvaria bone marrow to study the monocyte mobilisation mechanism.

마우스 골수 단핵구를 추적<em&gt; 생체</em

Real time multiphoton imaging provides a great opportunity to study cell trafficking and cell-to-cell interactions in their physiological 3-dimensionnal ...

면역학 및 감염병학

Femur Window Chamber Model for In Vivo Cell Tracking in the Murine Bone Marrow

Bone marrow is a complex organ that contains various hematopoietic and non-hematopoietic cells. These cells are involved in many biological processes, including hematopoiesis, immune regulation and tumor regulation. Commonly used methods for understanding cellular actions in the bone marrow, such as histology and blood counts, provide static information rather than capturing the dynamic action of multiple cellular components in vivo. To complement the standard methods, a window chamber (WC)-based model was developed to enable serial in vivo imaging of cells and structures in the murine bone marrow. This protocol describes a surgical procedure for installing the WC in the femur, in order to facilitate long-term optical access to the femoral bone marrow. In particular, to demonstrate its experimental utility, this WC approach was used to image and track neutrophils within the vascular network of the femur, thereby providing a novel method to visualize and quantify immune cell trafficking and regulation in the bone marrow. This method can be applied to study various biological processes in the murine bone marrow, such as hematopoiesis, stem cell transplantation, and immune responses in pathological conditions, including cancer.

Femur Window Chamber Model for In Vivo Cell Tracking in the Murine Bone Marrow

The protocol describes a novel murine femur window chamber model that can be used to track movement of cells in the femoral bone marrow in vivo. Intravital multiphoton fluorescence microscopy is used to image three components of the femoral bone marrow (vasculature, collagen matrix, and neutrophils) over time.

대한 대퇴골 창 회의소 모델<em&gt; 생체</em쥐의 골수에서&gt; 셀 추적

Bone marrow is a complex organ that contains various hematopoietic and non-hematopoietic cells. These cells are involved in many biological processes, ...

In Vivo Imaging and Tracking of Technetium-99m Labeled Bone Marrow Mesenchymal Stem Cells in Equine Tendinopathy

Recent advances in the application of bone marrow mesenchymal stem cells (BMMSC) for the treatment of tendon and ligament injuries in the horse suggest improved outcome measures in both experimental and clinical studies. Although the BMMSC are implanted into the tendon lesion in large numbers (usually 10 - 20 million cells), only a relatively small number survive (&#60;10%) although these can persist for up to 5 months after implantation. This appears to be a common observation in other species where BMMSC have been implanted into other tissues and it is important to understand when this loss occurs, how many survive the initial implantation process and whether the cells are cleared into other organs. Tracking the fate of the cells can be achieved by radiolabeling the BMMSC prior to implantation which allows non-invasive in vivo imaging of cell location and quantification of cell numbers.
This protocol describes a cell labeling procedure that uses Technetium-99m (Tc-99m), and tracking of these cells following implantation into injured flexor tendons in horses. Tc-99m is a short-lived (t1/2 of 6.01 hr) isotope that emits gamma rays and can be internalized by cells in the presence of the lipophilic compound hexamethylpropyleneamine oxime (HMPAO). These properties make it ideal for use in nuclear medicine clinics for the diagnosis of many different diseases. The fate of the labeled cells can be followed in the short term (up to 36 hr) by gamma scintigraphy to quantify both the number of cells retained in the lesion and distribution of the cells into lungs, thyroid and other organs. This technique is adapted from the labeling of blood leukocytes and could be utilized to image implanted BMMSC in other organs.

In Vivo Imaging and Tracking of Technetium-99m Labeled Bone Marrow Mesenchymal Stem Cells in Equine Tendinopathy

This protocol describes the radiolabeling of equine mesenchymal stem cells and their implantation into tendon injuries in the horse in order to determine cell survival and tissue distribution using gamma scintigraphy.

말 건 병증에 골수 중간 엽 줄기 세포를 레이블 테크네튬 99m의 생체 ​​이미징 및 추적에서

Recent advances in the application of bone marrow mesenchymal stem cells (BMMSC) for the treatment of tendon and ligament injuries in the horse suggest ...

Ultrasound-guided Intracardiac Injection of Human Mesenchymal Stem Cells to Increase Homing to the Intestine for Use in Murine Models of Experimental Inflammatory Bowel Diseases

