Name: targeted and selective treatment of pluripotent stem cell-derived teratomas using external beam radiation in a small-animal model
Uploaded: 2019-02-17T13:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Targeted and Selective Treatment of Pluripotent Stem Cell-derived Teratomas Using External Beam Radiation in a Small-animal Model at JoVE.com

המחברים רוצה להודות את נבחרת מוסדות של בריאות R01 HL134830 (PKN) K08 HL135343 (קאי אס), 5F32HL134221 (JWR); המכון הרפואי הווארד יוז (ASL); את סטנפורד לב וכלי דם המכון (ASL) לתמיכה שלהם.

ניסויים בבעלי חיים זו אושרה והופיע תחת ועדת הבדיקה מוסדיים והפאנל ניהול על מעבדה חיה אכפת באוניברסיטת סטנפורד.
1. תא תרבות של iPSCs
<ol><li>לגדול iPSCs האדם נגזר על ידי התכנות lentiviral על 6-ובכן צלחות מצופה קרום המרתף מטריקס (למשל, matrigel, המכונה מטריקס לכאן בזמן שנסעתי).</li>
	<li>מדי יום לשנו?...

<ol>
	<li>Sallam, K., Wu, J. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Embryonic+stem+cell+biology:+insights+from+molecular+imaging.">Embryonic stem cell biology: insights from molecular imaging.</a> Methods in Molecular Biology. 660, 185-199 (2010).</li><li>Lee, A. S., Tang, C., Rao, M. S., Weissman, I. L., Wu, J. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Tumorigenicity+as+a+clinical+hurdle+for+pluripotent+stem+cell+therapies.">Tumorigenicity as a clinical hurdle for pluripotent stem cell therapies.</a> Nature Medicine. 19 (8), 998-1004 (2013).</li><li>Amariglio, N., 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=Donor-derived+brain+tumor+following+neural+stem+cell+transplantation+in+an+ataxia+telangiectasia+patient.">Donor-derived brain tumor following neural stem cell transplantation in an ataxia telangiectasia patient.</a> PLOS Medicine. 6 (2), e1000029 (2009).</li><li>Kuriyan, A. 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=Vision+Loss+after+Intravitreal+Injection+of+Autologous+&amp;#34;Stem+Cells&amp;#34;+for+AMD.">Vision Loss after Intravitreal Injection of Autologous &amp;#34;Stem Cells&amp;#34; for AMD.</a> The New England Journal of Medicine. 376 (11), 1047-1053 (2017).</li><li>Berkowitz, A. 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=Glioproliferative+Lesion+of+the+Spinal+Cord+as+a+Complication+of+&amp;#34;Stem-Cell+Tourism&amp;#34.">Glioproliferative Lesion of the Spinal Cord as a Complication of &amp;#34;Stem-Cell Tourism&amp;#34.</a> The New England Journal of Medicine. 375, 196-198 (2016).</li><li>Zhang, W. Y., de Almeida, P. E., Wu, J. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Teratoma+formation:+A+tool+for+monitoring+pluripotency+in+stem+cell+research.">Teratoma formation: A tool for monitoring pluripotency in stem cell research.</a> StemBook. , (2012).</li><li>Scott, C. T., Magnus, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Wrongful+termination:+lessons+from+the+Geron+clinical+trial.">Wrongful termination: lessons from the Geron clinical trial.</a> STEM CELLS Translational Medicine. 3 (12), 1398-1401 (2014).</li><li>Strauss, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Geron+trial+resumes,+but+standards+for+stem+cell+trials+remain+elusive.">Geron trial resumes, but standards for stem cell trials remain elusive.</a> Nature Biotechnology. 