Name: sequential in vivo imaging of osteogenic stem/progenitor cells during fracture repair
Uploaded: 2014-05-23T13:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Sequential In vivo Imaging of Osteogenic Stem/Progenitor Cells During Fracture Repair at JoVE.com

Мы благодарим С. парк за чтение рукописи. Эта работа была поддержана NIAMS под Award Количество K01AR061434 и лейкемии и лимфомы общества стипендий премии (5127-09) в DP и гранты Национальных Институтов Здоровья в CPL и DTS Содержание несут их авторов и не обязательно отражают официальную точку зрения Национального института здравоохранения.

1. Мыши и Предобусловливание Примечание: Все Мышей содержали в свободных от патогенов условиях и все протоколы были одобрены уходу и использованию животных комитета институционального (IACUC) на Массачусетского общего госпиталя на. Все операции должны проводиться в стерил...

<ol>
	<li>Harada, S., Rodan, G. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Control+of+osteoblast+function+and+regulation+of+bone+mass.">Control of osteoblast function and regulation of bone mass.</a> Nature. 423, 349-355 (2003).</li><li>Manolagas, S. C., Parfitt, A. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=What+old+means+to+bone.">What old means to bone.</a> Trends Endocrinol Metab. 21, 369-374 (2010).</li><li>Khosla, S., Riggs, B. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Pathophysiology+of+age-related+bone+loss+and+osteoporosis.">Pathophysiology of age-related bone loss and osteoporosis.</a> Endocrinol Metab Clin North Am. 34, 1015-1030 (2005).</li><li>Friedenstein, A. J., Chailakhyan, R. K., Latsinik, N. V., Panasyuk, A. F., Keiliss-Borok, I. V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Stromal+cells+responsible+for+transferring+the+microenvironment+of+the+hemopoietic+tissues.+Cloning+in+vitro+and+retransplantation+in+vivo.">Stromal cells responsible for transferring the microenvironment of the hemopoietic tissues. Cloning in vitro and retransplantation in vivo.</a> Transplantation. 17, 331-340 (1974).</li><li>Mendez-Ferrer, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Mesenchymal+and+haematopoietic+stem+cells+form+a+unique+bone+marrow+niche.">Mesenchymal and haematopoietic stem cells form a unique bone marrow niche.</a> Nature. 466, 829-834 (2010).</li><li>Park, D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Endogenous+Bone+Marrow+MSCs+Are+Dynamic,+Fate-Restricted+Participants+in+Bone+Maintenance+and+Regeneration.">Endogenous Bone Marrow MSCs Are Dynamic, Fate-Restricted Participants in Bone Maintenance and Regeneration.</a> Cell Stem Cell. 10, 259-272 (2012).</li><li>Schindeler, A., McDonald, M. M., Bokko, P., Little, D. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Bone+remodeling+during+fracture+repair:+The+cellular+picture.">Bone remodeling during fracture repair: The cellular picture.</a> Semin Cell Dev Biol. 19, 459-466 (2008).</li><li>Holstein, J. H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Rapamycin+affects+early+fracture+healing+in+mice.">Rapamycin affects early fracture healing in mice.</a> Br J Pharmacol. 154, 1055-1062 (2008).</li><li>Maes, C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Osteoblast+precursors,+but+not+mature+osteoblasts,+move+into+developing+and+fractured+bones+along+with+invading+blood+vessels.">Osteoblast precursors, but not mature osteoblasts, move into developing and fractured bones along with invading blood vessels.</a> Dev Cell. 19, 329-344 (2010).</li><li>Grcevic, D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=In+vivo+fate+mapping+identifies+mesenchymal+progenitor+cells.">In vivo fate mapping identifies mesenchymal progenitor cells.</a> Stem Cells. 30, 187-196 (2012).</li><li>O'Neill, K. R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Micro-computed+tomography+assessment+of+the+progression+of+fracture+healing+in+mice.">Micro-computed tomography assessment of the progression of fracture healing in mice.</a> Bone. 50, 1357-1367 (2012).</li><li>Kovar, J. L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Near-infrared-labeled+tetracycline+derivative+is+an+effective+marker+of+bone+deposition+in+mice.">Near-infrared-labeled tetracycline derivative is an effective marker of bone deposition in mice.</a> Anal Biochem. 416, 167-173 (2011).</li><li>Mayer-Kuckuk, P., Boskey, A. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Molecular+imaging+promotes+progress+in+orthopedic+research.">Molecular imaging promotes progress in orthopedic research.</a> Bone. 39, 965-977 (2006).</li><li>Lo Celso, C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Live-animal+tracking+of+individual+haematopoietic+stem/progenitor+cells+in+their+niche.">Live-animal tracking of individual haematopoietic stem/progenitor cells in their niche.</a> Nature. 457, 92-96 (2009).</li><li>Kuhn, R., Schwenk, F., Aguet, M., Rajewsky, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Inducible+gene+targeting+in+mice.">Inducible gene targeting in mice.</a> Science. 269, 1427-1429 (1995).</li><li>Duran-Struuck, R., Dysko, R. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Principles+of+bone+marrow+transplantation+(BMT):+providing+optimal+veterinary+and+husbandry+care+to+irradiated+mice+in+BMT+studies.">Principles of bone marrow transplantation (BMT): providing optimal veterinary and husbandry care to irradiated mice in BMT studies.</a> Journal of the American Association for Laboratory Animal Science: JAALAS. 48, 11-22 (2009).</li><li>Tu, Q., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Osterix+overexpression+in+mesenchymal+stem+cells+stimulates+healing+of+critical-sized+defects+in+murine+calvarial+bone.">Osterix overexpression in mesenchymal stem cells stimulates healing of critical-sized defects in murine calvarial bone.</a> Tissue Eng. 13, 2431-2440 (2007).</li></ol>

