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

Авторы хотели бы признать доктор Su, PhD, для ее статистического анализа данных. Авторы также поблагодарить доктора Мак-Клур, DVM, доктор DACLAM, за ее советы по анестезии и боль управления протоколы, используемые в исследовании. Этот проект был поддержан грантов от Западного университета медицинских наук канцелярии вице-президента для исследований (12678v) и USDA раздел 1433 фондов (2090).

Все методы, описанные здесь были одобрены институциональный уход животных и использование Комитет (IACUC) Западного университета медицинских наук.
1. изоляция и расширение MSCs от лошадиного пуповины матрица
<ol><li>Получить через плаценту от взрослых кобылы (беременности) пос...

Лошадиный клетки были отобраны для этого проекта потому, что мы в конечном итоге намерены проверить кандидат подходы в управлении природных Тендинопатии лошадей. Сухожилия травм в лошадей действительно привлекательным, как природные модели плеча в человеке за биологическое сходство ...

Сухожилия травмы является одним из наиболее распространенных причин значительные боли и мышечные атрофии различных видов1. В ветеринарной медицины сухожилия и связки травмы представляют особый интерес в лошадей, 82% всех травм в гонке лошади включать опорно-двигательного аппарата, а 46% из них влияет на сухожилий и связок,2,3. Формирование рубцовой ткани влияет на биомеханические свойства исцелил сухожилий и объясняет охраняемой прогноз для возвращения спортивная(ый) использования после сгибателей сухожилия травм; Re травм происходит в течение 2 лет в до 67% лошадей консервативному4. Регенеративной медицины обеспечивает Роман альтернативы условие, что проблемы традиционных методов лечения. Аутологичных стволовых клеток выпустила некоторые обнадеживающие результаты5,6 , но ограничивается заболеваемости, связанный с ткани коллекции, из-за обработки/перепрограммирование задержки отправления клеток и влияние состояние здоровья пациента (например, возраст) на свойства стволовых клеток,7,8. Эти ограничения обеспечивают обоснование для расследования аллогенных стволовых клеток в качестве альтернативы готовых. Плода придатков матки производные клетки являются привлекательными кандидатами, потому что они обойти этические проблемы и риск формирования тератома, связанные с эмбриональных стволовых клеток. Среди плода придатков матки пуповины матрица (ЦСМ), также названный Wharton желе, обильные и легко собрать.
Независимо от источника клеток повышения stemness необходимо создать банк клеток аллогенной восстановительной медицины. С функциональной точки зрения stemness можно определить как потенциал для самообновления и несколькими линии дифференциации9. Свидетельство о stemness опирается на пролиферации и дифференцировки анализов, а также выражение гена маркеры Oct4, Sox2 и Nanog9. Одной из стратегий повышения stemness основывается на использовании биоматериалов в качестве наполнителей и перевозчиков, повышению пролиферации и дифференцировки UCM-MSCs. Этот подход устраняет озабоченность по поводу манипуляции транскрипционный анализ факторов перепрограммировать зрелых клеток в индуцированных плюрипотентных клеток. Среди биоматериалов, рассматривать в качестве потенциальных носителей для стволовых клеток chitosan является привлекательным для его биосовместимость и разлагаемость10. Этот естественный аминополисахарид формируется щелочное дезацетилирование хитина, вторым наиболее распространенным природный полисахарид, главным образом получены как subproduct моллюсков10. Мы уже исследованы взаимодействия между MSCs и хитозана леса и наблюдали образование сфероидов11,12,13,14,15, 16. Мы также сообщали о превосходстве chondrogenesis хитозана матриц12,13,14,,1516,17, 18. Совсем недавно два независимых исследований описано формирование сфероидов жировой ткани и ткани плаценты производных MSCs, культивируемых в фильме хитозана19,20. Это образование сфероидов не только расширение stemness, но также улучшено сохранение стволовых клеток после в vivo имплантации20.