28 (10), 989-990 (2010).</li><li>Coghlan, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Unexpected+mutations+put+stem+cell+trial+on+hold.">Unexpected mutations put stem cell trial on hold.</a> New Scientist. 227 (3033), 9 (2015).</li><li>Tang, 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=An+antibody+against+SSEA-5+glycan+on+human+pluripotent+stem+cells+enables+removal+of+teratoma-forming+cells.">An antibody against SSEA-5 glycan on human pluripotent stem cells enables removal of teratoma-forming cells.</a> Nature Biotechnology. 29 (9), 829-834 (2011).</li><li>Lee, A. S., 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=Effects+of+cell+number+on+teratoma+formation+by+human+embryonic+stem+cells.">Effects of cell number on teratoma formation by human embryonic stem cells.</a> Cell Cycle. 8 (16), 2608-2612 (2009).</li><li>Tano, 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=A+novel+in+vitro+method+for+detecting+undifferentiated+human+pluripotent+stem+cells+as+impurities+in+cell+therapy+products+using+a+highly+efficient+culture+system.">A novel in vitro method for detecting undifferentiated human pluripotent stem cells as impurities in cell therapy products using a highly efficient culture system.</a> PLoS One. 9 (10), e110496 (2014).</li><li>Kuroda, 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=Highly+sensitive+in+vitro+methods+for+detection+of+residual+undifferentiated+cells+in+retinal+pigment+epithelial+cells+derived+from+human+iPS+cells.">Highly sensitive in vitro methods for detection of residual undifferentiated cells in retinal pigment epithelial cells derived from human iPS cells.</a> PLoS One. 7 (5), e37342 (2012).</li><li>Cao, F., 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=In+vivo+visualization+of+embryonic+stem+cell+survival,+proliferation,+and+migration+after+cardiac+delivery.">In vivo visualization of embryonic stem cell survival, proliferation, and migration after cardiac delivery.</a> Circulation. 113 (7), 1005-1014 (2006).</li><li>Cao, F., 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=Molecular+imaging+of+embryonic+stem+cell+misbehavior+and+suicide+gene+ablation.">Molecular imaging of embryonic stem cell misbehavior and suicide gene ablation.</a> Cloning Stem Cells. 9 (1), 107-117 (2007).</li><li>Kotini, A. G., de Stanchina, E., Themeli, M., Sadelain, M., Papapetrou, E. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Escape+Mutations,+Ganciclovir+Resistance,+and+Teratoma+Formation+in+Human+iPSCs+Expressing+an+HSVtk+Suicide+Gene.">Escape Mutations, Ganciclovir Resistance, and Teratoma Formation in Human iPSCs Expressing an HSVtk Suicide Gene.</a> Molecular Therapy - Nucleic Acids. 5, e284 (2016).</li><li>Smith, A. 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=Apoptotic+susceptibility+to+DNA+damage+of+pluripotent+stem+cells+facilitates+pharmacologic+purging+of+teratoma+risk.">Apoptotic susceptibility to DNA damage of pluripotent stem cells facilitates pharmacologic purging of teratoma risk.</a> STEM CELLS Translational Medicine. 1 (10), 709-718 (2012).