Регулирование скелетных стволовых клеток может иметь большое значение для определения более совершенных методов для достижения регенерации кости. Количественный и порядковый изображений на клеточном уровне была технически сложной задачей. Хотя модель перелом длинных костей мыши ш?...

Дегенеративные заболевания костей и возрастная потеря костной приводит к высокому риску остеопороза переломов стала одной из основных проблем в области общественного здравоохранения 1. Обслуживание Кость контролируется, формирующие костную остеобластов и костных резорбции остеокластов. Дефекты клеток костного формирования являются основной причиной возрастной потери костной ткани и дегенеративных заболеваний костей 2,3. В то время как обширные исследования были направлены на улучшение заживления переломов, открытие надежных препаратов для лечения дегенеративных заболеваний костей и переломить слабость переломов остается важным вопросом. Таким образом, изучение источник клеток костного формирования и их механизмов контроля в регенерации и восстановления костей обеспечивает новый представление для повышения скелетных регенерацию и обратить вспять заболеваниями потери костной массы. Существование мультипотентными мезенхимальных клеток в костном мозге была предложена на основании идентификации клоногенных населения, которые могли бы иначеИАТЭ в остеогенные, Adipogenic и хондрогенные клоны экс естественных 4. Недавно несколько исследования показали, что скелетные / мезенхимальные стволовые клетки (КСЭ / МСК) являются естественным источником остеобластов и имеют решающее значение для костной ткани, реконструкции и ремонта трещин 5,6 . Кроме того, наша линия трассировки исследование показало, что зрелые остеобласты имеют неожиданно короткий период полураспада (~ 60 дней) и постоянно пополняется за счет их стволовых клеток / клеток-предшественников как в нормальных гомеостатических и ремонт перелом условиях 6. Тем не менее, личность в естественных условиях из стволовых клеток и как такие клетки реагируют на перелом травмы и поставить клетки костного формирования неясны. Таким образом, важно разработать метод, который способен анализировать миграции, пролиферации и дифференцировки эндогенных SSCS / МСК в в физиологических условиях. Перелом ремонт многоклеточным и динамичный процесс регулируется массив комплексацитокины и факторы роста 7. Самый популярный подход для изучения разрушения является использование животную модель с переломом долгосрочной кости и проанализировать кости, кости срезов и методов иммунофлуоресцентных 8-10. Этот процесс ремонта можно контролировать с помощью нескольких методов визуализации в том числе микро-КТ 11, ближней инфракрасной флуоресценции 12 и ХЛ изображений 13. Однако каждый метод имеет определенные ограничения и не было эффективного способа контролировать функцию КСЭ / MSC на клеточном уровне в естественных условиях. Недавно конфокальной / двухфотонного прижизненной микроскопии был разработан и используется для обнаружения трансплантированных раковых клеток и гемопоэтических стволовых клеток в контексте их микросреды костного мозга даже при разрешении одноклеточного в живых животных 14. Объединив эту технологию с серией моделей трассировки линии преемственности, мы смогли определить, что клетки остеогенной стволовых / предшественники могут быть генетически отмечен переходного переменного токативации сопротивления myxovirus -1 (Mx1) промоутер и MX1-индуцированной предшественников может поддерживать большинство зрелых остеобластов в течение долгого времени, но не участвуют в генерации хондроцитов у взрослых мышей 6. Кроме того, мы показали, что Mx1 меченные OSPCs поставлять большинство новых остеобластов в трещины исцеления 6. Здесь, используя модели отслеживания костно-происхождение и прижизненный микроскопии, протокол обеспечивается определить Vivo кинетики в из MX1 + остеогенных стволовых клеток / клеток-предшественников в репарации переломов. Этот протокол предлагает последовательный воображение для того чтобы отслеживать перемещение остеогенных шток / предшественников в сайтах разрушения и количественное измерение расширения osteoprogenitor в начале процесса восстановления. Этот подход может быть полезен в нескольких контекстах, включая оценки терапевтических кандидатов для улучшения восстановления костей.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="829">
	<colgroup>
		<col />
		<col />
		<col />
		<col />
	</colgroup>
	<tbody>
		<tr height="63">
			<td height="63" style="height:63px;width:216px;">C57BL/6J (H-2b)</td>
			<td style="width:140px;">Jackson Laboratories (Bar Harbor, ME)</td>
			<td style="width:195px;">000664</td>
			<td style="width:279px;"></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:216px;">Ketamine Hydrochloride Injection</td>
			<td style="width:140px;">Bionichepharma</td>
			<td style="width:195px;">67457-001-10</td>
			<td>&#160;Vial size: 10 ml (50 mg/ml)</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Xylazine Sterile Solution</td>
			<td style="width:140px;">Lloyd Inc.</td>
			<td style="width:195px;">NADA# 139-236</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Buprenorphine Hl</td>
			<td style="width:140px;">BEDFORD LAB</td>
			<td style="width:195px;">NDC 55390-100-10</td>
			<td>Vial: 0.3 mg/ml, Doses: 0.05-0.1 mg/kg</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">DPBS, 1X</td>
			<td style="width:140px;">CORNING cellgro</td>
			<td style="width:195px;">21-031-CV</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:216px;">Alcohol Prep Pads (70% Isopropyl alcohol)</td>
			<td style="width:140px;">Kendall WEBCOL</td>
			<td style="width:195px;">5110</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Fine Surgical Scissor</td>
			<td style="width:140px;">F.S.T</td>
			<td style="width:195px;">14568-09</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Extra fine Forceps</td>
			<td style="width:140px;">F.S.T</td>
			<td style="width:195px;">11150-10</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">VICRYL*Plus Suture</td>
			<td style="width:140px;">Ethicon</td>
			<td style="width:195px;">VCP490G</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:216px;">Qtracker 705 non-targeted quantum dot</td>
			<td style="width:140px;">Invitrogen</td>
			<td style="width:195px;">Q21061</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Methocel 2%</td>
			<td style="width:140px;">OmmiVision</td>
			<td style="width:195px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:216px;">pIpC (Polyinosinic-polycytidylic acid)&#160;&#160;</td>
			<td style="width:140px;">Sigma</td>
			<td style="width:195px;">P0913-50MG</td>
			<td>100 &#956;l (2.5 mg/ml in PBS) for 10 g of mouse</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:216px;">Mai Tai Tunable Ultrafast Lasers</td>
			<td style="width:140px;">Spectra Physics</td>
			<td style="width:195px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:216px;">Dual Calypso 491 + 532 nm DPSS laser</td>
			<td style="width:140px;">Cobolt AB</td>
			<td style="width:195px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Radius-635 HeNe laser</td>
			<td style="width:140px;">Coherent</td>
			<td style="width:195px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

