Name: generation of first heart field-like cardiac progenitors and ventricular-like cardiomyocytes from human pluripotent stem cells
Uploaded: 2018-06-19T14:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Generation of First Heart Field-like Cardiac Progenitors and Ventricular-like Cardiomyocytes from Human Pluripotent Stem Cells at JoVE.com

ونشكر أعضاء المختبر الكولا لإجراء مناقشات مفيدة وملاحظات حرجة من المخطوطة. وأيد هذه الدراسة بالمعاهد الوطنية للصحة/نيس R44ES023521-02 ومنح سيرم DISC2-10110 للدكتور الكولا.

1-Id1 إعداد الفيروس والإصابة
<ol><li>توليد Id1 lentivirus overexpressing pCMVDR8.74 المشترك ترانسفيكتينج و pMD2.G وبكده-EF1-Id1-PGK-برور (أدجيني: بلازميد #107735) في الخلايا HEK293T. جمع الجزيئات الفيروسية وفيلتراتي، وتنقية من المادة طافية وتخزينها في-80 درجة مئوية كما هو الحال في كيتامورا et al. (2003) 19-وبدلاً من ?...

<ol>
	<li>Chong, J. 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=Human+embryonic-stem-cell-derived+cardiomyocytes+regenerate+non-human+primate+hearts.">Human embryonic-stem-cell-derived cardiomyocytes regenerate non-human primate hearts.</a> Nature. 510, 273-277 (2014).</li><li>Kodo, K., 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=iPSC-derived+cardiomyocytes+reveal+abnormal+TGF-beta+signalling+in+left+ventricular+non-compaction+cardiomyopathy.">iPSC-derived cardiomyocytes reveal abnormal TGF-beta signalling in left ventricular non-compaction cardiomyopathy.</a> Nature cell biology. 18, 1031-1042 (2016).</li><li>Kim, 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=Studying+arrhythmogenic+right+ventricular+dysplasia+with+patient-specific+iPSCs.">Studying arrhythmogenic right ventricular dysplasia with patient-specific iPSCs.</a> Nature. 494, 105-110 (2013).</li><li>Colas, A. R., 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=Whole-genome+microRNA+screening+identifies+let-7+and+mir-18+as+regulators+of+germ+layer+formation+during+early+embryogenesis.">Whole-genome microRNA screening identifies let-7 and mir-18 as regulators of germ layer formation during early embryogenesis.</a> Genes &amp; development. 26, 2567-2579 (2012).</li><li>Cunningham, T. 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=Id+genes+are+essential+for+early+heart+formation.">Id genes are essential for early heart formation.</a> Genes &amp; development. , (2017).</li><li>McKeithan, W. L., Colas, A. R., Bushway, P. J., Ray, S., Mercola, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Serum-free+generation+of+multipotent+mesoderm+(Kdr+)+progenitor+cells+in+mouse+embryonic+stem+cells+for+functional+genomics+screening.">Serum-free generation of multipotent mesoderm (Kdr+) progenitor cells in mouse embryonic stem cells for functional genomics screening.</a> Current protocols in stem cell biology. , 13 (2012).</li><li>McKeithan, W. L., 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=An+automated+platform+for+assessment+of+congenital+and+drug-induced+arrhythmia+with+hipsc-derived+cardiomyocytes.">An automated platform for assessment of congenital and drug-induced arrhythmia with hipsc-derived cardiomyocytes.</a> Frontiers in physiology. 8, 766 (2017).</li><li>Sharma, 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=High-throughput+screening+of+tyrosine+kinase+inhibitor+cardiotoxicity+with+human+induced+pluripotent+stem+cells.">High-throughput screening of tyrosine kinase inhibitor cardiotoxicity with human induced pluripotent stem cells.</a> Science translational medicine. 9, (2017).</li><li>Burridge, P. W., 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=Chemically+defined+generation+of+human+cardiomyocytes.">Chemically defined generation of human cardiomyocytes.</a> Nature methods. 11, 855-860 (2014).</li><li>Kattman, S. 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=Stage-specific+optimization+of+activin/nodal+and+BMP+signaling+promotes+cardiac+differentiation+of+mouse+and+human+pluripotent+stem+cell+lines.">Stage-specific optimization of activin/nodal and BMP signaling promotes cardiac differentiation of mouse and human pluripotent stem cell lines.</a> Cell stem cell. 8, 228-240 (2011).</li><li>Laflamme, M. 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=Cardiomyocytes+derived+from+human+embryonic+stem+cells+in+pro-survival+factors+enhance+function+of+infarcted+rat+hearts.">Cardiomyocytes derived from human embryonic stem cells in pro-survival factors enhance function of infarcted rat hearts.</a> Nature biotechnology. 25, 1015-1024 (2007).</li><li>Lian, X., 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=Robust+cardiomyocyte+differentiation+from+human+pluripotent+stem+cells+via+temporal+modulation+of+canonical+Wnt+signaling.">Robust cardiomyocyte differentiation from human pluripotent stem cells via temporal modulation of canonical Wnt signaling.</a> Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 109, 1848-1857 (2012).</li><li>Willems, E., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Small+molecule-mediated+TGF-beta+type+II+receptor+degradation+promotes+cardiomyogenesis+in+embryonic+stem+cells.">Small molecule-mediated TGF-beta type II receptor degradation promotes cardiomyogenesis in embryonic stem cells.</a> Cell stem cell. 11, 242-252 (2012).</li><li>Yang, L., 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+cardiovascular+progenitor+cells+develop+from+a+KDR++embryonic-stem-cell-derived+population.">Human cardiovascular progenitor cells develop from a KDR+ embryonic-stem-cell-derived population.</a> Nature. 453, 524-528 (2008).</li><li>Palpant, N. 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=Generating+high-purity+cardiac+and+endothelial+derivatives+from+patterned+mesoderm+using+human+pluripotent+stem+cells.">Generating high-purity cardiac and endothelial derivatives from patterned mesoderm using human pluripotent stem cells.</a> Nature protocols. 12, 15-31 (2017).</li><li>DeLaughter, D. 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=Single-cell+resolution+of+temporal+gene+expression+during+heart+development.">Single-cell resolution of temporal gene expression during heart development.</a> Developmental cell. 39, 480-490 (2016).</li><li>Liu, X., 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=The+complex+genetics+of+hypoplastic+left+heart+syndrome.">The complex genetics of hypoplastic left heart syndrome.</a> Nature genetics. 49, 1152-1159 (2017).</li><li>Corrado, D., Link, M. S., Calkins, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Arrhythmogenic+right+ventricular+cardiomyopathy.">Arrhythmogenic right ventricular cardiomyopathy.</a> New England journal of medicine. 376, 1489-1490 (2017).</li><li>Kitamura, T., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Retrovirus-mediated+gene+transfer+and+expression+cloning:+powerful+tools+in+functional+genomics.">Retrovirus-mediated gene transfer and expression cloning: powerful tools in functional genomics.</a> Experimental hematology. 31, 1007-1014 (2003).</li></ol>