</li><li>Choo, A. B., 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=Selection+against+undifferentiated+human+embryonic+stem+cells+by+a+cytotoxic+antibody+recognizing+podocalyxin-like+protein-1.">Selection against undifferentiated human embryonic stem cells by a cytotoxic antibody recognizing podocalyxin-like protein-1.</a> Stem Cells. 26 (6), 1454-1463 (2008).</li><li>Yorke, E., Gelblum, D., Ford, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Patient+safety+in+external+beam+radiation+therapy.">Patient safety in external beam radiation therapy.</a> American Journal of Roentgenology. 196 (4), 768-772 (2011).</li><li>Zhou, H., 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=Development+of+a+micro-computed+tomography-based+image-guided+conformal+radiotherapy+system+for+small+animals.">Development of a micro-computed tomography-based image-guided conformal radiotherapy system for small animals.</a> International Journal of Radiation Oncology &#8226; Biology &#8226; Physics. 78 (1), 297-305 (2010).</li><li>Slatkin, D. N., Spanne, P., Dilmanian, F. A., Gebbers, J. O., Laissue, J. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Subacute+neuropathological+effects+of+microplanar+beams+of+x-rays+from+a+synchrotron+wiggler.">Subacute neuropathological effects of microplanar beams of x-rays from a synchrotron wiggler.</a> Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 92 (19), 8783-8787 (1995).</li><li>Lee, A. S., 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=Brief+Report:+External+Beam+Radiation+Therapy+for+the+Treatment+of+Human+Pluripotent+Stem+Cell-Derived+Teratomas.">Brief Report: External Beam Radiation Therapy for the Treatment of Human Pluripotent Stem Cell-Derived Teratomas.</a> Stem Cells. 35 (8), 1994-2000 (2017).</li><li>Berkowitz, A. 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=Glioproliferative+Lesion+of+the+Spinal+Cord+as+a+Complication+of+&amp;#34;Stem-Cell+Tourism&amp;#34.">Glioproliferative Lesion of the Spinal Cord as a Complication of &amp;#34;Stem-Cell Tourism&amp;#34.</a> The New England Journal of Medicine. 375 (2), 196-198 (2016).</li><li>Swijnenburg, R. 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=In+vivo+imaging+of+embryonic+stem+cells+reveals+patterns+of+survival+and+immune+rejection+following+transplantation.">In vivo imaging of embryonic stem cells reveals patterns of survival and immune rejection following transplantation.</a> Stem Cells and Development. 17 (6), 1023-1029 (2008).</li><li>Cao, F., 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=Noninvasive+de+novo+imaging+of+human+embryonic+stem+cell-derived+teratoma+formation.">Noninvasive de novo imaging of human embryonic stem cell-derived teratoma formation.</a> Cancer Research. 69 (7), 2709-2713 (2009).</li><li>Priddle, H., 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=Bioluminescence+imaging+of+human+embryonic+stem+cells+transplanted+in+vivo+in+murine+and+chick+models.">Bioluminescence imaging of human embryonic stem cells transplanted in vivo in murine and chick models.</a> Cloning and Stem Cells. 11 (2), 259-267 (2009).</li><li>Dale, R. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Dose-rate+effects+in+targeted+radiotherapy.">Dose-rate effects in targeted radiotherapy.</a> Physics in Medicine &amp; Biology. 41 (10), 1871-1884 (1996).</li></ol>

