Name: evaluation of stem cell therapies in a bilateral patellar tendon injury model in rats
Uploaded: 2018-03-30T14:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Evaluation of Stem Cell Therapies in a Bilateral Patellar Tendon Injury Model in Rats at JoVE.com

המחברים רוצה להכיר את ד ר סו, PhD, אותה לניתוח סטטיסטי של הנתונים. המחברים גם תודה ד ר מקלור, לוטרינריה, DACLAM, לה עצות על ההרדמה, כאב ניהול פרוטוקולים השתמשו במחקר. פרויקט זה נתמך על ידי מענקים ממשרד מדעי אוניברסיטת ווסטרן לבריאות של סגן עבור מחקר (12678v) וקרנות 1433 סעיף USDA (2090).

כל השיטות המתוארות כאן אושרו על ידי טיפול בעלי חיים מוסדיים ועל שימוש הוועדה (IACUC) של ווסטרן אוניברסיטת למדעי הבריאות.
1. בידוד והרחבה של MSCs חברת מטריקס אקווין חבל הטבור
<ol><li>להשיג את השליה מארה למבוגרים (בהריון) לאחר שנצפה foaling ואת גילוח ורחיצה כירורגית לבודד את חבל הטבור מן ?...

תאים לסוסים נבחרו עבור פרויקט זה, כי בסופו של דבר אנחנו מתכוונים לבחון את המועמדים גישות ניהול של tendinopathies טבעי אצל סוסים. ואכן, פציעות גיד אצל סוסים הם מושך כמודלים הטבעי של tendinopathy באדם עקב הדמיון ביולוגי בין הסוסים כופף דיגיטלי שטחית גיד אכילס בני41. תא השטח סמני CD44, CD90, CD105, CD34 ו...