Распространенность и заболеваемость плеча различных видов побудили разработка экспериментальных моделей для изучения патофизиологии Тендинопатии и тестирования новых методов лечения, таких как инъекции стволовых клеток. В лошадей коллагеназа индуцированной тендинит — это общая модель для демонстрации эффективности с помощью MSCs в сухожилие ремонт21. Актуальность этого подхода ограничена, как инъекции вызывают острые воспалительные изменения, тогда как клинический Тендинопатии обычно являются результатом хронического перенапряжения22,23. Кроме того химической индукции сухожилия болезнь вызывает исцеления ответ и не реплицирует нарушение заживления в клинических случаев22,23. Иссечение сегмента сухожилие поверхностного цифровой сгибатели был описан как хирургические модель тендинит в лошадей24. Совсем недавно миниинвазивная подход был использован для ограничения травматических повреждений центральное ядро поверхностные цифровой сгибателей сухожилия25. Хирургическое модели не имитировать усталость механизм, который может привести к естественной сухожилия болезни и, как правило, не хватает воспроизводимость в степени повреждения, создал25. Независимо от модели, заболеваемости и затраты, связанные с лошадей модели сухожилия заболевания являются дополнительные ограничения, которые оправдывают интерес к грызунов модели в качестве первого шага в естественных условиях оценки Роман терапии.
Одно из главных достоинств экспериментальных моделей на грызунах состоит из стоимости и способность контролировать межличностная изменчивость. Грызунов может быть стандартизирована в отношении различных физиологических факторов из-за их быстрые темпы роста и относительно короткой продолжительности жизни, ограничение источников вариации и тем самым уменьшая количество животных, необходимых для выявления различий. Стратегии чтобы побудить сухожилия болезни грызунов полагались на химической индукции, но и на хирургическое создание частичных сухожилия дефекты21. Хирургическое модели могут имитировать природные Тендинопатии лучше, чем химические модели, но может привести к более высокой заболеваемости и авария поврежденные сухожилия. В этом отношении крысы, кажется лучше кандидатов, чем мышей для этих моделей, как их размер позволяет создание более крупных дефектов, способствуя тем самым оценки заживления тканей. Крысах Sprague-Dawley были использованы в экспериментальных исследованиях Тендинопатии в четырех основных сухожилий групп: манжета ротатора, сгибателей, Ахиллес и26коленного сухожилия. Среди них модели с участием коленного сухожилия являются особенно привлекательными из-за большего размера этой сухожилия и легкость доступа к нему,27. Коленного сухожилия четырехглавой мышцы придает бугристости большеберцовой кости. В рамках этой разгибателей механизм надколенника является Сесамовидные кости, которая направляет действия четырехглавой и очерчивает проксимальных степени коленного сухожилия. Присутствие костлявые якорей в проксимальном и дистальном экстентов коленного сухожилия облегчает биомеханические тесты. Модели с участием коленного сухожилия обычно полагаются на односторонний хирургический дефектов, с контралатеральной сухожилие нетронутыми служит управления28,29. Наиболее распространенная модель дефект коленного сухожилия включает в себя вырезание Центральная часть (1 мм в ширину) коленного сухожилия от дистальной верхушки надколенника для вставки бугристости большеберцовой кости, в то время как контралатеральной коленного сухожилия остается без изменений. Меры исходы включали гистологии, биомеханические Неразрушающий или биомеханические тестирования сбоя, УЗИ, ex vivo флуоресценции изображений, брутто наблюдения и функциональные тесты28,30 ,31. Одностороннее модели не позволяют сравнения предлагаемого лечения с консервативное управление подобные травмы в то же самое животное. Аналогичным образом сравнение между несколькими лечения требует отдельных животных. Двусторонние модель будет устранить различия между отдельными и уменьшить количество животных, необходимых для исследования32. Однако двусторонние травмы может привести к увеличению заболеваемости, и двусторонние хромота может препятствовать оценки лечения. Несколько исследований кратко сообщают об использовании двусторонних коленного сухожилия дефектов в крыс, но внимание на последствия лечения, вместо того, чтобы Управление периоперационную и заболеваемости модели33,34.
Долгосрочная цель этого исследования заключается в разработке стратегии для улучшения stemness и в естественных условиях выживание UCM-MSCs суждено аллогенной трансплантации. Для достижения этой цели, мы недавно сообщили более stemness путем формирования сфероидов UCM-МСК на фильм хитозана и инкубации при гипоксических окружающей среды35. Эти свойства в vitro были связаны с улучшенными биомеханическими свойствами коленного сухожилия дефектов, относились с кондиционером UCM-MSCs. на основе этих результатов, крыса двусторонних коленного сухожилия дефект модель кажется подходящим для проверки кандидата лечение травм сухожилия36. Цель исследования сообщили здесь заключается в предоставлении подробных протоколов для изоляции и характеристика UCM-MSCs, подготовка биологические системы доставки для создания, стволовые клетки и лечение двусторонних коленная чашечка сухожилие дефектов и послеоперационные восстановление и оценки исцеление в пределах дефекты ткани.

