Name: simultaneous electrical and mechanical stimulation to enhance cells' cardiomyogenic potential
Uploaded: 2019-01-18T14:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Simultaneous Electrical and Mechanical Stimulation to Enhance Cells' Cardiomyogenic Potential at JoVE.com

الكتاب أريد أن أشكر أعضاء "برنامج البحوث إيكريك" (إيجتب، بادالونا) الإلكتروني ومجموعة الأجهزة الطبية الحيوية (اتحاد الوطنيين الكونغوليين، برشلونة)، خاصة الأستاذ J. روسيل فيرير. وبالإضافة إلى ذلك، تقر الكتاب مجلة "الطب متعدية" الخلايا الجذعية والصحافة الفاميد للسماح بتكييف الأرقام المنشورة سابقا (Llucià-فالديبيراس, et al. 30)-تطوير هذا النموذج وتصميم البروتوكول كانت تدعمها وزارة التعليم ص العلوم (القوات المسلحة السودانية 2008-05144)، وزارة الاقتصاد دي y كومبيتيتيفيداد (القوات المسلحة السودانية 2014-59892)، "المفوضية الأوروبية" (البرنامج الإطاري السابع ريكاتابي، NMP3-SL-2009-229239)، المؤسسات La Marató de TV3 (080330، 201516، 201502)، ومؤسسة الفقرة la Innovación y la بروسبيكتيفا en السعود في إسبانيا (فيبسي؛ 06-00001396-15).

وتستخدم هذه الدراسة أتدبكس القلب البشري من عينات المرضى. استخدامها وافقت عليه لجنة الأخلاقيات المحلية، وأعطى جميع المرضى المستنيرة. بروتوكول الدراسة تتفق مع المبادئ الواردة في "إعلان هلسنكي".
1-الأعمال التحضيرية
<ol><li>ملاقط اﻷوتوكﻻف اثنين، 12 PTFE البلاتين أقطاب التحفيز الك?...

التحفيز للمقاولات، على ما يبدو، بديلاً أمنا لإعداد الخلايا لبيئة معادية القلب وتعزيز التزامهم بالقلب. هنا، ذكرت بروتوكول وصف خلايا القلب السلف زيادة التعبير عن علامات القلب الرئيسي وهو أن تكون مفيدة لما زرع القادم في عضلة القلب مورين إينفاركتيد30. بشكل عام، أتدبكس القلب اليك...

