Name: 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
Uploaded: 2017-09-01T12:30:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Ultrasound-guided Intracardiac Injection of Human Mesenchymal Stem Cells to Increase Homing to the Intestine for Use in Murine Models of Experimental Inflamma

Maneesh Dave wordt ondersteund door het ministerie van defensie grant PR141774 en de ziekte van Crohn en Colitis Foundation of America carrière ontwikkeling Award. Het laboratorium van Fabio Cominelli wordt ondersteund door de NIH grants DK042191 (FC), DK055812 (FC), DK091222 (FC) en DK07948 (FC). Het laboratorium van Arnold Caplan wordt gedeeltelijk ondersteund door de L. David en E. Virginia Boudewijn Stichting. De financieringsinstanties had geen rol in de analyse van de studie of het schrijven van het manuscript. De inhoud ervan is uitsluitend de verantwoordelijkheid van de auteurs.

alle muizen experimenten en procedures in de studie werden goedgekeurd door de Case Western Reserve University &#39; s institutionele Animal Care en gebruik Comité. De procedures werden uitgevoerd in associatie voor beoordeling en erkenning van Laboratory Animal Care (AAALAC) geaccrediteerde faciliteit. De BM was aanzuiging onder een universitaire ziekenhuizen institutionele Review Board-goedgekeurde protocol op de cel van de stam kern faciliteit aan de Case Western Reserve University na de geïnformeerde toestemming.<...

