Name: minimally invasive muscle embedding (mime) - a novel experimental technique to facilitate donor-cell-mediated myogenesis
Uploaded: 2017-08-24T13:00:00
Duration: 9 min 17 s
Description: Watch this Scientific Journal Video about Minimally Invasive Muscle Embedding MIME - A Novel Experimental Technique to Facilitate Donor-Cell-Mediated Myogenesis at JoVE.com

עבודה זו התאפשרה על ידי מענק טייס מהברית המחקר שיקום רגנרטיבית ו להכשרת (AR3T) ואת חבילת ההפעלה סגל מן ויין סטייט לכד. AR3T נתמך על ידי יוניס קנדי שרייבר המכון הלאומי הילד לבריאות, והתפתחות האדם (NICHD), המכון הלאומי של הפרעות נוירולוגיות, שבץ מוחי (NINDS), ואת הלאומית המכון של ביו הדמיה בביו-הנדסה (NIBIB ) של המכונים הלאומיים לבריאות תחת P2CHD086843 מספר פרס. התוכן הוא אך ורק באחריות המחברים, ואינם מייצגים בהכרח את הנופים הרשמי של מכוני הבריאות הלאומיים.

<ol>
	<li>Mauro, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Satellite+cell+of+skeletal+muscle+fibers.">Satellite cell of skeletal muscle fibers.</a> J Biophys Biochem Cytol. 9, 493-495 (1961).</li><li>Robertson, T. A., Grounds, M. D., Papadimitriou, J. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Elucidation+of+aspects+of+murine+skeletal+muscle+regeneration+using+local+and+whole+body+irradiation.">Elucidation of aspects of murine skeletal muscle regeneration using local and whole body irradiation.</a> J Anat. 181 (Pt 2), 265-276 (1992).</li><li>Charge, S. B., Rudnicki, M. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cellular+and+molecular+regulation+of+muscle+regeneration.">Cellular and molecular regulation of muscle regeneration.</a> Physiol Rev. 84 (1), 209-238 (2004).</li><li>Brack, A. S., Rando, T. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Tissue-specific+stem+cells:+lessons+from+the+skeletal+muscle+satellite+cell.">Tissue-specific stem cells: lessons from the skeletal muscle satellite cell.</a> Cell Stem Cell. 10 (5), 504-514 (2012).</li><li>Krag, T. O., Hauerslev, S., Sveen, M. L., Schwartz, M., Vissing, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Level+of+muscle+regeneration+in+limb-girdle+muscular+dystrophy+type+2I+relates+to+genotype+and+clinical+severity.">Level of muscle regeneration in limb-girdle muscular dystrophy type 2I relates to genotype and clinical severity.</a> Skelet Muscle. 1 (1), 31 (2011).</li><li>Skuk, 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=Dystrophin+expression+in+myofibers+of+Duchenne+muscular+dystrophy+patients+following+intramuscular+injections+of+normal+myogenic+cells.">Dystrophin expression in myofibers of Duchenne muscular dystrophy patients following intramuscular injections of normal myogenic cells.</a> Mol Ther. 9 (3), 475-482 (2004).</li><li>Beauchamp, J. R., Morgan, J. E., Pagel, C. N., Partridge, T. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Dynamics+of+myoblast+transplantation+reveal+a+discrete+minority+of+precursors+with+stem+cell-like+properties+as+the+myogenic+source.">Dynamics of myoblast transplantation reveal a discrete minority of precursors with stem cell-like properties as the myogenic source.</a> J Cell Biol. 144 (6), 1113-1122 (1999).</li><li>Sakellariou, 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=Neuromuscular+electrical+stimulation+promotes+development+in+mice+of+mature+human+muscle+from+immortalized+human+myoblasts.">Neuromuscular electrical stimulation promotes development in mice of mature human muscle from immortalized human myoblasts.</a> Skelet Muscle. 6 (1), 4 (2015).</li><li>Collins, C. 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=Stem+cell+function,+self-renewal,+and+behavioral+heterogeneity+of+cells+from+the+adult+muscle+satellite+cell+niche.">Stem cell function, self-renewal, and behavioral heterogeneity of cells from the adult muscle satellite cell niche.</a> Cell. 122 (2), 289-301 (2005).</li><li>Zhang, 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=Human+skeletal+muscle+xenograft+as+a+new+preclinical+model+for+muscle+disorders.">Human skeletal muscle xenograft as a new preclinical model for muscle disorders.</a> Hum Mol Genet. 23 (12), 3180-3188 (2014).</li><li>Juhas, M., Engelmayr, G. C., Fontanella, A. N., Palmer, G. M., Bursac, N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Biomimetic+engineered+muscle+with+capacity+for+vascular+integration+and+functional+maturation+in+vivo.">Biomimetic engineered muscle with capacity for vascular integration and functional maturation in vivo.</a> Proc Natl Acad Sci U S A. 111 (15), 5508-5513 (2014).</li><li>Lin, H., Cheng, A. W., Alexander, P. G., Beck, A. M., Tuan, R. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cartilage+tissue+engineering+application+of+injectable+gelatin+hydrogel+with+in+situ+visible-light-activated+gelation+capability+in+both+air+and+aqueous+solution.">Cartilage tissue engineering application of injectable gelatin hydrogel with in situ visible-light-activated gelation capability in both air and aqueous solution.</a> Tissue Eng Part A. 20 (17-18), 2402-2411 (2014).</li><li>Latil, 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=Skeletal+muscle+stem+cells+adopt+a+dormant+cell+state+post+mortem+and+retain+regenerative+capacity.">Skeletal muscle stem cells adopt a dormant cell state post mortem and retain regenerative capacity.</a> Nat Commun. 3, 903 (2012).</li><li>Maykel, 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=NOD-scidIl2rg+(tm1Wjl)+and+NOD-Rag1+(null)+Il2rg+(tm1Wjl)+:+a+model+for+stromal+cell-tumor+cell+interaction+for+human+colon+cancer.">NOD-scidIl2rg (tm1Wjl) and NOD-Rag1 (null) Il2rg (tm1Wjl) : a model for stromal cell-tumor cell interaction for human colon cancer.</a> Dig Dis Sci. 59 (6), 1169-1179 (2014).</li><li>Casar, J. 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=Heparan+sulfate+proteoglycans+are+increased+during+skeletal+muscle+regeneration:+requirement+of+syndecan-3+for+successful+fiber+formation.">Heparan sulfate proteoglycans are increased during skeletal muscle regeneration: requirement of syndecan-3 for successful fiber formation.</a> J Cell Sci. 117 (Pt 1), 73-84 (2004).</li><li>Hardy, 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=Comparative+Study+of+Injury+Models+for+Studying+Muscle+Regeneration+in+Mice.">Comparative Study of Injury Models for Studying Muscle Regeneration in Mice.</a> PLoS One. 11 (1), e0147198 (2016).</li><li>Roberts, P., McGeachie, J. K., Grounds, M. D., Smith, E. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Initiation+and+duration+of+myogenic+precursor+cell+replication+in+transplants+of+intact+skeletal+muscles:+an+autoradiographic+study+in+mice.">Initiation and duration of myogenic precursor cell replication in transplants of intact skeletal muscles: an autoradiographic study in mice.</a> Anat Rec. 224 (1), 1-6 (1989).</li><li>Tidball, J. G. <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+muscle+injury,+repair,+and+regeneration.">Mechanisms of muscle injury, repair, and regeneration.</a> Compr Physiol. 1 (4), 2029-2062 (2011).</li></ol>