وتستند وظيفة القلب اقتران الإثارة الكهربائية والميكانيكية الانكماش. باختصار، تسمح الوصلات بين الخلايا كارديوميوسيتي نشر الإشارة الكهربائية لإنتاج تقلصات متزامنة تقريبا من القلب أن ضخ الدم النظامية، ومن خلال نظام الرئوية. وهكذا تخضع خلايا القلب، القوى الكهربائية والميكانيكية التي تنظم وظيفة الجينات الخلوية والتعبير. وبناء على ذلك، حاول العديد من المجموعات تطوير منصات الثقافة التي تحاكي البيئة الفيزيولوجية القلب لفهم دور التحفيز الميكانيكية والكهربائية في التنمية القلب والدالة، ونضج. في المختبر الكهربائية والميكانيكية التحفيز على حدة قد طبقت على نطاق واسع في هندسة الأنسجة القلبية لتعزيز الخصائص الفنية، وزيادة نضوج الخلية، أو تحسين اقتران خلية خلية والكالسيوم مناولة1 , 2 , 3 , 4 , 5 , 6 , 7 , 8 , 9 , 10 , 11 , 12 , 13 , 14 , 15 , 16 , 17 , 18 , 19 , 20 , 21-غير تكييف الكهروميكانيكية متزامن لا تزال غير مستغلة بسبب التحدي المتمثل في وضع مشجعا والبروتوكول، وبسبب التحسين الإلزامي22.
تناولت أعمال أولية التحفيز الكهروميكانيكية كمزيج من التحفيز الكهربائي ونضح وسائط الإعلام؛ ومع ذلك، لا تنطوي على التدفق تشوه على أساس السلالة النموذجية لملء البطين23،،من2425. في وقت لاحق، المزيد من النهج الفسيولوجية مجتمعة المحفزات الكهربائية مع التشوه البدني أو امتداد لتقليد isovolumetric انكماش26،27،،من2829،30 ،31. فينغ et al. ووصف المظاهرة الأولى من التحفيز للمقاولات في عام 2005، الإبلاغ عن تعزيز خصائص الحجم والهوس كارديوميوسيتي26. وانغ pretreated الخلايا الجذعية الوسيطة مع 5-أزاسيتيديني et al. وتطبق المتزامنة تكييف الكهربائية والميكانيكية، وتحسين ريسيلولاريزيشن وبقاء الخلية، وتمايز القلب والأنسجة إعادة عرض27. منذ تلك المنشورات، قد ذكرت في حفز الكهروميكانيكية مونولاييرس الخلية المزيد من المجموعات أو هندسة الأنسجة (مثل الأسود28نوفاكوفيتش فانيك29،31، ولدينا مجموعة30) مع اختبار الخلايا مكيفة أول المجراة في30. بإيجاز، اختبر مورغان والأسود العديد من تركيبات من المحفزات الكهربائية والميكانيكية، الإبلاغ عن أن التوقيت بين التحفيز أمر حاسم نظراً لتأخر التحفيز الكهروميكانيكية مجتمعة تسفر عن نتائج أفضل28. بعد ذلك، جودير-Furnémont والمتعاونين الأمثل بروتوكولا تحفيز الكهروميكانيكية لثوابت عضلة القلب هندسيا من خلايا القلب الفئران حديثي الولادة وتحقيقه، للمرة الأولى، علاقة إيجابية قوة تردد29. بعد ذلك، ذكرت مجموعتنا أن الخلايا اليكتروميتشانيكالي اشترطت زيادة التعبير عن علامات القلب الرئيسي في المختبر وقاعدة عريضة مفيدة تأثيرات المجراة في، مثل تحسين وظيفة القلب أو زيادة كثافة السفينة في احتشاء المنطقة الحدودية30. نشر مؤخرا أظهرت تعرض أنسجة القلب من كارديوميوسيتيس المستمدة من الخلايا الجذعية لتكييف الكهروميكانيكية الذي تم التوصل إليه نضج مستوى أقرب إلى البشرية الكبار القلب هيكل ووظيفة31. بالإضافة إلى ذلك، تشمل منصات بديلة التحفيز ثلاثي الأبعاد السقالات اليكترواكتيفي التي توفر الكهربائية والميكانيكية، والإشارات الطوبوغرافية للخلايا تعلق32. وعلاوة على ذلك، يمكن أيضا الناجم عن تشوه الميكانيكية (خلية أحادي الطبقة وضغط الشارع) مع أقطاب المط محاكاة الظروف الفسيولوجية العادية، فضلا عن الظروف القاسية33.
ولذلك، والأساس المنطقي أن المحفزات الكهروميكانيكية في المختبر على أساس الظروف الفسيولوجية يمكن أن تعزز إمكانات كارديوميوجينيك خلية. في الواقع، هذا التحفيز يمكن أن تستفيد كذلك التكاملات الخلايا العلاجية في عضلة القلب في سيناريو السريري أو زيادة نضوج الأنسجة للمخدرات-فحص الطلبات.
وبالإضافة إلى ذلك، نحن معزولة ويتسم أن خلايا البشرية السلف المستمدة من الأنسجة الدهنية للقلب المنشأ (أتدبكس القلب)34. وتقع هذه الخلايا في الدهون ابيكارديال. هذه الخلايا تعرض تأثيرات نسيجية ووظيفية مفيدة في علاج احتشاء عضلة القلب وأيضا الحفاظ على التمايز القلب وبطانية المحتملة. 30 , 35-افترضنا أن هذه الفوائد ستزيد بعد التحفيز الفيزيائية الأحيائية.
ونتيجة لذلك، علينا وضع جهاز ونظام تحفيز للسكان خلية من الاهتمام والتحقيق الآثار. هذا البروتوكول الكهروميكانيكية هو استراتيجية جديدة للحث على الخلية النشطة التي تمتد بطريقة عقيمة ونونينفاسيفيلي بالمقارنة مع السابق منشورات36، في تركيبة مع تنشيط الحقل الكهربائي. الأسلوب الذي ذكرته هنا يشرح بالتفصيل الجهاز والطريقة المستخدمة لتحفيز الخلايا الكهربائية والميكانيكية والكهروميكانيكية.