<ol>
	<li>Duijvestein, M., 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=Pretreatment+with+interferon-gamma+enhances+the+therapeutic+activity+of+mesenchymal+stromal+cells+in+animal+models+of+colitis.">Pretreatment with interferon-gamma enhances the therapeutic activity of mesenchymal stromal cells in animal models of colitis.</a> Stem Cells. 29 (10), 1549-1558 (2011).</li><li>Sala, E., 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+Stem+Cells+Reduce+Colitis+in+Mice+via+Release+of+TSG6,+Independently+of+Their+Localization+to+the+Intestine.">Mesenchymal Stem Cells Reduce Colitis in Mice via Release of TSG6, Independently of Their Localization to the Intestine.</a> Gastroenterology. 149 (1), 163-176 (2015).</li><li>Gonzalez, M. A., Gonzalez-Rey, E., Rico, L., Buscher, D., Delgado, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Adipose-derived+mesenchymal+stem+cells+alleviate+experimental+colitis+by+inhibiting+inflammatory+and+autoimmune+responses.">Adipose-derived mesenchymal stem cells alleviate experimental colitis by inhibiting inflammatory and autoimmune responses.</a> Gastroenterology. 136 (3), 978-989 (2009).</li><li>Dave, M., 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=Stem+cells+for+murine+interstitial+cells+of+cajal+suppress+cellular+immunity+and+colitis+via+prostaglandin+e2+secretion.">Stem cells for murine interstitial cells of cajal suppress cellular immunity and colitis via prostaglandin e2 secretion.</a> Gastroenterology. 148 (5), 978-990 (2015).</li><li>Manieri, N. A., 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=Mucosally+transplanted+mesenchymal+stem+cells+stimulate+intestinal+healing+by+promoting+angiogenesis.">Mucosally transplanted mesenchymal stem cells stimulate intestinal healing by promoting angiogenesis.</a> J. Clin. Invest. 125 (9), 3606-3618 (2015).</li><li>Kontoyiannis, D., Pasparakis, M., Pizarro, T. T., Cominelli, F., Kollias, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Impaired+on/off+regulation+of+TNF+biosynthesis+in+mice+lacking+TNF+AU-rich+elements:+implications+for+joint+and+gut-associated+immunopathologies.">Impaired on/off regulation of TNF biosynthesis in mice lacking TNF AU-rich elements: implications for joint and gut-associated immunopathologies.</a> Immunity. 10 (3), 387-398 (1999).</li><li>Abraham, C., Cho, J. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Inflammatory+bowel+disease.">Inflammatory bowel disease.</a> N. Engl. J. Med. 361 (21), 2066-2078 (2009).</li><li>Dave, M., Papadakis, K. A., Faubion, W. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Immunology+of+inflammatory+bowel+disease+and+molecular+targets+for+biologics.">Immunology of inflammatory bowel disease and molecular targets for biologics.</a> Gastroenterol. Clin. North Am. 43 (3), 405-424 (2014).</li><li>Dave, M., 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+Stem+Cell+Therapy+for+Inflammatory+Bowel+Disease:+A+Systematic+Review+and+Meta-analysis.">Mesenchymal Stem Cell Therapy for Inflammatory Bowel Disease: A Systematic Review and Meta-analysis.</a> Inflamm. Bowel Dis. 21 (11), 2696-2707 (2015).</li><li>Panes, J., 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=Expanded+allogeneic+adipose-derived+mesenchymal+stem+cells+(Cx601)+for+complex+perianal+fistulas+in+Crohn's+disease:+a+phase+3+randomised,+double-blind+controlled+trial.">Expanded allogeneic adipose-derived mesenchymal stem cells (Cx601) for complex perianal fistulas in Crohn's disease: a phase 3 randomised, double-blind controlled trial.</a> Lancet. 388 (10051), (2016).</li><li>Lee, R. 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=Intravenous+hMSCs+improve+myocardial+infarction+in+mice+because+cells+embolized+in+lung+are+activated+to+secrete+the+anti-inflammatory+protein+TSG-6.">Intravenous hMSCs improve myocardial infarction in mice because cells embolized in lung are activated to secrete the anti-inflammatory protein TSG-6.</a> Cell Stem Cell. 5 (1), 54-63 (2009).