Name: in vitro differentiation of human mesenchymal stem cells into functional cardiomyocyte-like cells
Uploaded: 2017-08-09T12:30:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about In Vitro Differentiation of Human Mesenchymal Stem Cells into Functional Cardiomyocyte-like Cells at JoVE.com

Författarna tackar följande anställda och forskning personal för deras bidrag: Matthew Librach, Leila Maghen, Tanya A. Baretto, Shlomit Kenigsberg och Andrée Gauthier-Fisher. Detta arbete stöddes av Ontario The forskningsfonden - spetsforskning (ORF-RE, runda #7) och skapa Program Inc.

All studies involving animals were conducted and reported according to ARRIVE guidelines48. All studies were performed with institutional research ethics board approval (REB number 454-2011, Sunnybrook Research Institute; REB 29889, University of Toronto, Toronto, Canada). All animal procedures were approved by the Animal Care Committee of the University Health Network (Toronto, Canada), and all animals received humane care in compliance with the Guide for the Care and Use of Laboratory Animals, 8...

Hjärt differentieringen av stamceller har varit under utveckling i över 2 decennier, med flera olika strategier som används för att generera hjärtmuskelcellen-liknande celler från MSC källor. Många av dessa strategier, dock är ineffektiva, och de villkor som används är ofta inte representativa för den miljö som transplanterade celler möte i vivo.
Till skillnad från befintliga metoder, det protokoll som presenteras här använder tredjeparts en kombination av primära hj...