המחברים יש אין אינטרסים כלכליים מתחרים.

כאן, אנו מציגים פרוטוקול מפורט הטכניקה ניסיוני הרומן המכונה MIME, שפותחו במעבדה שלנו, כדי השתל רקמת השריר התורם לתוך רקמת השריר המארח. זהו עיבוד של שריר פתוח הרכבה טכניקה כבר הוכיח כיעיל בקידום התורם-תאית myogenesis ב-10,179,שרירים המארח.
המטרה של MIME היא לא לאפשר engraftment של רקמת שריר התורם עצמו לתוך השריר המארח (כיום אין אנו יודעים אם מצב זה מתרחש), אלא לספק מקור של התורם SCs יכול לתרום myogenesis בשריר המארח תחת תנאים המעודדים m uscle התחדשות. תקוותנו היא כי לאחר MIME אופטימיזציה של נבדק במחקרים בסיסיים, פרה, זה יכולה לספק תובנות מדריך קליני טיפולים שמטרתם הגדלת שריר התחדשות בשרירי השלד שעברו אובדן שרירים myogenic.
ישנן שאלות רבות אשר טרם ענה לגבי איך MIME יכול להיות מתורגם טיפול קליני, לדוגמה: כיצד נוכל לשלוט האיכות של רקמה? איך נוכל לשלוט הדחייה החיסונית של התורם רקמות ותאים? הרקמה מנוקה לאחר מתן תאים myogenesis או מותיר מאחור שהותירה צלקת? משפיע סוג סיבי השריר התורם ו/או מארח את התורם-תאית myogenesis? אילו שרירים כמעט יכולים להפיק תועלת MIME? אנחנו כעת מתרחבים המחקרים שלנו כדי להעריך אם MIME הוא בטוח ויעיל, לזהות טיפולי משלים זה יכול להגדיל את התורם, נגזר myogenesis, וענה רבות מהשאלות, המפורטים לעיל.
לאחר השלמת הבדיקות שלנו של עכבר השתלת allogeneic עם פנטומימה, הצעד הבא הוא לבצע MIME האדם-כדי-עכבר עם רקמה אנושית cadaveric כדי להעריך את הפוטנציאל myogenic של רקמת השריר cadaveric. אנו צופים כי ניסויים אלה תוביל קו חדש של מחקר בסיסי והתרגום, שכרוך רקמת השריר מתורמים, הרשומים ביוזמות כגון התוכנית מעזבונו הגוף לחינוך, התוכנית מתנת החיים עבור תרומת איברים .
נציג הנתונים שהוצגו בכתב יד זה מציע כי ב 14 ימים לאחר MIME, ישנם מספר myofibers קיימא או חוסר GFP יש רמות נמוכות של GFP. הפרשנות שלנו של נתונים אלה היא כי תאים הלוויין GFP-תורם תרמו myogenesis בשריר המארח. ביצענו ניסוי זה לקראת ההשתלה של רקמה אנושית cadaveric לתוך שריר בעכבר המחשב המארח. כדי להדגים באופן חד משמעי כי התאים בלוויין התורם לתרום myogenesis בשריר מארח בעקבות MIME, זה יהיה שימושי כדי להשתיל רקמה שמבטא כתב פלורסנט, אשר ניתן בקלות להבדיל בין GFP (למשל, אדום חלבון פלואורסצנטי לבטא רקמה מושתל לתוך GFP + מארח שריר).
טכניקה זו מוגבל בעיקר עקב אופיה של ה-SCs נוכח הרקמה. אם ה-SCs ברקמה התורם קיימא, שהטכניקה סביר להקל על myogenesis התורם-תאית, בעוד אם הם לא להתקיים, myogenesis לא יכול להתרחש. עם זאת, היות SCs גמישים מאוד קיימא עבור בערך שבועיים פוסט-מורטם, סביר מאוד כי למטרות ניסוי, רקמה זה הוא מושתל בתוך דקות ספורות לאחר הקציר יקל על התורם-תאית myogenesis13 . בנוסף, כפי הנאמר לעיל, זה אפשרי כי מאז לרקמת שריר שלם (המכיל SCs, בוגרת סיבי השריר, כמו גם שרירים תושב fibroblasts) מוטבע לתוך השריר המארח, פיברוזיס יכול להתרחש. אולם, הנחה זו צריך להיבדק מדעית. הספרות על נזק שרירים הנובעים התכווצויות השתחררות, cryoinjury ו- myotoxins ניסיוני, מרמז כי תאים חיסוניים (בעיקר macrophages) מסוגלים ביעילות ניקוי פסולת הסלולר מסיבי פגום, שיפוץ מטריצה חוץ-תאית18. לכן, זה אפשרי כי לאחר ההזרקה2 MIME ו- BaCl, כל עוד התאים החיסוניים של המארח יש גישה התורם המתנוונת סיבי השריר, הם יוכלו לנקות פסולת, משאיר מאחור רק התורם SCs. לבסוף, מידת myogenesis התורם, נגזר היא תלויה כמות רקמת השריר התורם שמוטבעת בתוך השריר המארח. על מנת תא שריר המארח יש לאכלס מחדש לחלוטין על ידי התורם-תא-derived myofibers, זה ידרוש שיטה כמו X - או גאמא-הקרנה ablate מארח שריר SCs, מחייבים הליכים MIME חוזרות ונשנות.
זה הוכח, כי בניתוח חשיפת שריר המארח, תפירת פיסת רקמה לתוך השריר המארח יכול להקל התורם-תאית myogenesis9,10,17. גישה כירורגית פתוחה זו שימש בעבר כדי לעקוב אחר ההתקדמות של myogenesis וכדי ליצור עכבר מודלים של מחלות שריר אנושי. ההיבט החדשני של הטכניקה MIME הוא זה היא פולשנית, אינה כרוכה בניתוח חשיפת השריר המארח. זה מפחית את הסיכון של זיהום iatrogenic את מידת אי הנוחות של הפונדקאי, לכן הפיכתה יותר ריאלי לביצוע MIME שוב ושוב על השריר המארח אותו במידת הצורך.
אנו צופים כי הטכניקה MIME עשוי להיות עידון מתאימים את הגישה כירורגי פתוח נוהגים כיום להשתיל רקמת השריר התורם לתוך עכבר המחשב המארח. זה יכול לזרז את הדור של העכבר humanized דגמים, על ידי שתילת הכוח האנושי ביופסיה בשריר בעכבר המחשב המארח. בנוסף, על סמך הראשוניים שלנו של עכבר הרכבה, אנו צופים כי MIME יהיה אפקטיבי להשגת התורם-תאית myogenesis מרקמה אנושית cadaveric כל עוד תורם SCs הם קיימא. לבסוף, עם בדיקות נוספות, אימות, אנו מקווים כי הטכניקה MIME יעזור לפתח טיפולים חדשים כדי להקל על התורם-תאית myogenesis אצל בני אדם במחלות שריר.
ההצלחה של טכניקת MIME הוא ביקורתי תלויים בדיוק הטבעה הרקמה בתוך תא fascial (epimysium) של השריר מארח. רק אם הרקמה ממוקם בתוך תא השריר מארח, הוא לא מסוגל לספק SCs לשריר המארח באופן מדויק. אם הרקמה התורם ממוקם מחוץ לשריר המארח, לא ברור מה יהיה גורלה. במודל ניסיוני שלנו עבור MIME, אנו משתמשים לשריר TA בתור השריר המארח, שכן הוא בולט ומוקם באופן שטחי בהיבט anterolateral של הרגל. הגודל, הכיוון והמיקום האנטומי של שריר TA, מקל לאשר כי הרקמה הוכנסה כהלכה בתוך השריר מארח ת א לאחר MIME. בנייר זה, שאנו מספקים ראיות זה הרקמה מחדשעיקריות מוטבע בתוך המארח שריר ת א ב- MIME שלאחר 3 ימים, וזה שם הוא תורם-תאית myogenesis בשריר מארח ב- פוסט-MIME 14 ימים.