</li><li>Gao, J., Dennis, J. E., Muzic, R. F., Lundberg, M., Caplan, A. I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+dynamic+in+vivo+distribution+of+bone+marrow-derived+mesenchymal+stem+cells+after+infusion.">The dynamic in vivo distribution of bone marrow-derived mesenchymal stem cells after infusion.</a> Cells Tissues Organs. 169 (1), 12-20 (2001).</li><li>English, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Mechanisms+of+mesenchymal+stromal+cell+immunomodulation.">Mechanisms of mesenchymal stromal cell immunomodulation.</a> Immunol Cell Biol. 91 (1), 19-26 (2013).</li><li>Pizarro, T. T., 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=SAMP1/YitFc+mouse+strain:+a+spontaneous+model+of+Crohn's+disease-like+ileitis.">SAMP1/YitFc mouse strain: a spontaneous model of Crohn's disease-like ileitis.</a> Inflamm. Bowel Dis. 17 (12), 2566-2584 (2011).</li><li>Lennon, D. P., Caplan, A. I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Isolation+of+human+marrow-derived+mesenchymal+stem+cells.">Isolation of human marrow-derived mesenchymal stem cells.</a> Exp. Hematol. 34 (11), 1604-1605 (2006).</li><li>Lin, P., 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=Serial+transplantation+and+long-term+engraftment+of+intra-arterially+delivered+clonally+derived+mesenchymal+stem+cells+to+injured+bone+marrow.">Serial transplantation and long-term engraftment of intra-arterially delivered clonally derived mesenchymal stem cells to injured bone marrow.</a> Mol. Ther. 22 (1), 160-168 (2014).</li><li>Dennis, J. E., Caplan, A. I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Porous+ceramic+vehicles+for+rat-marrow-derived+(Rattus+norvegicus)+osteogenic+cell+delivery:+effects+of+pre-treatment+with+fibronectin+or+laminin.">Porous ceramic vehicles for rat-marrow-derived (Rattus norvegicus) osteogenic cell delivery: effects of pre-treatment with fibronectin or laminin.</a> J. Oral Implantol. 19 (2), 106-115 (1993).</li><li>Lin, P., 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=Efficient+lentiviral+transduction+of+human+mesenchymal+stem+cells+that+preserves+proliferation+and+differentiation+capabilities.">Efficient lentiviral transduction of human mesenchymal stem cells that preserves proliferation and differentiation capabilities.</a> Stem Cells Transl. Med. 1 (12), 886-897 (2012).</li><li>Love, Z., 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=Imaging+of+mesenchymal+stem+cell+transplant+by+bioluminescence+and+PET.">Imaging of mesenchymal stem cell transplant by bioluminescence and PET.</a> PET. J. Nucl. Med. 48 (12), 2011-2020 (2007).</li><li>Haynesworth, S. E., Goshima, J., Goldberg, V. M., Caplan, A. I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Characterization+of+cells+with+osteogenic+potential+from+human+marrow.">Characterization of cells with osteogenic potential from human marrow.</a> Bone. 13 (1), 81-88 (1992).</li><li>Ishizaka, 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=Intra-arterial+cell+transplantation+provides+timing-dependent+cell+distribution+and+functional+recovery+after+stroke.">Intra-arterial cell transplantation provides timing-dependent cell distribution and functional recovery after stroke.</a> Stroke. 44 (3), 720-726 (2013).</li><li>Schenk, 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=Monocyte+chemotactic+protein-3+is+a+myocardial+mesenchymal+stem+cell+homing+factor.">Monocyte chemotactic protein-3 is a myocardial mesenchymal stem cell homing factor.</a> Stem Cells. 25 (1), 245-251 (2007).</li><li>Hayashi, Y., 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=Topical+implantation+of+mesenchymal+stem+cells+has+beneficial+effects+on+healing+of+experimental+colitis+in+rats.">Topical implantation of mesenchymal stem cells has beneficial effects on healing of experimental colitis in rats.</a> J. Pharmacol. Exp. Ther. 326 (2), 523-531 (2008).</li><li>Kodani, T., 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=Flexible+colonoscopy+in+mice+to+evaluate+the+severity+of+colitis+and+colorectal+tumors+using+a+validated+endoscopic+scoring+system.">Flexible colonoscopy in mice to evaluate the severity of colitis and colorectal tumors using a validated endoscopic scoring system.</a> J. Vis. Exp. (80), e50843 (2013).</li></ol>