Hjärtsvikt (CHF) kvarstår som en ledande orsak till sjuklighet och dödlighet i hela världen. CHF uppstår ofta efter massiva förlusten av hjärtmuskelceller och utvecklingen av cellfria ärrvävnad som patologiska resultatet av en hjärtinfarkt (MI)1. Hjärtat är en delvis själv förnya orgel, minskar bosatta stammen och stamceller cell poolen ansvarar för att verkställa vävnadsregeneration avsevärt i överflöd och funktion hos äldre patienter, ofta att bli otillräckliga för optimal återhämtning efter skada. Således finns det stort intresse i att utveckla experimentella behandlingar som involverar transplantationen av friska givare cellerna i den skadada hjärtmuskeln. Det är absolut nödvändigt att donatorcellerna inte bara återställa strukturen av vävnad, men också uppnå funktionell återhämtning drabbade hjärtmuskeln.
Infödda hjärtat sysselsätter hjärta vävnad-resident och kroppsegna stamceller i benmärgen-påbörjade för efter skada reparera2,3,4. Regenerativa celler-host - och givare-härledda både-måste ha kapacitet att få lämpliga fenotyp och funktion i närmiljön remodeling hjärtmuskeln, tillsammans med förmågan att effektivt och säkert ersätta förlorade celler. In vitro differentiering metoder har använts i stor utsträckning att uppnå hög verkningsgrad, stem cell-baserad hjärtmuskelcellen produktion5,6. Uttryck profilen av hjärt lineage markörer används för att definiera processen för stamcellers differentiering mot den kardiella härstamning7. Tidiga differentiering markörer, såsom NKX2.5, myocyt enhancer faktor 2 C (Mef2c), och GATA48,9, kan vara en indikation om inledandet av den cardiomyogenic processen. Mogen hjärtmuskelcellen markörer används vanligen för att bedöma differentiering effekt är signal reglerande proteinet α (SIRPA)10, hjärt troponin T (cTnT)11, tung kedja cardiac myosin (MYH6)8,12,13och connexin 43 (Cx43)14,15,16. De metoder som använder embryonala stamceller (EKSG) och pluripotenta stamceller (PSC) har noggrant optimerad och diskuterats angående detaljerna induktiva faktorer, syre och näringsämnen övertoningar och exakt tidpunkt för åtgärd5,6,7,17,18. ESC - och PSC-baserade teknologier presenterar dock fortfarande flera etiska och säkerhet gäller, tillsammans med suboptimal elektrofysiologiska och immunologiska funktioner19,20. Värdar som transplanteras med dessa celler ofta uppleva immunorejection och kräver permanent immunsuppression. Detta beror främst på oöverensstämmelse stora histocompatibility komplex (MHC) molekyler i värd och givare och till den resulterande T-cell svar21. Medan enskilda MHC klass I matchande är en möjlig lösning, en mer tillgänglig klinisk praxis skulle kräva en cell källa som allmänt immunoprivileged att övervinna oron för avstötning.
Som en alternativ cell källa för användning i kliniska tillämpningar, MSCs och i synnerhet, BMSCs, har undersökts för användning i vävnadsregenerering sedan deras inledande beskrivning i 199522. MSCs tros vara bosatt regenerativa celler som kan hittas i nästan alla vaskulariserad vävnad23. Vid isolering från önskad källa, MSCs kan enkelt utökas i kultur, har omfattande parakrin kapacitet och äger ofta immunoprivileged eller immunmodulerande egenskaper24,25. Deras säkerhet och effekt har redan visats i flera prekliniska studier, i synnerhet för hjärtats förnyelse3,26.
Många MSC differentiering strategier använder farmakologiska ämnen, såsom 5-azacytidine22 och DMSO27, och tillväxt eller morfogena faktorer, såsom BMP5,7,28,29 eller angiotensin-II30, med varierande effektivitet. Dessa strategier, bygger dock inte på de hinder som en naiv regenerativ cell kan stöta efter homing eller levereras till platsen för skadan invivo. Mer fysiologiskt relevanta strategier, medan svårare att definiera och manipulera, bygger på förutsättningen att MSC differentiering kan induceras genom signaler från den vävnad mikromiljö själv. Tidigare studier har visat att exponering för hjärt cell lysates31 eller ventrikulära hjärtmuskeln32,33, eller direkt kontakt med primära hjärtmuskelcellerna in vitro-15,34, kan öka uttrycket av kardiella markörer i MSCs. Andra har visat spontana cardiomyogenesis efter behandling av hjärt skador med MSCs35,36,37,38, trots delvis fusion av BMSCs och hjärtmuskelceller39,40 genereras den begynnande hjärtmuskeln. Till vår kunskap, har funktionella, spontant upphandlande hjärtmuskelcellerna från mänskliga MSCs (hMSCs) av någon vävnad källa ännu inte rapporterats.
Den nuvarande uppfattningen är att alla MSCs uppkommer perivaskulär celler23. Ung MSCs med pericyt egenskaper kan isoleras från regionen perivaskulär mänskliga navelsträngen vävnaden41,42,43. I jämförelse med BMSCs äger HUCPVCs ökad differentiering potentiella och flera andra regenerativ fördelar, både in vitro-41,44 och i vivo45,46,47. I synnerhet, källan är gränssnittet mödra-fetal, HUCPVCs har betydligt lägre immunogenicitet jämfört med vuxna källor av MSCs. Vår forskning fokuserar på karakterisering och pre-kliniska tillämpningar av FTM HUCPVCs, yngsta källan av MSCs undersökt, som vi visat tidigare ha ökat proliferativ och högre multilineage differentiering kapacitet, även i de cardiomyogenic härstamning41.