בריא שרירי השלד, למרות שלאחר mitotic, בעל יכולת ההתחדשות מעולה בשל נוכחותם של תושב רקמת תאים myogenic המכונה תאים הלוויין (SCs)1,2; שנסקרה3,4. עם זאת, בתנאים פתולוגי הנגרם על ידי dystrophies שרירים, טראומה או הזדקנות מואצת, התחדשות השרירים עלול לא לשמור על קשר עם שריר התמוטטות, ומתרחשת לפיכך, סיבי השריר מתקדמת5. למרות שיטות יעילות פותחו כדי לבודד SCs מן השריר ולהרחיב אותם בתרבות כדי לייצר מספר גדול של myoblasts (ובהמשך myotubes), יש ניסיונות לייצר מספרים רלוונטי מבחינה פיזיולוגית של סיבי שריר שריר מארח הניב הצלחה מינימלית רק6. כמו עם סוגי תאים רבים אחרים, כאשר myoblasts מוזרקים לבד לתוך רקמות הפונדקאי, רוב התאים לא engraft7,8. אנחנו הראו כי גירוי עצבי חשמלי (NMES) מקלה על התורם-תא-נגזר myogenesis בשריר העכבר חשוכת-התחדשות מארח זה הוזרק עם האדם myoblasts8. אחרים הראו כי בניתוח הרכבה שריר ביופסיה או סיבי שריר בודד עם SCs המצורפת, להקל myogenesis מתון גם בלי NMES, רומז כי השתלת שכל סיבי השריר עם SCs עשוי להיות יתרון יותר מאשר השתלת תאים myogenic לבד9,10. מאז התורם או רקמת השריר המהונדס הושתל לשריר מארח מפיקה תוצאות טובות יותר מאשר משתילים תאים לבד, זה אפשרי רקמות או מבנים דמויי רקמה עשוי לספק רמזים מכריע עבור התורם-תא engraftment; תפיסה אשר הופך יותר ויותר ניכר טיפול בתאי מחקרים שכללו11,10,סוגי תאים שונים12.
נתונים עדכניים מראים כי SCs המתקבל בני יותר מ 2 שבועות אחרי המוות לייצר myotubes תרבות13. ולכן בכוונתנו להעריך אם ההשתלה של שריר רקמות שנקטפו פוסט-מורטם לתוך גוף חי תהפוך אובדן סיבי השריר. פיתחנו הרומן טכניקה הנקראת MIME כדי להשתיל רקמת השריר התורם לתוך רקמת שריר השלד של גוף חי על מנת לקדם את התורם-תא-נגזר myogenesis. MIME כרוך עובר מחט כירורגית דרך השריר המארח כדי ליצור מסלול המחט; לציור מקטע קטן של התורם רקמת שריר דרך במסלול המחט; עוזב את הרקמות של התורם מוטבע בתוך השריר מארח; לסגור את החורים מחט עם דבק רקמות. לאחר תרגול הטכניקה בעכברים לאללה למד בניסויים אחרים, אנחנו עכשיו ביצעתי MIME בעכברים לחיות כי הם immunodeficient ו ubiquitously express של חלבון פלואורסצנטי ירוק (GFP), ולאחר מעקב ב- 3 עד 14 ימים שלאחר באמצעות MIME. ב- MIME שלאחר 3 ימים, אנו אשר תורם עכבר (GFP-) EDL שריר מושתל לתוך עכבר המחשב המארח שריר (GFP +) ת א, נשאר בתוך השריר המארח. ב- פוסט-MIME 14 ימים, לאחר BaCl2 myotoxin פציעה כדי לגרום נזק, myogenesis, נאשר כי כ 5%, 26%, 26% ו- 43% של הסיבים מארח אחד TA שריר להראות לא מארח את התרומה, התרומה מארח מינימלי, המארח מתון התרומה ולאחר מקסימלי לארח את התרומה, בהתאמה. התגרענות המרכזית (סמן של בליה והתחדשות עוקבות) נתפסת כ- 95% של סיבי השריר ת א לאחר ההזרקה MIME ו- myotoxin.
נלמד השרירים ת א 14 ימים לאחר MIME + BaCl2 כי נקודת זמן זו לוכדת בשלב ביניים של התחדשות, כאשר רוב הסיבים regenerated נמצאים מרכזי nucleated. אנחנו לומדים GFP + עכברים כפונדקאים עבור MIME, כך כאשר אנו בסופו של דבר השתלת שריר cadaveric אנושי לתוך המארח עכברים, נוכל להבחין בקלות בין סיבי השריר של המארח ומקור התורם. אנחנו להשתמש בעכבר אדי שרירים כמו רקמה ניסיוני, מאז יחיד סיבי השריר הזה הראו פוטנציאל myogenic גדול יותר שרירי ת א9. השריר אדי הוא גם סינרגטי את השריר ת א ובעל הרכב סיבים מסוג דומה. הראשוניים שלנו מראים כי MIME הוא לסייע התורם-תא-נגזר myogenesis בשריר המארח.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="1323">
	<tbody>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">NSG-GFP mice</td>
			<td style="width:309px;">The Jackson Laboratory (Bar Harbor, ME)</td>
			<td style="width:247px;">Stock #021937</td>
			<td style="width:552px;">Immunodeficient host mice that ubiquitously express green fluorescent protein</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">C57BL/6J mice</td>
			<td style="width:309px;">The Jackson Laboratory (Bar Harbor, ME)&#160;</td>
			<td style="width:247px;">Stock #000664</td>
			<td>Control donor mice</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Tabletop isoflurane vaporizer&#160;</td>