Deze studie beschrijft een nieuwe techniek voor de echografie-geleide intracardiac injectie van hMSCs in een kleine-intestinale muismodel van experimentele CD. Deze techniek is zeer hoog tarief van overleving en succes, als het traject van de naald kan worden aangepast op basis van real-time, hoge resolutie beelden van de muis linker ventrikel, geboden door de echografie. Het voordeel van de levering aan het linkerventrikel is dat hMSCs worden vervolgens verdeeld tijdens arterially en veneuze circulatie, dus het vermijde...

Ziekte van Crohn (CD) is een gemeenschappelijk chronische ontstekingsziekte van de kleine en grote darmen en wordt beschouwd als het resultaat zijn van een ongepaste reactie van het immuunsysteem van de gastheer intestinale microben7,8. Recente studies hebben aangetoond dat zowel menselijke als lymfkliertest mesenchymale stamcellen (MSCs) ontsteking in muismodellen van darmontstekingen1,,3,,4,5kunt onderdrukken. Er zijn meerdere lopende klinische proeven die gebruikmaken van menselijke MSCs afgeleid van beenmerg of adipeus weefsel voor de behandeling van patiënten met inflammatoire darmziekte (IBD), waarin CD9. Twee routes voor MSC therapie zijn gebruikt in deze klinische tests: een gaat de systemische infusie (dat wil zeggen, intraveneus) van MSCs voor luminal IBD (inclusief CD), en anderzijds impliceert de gelokaliseerde toepassing/injectie van stamcellen in de fistel darmkanaal van patiënten met perianal CD. In een recente meta-analyse van MSC therapie voor IBD, systemische (dat wil zeggen, intraveneuze) MSC therapie voor luminal IBD (inclusief CD) is doeltreffend bij maximaal 40% (95% CI: 7-79%) van de patiënten, terwijl de werkzaamheid veel hoger, op 61 was % (95% CI: 36-85%), wanneer de MSCs lokaal waren in de zieke CD fistel9geïnjecteerd. Een recente fase III multicentrische gerandomiseerde placebo-gecontroleerde trial van allogene obesitas stamcellen geïnjecteerd rechtstreeks in de perianal fistel van CD patiënten toonde statistisch significante klinische en radiologische bewijs van perianal fistulae genezing, bevestigen de bevindingen van de meta-analyse-10. De redenen voor de lage werkzaamheid van MSC therapie intraveneus gegeven voor luminal CD onvoldoende is onderzocht kan, maar één reden de ontoereikende homing van MSCs op de site van ontsteking. Lymfkliertest studies in modellen van Colon ontsteking hebben aangetoond dat slechts een klein percentage van de MSCs (1-5%) intraveneus geïnjecteerd bereiken de ontstoken darm; de resterende MSCs worden gefilterd door de longen (first-pass effect)1,2 ,5,11,12. Meerdere lymfkliertest onderzoeken hebben daarom de intraperitoneaal route (i.p.) gebruikt voor MSC beheer in diermodellen voor colitis4. Zij hebben echter ook aangetoond dat slechts een klein deel van de cellen bereiken en engraft van de dikke darm en dat de werkzaamheid is gerelateerd aan de secretie van oplosbare paracrine factoren, zoals Tumornecrosefactor-afleidbare gene 6 protein (TSG-6)2. Het MSC-mechanisme van immuunsuppressie en genezing impliceert een meervoudige aanpak waarbij paracrine; cel nabijheid-onafhankelijke factoren, zoals de GTS-6; en cel nabijheid-afhankelijke factoren, zoals geprogrammeerd dood-ligand 1 (PD-L1); of gekartelde 1. Daarom, MSC lokalisatie naar de site van ontsteking kan resulteren in hogere werkzaamheid9,13. In feite, toonde een recente studie dat MSCs direct ingeplant op de site van Colon schade geleid tot genezing door afscheidende angiogenese-bevordering van vasculaire endotheliale groeifactor (VEGF). Aan de andere kant, is een minimale genezend effect na intraveneuze injectie5geconstateerd. Het vergroten van hun lokalisatie naar de site van ontsteking (dat wil zeggen, de dunne darm in SAMP muizen), werd deze echografie-geleide intracardiac injectietechniek voor MSC toediening in het linkerventrikel ontwikkeld. Image-guided injectie garandeert een nauwkeurige injectie, die leidt tot een hoger tarief van succes en daalde naar morbiditeit en mortaliteit. Bovendien, de injectie van MSCs in het linkerventrikel aflevert arteriële circulatie, waar ze de ontstoken dunne darm voordat steeds gevangen in de longen kunnen bereiken.
In deze studie, werden menselijke beenmerg-afgeleide MSCs (hMSCs) gebruikt voor injectie in het SAMP-1/YitFc (SAMP) lymfkliertest model van CD14. SAMP is een goed gekarakteriseerd spontane lymfkliertest model van chronische ontsteking die kleine-intestinale ontsteking met bijna 100% doordringendheid14ontwikkelt. De ontsteking ontwikkelt in reactie op de microflora in het ontbreken van elke chemische, immunologische en genetische manipulatie en veel overeenkomsten vertoont met menselijke CD11. Geslacht en leeftijd-zoekwoorden ontsteking-vrije AKR/J (AKR) muizen, de muizen ouderlijk toezicht voor SAMP, werden gebruikt in deze studie.