Här presenterar vi ett protokoll som kombinerar sammanlagda bildandet och primära hjärt cellagren mataren som induktiv krafter för att uppnå fullständig cardiomyogenic differentiering av MSCs. aggregat ger en 3D-miljö, som bättre modeller villkor i vivo som jämfört med 2D vidhäftande kulturer. Utnyttja hjärt feeder lager ger en miljö som är representativ för den ultimata transplantation platsen för MSCs. Vi visar att yngre källor av MSCs isolerade från pre- eller postnatal navelsträngar har en högre kapacitet att bilda aggregat och nå den kardiella fenotypen jämfört med vuxna BMSCs, samtidigt bibehålla sin immun-privilegium. Förutom hjärt härstamning markörgener och inducerad uttryck av intracellulära brant höjd (dvs cTnT och MYH6) och cellytan proteiner (dvs, SIRPA och Cx43) specifika för hjärtmuskelceller, visar vi att FTM HUCPVCs differentiering potential kan utnyttjas med denna metod och att de kan ge upphov till spontant upphandlande hjärtmuskelcellen-liknande celler.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="917">
	<colgroup>
		<col />
		<col />
		<col />
		<col />
	</colgroup>
	<tbody>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:297px;">0.25% Trypsin/EDTA</td>
			<td style="width:203px;">Gibco</td>
			<td style="width:119px;">25200056</td>
			<td style="width:299px;">For cell dissociation</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:297px;">Alpha-MEM</td>
			<td style="width:203px;">Gibco</td>
			<td>12571071</td>
			<td style="width:299px;">For HUCPVC and BMSC culture media.</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:297px;">PE-conjugated anti-human/mouse CD49f antibody</td>
			<td style="width:203px;">Biolegend</td>
			<td style="width:119px;">313612</td>
			<td style="width:299px;">Integrin marker for FC</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:297px;">APC-conjugated human Cx43/GJA1 antibody</td>
			<td style="width:203px;">R&#38;D Systems</td>
			<td style="width:119px;">FAB7737A</td>
			<td style="width:299px;">Connexin 43 marker for FC</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:297px;">FITC-conjugated HLA-A2 antibody</td>
			<td style="width:203px;">Genway Biotech Inc.</td>
			<td style="width:119px;">GWB-66FBD2</td>
			<td style="width:299px;">Immunogenicity marker for FC</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:297px;">FITC-conjugated anti-HLA-G [MEM-G/9] antibody</td>
			<td style="width:203px;">Abcam</td>
			<td style="width:119px;">ab7904</td>
			<td style="width:299px;">Immunogenicity marker for FC</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:297px;">FITC-conjugated mouse anti-human SIRPA/CD172a antibody</td>
			<td style="width:203px;">AbD Serotec/Bio-Rad</td>
			<td style="width:119px;">MCA2518F</td>
			<td style="width:299px;">Cardiac marker for FC</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:297px;">APC-conjugated human TRA-1-85/CD147 antibody</td>
			<td style="width:203px;">R&#38;D Systems</td>
			<td style="width:119px;">FAB3195A</td>
			<td style="width:299px;">Human cell marker for FC and FACS</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:297px;">FITC-conjugated human TRA-1-85/CD147 antibody</td>
			<td style="width:203px;">R&#38;D Systems</td>
			<td style="width:119px;">FAB3195F</td>
			<td style="width:299px;">Human cell marker for FC and FACS</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:297px;">Anti-connexin 43/GJA1 antibody</td>
			<td style="width:203px;">Abcam</td>
			<td style="width:119px;">ab11370</td>
			<td style="width:299px;">Cx43. For ICC</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:297px;">Goat anti-rabbit IgG (H+L) cross-absorbed secondary antibody, Alexa Fluor 555</td>
			<td style="width:203px;">Life Technologies</td>
			<td style="width:119px;">A-21428</td>
			<td style="width:299px;">For ICC</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:297px;">Anti-sarcomeric alpha actinin [EA-53] antibody</td>
			<td style="width:203px;">Abcam</td>
			<td style="width:119px;">ab9465</td>
			<td style="width:299px;">aSARC. For ICC</td>
		</tr>
		<tr height="63">
			<td height="63" style="height:63px;width:297px;">Goat anti-mouse IgM heavy chain cross-absorbed secondary antibody, Alexa Fluor 555</td>
			<td style="width:203px;">Life Technologies</td>
			<td>A-21426</td>
			<td style="width:299px;">For ICC</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:297px;">Mef2C (D80C1) XP rabbit antibody</td>
			<td style="width:203px;">New England BioLabs Ltd.</td>
			<td style="width:119px;">5030S</td>
			<td style="width:299px;">For ICC</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:297px;">Donkey anti-rabbit IgG (H+L) secondary antibody, Alexa Fluor 488</td>
			<td style="width:203px;">Life Technologies</td>
			<td style="width:119px;">A-21206</td>
			<td style="width:299px;">For ICC</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:297px;">Anti-nuclei (HuNu) (clone 235-1) antibody</td>
			<td style="width:203px;">EMD Millipore</td>
			<td style="width:119px;">MAB1281</td>
			<td style="width:299px;">For ICC</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:297px;">MZ9.5 Stereomicroscope</td>
			<td style="width:203px;">Leica</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td style="width:299px;">For imaging aggregates.</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:297px;">1.5 ml centrifuge microtubes</td>
			<td style="width:203px;">Axygen</td>
			<td style="width:119px;">MCT-150-C</td>
			<td style="width:299px;">For staining MSCs with fluorescent dye.</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:297px;">ImageJ</td>
			<td style="width:203px;"></td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td style="width:299px;">Open source image processing software.</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:297px;">Aria II&#160;</td>
			<td style="width:203px;">BD</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td style="width:299px;">UHN SickKids FC Facility. For cell sorting.</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:297px;">Bone marrow mesechymal stromal cells</td>