פציעה בגיד הוא אחד הגורמים השכיחים ביותר של ניוון שרירים וכאב משמעותי על פני מינים1. ברפואה וטרינרית, פציעות גיד רצועה הם עניין מיוחד בסוסים, כפי 82 אחוז פציעות כל סוסי מרוץ לערב מערכת השלד, 46% של אלה משפיעים על הגידים והרצועות2,3. היווצרות רקמה צלקתית משפיע על תכונות ביו-מכני של הגידים נרפא ומסביר הפרוגנוזה שמרו על החזרה לשימוש אתלטיק לאחר פציעות גיד כופף; re-פגיעה מתרחשת תוך שנתיים ב עד 67% של סוסים שמרני4. רפואה רגנרטיבית מספק חלופות הרומן תנאי כי האתגרים טיפולים מסורתיים. טיפול בתאי גזע עצמיים הפיק מספר5,מעודד תוצאות6 אבל הוא מוגבל על ידי התחלואה המשויך אוסף רקמה המינהל מתעכב בשל התכנות/עיבוד של תאים, השפעת מצב הבריאות של המטופל (כמו גיל) על המאפיינים של גזע תאים7,8. מגבלות אלה מספקות תירוץ חוקרת תאי גזע allogeneic כחלופה מדף. תאים עוברית נגזר adnexa הם מועמדים מושך כי הם לעקוף את החששות אתית ואת סכנת היווצרות טרטומה הקשורים בתאי גזע עובריים. בין adnexa עוברי, חבל הטבור מטריקס (יו), גם בשם וורטון, הוא שופע וקל לאסוף.
ללא קשר למקור תא, שיפור stemness הוא חיוני להקים בנק תא עבור רפואה רגנרטיבית allogenic. מבחינה תפקודית, stemness ניתן להגדיר את פוטנציאל התחדשות עצמית, שושלת היוחסין מרובה בידול9. עדות stemness מסתמך על התפשטות ובידול מבחני, יחד עם ביטוי של גנים סמנים Oct4, Sox2, ו Nanog9. אסטרטגיה אחת כדי לשפר את stemness מסתמך על השימוש biomaterials לשמש חלל ומרק ונושאי שיפור התפשטות ובידול של UCM MSCs. גישה זו מבטלת חששות לגבי מניפולציה של גורמים תעתיק לתכנת התאים בוגרים לתוך תאים pluripotent המושרה. בין biomaterials נחשב ספקים פוטנציאליים עבור תאי גזע, משקם הוא מושך את התאימות שלו, degradability10. Aminopolysaccharide הטבעי הזה נוצר על ידי אלקליין deacetylation של כיטין, הפנימי רב טבעי-סוכר השני הנפוץ ביותר, בעיקר מתקבל subproduct של רכיכה10. יש קודם לכן חקר אינטראקציות בין MSCs משקם פיגומים, ואנו נצפתה היווצרות של spheroids11,12,13,14,15, 16. גם דיווחנו על העליונות של chondrogenesis ב משקם מטריצות12,13,14,15,16,17, 18. לאחרונה, שני מחקרים עצמאיים שתיאר spheroids היווצרות רקמת שומן, רקמת השליה נגזר MSCs תרבותי משקם הסרט19,20. צורה זו של spheroids לא רק משופרת stemness, אך גם השתפר השמירה של תאי גזע אחרי ויוו השרשה20.
השכיחות ותחלואה של tendinopathy על פני מינים חייב עודדה ההתפתחות של ניסיוניות לימוד הפתופיזיולוגיה של tendinopathies ולבדוק טיפולים חדשים כגון הזרקת תאי גזע. סוסים, המושרה collagenase tendonitis הוא דגם נפוץ כדי להדגים את היעילות באמצעות MSCs תיקון גיד21. הרלוונטיות של גישה זו היא מוגבלת, שכן זריקות לגרום לשינויים דלקתית חריפה, ואילו tendinopathies קלינית הם בדרך כלל תוצאה של כרונית מאולצת22,23. בנוסף, אינדוקציה כימי של גיד המחלה גורמת לתגובה הריפוי, לא לשכפל את תהליך הריפוי לקוי קיימים מקרים קליניים22,23. כריתה של קטע של הגיד כופף דיגיטלי שטחית תואר כמודל כירורגי של דלקת גידים סוסים24. לאחרונה, בגישה פולשנית שימש כדי להגביל את הנזק טראומטי הליבה המרכזית של גיד כופף דיגיטלי שטחית25. ניתוח מודלים לא לדמות את מנגנון עייפות עשוי להוביל למחלות גיד טבעי, נוטים חוסר הפארמצבטית בהיקף הנזק שנוצר25. ללא תלות המודל, תחלואה, העלות המשויכת אקווין מודלים של גיד המחלות הן מגבלות נוספות, אשר להצדיק את עניין במודלים מכרסמים כצעד ראשון ויוו הערכה של טיפולים חדשניים.
אחד היתרונות העיקריים של גרסאות ניסיוניות בחולדות מורכב העלות ואת היכולת לשלוט ההשתנות הבין-אישי. מכרסמים יכול להיות מוגדר ביחס גורמים פיזיולוגיים שונים בשל שיעורי צמיחה מהירה שלהן, קצרים יחסית תוחלת חיים, הגבלת המקורות של וריאציה, לכן להפחית את מספר בעלי החיים הנדרשים כדי לזהות הבדלים. אסטרטגיות כדי לגרום מחלות גיד בחולדות יש הסתמכה על אינדוקציה כימיים, אלא גם על יצירה כירורגית של גיד חלקית פגמים21. ניתוח מודלים עשויים לדמות יותר דגמים כימיים טבעיים tendinopathies, אך יכול לגרום תחלואה גבוהה כשל קטסטרופי של הגיד הפגוע. במובן הזה, חולדות נראה טוב יותר מועמדים מאשר עכברים לדגמים אלה, שכן גודלם מאפשרת יצירה של פגמים גדולים יותר, ובכך להקל הערכה של רקמת ריפוי. חולדות ספראג-Dawley השתמשו במחקרים ניסיוני של tendinopathies ארבע קבוצות גיד מרכזי: מסובבי הכתף, כופף, אכילס, הגידים ברך26. בין אלה, מודלים המערבים הגיד ברך הם במיוחד מושך בשל גודל גדול יותר של גיד הזה וקלות גישה זה27. הגיד ברך מייחסת את השריר הארבע ראשי tibial tuberosity. בתוך מנגנון זה פושט, עצם הפיקה היא ויוצרת זה מנחה את הפעולה של הארבע ומגדיר את היקף proximal הגיד ברך. הנוכחות של עוגנים גרמית ב extents הפרוקסימלית ו דיסטלי של הגיד ברך מקלה על בדיקות ביו-מכני. מודלים המערבים הגיד ברך כלל להסתמך על פגמים כירורגי חד צדדית, עם גיד ללא פגע contralateral הגשה28,שליטה29. המודל הנפוץ ביותר של פגם גיד ברך כרוך excising את החלק המרכזי (1 מ מ רוחב) של הגיד ברך מהקודקוד דיסטלי של עצם הפיקה כדי החדרת tibial tuberosity, בעוד הגיד ברך contralateral הוא נותר ללא פגע. מדדי תוצאות כללו היסטולוגיה, שאינו הרסני בדיקה ביו-מכני או בדיקות ביו-מכני כשל, אולטראסאונד הדמיה, שמחוץ פלורסצנטיות הדמיה, התבוננות ברוטו של בדיקות פונקציונליות28,30 ,31. מודלים חד צדדית אינן מאפשרות השוואה של הטיפול המוצע עם ניהול שמרני של פציעה דומה בתוך אותה חיה. באופן דומה, השוואה בין מספר טיפולים מחייב בעלי חיים נפרדים. מודל דו צדדיים לחסל את לזו וההבדלים בין ולהפחית את מספר החיות הדרושים עבור המחקר32. עם זאת, פציעות דו-צדדי עשוי להגדיל את התחלואה, צליעה הדו-צדדי יכול לעכב טיפול הערכה. מעט מחקרים דווח בקצרה השימוש של פגמים גיד ברך הדו-צדדיים חולדות אך המוקד על ההשפעות של טיפולים יותר מאשר פרי-סוכן ניהול ותחלואה של33,דגם34.
המטרה לטווח ארוך של מחקר זה היא לפתח אסטרטגיה כדי לשפר את ההישרדות stemness וב -vivo של UCM-MSCs שנועדו השתלת allogenic. כדי להשיג מטרה זו, אנו דיווחו לאחרונה stemness משופר של יו-MSCs על ידי היווצרות של spheroids על הסרט משקם, דגירה תחת סביבת ובשפתיים35. מאפיינים אלה במבחנה שויכו משופרת biomechanical מאפיינים מולדים גיד ברך שטופלו UCM ממוזגים-MSCs. בהתבסס על תוצאות אלו, המודל פגם גיד ברך הדו-צדדיים עכברוש. נשמע מתאים לבדוק את המועמד טיפולים עבור פציעות גיד36. מטרת המחקר דיווח הנה לספק נתונים היסטוריים פרוטוקולים עבור בידוד ואפיון של יו-MSCs, הכנת מערכת ביולוגיים עבור תאי גזע, יצירת וטיפול צלחית הדו-צדדיים גיד פגמים, ובעל שלאחר הניתוח שחזור והערכה של רקמת ריפוי בתוך הליקויים.