מקרים אנקדוטיים קורבנות של "תאי גזע תיירות" ונתונים פרה לאשר הסיכון לפתח teratomas הוא חיסרון רציני המשויך PSC טיפולים23. פיתוח של גישות זהיר כדי למנוע ולטפל שהסיכון אמצעים תאי טיפולים, לפיכך, הוא צעד חשוב בקידום התרגום קליני בתאי גזע משובי טיפולים. במאמר זה, אנחנו תיאר שיטה טיפולית פ...

ההתפתחות של תאי גזע טיפולים התחדשות רקמות נתקל מספר מחסומים בעשרות השנים האחרונות, פוגעות המאמצים לפריסה קליניים יעיל. משוכות אלה כוללים שמירה תא המסכן באתרים של משלוח, תאי הגזע immunogenicity פוטנציאל אמצעים teratomas טופס1. Tumorigenicity הוא של דאגה קלינית מסוימת כמו זה עלולים להזיק לתאי גזע להשתלות נמענים2. חשבונות היווצרות גידול עקב הזרקת תאי גזע ללא פיקוח כבר דווחו מספר הגדרות קליניים3,4,5. פוטנציאל היווצרות טרטומה הוא ביותר לעתים קרובות ציטט את הדאגה קליניים בהתפתחות תאי גזע (PSC) pluripotent יש הביא עיכובים וביטולים של מספר בעלי פרופיל גבוה בתאי גזע עובריים (ESC) וכן המושרה תא גזע pluripotent (iPSC) ניסויים6,7,8,9. לפיכך, יש צורך דחוף חקירה translational ייעודי לקראת מתן טיפול מתאים, צריך להיווצר גידולים iatrogenic אלה.
נכון להיום, רוב אסטרטגיות כדי לשלוט התנהגות בלתי הולמת תאי גזע התמקדו הפחתת מספר מגירסה tumorigenic פוטנציאליים2,10. למרבה הצער, רק מספר קטן של תאים שיורית (למשל., עונה 1 פרק 104 -עונה 1 פרק 105 תאים11) דרוש עבור טרטומה המרמזת, רחוק מתחת לגבול זיהוי צוטט על ידי מבחני זמין כעת12, 13. מגבלות אחרות של באמצעות שיטות preseparation אלה כוללים יעילות נמוכה, הוצאות גבוהות, הסתמכות על המתלים מתא בודד יכול להיות לא מתאימות גישות הנדסת רקמות חדשות יותר, ירידת ערך פוטנציאלית של התא הישרדות, engraftment.
מחקרים מעטים עסקו אפשרויות טיפול בעקבות היווצרות טרטומה. אולי האסטרטגיה ביותר למד היטב הוא שילוב של "התאבדות" גנים לתוך תאי גזע14,15. שיטה זו כרוכה מניפולציה גנטית תאי גזע לשלב של ג'ין inducible אפופטוזיס-הפעלת כי יכול להיות מופעל על ידי גירוי תרופתי postinjection, ובכך מספק גישה הצלה אם מוזרק מפרישים teratomas. גישה זו, עם זאת, סובל חסרונות משמעותיים, כולל את המטרה השפעות שינויים גנטיים של מגירסה ואת הפוטנציאל התפתחות הדרגתית של ההתנגדות סמים16. בגישה דומה מנצל מולקולות קטנות כדי לגרום מוות תאי סלקטיבי של מגירסה דרך עיכוב של מסלולים אנטי-מוות17. קבוצות אחרות בוחר תא מות מגירסה באמצעות נוגדנים נגד סמני פני השטח pluripotency, כגון podocalyxin, כמו חלבון-1 (PODXL)18. העיתוי של מולקולה קטנה או נוגדן משלוח עומד יש השפעה משמעותית על הפוטנציאל הטיפולי מגירסה אם נמסר מוקדם מדי, אולי חוסר יעילות טיפולית אם נמסר מאוחר מדי. בנוסף, ההשפעות מערכתית של מולקולות קטנות, נוגדנים להשתמש בצורה הזאת לא נחקרו.
גישה אלטרנטיבית לטיפול גידולים אלה מסתמך על באמצעות טיפול קרינתי חיצוני קרן (EBRT). EBRT הוא אחד שהאפנות העיקריים מועסקים כיום הטיפול של גידולים מוצקים19. חידושים EBRT, כולל הפיתוח של קרן פרוטונים ו סטיאוטטי radiosurgery, אפשרו מיקוד משופרת של מבנים פתולוגי תוך הימנעות נזק הרקמות, שהופך EBRT קונפורמית אידיאלי עבור מיעון תפלצת היווצרות מבנים רגישים מבחינה אנטומית20. בנוסף, שיטה זו מונע את מניפולציה גנטית או ויראלי התמרה חושית של תאי גזע, אשר הם שניהם כרוך בטיחות קלינית נוספת, היעילות נוגע15. לבסוף, ההתקדמות מיקרו-irradiators הפעלת היישום של EBRT מכרסמים21.
במאמר זה נדגים כיצד ליצור מודל קטן-חיה היווצרות טרטומה באמצעות הזרקת iPSCs אנושי בעכברים. ואז נראה איך ליישם EBRT באופן סלקטיבי להשמיד גידולים אלה ויוו עם מינימום נזק לרקמות. גישה זו מספקת טיפול ממוקד teratomas נגזר PSC תוך הימנעות ההשפעות את המטרה של המשלוח מערכתית של מולקולות ביולוגיות, פפטידים מניפולציה גנטית של מגירסה. למטרות לניסויים קליניים, אנו מציעים שלב אופציונלי כדי מגלי תאי גזע עם הגנים כתב כדי לעקוב אחר הגידול בתגובה הקרנות באמצעות ביולומינסנציה הדמיה (בלי).