للاختلاف ناجحة، تأكد من اتباع التعليمات المذكورة أعلاه عن كثب. وباﻹضافة إلى ذلك، هنا نسلط الضوء على المعالم الرئيسية التي تؤثر بشدة على نتائج المفاضلة. قبل البدء بتفريق، وينبغي مراعاة المحددات المورفولوجية الثلاثة التالية: مورفولوجيا جذعية من هبسكسId1، ارتفاع ضغط خلوية والتقاء عال...

الإنتاج على نطاق كبير من الخلايا الجذعية البشرية pluripotent (هبسكس)-المتكفل القلب المشتقة و cardiomyocytes هو شرط مسبق للعلاجات القائمة على الخلايا الجذعية1، النمذجة2،3 ، وتوصيف السريع للمرض مسارات جديدة تنظم5،،من4التمايز القلب6 وفسيولوجيا7،8. على الرغم من أن عددا من الدراسات9،،من1011،،من1213،14،15 قد سبق وصف ذات كفاءة عالية بروتوكولات التمايز القلب من هبسكس، أي عالجت أصل الحقل القلب كارديوميوسيتيس الناجمة عن ذلك، وعلى الرغم من تحديد هوية اختلافات الجزيئية بين اليسار (قلب الحقل الأول) والحق (قلب الحقل الثاني) cardiomyocytes البطين16 ووجود القلب الخاصة بمجال أمراض القلب الخلقية؛ أي قلب اليسار التصنع متلازمة17 أو أرهيثموجينيك خلل التنسج البطين الأيمن18. وهكذا، أصبح توليد المتكفل القلب وكارديوميوسيتيس من قلب محدد الحقل الأصل من هبسكس ضروري من أجل زيادة أهميتها باعتبارها العلاجية والمرض أدوات النمذجة.
يعتمد هذا البروتوكول على أوفيريكسبريشن التأسيسي ل Id1، التي تم تحديدها مؤخرا5 أول قلب تحديد حقل جديلة التي في تركيبة مع أضافت، ضروري وكاف لبدء كارديوجينيسيس في هبسكس. جدير بالذكر أن كانينغهام et al. (2017) 5 إظهار أن المتكفل المستحثة Id1 الإعراب على وجه التحديد أول حقل القلب (HCN4، TBX5) لكن الثانية لا قلب الحقل علامات (SIX2، ISL1) فإنها تمر بالتمايز القلب. وباﻹضافة إلى ذلك، الكتاب تظهر أيضا أن وضع الأجنة الماوس المعدلة وراثيا التي تفتقر إلى أسرة معرف من الجينات (Id1-4)، دون تشكيل أول قلب ميدان القلب موروث، بينما أكثر فروعه القلب الآنسي والخلفي ( يمكن أن لا تزال تشكل قلب الحقل الثاني)، مما يوحي أن معرف البروتينات ضرورية لبدء أول قلب ميدان كارديوجينيسيس في فيفو. مريح، يمكن cryopreserved المستحثة Id1 المتكفل وتفرق عفويا في cardiomyocytes عرض الخصائص الشبيهة بالبطين، بما في ذلك التعبير علامات خاصة بالبطين (IRX4, MYL2) و البطين مثل إمكانات العمل.
هنا يصف لنا طريقة بسيطة وقابلة للتطوير لإنشاء أول قلب مثل حقل (فهف-L) القلب المتكفل و cardiomyocytes البطين مثل من هبسكس overexpressing Id1. من السمات هامة لهذا البروتوكول هو إمكانية فصل الجيل القلب السلف من الإنتاج كارديوميوسيتي اللاحقة باستخدام خطوة تجميد مريحة. باختصار، هذا البروتوكول تفاصيل الخطوات اللازمة (1) توليد هبسكس Id1 overexpressing، (2) إنشاء فهف-L القلب موروث من هبسكس، (3) كريوبريسيرفي المتكفل الناتجة، و (4) استئناف فهف-L السلف القلب التمايز وتوليد عالي التخصيب (> 70 – 90%) ضرب cardiomyocytes البطين الشبيهة.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" style="width:911px;" width="910">
	<colgroup>
		<col />
		<col />
		<col />
		<col />
	</colgroup>
	<tbody>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;width:204px;">ACTC1 antibody</td>
			<td style="width:144px;">Sigma</td>
			<td style="width:119px;">A7811</td>
			<td style="width:444px;"></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">Activin A</td>
			<td>Stem Cell Technologies</td>
			<td>Hu Recom Activin A</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">Antibiotic Antimycotic (Anti-Anti)</td>
			<td>Thermo Fisher Scientific</td>
			<td>15240062</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">B27 supplement</td>
			<td>Thermo Fisher Scientific</td>