هذا الجهاز يمكن أن توفر التحفيز الكهربائية والميكانيكية على حد سواء، بشكل مستقل أو في نفس الوقت. يتم التنشيط مع نهج جديد موسع والعقيم الذي يتضمن دعم الخلية بريستيريليزيد، أقطاب توضع داخل لوحة ثقافة قياسية، والنظام الأساسي الذي يدفع القوات الميكانيكية والكهربائية (الشكل 1).
يمكن أن تعقد المنصة تصل إلى ثقافة ست لوحات ويتكون هيكل ساندويتش poly(methyl methacrylate) الليزر قطع وقطع الدوائر المطبوعة-المجلس. النموذج الأولى للنظام الأساسي يعتمد على مزيج من أحادية الطور للبرمجة الكمبيوتر التي تسيطر عليها الكهربائية مشجعا، لوحة دائرة مطبوعة لاتصال قوي كهربائي، وستة 10 مم × 10 مم × 5 مم مطلية ثابتة نيوديميوم مغناطيس توضع القرب من جانب واحد من ألواح الثقافة. وهناك أيضا قضيب من ألمنيوم مع المغناطيس دافعة ستة (النموذج نفسه) وضعت أمام الجانب الآخر من لوحات الثقافة وانتقلت مع سيرفوموتور خطية. المحرك مدفوعة من قبل وحدة تحكم محرك، تعمل من خلال منفذ RS 232 بالبرمجيات التجارية (انظر الجدول للمواد). من خلال واجهة المستخدم ومشجعا للبرمجة، فمن الممكن لبرنامج كثافة الكهربائية، مدة النبضة والتردد، وتواتر التحفيز الميكانيكي، دورة العمل، والعدد من البقول، مطال النبض (رحلة المغناطيس)، والمنحدر.
<img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/58934/58934fig1.jpg"> الشكل 1 : مشجعا الكهروميكانيكية. (أ) PDMS بناء المستخدمة لتكييف الخلية. (ب) الرسم بناء PDMS، بما في ذلك الأقطاب الكهربائية وقطع المغناطيس. (ج) تفصيل الدوائر المطبوعة المجلس (منصة) المستخدمة لأداء التكييف الكهروميكانيكية. وقد تم تعديل هذا الفريق من Llucià-فالديبيراس et al.30. (د) صورة لواجهة المستخدم ومنصة التحفيز الكهروميكانيكية (الكمبيوتر). <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/58934/58934fig1large.jpg" target="_blank">الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم-</a>
ويرد وصف كامل مشجعا وطريقة لتكييف الكهروميكانيكية في براءات الاختراع الدولية اثنين و WO-2013185818-A137 و WO-2017125159-A138.
سيليكون متوافق حيويا وكانت مصممة لتوفير الدعم الهيكلي للخلايا واقطاب المغناطيس بنيات الموصوفة سابقا10،21. بإيجاز، وهي تتألف من بولي دايمثيل سيلوكسان (PDMS)، مصبوب وعلاجه في درجة حرارة الغرفة، مع معامل الشباب 1.3 الآلام والكروب الذهنية، قريبة من المستويات الفسيولوجية. يحتوي على بنية تجمع ثقافة خلية في منطقة مرنة (10 مم × 10 مم × 2 مم)، فتحتا عرضية الداخلية عقد أقطاب كهربائية، واثنين المضمنة 6 مم × 2 مم × 4 مم مطلية نيوديميوم المغناطيس. أقطاب كهربائية يتم بناؤها مع 0.2 مم البلاتين الأسلاك الملتوية حول 2 مم × 3 مم × 12 مم تترافلوروايثيلين (PTFE) الأساسية بار (21 سم كل قطب، يتحول نحو 23) وتوضع على طرفي نقيض من منطقة مرنة تهيئة مجال الكهربائي لحمل التحفيز الكهربائي. تمتد الميكانيكية يتحقق من خلال الجذب المغناطيسية بين المغناطيس جزءا لا يتجزأ من الدعم والمغناطيس الخارجي بجوار لوحة الثقافة وعلى الذراع الألومنيوم تتحرك. وبهذه الطريقة، يمكن تمديد دعم الخلية دون كسر الحاجز العقيمة. هذا النهج مناسب لأحادي الطبقة خلية لكن يمكن تكييفه لثوابت ثلاثي الأبعاد، كذلك.
وبالإضافة إلى ذلك، يمكن أن تكون نمطاً منتظما مطبوع حيث يتم المصنف الخلايا، قضت حيود [غرتينغ] (1,250 الأخاديد في مم) باستخدام. التصور مباشرة من الخلايا المستزرعة في بناء PDMS تحت برايتفيلد ومجاهر الفلورسنت ممكن بسبب شفافيته وسمك 0.5 مم. في هذه الحالة، قد تجمع الثقافة PDMS نمط سطح رأسي، عمودي على القوة تمتد محاذاة الخلايا عمودياً إلى الحقل الكهربائي، مما يقلل من التدرج الحقل الكهربائي عبر الخلية.
ويبين الشكل 1 وصفاً مفصلاً لبناء والجهاز المستخدم للتنشيط. بناء PDMS والخصائص هي الأمثل للخلية تمتد (الشكل 1 أ، ب). مشجعا البلدان المتقدمة النمو والتحقق من صحتها للتطبيق الفعال لتحفيز الكهربائية والميكانيكية المطلوبة للخلايا المرتبطة ببناء PDMS. وتشمل هذه العملية ضمان قابلية التشغيل المستخدم واتصال جيدة من خلال واجهة البرنامج (الشكل 1، د).
يرد وصف للإجراءات لتحفيز الخلية باستخدام هذا الجهاز مصنوعة خصيصا في قسم البروتوكول.