<table>
	<tbody>
		<tr>
			<td>Induced Pluripotent Stem Cell Control Line</td>
			<td>Stanford University</td>
			<td>Nguyen Lab</td>
			<td>Cell culture of iPSC</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Corning matrigel basement membrane matrix 354234</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>CB-40234</td>
			<td>Cell culture of iPSC</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Essential 8 culture medium</td>
			<td>ATCC-The global bioresource center</td>
			<td>30-2203</td>
			<td>Cell culture of iPSC</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Tryple E</td>
			<td>Gibco</td>
			<td>12605-036</td>
			<td>Cell culture of iPSC</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Y27632 inhibitor 2 HCL (ROCK Inhibitor)</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>S104950MG</td>
			<td>Cell culture of iPSC</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Lentivirus</td>
			<td>Cyagen</td>
			<td>P170721-1001cjn</td>
			<td>Transduction of iPSC with double fusion reporter gene</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Polyrbrene Infection/Transfection Reagent</td>
			<td>Millipore Sigma</td>
			<td>TR-1003-G</td>
			<td>Transduction of iPSC with double fusion reporter gene</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Fluc-eGFP reporter gene driven by ubiquitin promoter</td>
			<td>Stanford University</td>
			<td>Sam Gambhir lab</td>
			<td>Transduction of iPSC with double fusion reporter gene</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>D-luciferin</td>
			<td>Perkin Elmer</td>
			<td>122799</td>
			<td>Transduction of iPSC with double fusion reporter gene and BLI</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Flow cytometer (BD FACSARIA III)</td>
			<td>BD Biosciences&#160;</td>
			<td>FACSAria</td>
			<td>Transduction of iPSC with double fusion reporter gene</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>microplate spectrofluorometer (Glomax Navigator System)</td>
			<td>Promega Bio Systems, Sunnyvale, CA</td>
			<td>GM2000</td>
			<td>Transduction of iPSC with double fusion reporter gene</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Xenogen IVIS 200&#160;</td>
			<td>Perkin Elmer</td>
			<td>124262</td>
			<td>BLI</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Isoflurane</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>CDS019936</td>
			<td>irradiation</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>X-Rad SmART image-guided irradiator&#160;</td>
			<td>Precision X-ray Inc., North Branford, CT</td>
			<td>X-Rad SmART</td>
			<td>irradiation</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>RT_Image software package</td>
			<td>Stanford University (http://rtimage.sourceforge.net/)</td>
			<td>RT_Image v0.2&#946;</td>
			<td>Irradiation</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

targeted and selective treatment of pluripotent stem cell-derived teratomas using external beam radiation in a small-animal model

המספר הגדל והולך של קורבנות של "תאי גזע תיירות," השתלת ללא פיקוח של תאי גזע ברחבי העולם, העלה חששות לגבי הבטיחות של השתלת תא גזע. למרות השתלת של הבדיל ולא התאים מובחן הוא מנהג נפוץ, teratomas יכול עדיין לנבוע הנוכחות של תאי גזע מובחן שיורית בזמנו של השתלה או של מוטציות ספונטניות הבדיל תאים. כי תאי הגזע טיפולים מועברות לעיתים קרובות לאתרים רגישים מבחינה אנטומית, גידולים קטנים אפילו יכולה להיות הרסנית קלינית, וכתוצאה מכך עיוורון, שיתוק, הפרעות קוגניטיביות, בתפקוד הלב וכלי הדם. גישה כירורגית באתרים אלה עשוי גם להיות מוגבל, עוזב חולים עם כמה אפשרויות טיפוליות. שליטה תאי גזע התנהגות בלתי הולמת, לפיכך, הוא קריטי עבור התרגום קלינית של טיפול בתאי גזע.
קרינה חיצוני קרן מציע אמצעי יעיל של העברת טיפול ממוקד כדי להקטין את הנטל טרטומה תוך מזעור הפגיעה סביב האיברים. בנוסף, שיטה זו מונע מניפולציה גנטית או ויראלי התמרה חושית של תאי גזע-אשר משויכים חששות יעילות ובטיחות קליניים נוספים. כאן, אנו מתארים את פרוטוקול ליצירת teratomas נגזר תאי גזע pluripotent בעכברים וכדי להחיל חיצוני קרן הקרנות באופן סלקטיבי ablate ויוו גידולים אלה.