			<td>17504044</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">B27 supplement w/o - insulin</td>
			<td>Thermo Fisher Scientific</td>
			<td>A1895601</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">B27 supplement w/o - vitamin A</td>
			<td>Thermo Fisher Scientific</td>
			<td>12587001</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">CDH5 antibody</td>
			<td style="width:144px;">R&#38;D Systems</td>
			<td>AF938</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">CryoStor CS10</td>
			<td>Stem Cell Technologies</td>
			<td>7930</td>
			<td style="width:444px;">Cryopreservation reagent</td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">DMEM high Glucose</td>
			<td>Mediatech</td>
			<td>10-013-CV&#160;</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">DPBS w/ Ca &#38; Mg</td>
			<td>Corning</td>
			<td>21-030-CV</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">EDTA</td>
			<td>Thermo Fisher Scientific</td>
			<td>15575-038</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">FBS</td>
			<td>VWR</td>
			<td>89510-186</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">FluoVolt membrane potential kit&#160;&#160;</td>
			<td>Thermo Fisher Scientific</td>
			<td>F10488</td>
			<td>For optical action potential acquisition, please refer to McKeithan et al. 2017</td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">KnockOut Serum Replacement</td>
			<td>Gibco</td>
			<td>10828010</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">Matrigel, Growth Factor Reduced</td>
			<td>Corning</td>
			<td>356231</td>
			<td style="width:444px;">Coating reagent</td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">mTeSR1 media kit</td>
			<td>Stem Cell Technologies</td>
			<td>5850</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">PBS w/o Ca &#38; Mg</td>
			<td>Corning</td>
			<td>21-040-CV</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">Penicillin-Streptomycin</td>
			<td>Gibco</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">Puromycin&#160;</td>
			<td>Acros</td>
			<td>227422500</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">ReLeSR</td>
			<td>Stem Cell Technologies</td>
			<td>5872</td>
			<td style="width:444px;">Enzyme-free dissociation reagent</td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">RPMI 1640</td>
			<td>Thermo Fisher Scientific</td>
			<td>11875-093</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">TAGLN antibody</td>
			<td style="width:144px;">Abcam</td>
			<td>ab14106</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">Thiazovivin</td>
			<td>Stem Cell Technologies</td>
			<td>72254</td>
			<td style="width:444px;">RHO/ROCK pathway inhibitor</td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">TrypLE Express</td>
			<td>Thermo Fisher Scientific</td>
			<td>12605 -010</td>
			<td style="width:444px;">1X enzyme-containing dissociation reagent</td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">Tyrodes solution mix packets&#160;&#160;</td>
			<td>Sigma</td>
			<td>T2145-10X1L</td>
			<td>(For optical action potential acquisition, please refer to McKeithan et al. 2017)</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