			<td style="width:309px;">VetEquip (Livermore, CA)</td>
			<td style="width:247px;">Item #901801</td>
			<td>Inhaled anesthesia system</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Magic depilatory crea</td>
			<td style="width:309px;">Softsheen Carson (New York, NY)</td>
			<td style="width:247px;">N/A</td>
			<td>Razorless hair removal cream</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:216px;">4-0 Silk, black, braided, non-absorbable sutures</td>
			<td style="width:309px;">Roboz Surgical Instrument Co, Inc. (Gaithersburg, MD)</td>
			<td style="width:247px;">SUT106631</td>
			<td>Guiding sutures for donor tissue</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:216px;">VetBond veterinary tissue adhesive</td>
			<td style="width:309px;">3M (Maplewood, MN)</td>
			<td style="width:247px;">Catalog #1469Sb</td>
			<td>Veterinary tissue adhesive for sutureless skin closure</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Barium chloride&#160;</td>
			<td style="width:309px;">Ricca Chemical Company (Arlington, TX)</td>
			<td style="width:247px;">Product #R0854000-500A 854-16&#160;</td>
			<td>Myotoxin to induce muscle damage and stimulate regeneration</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:216px;">Deltaphase isothermal gel heating pad&#160;</td>
			<td style="width:309px;">Braintree Scientific (Braintree, MA)</td>
			<td style="width:247px;">&#160;Item #39DP</td>
			<td>Heating pad to provide thermal support to animals while under anesthesia</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">HM525NX cryostat&#160;&#160;</td>
			<td style="width:309px;">ThermoFisher (Waltham, MA)</td>
			<td style="width:247px;">Catalog #HM525NX&#160;</td>
			<td>Cryostat to make frozen sections of muscle</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Vectashield Antifade Medium</td>
			<td style="width:309px;">Vector Laboratories, Inc. (Burlingame, CA)</td>
			<td style="width:247px;">Catalog Number: H-1000</td>
			<td>Antifade medium to preserve fluorescence in immunofluorescently labeled samples</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Rabbit anti Desmin Antibody</td>
			<td style="width:309px;">Labvision Thermo Scientific (Fremont, CA)</td>
			<td style="width:247px;">RB9014P</td>
			<td>Rabbit anti desmin antibody for desmin immunofluorescent labeling</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:216px;">Goat anti Rabbit Alexa 568 Antibody</td>
			<td style="width:309px;">ThermoFisher (Waltham, MA)</td>
			<td style="width:247px;">Catalog#: A-21069</td>
			<td>Goat anti rabbit secondary antibody for desmin immunofluorescent labeling</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:216px;">4&#39;,6-diamidino-2-phenylindole (DAPI)&#160;</td>
			<td>Seracare (Milford, MA)</td>
			<td style="width:247px;">Catalog #5930-0006 or 71-03-01</td>
			<td>Reagent for fluorescent labeling of nuclei</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Axio Scope.A1 microscope</td>
			<td style="width:309px;">Carl Zeiss (Peabody, MA)&#160;</td>
			<td style="width:247px;">Product #Axio Scope.A1</td>
			<td>Light and fluorescence microscope</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Photoshop CS4</td>
			<td style="width:309px;">Adobe Systems (San Jose, CA)</td>
			<td style="width:247px;">Photoshop CS4</td>
			<td>Imaging Software for perform image tiling</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:216px;">Image J</td>
			<td style="width:309px;">National Institutes of Health (Bethesda, MD)</td>
			<td style="width:247px;">Image J for Windows 64-bit Operating System</td>
			<td>Imaging Software for quantitative fluorescence analysis</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