			<td style="width:203px;">Lonza</td>
			<td style="width:119px;">PT-2501</td>
			<td style="width:299px;">BMSCs</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:297px;">Bovine serum albumin</td>
			<td style="width:203px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td style="width:119px;">A7030-100G</td>
			<td style="width:299px;">BSA. To prepare solutions for ICC</td>
		</tr>
		<tr height="63">
			<td height="63" style="height:63px;width:297px;">BrdU</td>
			<td style="width:203px;">EMD Millipore</td>
			<td style="width:119px;">MAB3424</td>
			<td style="width:299px;">Caution: BrdU is a strong teratogen and suspected mutagen. Please ensure proper training and refer to the SDS before use.</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:297px;">Canto II</td>
			<td style="width:203px;">BD</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td style="width:299px;">UHN SickKids FC Facility. For flow cytometry.</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:297px;">cDNA EcoDry Premix</td>
			<td style="width:203px;">Clontech/Takara</td>
			<td style="width:119px;">639570</td>
			<td style="width:299px;">For preparation of cDNA for qPCR</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:297px;">CellTracker Green CMFDA Dye</td>
			<td style="width:203px;">Life Technologies</td>
			<td style="width:119px;">C7025</td>
			<td style="width:299px;">Fluorescent imaging of cell cytoplasm</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:297px;">Countess automated cell counter</td>
			<td style="width:203px;">Invitrogen Inc.</td>
			<td style="width:119px;">C10227</td>
			<td style="width:299px;">For cell counting</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:297px;">DMEM-F12</td>
			<td style="width:203px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td style="width:119px;">D6421</td>
			<td style="width:299px;">For rat primary cardiomyocyte culture medium.</td>
		</tr>
		<tr height="24">
			<td height="24" style="height:24px;width:297px;">Dulbecco&#39;s Phosphate Buffered Saline</td>
			<td style="width:203px;">Gibco</td>
			<td>10010023</td>
			<td style="width:299px;">D-PBS, without Ca2+, Mg2+</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:297px;">EVOS</td>
			<td style="width:203px;">Life Technologies</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td style="width:299px;">In-house fluorescent microscope</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:297px;">FACSCalibur</td>
			<td style="width:203px;">BD</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td style="width:299px;">In-house. For flow cytometry.</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:297px;">Fetal bovine serum (Hyclone)</td>
			<td style="width:203px;">GE Healthcare</td>
			<td style="width:119px;">SH3039603</td>
			<td style="width:299px;">FBS. Component of cell culture medium.</td>
		</tr>
		<tr height="63">
			<td height="63" style="height:63px;width:297px;">IDT Prime Time qPCR probes</td>
			<td style="width:203px;">Integrated Data Technologies</td>
			<td style="width:119px;">FAM fluorophore</td>
			<td style="width:299px;">http://www.idtdna.com/pages/products/gene-expression/primetime-qpcr-assays-and-primers</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:297px;">Lab Vision PermaFluor Aqueous Mounting Medium</td>
			<td style="width:203px;">ThermoScientific</td>
			<td style="width:119px;">TA-030-FM</td>
			<td style="width:299px;">For storage of cells to undergo ICC</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:297px;">LSR II&#160;</td>
			<td style="width:203px;">BD</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td style="width:299px;">UHN SickKids FC Facility. For flow cytometry.</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:297px;">MoFlo Astrios</td>
			<td style="width:203px;">Beckman Coulter</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td style="width:299px;">UHN SickKids FC Facility. For cell sorting.</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:297px;">Normal goat serum</td>
			<td style="width:203px;">Cell Signaling Technology</td>
			<td style="width:119px;">5425S</td>
			<td style="width:299px;">NGS. Used in blocking solution for ICC</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:297px;">Nunc Lab-Tek II Chamber Coverglass, 8-wells</td>
			<td style="width:203px;">Thermo Scientific Nunc</td>
			<td style="width:119px;">155409</td>
			<td style="width:299px;">To prepare samples for ICC</td>
		</tr>
		<tr height="47">
			<td height="47" style="height:47px;width:297px;">OmniPur Triton X-100 Surfactant</td>
			<td style="width:203px;">EMD Millipore</td>
			<td style="width:119px;">9410-OP</td>
			<td style="width:299px;">As a component of permeabilizing solution when preparing cells for ICC</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:297px;">Paraformaldehyde, 16% Solution, EM Grade</td>
			<td style="width:203px;">Electron Microscopy Sciences</td>
			<td style="width:119px;">15710</td>
			<td style="width:299px;">For fixing cells for ICC.</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:297px;">Penicillin/streptomycin</td>
			<td style="width:203px;">Gibco</td>
			<td style="width:119px;">15140122</td>
			<td style="width:299px;">Component of cell culture medium.</td>
		</tr>
		<tr height="110">
			<td height="110" style="height:110px;width:297px;">Primers</td>
			<td style="width:203px;">Sigma</td>
			<td style="width:119px;">Custom Standard DNA Oligos, Desalted, 0.2 &#956;mol</td>