generation of first heart field-like cardiac progenitors and ventricular-like cardiomyocytes from human pluripotent stem cells

توليد كميات كبيرة من فروعه القلب المستمدة من الخلايا الجذعية pluripotent البشرية الفنية وكارديوميوسيتيس من قلب محدد الحقل الأصل هو شرط مسبق لعلاجات أمراض القلب يستند إلى الخلية والنمذجة المرض. وقد أظهرنا مؤخرا أن الجينات معرف ضرورية وكافية لتحديد أول فروعه الميدانية القلب أثناء تطوير الفقاريات. هذا البروتوكول التمايز روافع هذه النتائج ويستخدم Id1 overexpression في تركيبة مع أضافت كرموز تحديد قوية لإنتاج أول قلب مثل حقل (فهف-L) موروث. الأهم من ذلك، تفرق المتكفل الناتجة عن كفاءة (~ 70 – 90%) في cardiomyocytes البطين الشبيهة. هنا يصف لنا طريقة مفصلة 1) توليد هبسكس Id1 overexpressing و 2) التفريق بين كميات قابلة للتطوير كريوبريسيرفابل فهف-L المتكفل و cardiomyocytes البطين مثل.

جيل هبسكس Id1 خطوط هبسكس المصابين لينتيفيروس وساطة Id1 overexpression (الشكل 1أ). حالما يتم إنشاء هبسكId1 ، هو كمياً التعبير التحوير ب qRT-بكر (الشكل 1ب). ينبغي أن تستخدم فقط هبسكId1 خطوط ال?...

Watch this Scientific Journal Video about Generation of First Heart Field-like Cardiac Progenitors and Ventricular-like Cardiomyocytes from Human Pluripotent Stem Cells at JoVE.com

Generation of First Heart Field-like Cardiac Progenitors and Ventricular-like Cardiomyocytes from Human Pluripotent Stem Cells

هنا يمكننا وصف أسلوب لتحجيم، استخدام تركيبة بسيطة أضافت أ ووساطة lentivirus Id1-أوفيريكسبريشن، لتوليد أول قلب مثل حقل المتكفل القلب و cardiomyocytes البطين مثل من الخلايا الجذعية pluripotent البشرية.

الجيل الأول قلب مثل حقل المتكفل القلب و Cardiomyocytes البطين مثل من الخلايا الجذعية Pluripotent البشرية

The generation of large amounts of functional human pluripotent stem cells-derived cardiac progenitors and cardiomyocytes of defined heart field origin is ...