minimally invasive muscle embedding (mime) - a novel experimental technique to facilitate donor-cell-mediated myogenesis

שרירי השלד בעל יכולת ההתחדשות בשל רקמת תושב, יצירת סיבי שריר (myogenic) תאים הלוויין (SCs), אשר יכול ליצור סיבי שריר חדשים בתנאים הנכונים. למרות SCs ובביצים רקמת השריר ותרבותית במבחנה, התאים myoblast וכתוצאה מכך אינם יעילים מאוד בקידום myogenesis כאשר מושתלים לתוך השריר המארח. בניתוח חשיפת השריר מארח ואת הרכבה מקטעי רקמת השריר תורם או על סיבי השריר מבודד עם SCs שלהם על גבי המחשב המארח שריר, מקדם myogenesis טוב יותר בהשוואה השתלת myoblast. פיתחנו שיטה הרומן הזה שנקרא מינימלית פולשנית שריר הטבעת (MIME). MIME כרוך עובר מחט כירורגית דרך השריר המארח, ציור חתיכה של התורם רקמת השריר דרך במסלול מחט, ואז עוזב רקמה מוטבע בתוך השריר מארח כך רשאית לפעול כמקור SCs עבור שריר המארח. כאן נתאר בפירוט השלבים המעורבים בביצוע MIME במודל עכבר immunodeficient המבטאת חלבון פלואורסצנטי ירוק (GFP) של כל התאים שלו. כשל חיסוני העכבר מארח מפחיתה את הסיכון של המערכת החיסונית דחיית הרקמה, ומאפשרת ביטוי GFP זיהוי קל של סיבי השריר המארח (GFP +) ותורם-תא-derived סיבי שריר (נולד ב- GFP). הנתונים הטייס שלנו מראים כי MIME יכול לשמש כדי להשתיל השריר של פושט האצבעות הארוך (EDL) מן העכבר התורם לתוך השריר השוקתי הקדמי (TA) של עכבר מחשב מארח. הנתונים שלנו מציע גם כאשר myotoxin (בריום כלוריד, BaCl2) מוזרק לתוך השריר המארח לאחר MIME, שיש הוכחות של תורם-תא-נגזר myogenesis בשריר המארח, עם 5%, 26%, 26% 43% של הסיבים מארח אחד ת א שריר מציג אין מארח את התרומה התרומה מארח מינימלי, התרומה מארח מתון, התרומה מארח מקסימלי, בהתאמה.