<table >
	<tbody>
		<tr >
			<td >Stimulator</td>
			<td ></td>
			<td ></td>
			<td ></td>
		</tr>
		<tr >
			<td >nickel plated neodymium magnets</td>
			<td >Supermagnete</td>
			<td >Q-10-10-05-N</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr >
			<td >nickel-plated neodymium magnets</td>
			<td >Supermagnete</td>
			<td >Q-06-04-02-HN</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr >
			<td >polydimethylsiloxane (PDMS) SYLGAR 184 Silicone Elastomer Kit</td>
			<td >Dow Corning Corp</td>
			<td >184</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr >
			<td >ruled diffraction grating (1250 grooves/mm)</td>
			<td >Newport</td>
			<td >05RG150-1250-2</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr >
			<td >Motor controller</td>
			<td >Faulhaber</td>
			<td>MCLM-3006-S</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr >
			<td >Labview</td>
			<td >National Instruments</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr >
			<td >Cell culture</td>
			<td ></td>
			<td ></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr >
			<td >phosphate-buffered saline (PBS)</td>
			<td >Gibco</td>
			<td >70013-065</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr >
			<td >0.05% trypsin-EDTA</td>
			<td >Gibco</td>
			<td >25300-120</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr >
			<td >35 mm cell culture dish</td>
			<td>BD Falcon</td>
			<td>45353001</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr >
			<td >fetal bovine serum (FBS)</td>
			<td >Gibco</td>
			<td>10270-106</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr >
			<td >L-Glutamine 200 mM, 100x</td>
			<td >Gibco</td>
			<td >25030-024</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr >
			<td >Penicilina/Streptomicine, 10.000 U/mL</td>
			<td >Gibco</td>
			<td>15140-122</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr >
			<td >Minimum essential medium eagle (alfa-MEM)</td>
			<td >Sigma</td>
			<td>M4526-24x500ML</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr >
			<td >Protein &amp; RNA analyses</td>
			<td ></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr >
			<td >protease inhibitor cocktail</td>
			<td >Sigma</td>
			<td >P8340</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr >
			<td >QIAzol Lysis Reagent</td>
			<td >Qiagen</td>
			<td>79306</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr >
			<td >AllPrep RNA/Protein Kit</td>
			<td >Qiagen</td>
			<td>50980404</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr >
			<td >Rneasy mini kit</td>
			<td >Qiagen</td>
			<td>74104</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr >
			<td >iTaq Universal Probes One-Step Kit</td>
			<td>Bio-Rad Laboratories</td>
			<td >172-5140</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr >
			<td >Random hexamers</td>
			<td >Qiagen</td>
			<td >79236</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr >
			<td >TaqMan PreAmp MasterMix 2X</td>
			<td>Applied Biosystems</td>
			<td >4391128</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr >
			<td >TaqMan Universal PCR MasterMix</td>
			<td>Applied Biosystems</td>
			<td >4324018</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr >
			<td >Immunostaining</td>
			<td ></td>
			<td ></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr >
			<td >10% formalin</td>
			<td >Sigma</td>
			<td >HT-501128-4L</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr >
			<td >horse serum</td>
			<td >Sigma</td>
			<td >H1138</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr >
			<td >Triton X-100</td>
			<td >Sigma</td>
			<td >X100-500ML</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr >
			<td >Bovine Serum Albumina (BSA)</td>
			<td >Sigma</td>
			<td >A7906-100G</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr >
			<td >PARAFILM</td>
			<td >Sigma</td>
			<td >P6543</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr >
			<td >4',6-diamidino-2-phenylindole (DAPI)</td>
			<td >Sigma</td>
			<td >D9542</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr >
			<td >Phalloidin Alexa 568</td>
			<td >Invitrogen</td>
			<td >A12380</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr >
			<td >sodium azide</td>
			<td >Sigma</td>
			<td >S8032-100g</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr >
			<td >Hoechst 33342</td>
			<td >Sigma</td>
			<td >14533</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr >
			<td >Connexin-43 rabbit primary antibody</td>
			<td >Sigma</td>
			<td>C6219 lot#061M4823</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr >
			<td >sarcomeric &#945;-actinin mouse primary antibody</td>
			<td >Sigma</td>
			<td>A7811 lot#080M4864</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr >
			<td >GATA-4 goat primary antibody</td>
			<td>R&amp;D</td>
			<td>AF2606 VAZ0515101</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr >
			<td >MEF2 rabbit primary antibody</td>
			<td>Santa Cruz</td>
			<td>sc-313 lot#E0611</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr >
			<td >SERCA2 goat primary antibody</td>
			<td>Santa Cruz</td>
			<td>sc-8095 lot#D2709</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr >
			<td >Cy3 secondary antibody</td>
			<td>Jackson ImmunoResearch</td>
			<td >711-165-152</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr >
			<td >Cy3 secondary antibody</td>
			<td>Jackson ImmunoResearch</td>
			<td >715-165-151</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr >
			<td >Cy3 secondary antibody</td>
			<td>Jackson ImmunoResearch</td>
			<td >712-165-150</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr >
			<td >Cy2 secondary antibody</td>
			<td>Jackson ImmunoResearch</td>
			<td >715-225-150</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr >
			<td >Cy2 secondary antibody</td>
			<td>Jackson ImmunoResearch</td>
			<td >711-225-152</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr >
			<td >Cy2 secondary antibody</td>
			<td>Jackson ImmunoResearch</td>
			<td >705-225-147</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