Crohn&#39;s disease (CD) is a common chronic inflammatory disease of the small and large intestines. Murine and human mesenchymal stem cells (MSCs) have immunosuppressive potential and have been shown to suppress inflammation in mouse models of intestinal inflammation, even though the route of administration can limit their homing and effectiveness 1,3,4,5. Local application of MSCs to colonic injury models has shown greater efficacy at ameliorating inflammation in the colon. However, there is paucity of data on techniques to enhance the localization of human bone marrow-derived MSCs (hMSCs) to the small intestine, the site of inflammation in the SAMP-1/YitFc (SAMP) model of experimental Crohn&#39;s disease. This work describes a novel technique for the ultrasound-guided intracardiac injection of hMSCs in SAMP mice, a well-characterized spontaneous model of chronic intestinal inflammation. Sex- and age-matched, inflammation-free AKR/J (AKR) mice were used as controls. To analyze the biodistribution and the localization, hMSCs were transduced with a lentivirus containing a triple reporter. The triple reporter consisted of firefly luciferase (fl), for bioluminescent imaging; monomeric red fluorescent protein (mrfp), for cell sorting; and truncated herpes simplex virus thymidine kinase (ttk), for positron emission tomography (PET) imaging. The results of this study show that 24 h after the intracardiac administration, hMSCs localize in the small intestine of SAMP mice as opposed to inflammation-free AKR mice. This novel, ultrasound-guided injection of hMSCs in the left ventricle of SAMP mice ensures a high success rate of cell delivery, allowing for the rapid recovery of mice with minimal morbidity and mortality. This technique could be a useful method for the enhanced localization of MSCs in other models of small-intestinal inflammation, such as TNF&#916;RE6. Future studies will determine if the increased localization of hMSCs by intra-arterial delivery can lead to increased therapeutic efficacy.

Murine studies in models of colonic inflammation have demonstrated that a small percentage (1 - 5%) of mesenchymal stem cells (MSC) injected intravenously or intraperitoneally home to the inflamed colon1,2. This study shows that ultrasound-guided intracardiac injections of MSCs result in increased localization to the intestine.

초음파 유도 Intracardiac 주입 실험 선 동적인 장 질병의 Murine 모델에 사용 하기 위해 내장을 추적 증가 인간 중간 엽 줄기 세포의

Crohn&#39;s disease (CD) is a common chronic inflammatory disease of the small and large intestines. Murine and human mesenchymal stem cells (MSCs) have ...

Intratracheal Instillation of Stem Cells in Term Neonatal Rats

Prolonged exposure to high concentrations of oxygen leads to inflammation and acute lung injury, which is similar to human bronchopulmonary dysplasia (BPD). In premature infants, BPD is a major complication despite early use of surfactant therapy, optimal ventilation strategies, and noninvasive positive pressure ventilation. Because pulmonary inflammation plays a crucial role in the pathogenesis of BPD, corticosteroid use is one potential treatment to prevent it. Nevertheless, systemic corticosteroid treatment is not usually recommended for preterm infants due to long-term adverse effects. Preclinical studies and human phase I clinical trials demonstrated that use of mesenchymal stromal cells (MSCs) in hyperoxia-induced lung injuries and in preterm infants is safe and feasible. Intratracheal and intravenous MSC transplantation has been shown to protect against neonatal hyperoxic lung injury. Therefore, intratracheal administration of stem cells and combined surfactant and glucocorticoid treatment has emerged as a new strategy to treat newborns with respiratory disorders. The developmental stage of rat lungs at birth is equivalent to that in human lungs at 26&#8722;28 week of gestation. Hence, newborn rats are appropriate for studying intratracheal administration to preterm infants with respiratory distress to evaluate its efficacy. This intratracheal instillation technique is a clinically viable option for delivery of stem cells and drugs into the lungs.

Described is a protocol for performing intratracheal transplantation of mesenchymal stromal cells (MSCs) through intratracheal injection in term neonatal rats. This technique is a clinically viable option for delivery of stem cells and drugs into neonatal rat lungs to evaluate their efficacy.

신생아 쥐 기간에 줄기 세포의 내 치 통 주입

Prolonged exposure to high concentrations of oxygen leads to inflammation and acute lung injury, which is similar to human bronchopulmonary dysplasia ...

Visualization and Quantification of Mesenchymal Cell Adipogenic Differentiation Potential with a Lineage Specific Marker

Several dyes are currently available for use in detecting differentiation of mesenchymal cells into adipocytes. Dyes, such as Oil Red O, are cheap, easy to use and widely utilized by laboratories analyzing the adipogenic potential of mesenchymal cells. However, they are not specific to changes in gene transcription. We have developed a gene-specific differentiation assay to analyze when a mesenchymal cell has switched its fate to an adipogenic lineage. Immuno-labelling against fatty acid binding protein-4 (FABP4), a lineage-specific marker of adipogenic differentiation, enabled visualization and quantification of differentiated cells. The ability to quantify adipogenic differentiation potential of mesenchymal cells in a 96 well microplate format has promising implications for a number of applications. Hundreds of clinical trials involve the use of adult mesenchymal stromal cells and it is currently difficult to correlate therapeutic outcomes within and especially between such clinical trials. This simple high-throughput FABP4 assay provides a quantitative assay for assessing the differentiation potential of patient-derived cells and is a robust tool for comparing different isolation and expansion methods. This is particularly important given the increasing recognition of the heterogeneity of the cells being administered to patients in mesenchymal cell products. The assay also has potential utility in high throughput drug screening, particularly in obesity and pre-diabetes research.