ב- MIME שלאחר 3 ימים, התורם אדי זה הוא מושתל מאת MIME נכלל בתוך תא השריר ת א מארח (איור 2A–C). כצפוי, חתכי רוחב של שריר TA של התורם עכברים, למד תחת קרינה פלואורסצנטית אופטיקה, אינם מראים פלורסצנטיות ירוק כי הם לא מבטא GFP (איור דו-ממדי). לעומת זאת, חתכי רוחב של שריר TA של עכברים המארח לא מושתלים עם רקמה, הצג פלורסצנטיות ירוק אחיד סיבי השריר של ת א, כפי הסיבים אקספרס GFP (2E איור). חתכי רוחב של השרירים באמצעות MIME. מושתל רקמת השריר תורם, יש קו התיחום בין סיבי השריר המארח (GFP +) לבין התורם סיבי שריר (נולד ב- GFP). התמונות חדות שלב של השדות חזותי באיור איור דו-ממדי–F מוצגים באיור 2E'–נ' מציע כי אכן ישנם סיבי השריר נוכח באזורים איפה שיש אין GFP האות.
פוסט-MIME 14 ימים, הזרקת2 BaCl, על ידי לימוד טורי בין המקטעים של שריר TA שנותרו ללא תווית או מסומנות עם נוגדנים desmin (איור 3), אנו לומדים כי האות GFP מתבטא בכך כל סיבי השריר ב שריר שאינו מטופל של עכברים המארח, אך לא את השריר שטופלו MIME (desmin אדום תיוג מגלה קיימא סיבי שריר). בשריר מארח TA מטופלים עם הזרקת2 MIME, BaCl, myogenesis התורם-תא-derived ניכרת מן הנוכחות של סיבי שריר desmin(+) רבים המציגים אין אות GFP לזיהוי (איור 3C–D, 3 C' –D'). סיבי השריר chimeric הנובעות הפיוז'ן סביר של התאים myogenic המארח ו התורם ניתן להבחין נמוכה רמות מתונות של זריחה GFP הוצגו על ידי סיבים אלו. סיבי chimeric רבים מופיעים על פני קוטר כל שריר ת א רומז כי התורם SCs מסוגלים מעביר כמה מאות מיקרונים בתוך epimysium של השריר המארח. כימות של GFP + סיבים מוצג באיור 3E. איור 4 מציג בהגדלה תמונות של טורי חתכי רוחב כל שריר ת א2 מטופלים MIME + BaCl.
<img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/55731/55731fig1.jpg"> 
איור 1 . השלבים הכרוכים מינימלית פולשנית שריר הטבעת (MIME). MIME מתבצע בהרדמה כללית. זה כרוך הצבת ~ 10 מ"ג של התורם שריר (התורם עכבר EDL) בתמיסה צלצול קשירת התפרים המנחה לקצוות שלה (א). מחט בקוטר 18 עבר דרך לציר הארוך של שריר המארח (B) , הרקמה נשאבים דרך במסלול המחט (C). הרקמה שמאל שמוטבע לשריר המארח (D), התפרים המנחה נחתכים, החורים המחט חתומות עם דבק רקמות (E). הפצעים המחט אטום מצוינים עם החצים (נ). <a href="http://ecsource.jove.com/files/ftp_upload/55731/55731fig1large.jpg" target="_blank">אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של הדמות הזאת.</a>
<img alt="Figure 2" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/55731/55731fig2.jpg"> 
איור 2 . מחקרים של שריר ת א 3 ימים לאחר MIME. שריר מארח שנאספו 3 ימים לאחר MIME; סימנים של מזרקים הערה במחשב מארח TA (חיצים; A-B). נתונים נוספים מאשרים כי העכבר התורם מוטבע אדי היא שהסתתר בתוך תא השריר TA (בג). קרינה פלואורסצנטית תמונות של שריר TA חתכי רוחב הצג אין קרינה פלואורסצנטית ירוק בשריר ת א (ד)של פראי-סוג קרינה פלואורסצנטית ירוק בהיר בשריר NSG-GFP TA (E), הפרדה בין המארח לבין התורם שריר בשריר TA NSG-GFP ב 3 ימים פוסט-באמצעות MIME (נ). התמונות חדות שלב של השדות visual D-F מוצגות באיור D'-F', בהתאמה. הקו האדום פאנלים F ו- F' מציגה את קו התיחום בין הרקמה מארח ושל התורמים. סרגל קנה מידה = 50 מיקרומטר. <a href="http://ecsource.jove.com/files/ftp_upload/55731/55731fig2large.jpg" target="_blank">אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של הדמות הזאת.</a>