			<td style="width:299px;">CTnT_F: GGC AGC GGA AGA GGA TGC TGA A; CTnT_R: GAG GCA CCA AGT TGG GCA TGA ACG A; MYH6 F: GCA AAG TAC TGG ATG ACA CGC T; MYH6 R: GTC ATT GCT GAA ACC GAG AAT G</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:297px;">Quorum Spinning Disk Confocal</td>
			<td style="width:203px;">Zeiss</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td style="width:299px;">SickKids Imaging Facility</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:297px;">ReproCardio hiPS cell derived cardiomyocytes</td>
			<td style="width:203px;">ReproCell</td>
			<td style="width:119px;">RCD001N</td>
			<td style="width:299px;">Positive control for qPCR</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:297px;">RNeasy mini kit</td>
			<td style="width:203px;">Qiagen</td>
			<td style="width:119px;">74106</td>
			<td style="width:299px;">To isolate RNA for qPCR</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:297px;">Rotor-Gene SYBR Green PCR Kit</td>
			<td style="width:203px;">Qiagen</td>
			<td style="width:119px;">204074</td>
			<td style="width:299px;">For qPCR with master mix</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:297px;">RPMI 1640</td>
			<td style="width:203px;">Gibco</td>
			<td>A1049101</td>
			<td style="width:299px;">For MSC, monocyte coculture medium.</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:297px;">TaqMan qPCR primer assays</td>
			<td style="width:203px;">Thermo Fisher Scientific</td>
			<td style="width:119px;">4444556</td>
			<td style="width:299px;">For qPCR</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:297px;">Trypan Blue</td>
			<td style="width:203px;">Life Technologies</td>
			<td style="width:119px;">T10282</td>
			<td style="width:299px;">Staining of cells for viability and counting</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:297px;">Trypsin</td>
			<td style="width:203px;">Gibco</td>
			<td>272500108</td>
			<td style="width:299px;">For cell dissociation</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:297px;">Volocity</td>
			<td style="width:203px;">Perkin-Elmer</td>
			<td style="width:119px;">Volocity 6.3</td>
			<td style="width:299px;">Imaging software</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:297px;">0.2 &#956;m pore filter</td>
			<td style="width:203px;">Thermo Fisher Scientific</td>
			<td style="width:119px;">566-0020</td>
			<td style="width:299px;">For sterilizing tissue culture media</td>
		</tr>
		<tr height="25">
			<td height="25" style="height:25px;width:297px;">HERAcell 150i CO2 Incubator</td>
			<td style="width:203px;">Thermo Fisher Scientific</td>
			<td align="right" style="width:119px;">51026410</td>
			<td style="width:299px;">For incubating cells</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:297px;">Dulbecco&#39;s phosphate buffered saline</td>
			<td style="width:203px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td style="width:119px;">D8537</td>
			<td style="width:299px;">PBS. 1X, Without calcium chloride and magnesium chloride</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:297px;">Forceps</td>
			<td style="width:203px;">Almedic</td>
			<td style="width:119px;">7727-A10-704</td>
			<td style="width:299px;">For handing rat heart. Can use any similar forceps.</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:297px;">Scissors</td>
			<td style="width:203px;">Fine Science Tools</td>
			<td style="width:119px;">14059-11</td>
			<td style="width:299px;">For mincing rat heart. Curved scissors recommended.</td>
		</tr>
		<tr height="63">
			<td height="63" style="height:63px;width:297px;">50 mL tube</td>
			<td style="width:203px;">BD Falcon</td>
			<td align="right" style="width:119px;">352070</td>
			<td style="width:299px;">For collection during cardiomyocyte collection and general tissue culture procedures</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:297px;">15 mL tube</td>
			<td style="width:203px;">BD Falcon</td>
			<td align="right" style="width:119px;">352096</td>
			<td style="width:299px;">For general tissue culture procedures</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:297px;">6-well plates</td>
			<td style="width:203px;">Thermo Scientific Nunc</td>
			<td style="width:119px;">CA73520-906</td>
			<td style="width:299px;">For tissue culture</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:297px;">10 cm tissue culture dishes</td>
			<td style="width:203px;">Corning</td>
			<td style="width:119px;">25382-428</td>
			<td style="width:299px;">For aggregate formation</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:297px;">Axiovert 40C Microscope</td>
			<td style="width:203px;">Zeiss</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td style="width:299px;">For bright-field imaging through out tissue culture and the rest of the protocol</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:297px;">70 &#956;m cell strainer</td>
			<td style="width:203px;">Fisherbrand</td>
			<td align="right" style="width:119px;">22363548</td>
			<td style="width:299px;">To ensure a single cell suspension before flow cytometry or sorting</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:297px;">Triton X-100</td>
			<td style="width:203px;">EMD Millipore</td>
			<td style="width:119px;">9410-1L</td>
			<td style="width:299px;">Used in permeabilization solution for ICC</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:297px;">Hoechst 33342</td>
			<td style="width:203px;">Thermo Fisher Scientific</td>
			<td style="width:119px;">H1399</td>
			<td style="width:299px;">Stain used during visualization of Cx43 localization</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