<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

Регенеративной медицины обеспечивает Роман альтернатив для условий, которые ставят под угрозу традиционные методы лечения. Распространенность и заболеваемость плеча различных видов, в сочетании с ограниченной целебные свойства этой ткани, запрос поиска для клеточной терапии и самоходные разработка экспериментальных моделей для изучения их эффективности. Матрица производные мезенхимальные стволовые клетки пуповинной (UCM-MSC) являются привлекательными кандидатами, потому что они обильные, легко собирать, обойти этические проблемы и риск формирования тератома, но более тесно напоминающие примитивные стволовые клетки чем Взрослый ткани производные MSCs. значительный интерес была сосредоточена на Хитозан как стратегию для повышения свойств MSCs через сфероида формирования. Этот документ детали методы, чтобы изолировать UCM-MSCs, подготовить сфероидов хитозана фильм и анализировать влияние сфероида формирование на поверхности маркер выражения. Следовательно для имплантации в vivo сфероидов UCM-MSC, сформированные на фильм хитозана описано создание модели двустороннего коленного сухожилия травмы в крыс. Без осложнений было отмечено в исследовании в отношении заболеваемости, подчеркнуть рост эффекты, или ткани инфекции. Общая функциональная оценка оперированных крыс на 7 дней был ниже, чем у нормальных крыс, но вернулся к нормальной в течение 28 дней после операции. Гистологические десятки заживления тканей подтвердили наличие сгусток в лечение дефектов оценивается в 7 дней, отсутствие реакции инородного тела и прогрессирует исцеления в 28 дней. Эта модель дефект двусторонних коленная чашечка сухожилие управляет между индивидуальной вариативности через создание внутреннего контроля в каждом крыса, связанные с приемлемым заболеваемости и позволить выявить различия между необработанной сухожилий и лечения.

В текущем исследовании результаты представлены как означает ± SD (стандартное отклонение). Клетки были изолированы от пуповины 6 кобыл, и процент изолированных клеточных линий, выражая поверхности маркер каждой ячейки под стандарт или Хитозан принадлежности были сопо?...

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

Оценка терапии стволовой клетки в модели двустороннего коленного сухожилия травмы в крыс

Этот документ описывает подготовку и оценку сфероидов матрица производные мезенхимальных стволовых клеток пуповины с моделью дефект двусторонних коленного сухожилия в крысу. Эта модель был связан с приемлемым заболеваемости был найден для выявления различий между необработанных и обработанных сухожилий и между двумя процедурами испытания.

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

Мышь Модель В утробе матери Трансплантации

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

Контузия Модель тяжелого повреждения спинного мозга у крыс

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

Радио-телеметрическая система для мониторинга сердечно-сосудистой системы у крыс с спинного мозга Перерезка и эмбриональной нервной стволовой клетки трансплантатов

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

Neural трансплантации стволовых клеток в экспериментальной Contusive модели с повреждением спинного мозга

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

Оценка эффективности<em&gt; Н. пилори</em&gt; Белок HP-NAP как лечебное средство для лечения рака мочевого пузыря в Ортотопическая мышиной модели

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

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

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

A Neonatal Mouse Spinal Cord Compression Injury Model

Неонатальной спинного мозга мыши Сжатие Травма Модель

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

Мышиные сгибателя Травмы и ремонт хирургии

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

На основе шар травмы побудить Myointimal гиперплазии в мыши брюшной аорты

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

Оценка коронарного потока резерва после миокарда ишемия Реперфузия у крыс

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