The main advantage of this simple technique is to generate cardiac progenitors and cardiomyocytes of defined heart field origin and subtypes. In turn, resulting cells can be used for a wide range of research application, including basic developmental biology, proof-of-concept cell-based therapy, and cardiac disease modeling studies. Demonstrating the procedure will be Sean Spiering and Michael Yu from my laboratory.To begin, coat enough wells of a 96-well plate with 50 microliters of coating reagent to accommodate subsequent cell seeding and viral infection steps, then add one milliliter of dissociation reagent to a well in the six-well plate to detach the pluripotent stem cells seeded. Then, use a sterile pipette to transfer the cell suspension in a 15-milliliter plastic centrifuge tube. In the tube, add five milliliters of PBS containing calcium and magnesium to neutralize the dissociation reagent.Then centrifuge the cells at 200 times g for three minutes. Post-centrifugation, discard the supernatant and then gently flick the tube for the pellet to be dislodged. Then dissolve the cell pellet in one milliliter of stem cell medium.Next, use an automated cell counter to count the number of cells. Once the counting is done, seed 20, 000 viable cells in each well of a 96-well plate containing 50 microliters of stem cell medium supplemented with two-micromolar RHO/ROCK pathway inhibitor. After 24 hours, monitor the cell attachment, then replace the medium with 100 microliters of stem cell medium one hour prior to the lentiviral infection.Next, thaw the Id1 lentivirus on ice, then add three microliters of purified lentivirus per well. After adding the lentivirus, transfer the plate back to cell culture incubator at 37 degrees Celsius with 5%carbon dioxide. 24 hours post-viral infection, add 100 microliters of fresh stem cell medium to the infected cells.After 48 hours, replace the virus-containing medium with 200 microliters of fresh stem cell medium supplemented with one microgram per milliliter of puromycin. Every day, keep changing the medium with fresh 200 microliters of stem cell medium supplemented with one microgram per milliliter of puromycin. Start the process of differentiation on Day 0 by replacing the stem cell medium with 1.5 milliliters of induction medium with Activin A in a 12-well plate.24 hours after differentiation has started, replace the medium with two milliliters of induction medium without Activin A.On the third day, replace with two milliliters of induction medium without Activin A.On the fifth day, aspirate the entire medium from the well containing the FHF-L CPs, then immediately add one milliliter of warm enzyme-containing dissociation reagent in the well, then incubate the culture plate at 37 degrees Celsius. After a minute, shake the plate inside the incubator and remove it from the incubator after two minutes, then add one milliliter of 10%fetal bovine serum-containing medium in the well. Detach the cells from the plate by gently pipetting the cells up and down.Next, transfer the cell suspension to a centrifuge tube and subject to centrifugation. After the centrifugation, dissolve the cell pellet in two milliliters of cryopreservation reagent, then count the cell number. Then transfer the cells in the cryopreservation vials and leave the vials in the cooling device.Then transfer the device at minus 80 degrees Celsius overnight. After 24 hours, transfer the vials in liquid nitrogen for long-term storage. Just before thawing the FHF-L CPs, coat the wells of the 12-well plate with two milliliters of coating reagent.Next transfer the five-days old FHF-L CPs from the liquid nitrogen in a dry ice container. From the dry ice, transfer the vial in a water bath at 37 degrees Celsius for two minutes to ensure complete thawing. After the cells are completely thawed, transfer the cells to a centrifuge tube, then pipette 10 drops of pre-warmed cardiogenic medium every 30 seconds to the cell solution.Keep adding the cardiogenic medium til the cryopreservation and cardiogenic medium ratio reaches one to three. Next subject the cells to centrifugation. Post-centrifugation remove the supernatant and carefully flick the tube, then dissolve the cell pellet in cardiogenic medium supplemented with two-micromolar RHO/ROCk pathway inhibitor.Further dilute the cell suspension with cardiogenic medium to achieve the desired cell concentration. Then seed the cells on the culture plate containing two milliliters of cardiogenic medium. Leave the plate in the tissue culture hood for 20 minutes before transferring to the incubator.Monitor the cell attachment on the sixth day of differentiation. On the seventh day, aspirate half of the cardiogenic medium and replace it with fresh medium. From here on out, replace 50%of the cardiogenic medium every other day, then, on the 15th day, quantify the cardiac differentiation.Here the expression level of Id1 mRNA is quantified in the hESC and hPSC cell lines. Only hPSC lines expressing Id1 mRNA at levels greater than 0.005-fold GAPDH are used for differentiation. Shown here are brightfield images post-differentiation of optimal, sub-confluent, and over-confluent hPSCs at Day 0.Upon further differentiation, the cell confluency reaches 75%after 24 hours. At Day 3, the differentiating cells form a cluster, and, by Day 5, the cells remain in tightly-connected clusters with homogenous morphology. At Day 6, the FHF-L CPs cover more than 90%of the surface area of the wells.In fact, by Day 12, the cardiomyocytes start to beat and display cardiac contractions. Further into the differentiation process, there are increased mRNA expression levels of MYL2 and IRX4 after Day 15. Both proteins represent ventricular-specific markers within the cardiomyocytes.Here the action potential trace represents the rapid upstroke and downstroke velocities as well as the ventricular plateau. These rates were characteristic of ventricular-like cardiomyocytes at Day 25 of differentiation. In summary, it takes about two weeks to generate Id1 over-expressing human pluripotent stem cells, then it takes about five days to generate first heart field-like progenitors and about 10 days to generate beating ventricular-like cardiomyocytes.