De hMSCs waren geïsoleerd en uitgebreid in het laboratorium van het beenmerg (BM) monsters van normale, niet-geïdentificeerde donors verlangde nadat geïnformeerde toestemming gebruik gevalideerd en eerder gepubliceerd protocollen15,16. Na isolatie en expansie, de mogelijkheid van de MSC in osteogenic, adipogenic, en chondrogenic differentiatie in het laboratorium door meerdere testen15werd geëvalueerd. De osteogenic functionele test werd uitgevoerd door het implanteren van keramische kubussen van hydroxyapatiet/tricalciumfosfaat fosfaat matrix met hMSCs subcutaan van immuungecompromitteerde CB17-Prkdc SCID muizen17. De kubus assay toont osteogenesis en potentiële chondrogenesis en wordt beschouwd als de ultieme test voor het beoordelen van individuele MSC preparaten17. Om te visualiseren hMSCs in vivo na injectie, was lentivirus gewend transduce hMSCs met drievoudige reporter gene constructie die uit de firefly luciferase (fl), monomere rood fluorescerende eiwitten (mRFP) en herpes simplex virale thymidinekinase (ttk bestaat ), aangedreven door een gewijzigde myeloproliferatieve Sarcoom virus (mnd) promotor18. De firefly luciferase in de triple verslaggever is een enzym dat luciferine zet ingespoten om oxyluciferine in hMSCs en fotonen/wit licht produceert. Dit wordt gedetecteerd door de gevoelige charge - coupled apparaat (CCD) camera (bioluminescentie) in een in vivo optisch imaging systeem, waardoor de visualisatie van levende hMSCs bij muizen. Bioluminescentie imaging (BLI) is een gevoelige techniek die serieel kan worden gebruikt voor het bijhouden van de cellen en voor ex vivo analyse. Het gebruik van een sterke mnd promotor rijdt de continue uitdrukking voor de triple fusion reporter gene construct en zorgt voor de beeldvorming van geïnjecteerd hMSCs voor meer dan 16 weken19. De hMSCs zijn moeilijk te transduce en hebben een lage transductie rendement. Met behulp van een geoptimaliseerde protocol, de efficiëntie van de transductie hMSCs werd verbeterd en de expressie transgenic verbeterde18was. Met behulp van mRFP expressie (een van de triple reporter genen) op stroom cytometry, werd de mogelijkheid om transduce van hMSCs met een hoge efficiëntie tot 83% aangetoond. Differentiatie testen en in vivo kubus vitrotests aangetoond dat het vermogen van de getransduceerde hMSCs om te differentiëren in de chondrocyten, adipocytes en osteocytes17.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="1100">
	<colgroup>
		<col />
		<col />
		<col />
		<col />
	</colgroup>
	<tbody>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:295px;">DMEM-LG&#160;&#160;</td>
			<td style="width:333px;">Gibco</td>
			<td style="width:188px;">31600-091</td>
			<td style="width:285px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">0.25% trypsin-EDTA</td>
			<td>Gibco</td>
			<td>25-200-072</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">Proteamine Sulfate</td>
			<td>Sigma Aldrich</td>
			<td>P4020-1G</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">D-Luciferin</td>
			<td>Goldbio</td>
			<td>luck-500</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Fetal Bobine Serum</td>
			<td>Gibco</td>
			<td>26140-079</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Antibiotic-Antimycotic</td>
			<td>Gibco</td>
			<td>15240-062</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">PBS</td>
			<td>HyClone</td>
			<td>SH30256.01</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">175 cm tissue cutlure flasks</td>
			<td>Corning</td>
			<td>431080</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">75 cm tissue cutlure flasks</td>
			<td>Corning</td>
			<td>430720</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Centrifuge tubes</td>
			<td>Crysalgen</td>
			<td>23-2265</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Tissue-Plus O.C.T. compound</td>
			<td>Fisher HealthCare</td>
			<td>4585</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Cryomold Standard</td>
			<td>Tissue-Tek&#160;</td>
			<td>4557</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Lenti-Pac HIV Expression Packaging System</td>
			<td>GeneCopoeia</td>
			<td>HPK-LvTR-20&#160;</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Povidone Ionidine swabs</td>
			<td>Medline</td>
			<td>MDS093901</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:295px;">Hair removal cream</td>
			<td style="width:333px;">Nair</td>
			<td style="width:188px;">N/A</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:295px;">Isoflurane&#160;</td>
			<td style="width:333px;">Piramal Helathcare&#160;</td>
			<td style="width:188px;">NDC 66794 013 25</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:295px;">Forceps&#160;</td>
			<td style="width:333px;">Fine Science Tools</td>
			<td style="width:188px;">11200-33</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:295px;">Dissection scissors (Wagner)</td>
			<td style="width:333px;">Fine Science Tools</td>
			<td style="width:188px;">Wagner 14068-12</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:295px;">Puralube vet ointment</td>
			<td style="width:333px;">Puralube</td>
			<td style="width:188px;">NDC 17033-211-38</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:295px;">Aquasonic 100 ultrasound transmission gel</td>
			<td style="width:333px;">Parker laboratories</td>
			<td style="width:188px;">01 08</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">Petri dish</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>FB0875711A</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">SAMP mice</td>
			<td>Cleveland Digestive Disease Research Core Centre</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">AKR mice</td>
			<td>Cleveland Digestive Disease Research Core Centre</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Vevo 770 imaging system</td>
			<td>&#160;Visual Sonics, Toronto, Canada</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">&#160;IVIS spectrum series system&#160;</td>
			<td>PerkinElmer, Waltham, MA</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Living image software&#160;</td>
			<td>CaliperLifeSciences, PerkinElmer, Waltham, MA</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Triple reporter</td>
			<td colspan="2">Kindly provided by Dr. Zheng- Hong Lee, CWRU, (citation 19)</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