Traditional methods of assessing adipogenic differentiation are cheap and easy to use, but are not specific to changes in gene expression. We have developed an assay to quantify mesenchymal cell differentiation into mature adipocytes using a lineage specific marker. This assay has diverse applications across basic research and clinical medicine.

시각화 및 간 엽 세포 계보 특정 표시와 함께 Adipogenic 차별화 가능성의 정량화

Several dyes are currently available for use in detecting differentiation of mesenchymal cells into adipocytes. Dyes, such as Oil Red O, are cheap, easy ...

Intraspinal Cavity Injection of Human Mesenchymal Stem Cells and Tracking their Migration into the Rat Brain

Mesenchymal stem cells (MSCs) have been studied for the treatment of various diseases. In neurodegenerative diseases involving defects in both the brain and the spinal cord, the route of administration is very important, because MSCs must migrate to both the brain and the spinal cord. This paper describes a method for administering MSCs into the spinal canal (intraspinal cavity injection) that can target the brain and spinal cord in a rat model. One million MSCs were injected into the spinal canals of rats at the level of lumbar vertebrae 2-3. After administration, the rats were euthanized at 0, 6, and 12 h post-injection. Optical imaging and quantitative real-time polymerase chain reaction (qPCR) were used to track the injected MSCs. The results of the present study demonstrated that MSCs administered via the spinal cavity could be detected subsequently in both the brain and spinal cord at 12 h. Intraspinal cavity injection has the advantage of not requiring general anesthesia and has few side effects. However, the drawback of the low migration rate of MSCs to the brain must be overcome.

<meta charset="utf8"></head><body>인간 중간엽 줄기 세포의 척추강 내 주입 및 쥐 뇌로의 이동 추적

Several routes of administration can be used to deliver mesenchymal stem cells (MSCs) to the brain. In the present study, MSCs were delivered throughout the neuraxis and brain via intra-spinal cavity injection. MSCs were injected into the spinal cavities of rats, and stem cell migration was tracked and quantified.

인간 중간엽 줄기 세포의 척추강 내 주입 및 쥐 뇌로의 이동 추적

Mesenchymal stem cells (MSCs) have been studied for the treatment of various diseases. In neurodegenerative diseases involving defects in both the brain ...

Vivo에서 인간 지방 유래 중간 엽 줄기 세포 형광 질 성 막 염료와 쥐 무릎 관절염 모델에서의 추적

요약

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이 비디오의 챕터

광학 이미징과 비침습 감지를위한 형광 염료와 함께 줄기 세포를 라벨링

작은 동물의 근육 Engraftment의 역학에 의해 추적 VIVO에서 형광 이미징

형광 SAPC-DOPS Nanovesicles을 사용하여 뇌 종양 및 관절염의 생체 광학 이미징

마우스 골수 단핵구를 추적

대한 대퇴골 창 회의소 모델

말 건 병증에 골수 중간 엽 줄기 세포를 레이블 테크네튬 99m의 생체 이미징 및 추적에서

초음파 유도 Intracardiac 주입 실험 선 동적인 장 질병의 Murine 모델에 사용 하기 위해 내장을 추적 증가 인간 중간 엽 줄기 세포의

신생아 쥐 기간에 줄기 세포의 내 치 통 주입

시각화 및 간 엽 세포 계보 특정 표시와 함께 Adipogenic 차별화 가능성의 정량화

인간 중간엽 줄기 세포의 척추강 내 주입 및 쥐 뇌로의 이동 추적

Vivo에서 인간 지방 유래 중간 엽 줄기 세포 형광 질 성 막 염료와 쥐 무릎 관절염 모델에서의 추적

요약

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이 비디오의 챕터

광학 이미징과 비침습 감지를위한 형광 염료와 함께 줄기 세포를 라벨링

작은 동물의 근육 Engraftment의 역학에 의해 추적 VIVO에서 형광 이미징

형광 SAPC-DOPS Nanovesicles을 사용하여 뇌 종양 및 관절염의 생체 광학 이미징

마우스 골수 단핵구를 추적

대한 대퇴골 창 회의소 모델

말 건 병증에 골수 중간 엽 줄기 세포를 레이블 테크네튬 99m의 생체 ​​이미징 및 추적에서

초음파 유도 Intracardiac 주입 실험 선 동적인 장 질병의 Murine 모델에 사용 하기 위해 내장을 추적 증가 인간 중간 엽 줄기 세포의

신생아 쥐 기간에 줄기 세포의 내 치 통 주입

시각화 및 간 엽 세포 계보 특정 표시와 함께 Adipogenic 차별화 가능성의 정량화

인간 중간엽 줄기 세포의 척추강 내 주입 및 쥐 뇌로의 이동 추적

말 건 병증에 골수 중간 엽 줄기 세포를 레이블 테크네튬 99m의 생체 이미징 및 추적에서