<table>
	<tbody>
		<tr>
			<td>PBS 10X</td>
			<td>Hyclone</td>
			<td>SH30258.01</td>
			<td>Consumable</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Collagenase type IA</td>
			<td>Worthington</td>
			<td>LS004197</td>
			<td>Consumable</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>DMEM low glucose</td>
			<td>Hyclone</td>
			<td>SH30021.FS</td>
			<td>Consumable</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Fetal Bovine Serum</td>
			<td>Hyclone</td>
			<td>SH30910.03</td>
			<td>Consumable</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Penicillin/Streptomycin 100X</td>
			<td>Hyclone</td>
			<td>SV30010</td>
			<td>Consumable</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Trypsin 0.25%</td>
			<td>Hyclone</td>
			<td>SH30042.01</td>
			<td>Consumable</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Accutase</td>
			<td>Innovative Cell Technologies</td>
			<td>AT104</td>
			<td>Consumable</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Trypan blue</td>
			<td>Hyclone</td>
			<td>SV30084.01</td>
			<td>Consumable</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Dimethyl Sulfoxide</td>
			<td>Sigma</td>
			<td>D2650</td>
			<td>Consumable</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Chitosan</td>
			<td>Sigma</td>
			<td>C3646</td>
			<td>Consumable</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sodium Hydroxide</td>
			<td>Sigma</td>
			<td>S8045</td>
			<td>Consumable</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Bovine Serum Albumin</td>
			<td>Hyclone</td>
			<td>SH30574.01</td>
			<td>Consumable</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Round bottom polystyrene tube</td>
			<td>Corning</td>
			<td>149591A</td>
			<td>Consumable</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Mouse anti-horse CD44 (FITC)</td>
			<td>AbD serotec</td>
			<td>MCA1082F</td>
			<td>Consumable</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Mouse anti-rat CD90 (FITC)</td>
			<td>AbD serotec</td>
			<td>MCA47FT</td>
			<td>Consumable</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Mouse anti-horse MHC-II (FITC)</td>
			<td>AbD serotec</td>
			<td>MCA1085F</td>
			<td>Consumable</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Mouse IgG1 (FITC) - Isotype Control</td>
			<td>AbD serotec</td>
			<td>MCA928F</td>
			<td>Consumable</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Mouse monoclonal [SN6] to CD105 (FITC)</td>
			<td>abcam</td>
			<td>ab11415</td>
			<td>Consumable</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Mouse IgG1 (FITC) - Isotype Control</td>
			<td>abcam</td>
			<td>ab91356</td>
			<td>Consumable</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Mouse anti-human CD34 (FITC)</td>
			<td>BD</td>
			<td>BDB560942</td>
			<td>Consumable</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Mouse IdG1 kappa (FITC)</td>
			<td>BD</td>
			<td>BDB555748</td>
			<td>Consumable</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>7-AAD</td>
			<td>BD</td>
			<td>BDB559925</td>
			<td>Consumable</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>BD Accuri C6 Flow Cytometer</td>
			<td>BD</td>
			<td></td>
			<td>Equipment</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Vacutainer 5ml</td>
			<td>Med Vet International</td>
			<td>RED5.0</td>
			<td>Consumable</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Acid-citrate-dextrose</td>
			<td>Sigma</td>
			<td>C3821</td>
			<td>Consumable</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Calcium Chloride</td>
			<td>Sigma</td>
			<td>C5670</td>
			<td>Consumable</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sevoflurane</td>
			<td>JD Medical</td>
			<td>60307-320-25</td>
			<td>Consumable</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Rats</td>
			<td>Charles River</td>
			<td>Strain code: 400</td>
			<td>Experimental animal</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Rat surgical kit</td>
			<td>Harvard apparatus</td>
			<td>728942</td>
			<td>Equipment</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Surgical Blade #15</td>
			<td>MEDLINE</td>
			<td>MDS15115</td>
			<td>Consumable</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Rat MD&#39;s Baytril (2 mg/Tablet), 
			Rimadyl (2 mg/Tablet)</td>
			<td>Bio Serv</td>
			<td>F06801</td>
			<td>Consumable</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Polyglactin 910, 5-0</td>
			<td>Ethicon</td>
			<td>J436G</td>
			<td>Consumable</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Eosin alchol shandon</td>
			<td>Thermo scientific</td>
			<td>6766007</td>
			<td>Consumable</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Harris Hematoxylin</td>
			<td>Thermo scientific</td>
			<td>143907</td>
			<td>Consumable</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