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

Ziekte van Crohn (CD) is een gemeenschappelijk chronische ontstekingsziekte van de kleine en grote darmen. Lymfkliertest en menselijke mesenchymale stamcellen (MSCs) immunosuppressieve potentieel hebben en is aangetoond dat het onderdrukken van ontsteking in muismodellen van darmontstekingen, hoewel de wijze van toediening hun homing en effectiviteit 1 beperken kan , 3 , 4 , 5. lokale toepassing voor MSCs tot Colon schade modellen is gebleken dat grotere werkzaamheid bij de verbetering van de ontsteking in de dikke darm. Echter, er is schaarste van gegevens over technieken ter verbetering van de lokalisatie van menselijke beenmerg-afgeleide MSCs (hMSCs) naar de dunne darm, de site van ontsteking in het SAMP-1/YitFc (SAMP) model van experimentele Crohn's disease. Dit werk beschrijft een nieuwe techniek voor de echografie-geleide intracardiac injectie van hMSCs in SAMP muizen, een goed gekarakteriseerd spontane model van chronische darmontstekingen. Geslacht en leeftijd-zoekwoorden, ontsteking-vrije AKR/J (AKR) muizen werden gebruikt als besturingselementen. Als u wilt analyseren het ook en de lokalisatie, hMSCs waren getransduceerde met een lentivirus met een drievoudige reporter. De drievoudige verslaggever bestond uit firefly luciferase (fl), voor bioluminescente imaging; Monomere rood fluorescerende eiwit (mrfp), voor het sorteren van de cel; en afgekapte herpes simplex virus thymidinekinase (ttk), voor positron emissie tomografie (PET) imaging. De resultaten van deze studie tonen dat 24u na de intracardiac toediening, hMSCs lokaliseren in de dunne darm van SAMP muizen in tegenstelling tot ontsteking-vrije AKR muizen. Deze roman, echografie-geleide injectie van hMSCs in het linkerventrikel van SAMP muizen zorgt voor een hoog slagingspercentage van levering van de cel, waardoor voor het snelle herstel van muizen met minimale morbiditeit en mortaliteit. Deze techniek zou een handige methode voor de verbeterde lokalisatie van MSCs in andere modellen van kleine-darmontstekingen, zoals TNFΔRE,6. Toekomstige studies zal bepalen als de verhoogde lokalisatie van hMSCs door intra-arteriële levering tot verhoogde therapeutische werking leiden kan.

Figuur 1 toont dat de hMSCs kan worden transduced met de triple verslaggever bij een hoge efficiëntie, behoud van de eigenschappen van de cel van de stam. Getransduceerde hMSCs kunnen worden gevisualiseerd in real-time door BLI (Figuur 1 c, Figuur 3). Deze roman, echografie-geleide injectie van hMSCs in het linkerventrikel van SAMP muizen zorgt voor een zeer hoog slagingspercentage van injectie, waa...

