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

אנו מודים חברי המעבדה קולה לדיונים מועיל, ביקורות קריטי של כתב היד. מחקר זה נתמך על ידי NIH/NIEHS R44ES023521-02, CIRM DISC2-10110 מעניקה ד ר קולה.

1. Id1 וירוס והכנה זיהום
<ol><li>צור Id1 lentivirus overexpressing על ידי שיתוף transfecting pCMVDR8.74, pMD2.G, pCDH-EF1-Id1-PGK-PuroR (Addgene: פלסמיד #107735) לתוך התאים HEK293T. לאסוף חלקיקי נגיפי, filtrate, לטהר מ תגובת שיקוע, ולאחסן ב-80 מעלות צלזיוס כמו קיטאמורה. et al. (2003) 19. לחלופין, לייצר מסחרית Id1 lentivirus על-ידי שליחת pCDH-EF1-Id1-PGK-Puro...

<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>

Differentiations מוצלח, ודא לעקוב מקרוב אחר ההוראות המפורטות לעיל. בנוסף, כאן אנחנו מדגישים פרמטרים מרכזיים אשר משפיעים מאוד על תוצאות בידול. לפני שמתחילים הבחנה, להתייחס הפרמטרים הבאים מורפולוגי שלושה: מורפולוגיה גזע של hPSCsId1, דחיסה גבוהה הסלולר ועל זרימה גבוהה (> 90%) של התרבות ביום 0. בהקשר הז...

ייצור בקנה מידה גדול של תאי גזע pluripotent אנושי (hPSCs)-נגזר לב אבות, cardiomyocytes זה מהווה דרישה מוקדמת עבור טיפולים מבוססי תאי גזע1, מחלת מידול2,3 ואפיון מהירה הרומן משעולים ויסות בידול לב4,5,6 , פיזיולוגיה7,8. למרות מספר מחקרים9,10,11,12,13,14,15 יש שתואר קודם לכן יעיל ביותר פרוטוקולים בידול לב hPSCs, אף אחד לא שלח המקור תחום הלב של cardiomyocytes וכתוצאה מכך, למרות הזיהוי של הבדלים משמעותיים מולקולרי בין שמאל (שדה הלב הראשון) ימינה (שדה הלב השני) cardiomyocytes חדרית16 וקיומו של הלב ספציפיים לשדה מחלות לב מולדים; קרי, שמאלי תסמונת17 או arrhythmogenic דיספלזיה חדרית18. לפיכך, הדור של לב אבות, cardiomyocytes ממוצא שדה מוגדר הלב של hPSCs הופך להיות הכרח כדי להגביר את הרלוונטיות שלהם כמו טיפולית ומחלות כלי מידול.
פרוטוקול זה מסתמך על ביטוי המכונן של Id1, שזוהה לאחרונה5 הראשון לב ציון שדה רמז אשר בשילוב עם Activin A, הן חיוני ומספיק ליזום cardiogenesis ב hPSCs. ראוי לציין, קנינגהם. et al. (2017) 5 מראים כי אבות Id1-induced במיוחד להביע בשדה הלב הראשון (HCN4, TBX5) אבל לא שני סמנים לב שדה (SIX2, ISL1) כפי הם עוברים התמיינות הלב. בנוסף, המחברים גם מראים כי עוברי העכבר הטרנסגניים חסר לכל המשפחה מזהה של גנים (Id1-4), לפתח ללא ויוצרים הראשון הלב שדה לב אבות, בזמן (אבות לב המדיאלי, אחורי נוסף לב השדה השני) יכולים ליצור עדיין, ובכך רומז כי מזהה חלבונים חיוניים ליזום הראשון הלב שדה cardiogenesis ויוו. בנוחות, אבות הנוצרות על-ידי Id1 יכול להיות cryopreserved, להבדיל באופן ספונטני לתוך cardiomyocytes הצגת מאפיינים כמו חדרית, כולל ביטוי סמנים ייחודיים חדרית (IRX4, MYL2), פוטנציאל פעולה כמו חדרית.
כאן אנו מתארים שיטה פשוטה, וניתן להרחבה כדי ליצור הראשון הלב כמו שדה (FHF-L) אבות לב וחדרית דמוי cardiomyocytes מתוך Id1 overexpressing hPSCs. תכונה חשובה של פרוטוקול זה הוא האפשרות לנתק לב דור מייצור cardiomyocyte הבאים באמצעות צעד הקפאה קריוגנית נוח. לסיכום, פרוטוקול זה מפרט את הצעדים הדרושים (1) ליצור hPSCs Id1 overexpressing (2) ליצור את אבות לב FHF-L מ- hPSCs, (3) cryopreserve אבות וכתוצאה מכך, (4) לחדש את הבידול לב FHF-L וצור מאוד מועשר (> 70-90%) להכות cardiomyocytes דמוי חדרית.