עכברים מוזרק בדרך כלל תדגים טרטומה היווצרות צמיחה לאחר 4-8 שבועות, כפי שאושר על-ידי מתה על הדמיה (איור 2). גידולים יתכווץ באופן משמעותי כאשר מוקרן עם מנה מצטברת של Gy 18 בהתחשב חודש לאחר הלידה תא, וכתוצאה מכך ירידה משמעותית אות לוציפראז (איור 2). ?...

Watch this Scientific Journal Video about Targeted and Selective Treatment of Pluripotent Stem Cell-derived Teratomas Using External Beam Radiation in a Small-animal Model at JoVE.com

Targeted and Selective Treatment of Pluripotent Stem Cell-derived Teratomas Using External Beam Radiation in a Small-animal Model

מחקר על אסטרטגיות טיפול teratomas נגזר תאי גזע pluripotent חשוב התרגום קלינית של טיפול בתאי גזע. כאן, אנו מתארים לפרוטוקול, ראשית, להפיק תאי גזע-derived teratomas בעכברים ולאחר, מכן, ל סלקטיבי היעד ולטפל ויוו שימוש בעוצמה קטנה-חיה של גידולים אלה.

טיפול ממוקד, סלקטיבי של Teratomas נגזר תאי גזע Pluripotent באמצעות קרינה חיצוני קרן במודל של חיית-קטן

The growing number of victims of &#34;stem cell tourism,&#34; the unregulated transplantation of stem cells worldwide, has raised concerns about the ...