simultaneous electrical and mechanical stimulation to enhance cells' cardiomyogenic potential

أمراض القلب والأوعية الدموية هي السبب الرئيسي للوفاة في البلدان المتقدمة النمو. ونتيجة لذلك، قد حفز الطلب على العلاجات الفعالة خلية القلب الباحثين في مجالات الهندسة الحيوية والخلايا الجذعية لتطوير في المختبر عالية الدقة البشري عضلة القلب لكل من البحوث الأساسية والتطبيقات السريرية. ومع ذلك، هو النمط الظاهري غير ناضجة من خلايا القلب قيداً على الحصول على الأنسجة التي تحاكي وظيفيا في عضلة القلب الكبار، الذي يتسم أساسا بالإشارات الميكانيكية والكهربائية. وهكذا، والغرض من هذا البروتوكول هو إعداد وتنضج السكان الخلية المستهدفة عن طريق تحفيز الكهروميكانيكية، تلخيصا المعلمات الفسيولوجية. هندسة الأنسجة القلبية وتتطور نحو المزيد من النهج البيولوجية، واستراتيجيات تستند إلى المنبهات الفيزيائية، ومن ثم، تكتسب زخما. الجهاز لهذا الغرض هي فريدة من نوعها ويسمح التحفيز الكهربائية والميكانيكية فردية أو متزامنة، تتميز بعناية والتحقق من صحتها. على الرغم من أن قد تم تحسين المنهجية لهذا مشجعا وعدد سكانها خلية معينة، بالإضافة إلى ذلك، يمكن بسهولة أن تتكيف خطوط الخلايا والأجهزة الأخرى. وتوفر النتائج هنا دليلاً على التزام القلب زيادة السكان خلية بعد التحفيز الكهروميكانيكية. إظهار الخلايا اليكتروميتشانيكالي حفز تعبير زيادة علامات القلب الرئيسية، بما في ذلك الجينات المبكرة والهيكلية، وتنظم الكالسيوم. ويمكن تكييف هذه الخلية مفيدة لمواصلة العلاج بالخلايا التجديدي، والنمذجة المرض، وفحص المخدرات الفائق.