<img alt="Figure 3" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/55731/55731fig3.jpg"> 
איור 3 . מחקרים של שריר ת א 14 ימים לאחר MIME. הנתונים שנאספו 14 ימים שלאחר MIME מוצגים. האות האדום הוא מ תיוג immunofluorescent של desmin (סיגנל חיובי desmin מציין כי myofibers הם קיימא), האות כחול הוא מדאפי (כתמי גרעינים), האות ירוק הוא מ- GFP. שליטה TA שריר (נכון hindlimb) שנקטפו העכבר המארח, כצפוי, myofibers כמעט כל הם חיוביים עבור desmin, רומז כי myofibers אלה הם קיימא (A; אדום). בנוסף, בהתבסס על דאפי מכתים, זה ברור זה myonuclei של כמעט כל myofibers ממוקמים באופן עקיף, כצפוי בשריר בריא (A; סימן כחול). טורי מקטעים של שריר שליטה TA מראים כי כמעט כל סיבי השריר בצבע ירוק בהיר, רומז כי הם חיוביים עבור ה-GFP. MIME + BaCl2 -מטופלים TA שרירים (hindlimb השמאלי), תורם-תאית myogenesis ניכרת מן הנוכחות של סיבי שריר desmin(+) רבים המציגים אין קרינה פלואורסצנטית GFP לזיהוי (C-D, C'-D'). Desmin(+) סיבי שריר נמוך בינוני GFP קרינה פלואורסצנטית (סיבי שריר chimeric) נמצאים לאורך הקוטר של השריר TA כולו, רומז כי MIME מספק התורם SCs יכול להעביר בתוך epimysium של השריר TA, לקדם התורם-תא-נגזר myogenesis. א '-D' ההגדלה גבוהה תמונות של האזורים בתוך הקופסאות הכחולות A - ממד. כימות של סיבי GFP(+) וסיבים מרכזי nucleated מוצגים ב- E. גודל ברים = 100 מיקרומטר (A-D) ו- 50 מיקרומטר (א '-יח '). <a href="http://ecsource.jove.com/files/ftp_upload/55731/55731fig3large.jpg" target="_blank">אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של הדמות הזאת.</a>
<img alt="Figure 4" class="xfigimg" s alt="Figure 4" class="xfigimg"></img alt="Figure 4" class="xfigimg" s>rc="/files/ftp_upload/55731/55731fig4.jpg" / > 
איור 4 . עדות לנזק נרחב והתחדשות 14 ימים לאחר ההזרקה2 MIME ו- BaCl. בהגדלה, טורי חתכי רוחב כל שריר ת א2 מטופלים MIME + BaCl מוצגים. הנתונים מראים כי רבים סיבי השריר, אשר הם בינוני או חזק GFP + יש במיקום מרכזי גרעינים (א-ב; אדום האות א' הוא מ- desmin, כחול אות א' של דאפי, אות ירוק ב' מ- GFP). נתונים אלו מראים כי ניוון והתחדשות לאחר הזרקת2 BaCl אינו משפיע על הביטוי GFP. בהקשר זה, הנוכחות של סיבי השריר מרכזי nucleated בשריר ת א2 מטופלים MIME + BaCl, עם ביטוי GFP-קטן-לא, מרמז כי סיבים אלו הם כנראה תוצאה של myogenesis (או התחדשות) עם תרומה משמעותית מ GFP - תאים myogenic. תצפיות אלה יכולים לאמת יותר בתמונות בהגדלה של שדות נבחרים (C-F; C, D, ו- E ו- F, בהתאמה, חופפות אזורים של חתכי רוחב טורי; קודי הצבע של התמונה גבולות מציינות המיקום של אזורים אלה ב- A ו- B). גודל ברים = 100 מיקרומטר (A-B) ו- 50 מיקרומטר (C-F). <a href="http://ecsource.jove.com/files/ftp_upload/55731/55731fig4large.jpg" target="_blank">אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של הדמות הזאת.</a>