sequential in vivo imaging of osteogenic stem/progenitor cells during fracture repair

Кость переворачивается непрерывно и настоятельно регенеративная следующие травмы. Остеогенные стволовых клеток / предшественников уже давно предположили существование, но в естественных условиях демонстрации таких клеток только недавно были достигнуты. Здесь естественных условиях методы визуализации в исследовать роль эндогенных остеогенных стволовых клеток / клеток-предшественников (OSPCs) и их потомство в ремонте костной предоставляются. Использование костно-клонов клетки трассировки модели и прижизненной визуализации индуцированных микротрещин в свода черепа кости, OSPCs можно непосредственно наблюдать в течение первых нескольких дней после травмы, в которых критические события в начале процесса восстановления произойти. Сайты Травмы могут быть последовательно отображены показывая, что OSPCs переехать в травме, увеличение числа и дифференцируются в остеобласты костных формирования. Эти методы предлагают средства исследования роли стволовых клеток внутренних и внешних регуляторов молекулярной для регенерации и восстановления костей.

<html> Стабилизировалась долго модель перелом кости был популярен в исследованиях разрушения. Тем не менее, длинная кость или большие модели разрушения вызвать многократное повреждение тканей и, следовательно, имеют ограничение в количественном измерении функции костных клеток. Мы разр...