in vitro differentiation of human mesenchymal stem cells into functional cardiomyocyte-like cells

Hjärtinfarkt och efterföljande ischemiska kaskaden resultera i omfattande förlust av hjärtmuskelceller, vilket leder till hjärtsvikt, den ledande orsaken till dödlighet i hela världen. Mesenkymala stamceller (MSC) är en lovande alternativ för cellbaserade terapier att ersätta nuvarande, invasiva tekniker. MSCs kan differentieras till mesenkymala härstamningar, inklusive hjärt celltyper, men komplett differentiering in funktionella celler har ännu inte uppnåtts. Tidigare metoder för differentiering baserades på farmakologiska agenter eller tillväxtfaktorer. Dock kan mer fysiologiskt relevanta strategier också aktivera MSCs att genomgå cardiomyogenic omvandling. Här presenterar vi en differentiering metod använda MSC aggregat på hjärtmuskelcellen feeder lager för att producera hjärtmuskelcellen-liknande Upphandlande celler.
Mänskliga perivaskulär navelsträngsblod (HUCPVCs) har visat sig ha en större differentiering potentiella än vanligt undersökte MSC typer, såsom benmärg MSCs (BMSCs). Som en ontogenetically yngre källa undersökte vi cardiomyogenic potentialen i första trimestern (FTM) HUCPVCs jämfört med äldre källor. FTM HUCPVCs är en roman, rik källa av MSCs som behåller sina Utero immunoprivileged egenskaper när odlade i vitro. Använda denna differentiering protokoll, FTM och termen uppnås HUCPVCs väsentligt ökade cardiomyogenic differentiering jämfört med BMSCs, som indikeras av det ökat uttrycket av hjärtmuskelcellen markörer (dvs myocyt enhancer faktor 2 C, hjärt troponin T, tung kedja cardiac myosin, signal reglerande proteinet α och connexin 43). De underhöll också betydligt lägre immunogenicitet, vilket visas av deras lägre HLA-A uttryck och högre HLA-G uttryck. Tillämpa samlade-baserade differentiering, visade FTM HUCPVCs ökad sammanlagda bildning potentiella och genererade avtalsslutande celler kluster inom 1 vecka efter samtidig kultur på hjärt feeder lager, blir den första MSC-typen att göra så.
Våra resultat visar att denna differentiering strategi kan effektivt utnyttja cardiomyogenic potential unga MSCs, såsom FTM HUCPVCs, och antyder att in vitro- före differentiering kan vara en potentiell strategi för att öka deras regenerativ effekt in vivo.