Watch this Scientific Journal Video about Minimally Invasive Muscle Embedding MIME - A Novel Experimental Technique to Facilitate Donor-Cell-Mediated Myogenesis at JoVE.com

Minimally Invasive Muscle Embedding MIME - A Novel Experimental Technique to Facilitate Donor-Cell-Mediated Myogenesis

אנו מתארים טכניקה ניסיוני הרומן נקרא מינימלית פולשנית שריר הטבעת (MIME), אשר מבוססת על ראיות כי רקמת שריר השלד מכיל תאים myogenic קיימא יכול להקל על התורם-תאית myogenesis כאשר מושתל לתוך שריר המארח.

שריר פולשנית הטבעה (MIME) - טכניקה ניסיוני הרומן כדי להקל על Myogenesis התורם-תאית

Skeletal muscle possesses regenerative capacity due to tissue-resident, muscle-fiber-generating (myogenic) satellite cells (SCs), which can form new ...

Research

JoVE Journal

Medicine

Minimally Invasive Muscle Embedding (MIME) - A Novel Experimental Technique to Facilitate Donor-Cell-Mediated Myogenesis

Corneal Confocal Microscopy: A Novel Non-invasive Technique to Quantify Small Fibre Pathology in Peripheral Neuropathies

מיקרוסקופיה confocal קרנית: שיטה חדשנית לא פולשני לכמת סיב פתולוגיה קטנים neuropathies היקפיים

The accurate quantification of peripheral neuropathy is important to define at risk patients, anticipate deterioration, and assess new therapies. ...

Photothrombotic Ischemia: A Minimally Invasive and Reproducible Photochemical Cortical Lesion Model for Mouse Stroke Studies

איסכמיה Photothrombotic: דגם נגע פולשנית לשעתק פוטו קליפתיים לעכבר מחקרי שבץ

The photothrombotic stroke model aims to induce an ischemic damage within a given cortical area by means of photo-activation of a previously injected ...

Minimally Invasive Establishment of Murine Orthotopic Bladder Xenografts

פולשנית הקמת Murine Orthotopic שלפוחית ​​השתן xenografts

Orthotopic bladder cancer xenografts are the gold standard to study molecular cellular manipulations and new therapeutic agents&#160;in vivo. Suitable ...

Minimally Invasive Transverse Aortic Constriction in Mice

פולשנית רוחבי אבי העורקים התכווצות עכברים

Minimally invasive transverse aortic constriction (MTAC) is a more desirable method for the constriction of the transverse aorta in mice than standard ...

Technique of Minimally Invasive Transverse Aortic Constriction in Mice for Induction of Left Ventricular Hypertrophy

הטכניקה של פולשנית התרחבות אבי העורקים רוחבי בעכברים עבור אינדוקציה של גדילת

Transverse aortic constriction (TAC) in mice is one of the most commonly used surgical techniques for experimental investigation of pressure ...

An Anatomical Study of Nerves at Risk During Minimally Invasive Hallux Valgus Surgery

המחקר האנטומי של עצבים בסיכון במהלך הניתוח Valgus בוהן פולשנית

The growing popularity of minimally invasive surgical (MIS) procedures makes it necessary that new anatomical references arise, to aid in tridimensional ...

A Minimally Invasive Model to Analyze Endochondral Fracture Healing in Mice Under Standardized Biomechanical Conditions

מודל פולשנית לניתוח שבר Endochondral ריפוי בעכברים בתנאים מתוקננים ביו-מכני

Bone healing models are necessary to analyze the complex mechanisms of fracture healing to improve clinical fracture treatment. During the last decade, an ...

Electromagnetic Navigation Transthoracic Nodule Localization for Minimally Invasive Thoracic Surgery

לוקליזציה של גושים טרנסתורציים לניווט אלקטרומגנטי לניתוחי חזה זעיר פולשניים

The increased use of chest computed tomography (CT) has led to an increased detection of pulmonary nodules requiring diagnostic evaluation and/or ...

A Pre-clinical Rat Model for the Study of Ischemia-reperfusion Injury in Reconstructive Microsurgery

מודל מפרה קליני לחקר איסכמיה-reperfusion פציעה במיקרו-כירורגיה משחזרת

Ischemia-reperfusion injury is the main cause of flap failure in reconstructive microsurgery. The rat is the preferred preclinical animal model in many ...

Evaluation of Capnography Sampling Line Compatibility and Accuracy when Used with a Portable Capnography Monitor

הערכה של תאימות ודיוק של קו דגימה קפונוגרפיה בעת שימוש עם צג קפונוגרפיה נייד

Capnography is commonly used to monitor patient&#8217;s ventilatory status. While sidestream capnography has been shown to provide a reliable assessment ...