evaluation of stem cell therapies in a bilateral patellar tendon injury model in rats

רפואה רגנרטיבית מספק חלופות הרומן לתנאי זה אתגר טיפולים מסורתיים. שכיחות התחלואה של tendinopathy על פני מינים, בשילוב עם סגולות הריפוי מוגבלת של רקמה זו, תתבקש החיפוש אחר טיפולים הסלולר והם יהיו. לדחוף את התפתחות ניסיוניות ללמוד את יעילותם. חבל הטבור מטריקס-derived בתאי גזע mesenchymal (UCM-MSC) הם מועמדים מושך כי הם בשפע, קל לאסוף, לעקוף את החששות אתית ואת סכנת היווצרות טרטומה, עדיין דומים בתאי גזע עובריים פרימיטיביים יותר מקרוב יותר עניין MSCs. משמעותיות רקמות-derived מבוגרים התמקדה משקם כאסטרטגיה כדי לשפר את המאפיינים של MSCs דרך היווצרות ספרואיד. זה טכניקות פרטים נייר כדי לבודד UCM-MSCs, להכין spheroids בסרט משקם, לנתח את השפעת היווצרות ספרואיד על פני השטח סמן ביטוי. כתוצאה מכך, יצירת מודל פציעת גיד ברך הדו-צדדיים בחולדות מתואר ויוו השרשת UCM-MSC spheroids שנוצר בסרט משקם. סיבוך לא נצפתה במחקר לגבי תחלואה, הלחץ בעליה אפקטים או זיהום ברקמות. הציון פונקציונלי של החולדות המופעלים על 7 ימים היה נמוך מזה של חולדות רגילה, אך חזר להיות תקין תוך 28 ימים לאחר הניתוח. עשרות היסטולוגית ריפוי רקמות אישרו הנוכחות של קריש ב פגמים שטופלו מוערכים ב 7 ימים, היעדר התגובה גוף זר, ואת מתקדמת הריפוי 28 ימים. מודל פגם זה גיד פיקת הדו-צדדיים שולט הבין-וריאציה באמצעות יצירת פקד פנימי בתוך כל עכברוש, היה הקשורים עם תחלואה מקובל, והתירו גילוי של ההבדלים בין הגידים לא מטופל וטיפולים.

במחקר הנוכחי, התוצאות מוצגים אומר ± SD (סטיית תקן). התאים הם בודדו אותנו מהמתרחש חבלים חבל הטבור של 6 סוסות, אחוז שורות תאים מבודדים לבטא כל סמן תא השטח תחת מיזוג רגיל או משקם הושוו עם מבחן פרידמן, כמו ניתוח השונות פרמטרית עם חזר אמצעים. ליצירת דגם של גיד פגם, חולדות 8 שימשו להע...