<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

הדור של כמויות גדולות של pluripotent האנושי פונקציונלי תאי גזע-derived לב אבות, cardiomyocytes הלב מוגדרים שדה המקור הוא מהווה דרישה מוקדמת עבור טיפולים לב מבוססת תא ומודלים המחלה. אנחנו לאחרונה הראו כי מזהה גנים הדרושים והן מספיקות לציין אבות הראשון של שדה לב במהלך הפיתוח חוליות. פרוטוקול בידול זה ממנף את הממצאים הללו ומשתמש Id1 ביטוי בשילוב עם Activin כמו רמזים ציון חזק כדי לייצר הראשון הלב כמו שדה (FHF-L) אבות. חשוב, וכתוצאה מכך אבות להבדיל ביעילות (~ 70-90%) לתוך cardiomyocytes דמוי חדרית. כאן אנו מתארים שיטה מפורטת ליצירה 1) hPSCs Id1 overexpressing 2) להבדיל כמויות מדרגי של אבות FHF-L cryopreservable חדרית דמוי cardiomyocytes.

דור של hPSCs Id1 קווים hPSCs נגוע lentivirus תיווכה ביטוי Id1 (איור 1א'). ברגע hPSCId1 נוצרים, transgene ביטוי לכמת על ידי לרביעיית-PCR (איור 1B). רק hPSCId1 שורות לבטא Id1 mRNA ברמות גדול מ- 0.005 קיפול של <e...

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

כאן נתאר שיטת מדרגיים, באמצעות שילוב פשוט של Activin A ו- Id1 בתיווך lentivirus-ביטוי, כדי ליצור אבות לב שדה דמויי הלב הראשון וחדרית דמוי cardiomyocytes מתאי גזע pluripotent אנושי.

הדור של אבות לב שדה דמויי הלב הראשון, דמוי-חדרית Cardiomyocytes מתאי גזע Pluripotent אנושי

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

גזירה של שריר לב נקי במיוחד מתאי גזע האנושי המושרה pluripotent באמצעות בידול מאופנן מולקולה קטן ולאחר גלוקוז רעב

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

דיפרנציאציה של פרפור cardiomyocytes מתאי גזע פלוריפוטנטיים שימוש Grem2 אנטגוניסט BMP

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

ייצור בקנה מידה גדולה של cardiomyocytes מתאי גזע פלוריפוטנטיים אדם באמצעות פרוטוקול בידול מולקולה קטן המבוססת לשחזור ביותר

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

דור של תאי גזע מושרים ממלנומה האדם שחדר-גידול לימפוציטים

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

דור של תאי גזע מושרים אינטגרציה נטולה מן אדם הדם ההיקפי mononuclear תאי שימוש וקטורי Episomal

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

ביים הבידול של אבות Hematopoietic פרימיטיבי, מהווים הסופית מתאי גזע Pluripotent אנושי

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

מוגדרי דור Scalable של תאי Hepatocyte דמוי מתאי גזע פלוריפוטנטיים האנוש

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

הבדל Chondrocytes מ היקפי דם הנגזרות האדם תאים Pluripotent Pluripotent Induced

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

דור של Organoids מוחי סטנדרטית ו לשחזור הקדמי-סוג של האדם המושרה בתאי גזע 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

דור של תא צורב עור תלת-ממד של כבל דם-derived המושרה בתאי גזע 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 ...