HUCPVCs Display Higher Aggregate-formation Potential and CD49f Expression Levels Compared to BMSCs:
To induce the differentiation of hMSCs (i.e., FTM HUCPVCs, term HUCPVCs, and BMSCs), single-cell suspensions of undifferentiated MSCs or MSC-containing hanging drops (Table 1) were transferred onto rat primary cardiomyocyte monolayers to establish direct co-cultures or aggregate co-cultur...

Watch this Scientific Journal Video about In Vitro Differentiation of Human Mesenchymal Stem Cells into Functional Cardiomyocyte-like Cells at JoVE.com

In Vitro Differentiation of Human Mesenchymal Stem Cells into Functional Cardiomyocyte-like Cells

Här presenterar vi en metod för att effektivt utnyttja hjärt differentiering potentialen i unga källor av humana mesenkymala stamceller för att skapa funktionella, upphandlande, hjärtmuskelcellen-liknande celler in vitro-.

In Vitro Differentiering av humana mesenkymala stamceller till funktionella hjärtmuskelcellen-liknande celler

Myocardial infarction and the subsequent ischemic cascade result in the extensive loss of cardiomyocytes, leading to congestive heart failure, the leading ...

Research

JoVE Journal

Developmental Biology

In Vitro Differentiation of Human Mesenchymal Stem Cells into Functional Cardiomyocyte-like Cells

Directed Differentiation of Primitive and Definitive Hematopoietic Progenitors from Human Pluripotent Stem Cells

Regisserad differentiering av primitiv och slutgiltig hematopoetiska progenitorceller från mänskliga pluripotenta stamceller

One of the major goals for regenerative medicine is the generation and maintenance of hematopoietic stem cells (HSCs) derived from human pluripotent stem ...

In Vitro Differentiation of Human Pluripotent Stem Cells into Trophoblastic Cells

In Vitro Differentiation of Human Pluripotent Stem Cells into Trophoblastic Cells

In vitro-differentiering av mänskliga pluripotenta stamceller till trophoblastic celler

The placenta is the first organ to develop during embryogenesis and is required for the survival of the developing embryo. The placenta is comprised of ...

Horizontal Whole Mount: A Novel Processing and Imaging Protocol for Thick, Three-dimensional Tissue Cross-sections of Skin

Horisontell helmontering: Ett nytt bearbetnings- och bildprotokoll för tjocka, tredimensionella vävnads tvärsnitt av huden

Processing a tissue of interest to generate a microscopic image that supports a scientific argument can be challenging. The acquisition of high-quality ...

Rapid, Directed Differentiation of Retinal Pigment Epithelial Cells from Human Embryonic or Induced Pluripotent Stem Cells

Snabb, regisserad differentiering av Retinal Pigment epitelial celler från mänskliga embryonala eller inducerade pluripotenta stamceller

We describe a robust method to direct the differentiation of pluripotent stem cells into retinal pigment epithelial cells (RPE). The purpose of providing ...

Single-cell Photoconversion in Living Intact Zebrafish

Single-cell Photoconversion i levande intakt zebrafiskar

Animal and plant tissue is composed of distinct populations of cells. These cells interact over time to build and maintain the tissue and can cause ...

Computational Analysis of the Caenorhabditis elegans Germline to Study the Distribution of Nuclei, Proteins, and the Cytoskeleton

Computational Analysis of the Caenorhabditis elegans Germline to Study the Distribution of Nuclei, Proteins, and the Cytoskeleton

Computational analys av den Caenorhabditis elegans könsceller att studera fördelningen av atomkärnor, proteiner och cytoskelettet

The Caenorhabditis elegans (C. elegans) germline is used to study several biologically important processes including stem cell development, apoptosis, and ...

Derivation and Differentiation of Canine Ovarian Mesenchymal Stem Cells

Härledning och differentiering av hundarnas cystor mesenkymala stamceller

Interest in mesenchymal stem cells (MSCs) has increased over the past decade due to their ease of isolation, expansion, and culture. Recently, studies ...

Efficient Differentiation of Human Pluripotent Stem Cells into Liver Cells

Effektiv differentiering av humana pluripotenta stamceller till leverceller

The liver detoxifies harmful substances, secretes vital proteins, and executes key metabolic activities, thus sustaining life. Consequently, liver ...

In Vitro Generation of Somite Derivatives from Human Induced Pluripotent Stem Cells

I Vitro Generation av Somite derivat från mänskliga inducerade stamceller pluripotenta

In response to signals such as WNTs, bone morphogenetic proteins (BMPs), and sonic hedgehog (SHH) secreted from surrounding tissues, somites (SMs) give ...

Directed Differentiation of Hemogenic Endothelial Cells from Human Pluripotent Stem Cells

Riktad differentiering av hemogena endotelceller från humana pluripotenta stamceller

Blood vessels are ubiquitously distributed within all tissues of the body and perform diverse functions. Thus, derivation of mature vascular endothelial ...