Watch this Scientific Journal Video about Evaluation of Stem Cell Therapies in a Bilateral Patellar Tendon Injury Model in Rats at JoVE.com

Evaluation of Stem Cell Therapies in a Bilateral Patellar Tendon Injury Model in Rats

הערכה של תאי גזע טיפולים במודל פציעת גיד ברך הדו-צדדיים בחולדות

מאמר זה מתאר את ההכנה והערכה של חבל הטבור spheroids מטריקס-derived בתאי גזע mesenchymal עם דגם פגם הדו-צדדיים גיד ברך בחולדה. מודל זה היתה משויכת תחלואה מקובל היה למצוא כדי לזהות הבדלים בין הגידים אינו מטופל ומטופל ו בין שני הטיפולים נבדק.

Regenerative medicine provides novel alternatives to conditions that challenge traditional treatments. The prevalence and morbidity of tendinopathy across ...

Research

JoVE Journal

Medicine

A Mouse Model of in Utero Transplantation

A Mouse Model of in Utero Transplantation

במודל עכבר של בתוך הרחם השתלה

The transplantation of stem cells and viruses in utero has tremendous potential for treating congenital disorders in the human fetus.  For example, in ...

A Contusion Model of Severe Spinal Cord Injury in Rats

דגם חבורה של פגיעה בחוט השדרה חמורה בחולדות

The translational potential of novel treatments should be investigated in severe spinal cord injury (SCI) contusion models. A detailed methodology is ...

A Radio-telemetric System to Monitor Cardiovascular Function in Rats with Spinal Cord Transection and Embryonic Neural Stem Cell Grafts

מערכת רדיו-telemetric לפקח פונקצית לב וכלי דם אצל חולדות עם חוט השדרה חיתוך רוחב ועוברי גזע עצבי שתלי סלולארי

High thoracic or cervical spinal cord injury (SCI) can lead to cardiovascular dysfunction. To monitor cardiovascular parameters, we implanted a catheter ...

Neural Stem Cell Transplantation in Experimental Contusive Model of Spinal Cord Injury

השתלת תאי גזע עצבית בדגם ניסיוני של Contusive פגיעה בחוט השדרה

Spinal cord injury is a devastating clinical condition, characterized by a complex of neurological dysfunctions. Animal models of spinal cord injury can ...

Evaluation of the Efficacy of the H. pylori Protein HP-NAP as a Therapeutic Tool for Treatment of Bladder Cancer in an Orthotopic Murine Model

Evaluation of the Efficacy of the H. pylori Protein HP-NAP as a Therapeutic Tool for Treatment of Bladder Cancer in an Orthotopic Murine Model

הערכת היעילות של<em&gt; H. פילורי</em&gt; חלבון HP-NAP ככלי טיפולי לטיפול בסרטן שלפוחית ​​השתן בדגם Murine Orthotopic

Bladder cancer is one of the most common malignancies of the urogenital tract. Intravesical injection of Bacillus Calmette-Gu&#233;rin (BCG) is the gold ...

Studying Pancreatic Cancer Stem Cell Characteristics for Developing New Treatment Strategies

לומד סרטן לבלב גזע מאפייני תא לפיתוח טיפול חדש אסטרטגיות

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

A Neonatal Mouse Spinal Cord Compression Injury Model

חוט השדרה עכבר בילוד דגם פגיעה דחיסה

Spinal cord injury (SCI) typically causes devastating neurological deficits, particularly through damage to fibers descending from the brain to the spinal ...

Murine Flexor Tendon Injury and Repair Surgery

פגיעת גיד מכופף Murine וכירורגיה תיקון

Tendon connects skeletal muscle and bone, facilitating movement of nearly the entire body. In the hand, flexor tendons (FTs) enable flexion of the fingers ...

Balloon-based Injury to Induce Myointimal Hyperplasia in the Mouse Abdominal Aorta

מבוסס על בלון פציעה לזירוז היפרפלזיה Myointimal באבי העורקים בטן העכבר

The use of animal models is essential for a better understanding of MH, one major cause for arterial stenosis.In this article, we demonstrate a murine ...

Evaluation of Coronary Flow Reserve After Myocardial Ischemia Reperfusion in Rats

הערכה של שמורת זרם כלילית לאחר איסכמיה אוטם שריר הלב Reperfusion בחולדות

Coronary artery disease is the leading cause of death worldwide. After an acute myocardial infarction, early and successful myocardial intervention via ...