Watch this Scientific Journal Video about Sequential In vivo Imaging of Osteogenic Stem/Progenitor Cells During Fracture Repair at JoVE.com

Sequential In vivo Imaging of Osteogenic Stem/Progenitor Cells During Fracture Repair

Количественное измерение функции костного предшественников в лечении переломов требуется технологию серийного изображений с высоким разрешением. Здесь, протоколы предназначены для использования прижизненной микроскопии и отслеживание костно-клонов, чтобы последовательно изображение и количественной оценки миграции, пролиферации и дифференцировки остеогенных эндогенных стволовых клеток / клеток-предшественников в процессе ремонта переломов костей.

Последовательный<em&gt; В естественных условиях</em&gt; Визуализация остеогенные стволовых / клеток-предшественников во время разрушения Ремонт

Bone turns over continuously and is highly regenerative following injury. Osteogenic stem/progenitor cells have long been hypothesized to exist, but in ...

Research

JoVE Journal

Medicine

Sequential In vivo Imaging of Osteogenic Stem/Progenitor Cells During Fracture Repair

In vivo Dual Substrate Bioluminescent Imaging

In vivo Dual Substrate Bioluminescent Imaging

В естественных условиях двойного основания Bioluminescent изображений

Our understanding of how and when breast cancer cells transit from established primary tumors to metastatic sites has increased at an exceptional rate ...

3D-Neuronavigation In Vivo Through a Patient's Brain During a Spontaneous Migraine Headache

3D-Neuronavigation In Vivo Through a Patient's Brain During a Spontaneous Migraine Headache

3D-Нейронавигация<em&gt; В Vivo</em&gt; Через мозга пациента во время спонтанного головной боли мигрени

A growing body of research, generated primarily from MRI-based studies, shows that migraine appears to occur, and possibly endure, due to the alteration ...

In vivo 19F MRI for Cell Tracking

In vivo 19F MRI for Cell Tracking

В естественных условиях 19 F МРТ для отслеживания сотовых

In vivo 19F MRI allows quantitative cell tracking without the use of ionizing radiation. It is a noninvasive technique that can be applied to humans. ...

In Vivo Dynamics of Retinal Microglial Activation During Neurodegeneration: Confocal Ophthalmoscopic Imaging and Cell Morphometry in Mouse Glaucoma

In Vivo Dynamics of Retinal Microglial Activation During Neurodegeneration: Confocal Ophthalmoscopic Imaging and Cell Morphometry in Mouse Glaucoma

В Vivo Динамика сетчатки микроглии активации во нейродегенерации: конфокальной офтальмоскопической изображений и клеточной морфометрии в мышь Глаукома

Microglia, which are CNS-resident neuroimmune cells, transform their morphology and size in response to CNS damage, switching to an activated state with ...

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

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

В естественных изображений и слежения за технеция-99m меченого костного мозга мезенхимальных стволовых клеток в Коневодство 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 ...

Studying Pancreatic Cancer Stem Cell Characteristics for Developing New Treatment Strategies

Изучение рака поджелудочной железы стволовых клеток Характеристики для разработки новых стратегий лечения

Pancreatic ductal adenocarcinoma (PDAC) contains a subset of exclusively tumorigenic cancer stem cells (CSCs) which have been shown to drive tumor ...

Depletion of Mouse Cells from Human Tumor Xenografts Significantly Improves Downstream Analysis of Target Cells

Истощение мышиных клеток из ксенотрансплантатов опухолей человека значительно улучшает Downstream Анализ клеток-мишеней

The use of in vitro cell line models for cancer research has been a useful tool. However, it has been shown that these models fail to reliably mimic ...

In Vivo Evaluation of Fracture Callus Development During Bone Healing in Mice Using an MRI-compatible Osteosynthesis Device for the Mouse Femur

In Vivo Evaluation of Fracture Callus Development During Bone Healing in Mice Using an MRI-compatible Osteosynthesis Device for the Mouse Femur

В естественных условиях Оценка развития каллуса перелом кости Исцеление у мышей с использованием МРТ совместимое устройство остеосинтеза для мыши бедренной

Endochondral fracture healing is a complex process involving the development of fibrous, cartilaginous, and osseous tissue in the fracture callus. The ...

Middle Cerebral Artery Occlusion Allowing Reperfusion via Common Carotid Artery Repair in Mice

Окклюзии средней мозговой артерии, позволяя реперфузии через ремонт общей сонной артерии у мышей

The ischemic stroke is a major cause of adult long-term disability and death worldwide. The current treatments available are limited, with only tissue ...

Longitudinal In Vivo Imaging and Quantification of Human Pancreatic Islet Grafting and Contributing Host Cells in the Anterior Eye Chamber

Продольные изображения In Vivo и количественная оценка человека поджелудочной железы островок прививки и содействия принимающих клеток в передней камере глаза

Imaging beta cells is a key step towards understanding islet transplantation. Although different imaging platforms for the recording of beta cell biology ...