Watch this Scientific Journal Video about Ultrasound-guided Intracardiac Injection of Human Mesenchymal Stem Cells to Increase Homing to the Intestine for Use in Murine Models of Experimental Inflamma

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

Lymfkliertest studies in modellen van Colon ontsteking hebben aangetoond dat een klein percentage (1-5%) van mesenchymale stamcellen (MSC) intraveneus geïnjecteerd of intraperitoneally de thuisbasis van de ontstoken dubbele punt1,2. Deze studie toont aan dat echografie-geleide intracardiac injecties van MSCs in verhoogde localization voor de darm resulteren.

Echografie-geleide Intracardiac injectie van menselijke mesenchymale stamcellen toe Homing aan de darm voor gebruik in lymfkliertest modellen van experimentele inflammatoire darmziekten

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 ...

The overall goal of this procedure is to use ultrasound-guided intracardiac human bone marrow derived mesenchymal stem cell or HMSC injection in a mouse model of experimental crohn's disease, to observe HMSC homing to the intestine. This method can help answer the key questions in the inflammatory bowel disease field, about the need for increased localisations of HMSC to small intestine during inflammation. The main advantage of this technique is that it facilitates a high HMSC delivery success rate with minimal mouse mobility and mortality.Generally, individuals new to this method can have trouble because multiple variables, they can affect the procedure outcome. Requiring a lot of trainee understanding of human mesenchymal stem cell biology. Demonstrating the procedures will be Paola Menghini, a post doc from our laboratory.In a specific pathogen free facility, set up the mouse echocardiogram ultrasound imaging system protocol and initialize the 30 megahertz transducer. Next, confirm the appropriate level of sedation by toe pinch and apply ointment to the animal's eyes. Use depilatory cream to remove the hair over the thorax and place the animal on the 37 degree celsius imaging table in the supine position.Tape the limbs to prevent movement during the procedure and disinfect the exposed skin of the thorax with 10%povidone iodine and 70%ethanol. Apply a thick layer of 37 degree celsius ultrasound gel to the skin and mount the transducer in the holder, adjusting the position of the transducer until the left ventricle is clearly visible in the field of view. Next, gently re-suspend 2 x 10 to the sixth transduced human mesenchymal stem cells in 150 microliters of sterile PBS to generate a homogenous cell suspension and load the cells into a one milliliter syringe equipped with a 28 gauge needle.Inject less than 150 microliters of cell suspension per mouse to avoid a volume overload and death. Secure the syringe in a syringe holder. Then, advance the syringe towards the mouse thorax using the ultrasound guidance to adjust the needle trajectory as necessary and penetrate the needle tip through the intercostal space into the left ventricle.Adequate visualization of the needle on the ultrasonographic image is critical for ensuring a proper trajectory and insertion of the needle into the left ventricle, a successful injection and the avoidance of cardiac dampening and death. The tip should be clearly visible within the left ventricle and proper placement can be further confirmed by fresh arterial blood outflow into the syringe. Apply a gentle pressure to the plunger to slowly inject the HMSC suspension over a period of two minutes.When all the cells have been injected, gently withdraw the needle and place the animal in a clean cage on a preheated pad with monitoring until full recovery. 24 hours after the injection, initialize the bioluminescence imaging system and open a new study in the in-vivo imaging software. To set the imaging parameters in the control panel, click the sequence set up.In the imaging mode, select luminescent and photograph. Set the exposure times from 0.5 seconds to 10 minutes, the bidding to medium and the f/stop to one. Set the excitation filter to block, the emission filter to open and the field of view to see for two mice.Then click on the acquisition control panel to add the sequence set up to the image wizard. Next, inject the first mouse with 300 microliters of d-luciferin. Apply ointment to the animals'eyes and transfer the mouse to the in-vivo imaging chamber.10 minutes after the d-luciferin injection, click acquire, to begin the image acquisition. After all the mice have been imaged, harvest the whole gastrointestinal tract, mesenteric lymph nodes, lungs, spleen and liver from each animal. Then image the organs as just demonstrated, for whole animal bioluminescence imaging.HMSC can be transduced with the triple reporter at a high efficiency preserving the stem cell properties and allowing their visualization in real time by bioluminescence imaging. Ex-vivo analysis of the intracardiac delivered stem cells, confirms that this root of administration facilitates HMSC homing to the inflamed small intestines of the experimental crohn's disease mice. HMSC is injected into control, inflammation free animals however, do not accumulate in the small intestine.Once mastered, this technique can be completed in less than 15 minutes per mouse if it is performed properly. While attempting this procedure, it's important to remember to use the ultrasound image to adjust the needle trajectory. A poor technique and an incorrect trajectory can lead to cardiac tamponade from hemorrhagic pericardial effusion and death.Following this procedure, other methods like histology and 3D studio microscopy can be performed to answer additional questions such as, does an increased homing of HMSC to the small intestine augment that therapeutic efficacy. This technique will allow researchers in the field of experimental IBD to explore all their mouse models like TNF trajectory, can be injected with HMSCs to enhance homing to the small intestine. After watching this video, you should have a good understanding of how to perform ultrasound guided intracardiac injection of HMSC in mice and of how to use bioluminescent imaging to analyze a bad distribution and homing.Don't forget that working with human MSCs can be hazardous and that precautions such as, using gloves and a face mask with a shield, should always be taken while performing this procedure.