Research

JoVE Journal

Developmental Biology

Derivation of Highly Purified Cardiomyocytes from Human Induced Pluripotent Stem Cells Using Small Molecule-modulated Differentiation and Subsequent Glucose Starvation

اشتقاق العضلية العالية النقاء من صنع الإنسان المحفزة الخلايا الجذعية عن طريق صغير التمايز التضمين جزيء واللاحقة الجلوكوز المجاعة

Human induced pluripotent stem cell-derived cardiomyocytes (hiPSC-CMs) have become an important cell source to address the lack of primary cardiomyocytes ...

Differentiation of Atrial Cardiomyocytes from Pluripotent Stem Cells Using the BMP Antagonist Grem2

التفريق بين الرجفان العضلية من الخلايا الجذعية المحفزة باستخدام BMP خصم Grem2

Protocols for generating populations of cardiomyocytes from pluripotent stem cells have been developed, but these generally yield cells of mixed ...

Large-Scale Production of Cardiomyocytes from Human Pluripotent Stem Cells Using a Highly Reproducible Small Molecule-Based Differentiation Protocol

إنتاج واسع النطاق العضلية من الخلايا الجذعية متعددة القدرات البشرية باستخدام تكرار للغاية الصغيرة وبناء جزيء بروتوكول التمايز

Maximizing the benefit of human pluripotent stem cells (hPSCs) for research, disease modeling, pharmaceutical and clinical applications requires robust ...

Generation of Induced Pluripotent Stem Cells from Human Melanoma Tumor-infiltrating Lymphocytes

جيل من الخلايا الجذعية المستحثة متعددة القدرات من سرطان الجلد البشري الخلايا اللمفاوية-التسلل الورم

Adoptive transfer of ex vivo expanded autologous tumor-infiltrating lymphocytes (TILs) can mediate durable and complete responses in significant subsets ...

Generation of Integration-free Induced Pluripotent Stem Cells from Human Peripheral Blood Mononuclear Cells Using Episomal Vectors

جيل من التكامل خالية من الخلايا الجذعية المستحثة متعددة القدرات من الخلايا الطرفية الإنسان الدم وحيدات النوى عن طريق Episomal المتجهات

Induced Pluripotent Stem Cells (iPSCs) hold great promise for disease modeling and regenerative therapies. We previously reported the use of Episomal ...

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

وجه التفريق بين فروعه المكونة للدم البدائي والنهائي من الخلايا الجذعية Pluripotent البشرية

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

Defined and Scalable Generation of Hepatocyte-like Cells from Human Pluripotent Stem Cells

محددة وقابلة للتطوير الجيل من الخلايا تشبه الكبدية من الخلايا الجذعية متعددة القدرات البشرية

Human pluripotent stem cells (hPSCs) possess great value for biomedical research. hPSCs can be scaled and differentiated to all cell types found in the ...

Differentiating Chondrocytes from Peripheral Blood-derived Human Induced Pluripotent Stem Cells

تشوندروسيتيس التفريق من الخلايا الجذعية المحفزة المستحثة البشرية المستحثة من الدم

In this study, we used peripheral blood cells (PBCs) as seed cells to produce chondrocytes via induced pluripotent stem cells (iPSCs) in an ...

Generation of Standardized and Reproducible Forebrain-type Cerebral Organoids from Human Induced Pluripotent Stem Cells

جيل أورجانويدس الدماغي موحدة واستنساخه من نوع فوريبرين من الإنسان فعل الخلايا الجذعية Pluripotent

The human cortex is highly expanded and exhibits a complex structure with specific functional areas, providing higher brain function, such as cognition. ...

Generation of 3D Skin Organoid from Cord Blood-derived Induced Pluripotent Stem Cells

جيل أورجانويد الجلد 3D من سلك المستمدة من الدم الناجم عن الخلايا الجذعية Pluripotent

The skin is the body&#8217;s largest organ and has many functions. The skin acts as a physical barrier and protector of the body and regulates bodily ...