המטרה הכוללת של הליך זה היא למקד באופן סלקטיבי טרטומות שמקורן בתאי גזע בעכברים להערכת האפקטיביות in vivo של הקרנות קרן חיצונית של בעלי חיים קטנים. היתרון העיקרי של טיפול קרן קרינה חיצונית הוא שזה טיפול ממוקד עבור teramtomas הקשורים לתאי גזע שנמנע את ההשפעות השליליות מחוץ ליעדים של טיפולים המועברים באופן מערכתי. ההתקדמות בהקרנות קרן חיצונית אפשרה מיקוד ספציפי של טרטומות קטנות תוך הימנעות מפגיעה ברקמות נורמליות, מה שהופך את הטיפול הזה לאידיאלי לטיפול בטרטומות רגישות לקרינה.שיטה זו יכולה לא רק לספק תובנה לתוך אופטימיזציה אסטרטגיות עבור טיפולים בתא, יש לו גם את הפוטנציאל להיות ישים קלינית בטיפולים אנושיים. התחל על ידי לקיחת צלחת שש באר המכיל iPSCs. כדי לגרום להיווצרות tetratoma בבעלי חיים immunodeficient להוסיף מיליליטר אחד של תערובת אנזים דיסוציאציה תאים רקומביננטי לכל באר של צלחת 6 באר המכיל תאי גזע פלוריפוטנטיים המושרה אנושית מתמר עם גן כתב היתוך כפול עבור דגירה של חמש דקות בטמפרטורת החדר.בסוף הדגירה לפזר את התאים על ידי pipetting ולעצור את התגובה אנזימטית על ידי הוספת נפח שווה של מדיום תרבות התא לכל באר. משוך את המתלים תא יחיד בצינור חרוט 15 מיליליטר לספירה. לאחר השלמת הצנטריפוגה, יש לשאוף את העל-טבעי ולתלות מחדש את גלולת הכדור ב-30 מיקרוליטרים של פתרון מטריצת מטריגל ולמקם את הצינור על הקרח.אם מנצלים תאים מנומרים של היתוך כפול, יש להשעות את תאי ההיתוך הכפולים החיוביים האלה גם ב-30 מיקרוליטרים של מטריצה. לאחר מכן, לטעון כל אוכלוסיית תא לתוך מזרק אחד מיליליטר מצויד מחט מד 28.5 ולאשר חוסר תגובה קמצוץ בוהן בכל עכבר נמענים עירום הרדמה בן שמונה עד 10 שבועות. לאחר מכן, באופן תת עורי להזריק תערובת מטריצת תא אחד לתוך האגף הגבי של כל חיה הנמען.בנקודת הזמן הניסיונית המתאימה לאחר החיסון להזריק 375 מיליגרם לקילוגרם של deluciferon intraperitoneally לתוך כל נמען. לאחר 10 דקות תמונה אות bioluminescence בכל גשוש כתב הרדמה מוזרק בעלי חיים במשך 30 דקות באמצעות חלונות רכישה דקה אחת במרווחי זמן של חמש דקות, על פי פרוטוקולי הדמיה bioluminescence סטנדרטיים. להקרנת טרטומה, בנקודת הזמן הניסיונית המתאימה, במקום הראשון חיה נמען הרדמה על המיטה של הקרנה פרה-קלינית מונחה תמונה ולרכוש קבוצה של 400 תמונות טומוגרפיה מיקרו-ממוחשבות הקרנה מעל 360 מעלות באמצעות 40 קילו-וולטאז' שיא, קרן רנטגן 2 מיליאמפר, ולשחזר את התמונה לתמונות נפחיות עם גודל פיקסל איזוטרופי של 0.2 מילימטרים.זה קריטי כדי לשחזר תמונות נפחיות של הטרטומות. תמונות אלה יסייעו לתכנן את טיפולי הקרינה למסירה ספציפית של הטיפול לטרטומות בלבד, תוך מזעור כל קרינה מחוץ ליעד של הרקמות שמסביב. לאחר מכן השתמש בתמונות המיקרו-CT ובחבילת תוכנת התמונה של RT כדי לתכנן פרוטוקול לטיפול בקרינה.לנהל את הטיפול במשך שלושה ימים רצופים כדי לספק סך של 18 אפורים לגידול היעד. העכברים מוזרק בדרך כלל להדגים היווצרות צמיחה טרטומה ארבעה כדי eigth שבועות לאחר הזרקת תא הגידול כפי שאושר על ידי הדמיה bioluminescence. כאשר מוקרן עם מצטבר עושה של 18 אפור חודש לאחר משלוח התא הגידולים יתכווצו באופן דרמטי וכתוצאה מכך ירידה מקרית משמעותית אות luciferase.חשוב לציין, כפי שתמונות אלה ממחישות, ביופסיות רקמות נורמליות שנקטפו חמישה מיליליטר מהאתר המוקרן אינן נראות כפוגשות נזק משמעותי. לאחר צפייה בסרטון זה, אתה צריך הבנה ברורה של איך ליצור תא גזע נגזר טרטומות ב vivo ולטפל בהם ביעילות ובבטחה עם קרינת קרן חיצונית. גישה פשוטה זו דורשת רכישה של תמונות CT ברזולוציה גבוהה של נושא שלאחריו ניתן לרשום סדרה של טיפולים קרן קרינה כדי לקרינה את הגידולים היעד, תוך הימנעות רקמה סמוכה.אל תשכח כי עבודה עם קרינה יכול להיות מסוכן מאוד, כי אמצעי זהירות, כגון שימוש המגנים המתאימים, תמיד יש לנקוט בעת ביצוע הליך זה.