Research

JoVE Journal

Medicine

The Measurement and Treatment of Suppression in Amblyopia

De meting en behandeling van Onderdrukking in Amblyopie

Amblyopia, a developmental disorder of the visual cortex, is one of the leading causes of visual dysfunction in the working age population. Current ...

The Use of Primary Human Fibroblasts for Monitoring Mitochondrial Phenotypes in the Field of Parkinson's Disease

Het gebruik van primaire menselijke fibroblasten voor de monitoring van Mitochondriale fenotypes op het gebied van de ziekte van Parkinson

Parkinson's disease (PD) is the second most  common movement disorder and affects 1% of people over the age of 60 1. Because ageing is  the most important ...

Subretinal Injection of Gene Therapy Vectors and Stem Cells in the Perinatal Mouse Eye

Subretinale Injectie van gentherapievectoren en stamcellen in de Mouse Eye

The loss of sight affects approximately 3.4 million people in the United States and is expected to increase in the upcoming years.1 Recently, gene therapy ...

DNBS/TNBS Colitis Models: Providing Insights Into Inflammatory Bowel Disease and Effects of Dietary Fat

DNBS / TNBS Colitis modellen: Inzicht geven Into Inflammatory Bowel Disease en effecten van vet in de voeding

Inflammatory Bowel Diseases (IBD), including Crohn&#39;s Disease and Ulcerative Colitis, have long been associated with a genetic basis, and more recently ...

Ultrasound-guided Transthoracic Intramyocardial Injection in Mice

Echogeleide Transthoracale intramyocardiale Injectie in Muizen

Murine models of cardiovascular disease are important for investigating pathophysiological mechanisms and exploring potential regenerative therapies. ...

Studying Pancreatic Cancer Stem Cell Characteristics for Developing New Treatment Strategies

Studeren alvleesklier- Stamcel Kenmerken voor het ontwikkelen van nieuwe behandelingsstrategieën

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

Injection of Syngeneic Murine Melanoma Cells to Determine Their Metastatic Potential in the Lungs

Injectie van Syngene muizen Melanoma Cells om hun gemetastaseerde potentieel in de longen bepalen

Approximately 90% of human cancer deaths are linked to metastasis.  Despite the prevalence and relative harm of metastasis, therapeutics for treatment or ...

Gestandaardiseerde Tuina-manipulatie voor knieartrose bij ratten

Tuina Manipulation to Reduce Inflammation and Cartilage Loss in Knee Osteoarthritis Rats

Auteur in de schijnwerpers: het mechanisme van Tuina-manipulatie bij ratten begrijpen 

Tuina-manipulatie om ontsteking en kraakbeenverlies bij knieartroseratten te verminderen

Clinical trials suggest that Tuina manipulation is effective in treating knee osteoarthritis (KOA), while further studies are required to discover its ...