Research

JoVE Journal

Medicine

Protocol for Long Duration Whole Body Hyperthermia in Mice

פרוטוקול ליפרתרמיה הארוכה משך כל גוף בעכברים

Hyperthermia is a general term used to define the increase in core body temperature above normal. It is often used to describe the increased core body ...

Assessment of Cardiac Function and Myocardial Morphology Using Small Animal Look-locker Inversion Recovery (SALLI) MRI in Rats

Assessment of Cardiac Function and Myocardial Morphology Using Small Animal Look-locker Inversion Recovery SALLI MRI in Rats

הערכה של תפקוד לב ומורפולוגיה שריר הלב באמצעות שחזור קטן בעלי חיים תראו-הלבשה היפוך (SALLI) בדיקת MRI בחולדות

Small animal magnetic resonance  imaging is an important tool to study cardiac function and changes in myocardial  tissue. The high heart rates of small ...

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 ...

Scleral Cross-linking Using Riboflavin and Ultraviolet-A Radiation for Prevention of Axial Myopia in a Rabbit Model

Scleral Cross-linking שימוש ריבופלבין ו-סגול-קרינה למניעת Axial קוצר ראיה במודל הארנב

Myopic individuals, especially those with severe myopia, are at higher-than-normal risk of cataract, glaucoma, retinal detachment and chorioretinal ...

In Vivo Evaluation of Fracture Callus Development During Bone Healing in Mice Using an MRI-compatible Osteosynthesis Device for the Mouse Femur

In Vivo Evaluation of Fracture Callus Development During Bone Healing in Mice Using an MRI-compatible Osteosynthesis Device for the Mouse Femur

אין ויוו הערכה של שבר פיתוח קסם במהלך עצם הריפוי בעכברים שימוש בהתקן התואם ל- MRI Osteosynthesis את העכבר אתי

Endochondral fracture healing is a complex process involving the development of fibrous, cartilaginous, and osseous tissue in the fracture callus. The ...

Radiation Planning Assistant - A Streamlined, Fully Automated Radiotherapy Treatment Planning System

קרינה תכנון העוזרת - מפושטת, אוטומטי לחלוטין טיפול הקרנות תכנון המערכת

The Radiation Planning Assistant (RPA) is a system developed for the fully automated creation of radiotherapy treatment plans, including volume-modulated ...

A Small Animal Model of Ex Vivo Normothermic Liver Perfusion

A Small Animal Model of Ex Vivo Normothermic Liver Perfusion

מודל בעלי חיים קטנים של זלוף הכבד Normothermic Vivo לשעבר

There is a significant shortage of liver allografts available for transplantation, and in response the donor criteria have been expanded. As a result, ...

Isometric Contractility Measurement of the Mouse Mesenteric Artery Using Wire Myography

Contractility איזומטרי מדידה של עורק מצע המעי העליון העכבר באמצעות חוט Myography

The wire myograph technique is used to assess the contractility of vascular smooth muscles in response to depolarization, GPCR agonists/inhibitors and ...

Establishing a Swine Model of Post-myocardial Infarction Heart Failure for Stem Cell Treatment

הקמת מודל חזירים של אי ספיקת לב לאחר שריר הלב לטיפול בתאי גזע

Although advances have been achieved in the treatment of heart failure (HF) following myocardial infarction (MI), HF following MI remains one of the major ...

Sarcomere Shortening of Pluripotent Stem Cell-Derived Cardiomyocytes using Fluorescent-Tagged Sarcomere Proteins.

קיצור סרקומר של קרדיומיוציטים שמקורם בתאי גזע פלוריפוטנטים באמצעות חלבוני סרקומר מתויגים פלואורסצנטיים.

Pluripotent stem cell-derived cardiomyocytes (PSC-CMs) can be produced from both embryonic and induced pluripotent stem (ES/iPS) cells. These cells ...