الرقم 2 يمثل المخطط العام اتباعها لتنشيط الخلية. بإيجاز، خلايا المصنف في بناء PDMS وتعرضوا لتحفيز الكهروميكانيكية، مع تغيير وسائل الإعلام يؤديها مرتين في أسبوع. واستخدمت كعنصر تحكم الخلايا نونستيمولاتيد للتكييف الكهروميكانيكية. بالإضافة إلى ذلك، يمكننا ?...

Watch this Scientific Journal Video about Simultaneous Electrical and Mechanical Stimulation to Enhance Cells' Cardiomyogenic Potential at JoVE.com

Simultaneous Electrical and Mechanical Stimulation to Enhance Cells' Cardiomyogenic Potential

نقدم هنا بروتوكولا لتدريب سكان خلية استخدام المحفزات الكهربائية والميكانيكية محاكاة فسيولوجيا القلب. هذا التحفيز الكهروميكانيكية يعزز إمكانات كارديوميوجينيك الخلايا المعالجة وهو استراتيجية واعدة لزيادة العلاج بالخلايا، والنمذجة المرض، وفحص المخدرات.

التحفيز الكهربائية والميكانيكية المتزامنة لتعزيز إمكانات كارديوميوجينيك الخلايا

Cardiovascular diseases are the leading cause of death in developed countries. Consequently, the demand for effective cardiac cell therapies has motivated ...

هذه طريقة لتطبيق التحفيز الكهروميكانيكي على الخلايا. لديها تطبيقات متعددة لدراسة آثاره على مجموعة الخلايا، والتدريب المسبق لفي تسليم الجسم الحي، ونضج الخلايا. ميزة هي أن المحفزات الكهربائية والميكانيكية يمكن تطبيقها مع نفس الجهاز بشكل فردي أو في وقت واحد مع الحفاظ على سلامة الفيروسية العقيمة.هذه التقنية هي نهج غير مباشر لعلاجنا. العلاج الخلوي يعتبر الخلايا المحفزة كهربائيا قد تكون الخلايا مثيرة للاهتمام لعلاج مقدمة عضلة القلب. هذه الطريقة تنتمي عموما إلى مجال القلب والأوعية الدموية، ولكن يمكن أيضا أن تطبق على الجهاز العصبي.هذه هي تقنية سهلة تتطلب الصبر. الجزء الأكثر صعوبة سيكون العمل مع القطع الصغيرة، والحفاظ على العقم في جميع أنحاء. هناك تفاصيل قليلة عن التلاعب التي يصعب شرحها ، لذلك فإن العرض المرئي مفيد حقا.تبدأ عن طريق نقل 12 تنظيفها بنيات PDMS إلى 10 لوحات معقمة سم. لضمان التعقيم الكامل، يعرض لوحات للأشعة فوق البنفسجية لمدة خمس دقائق. ثم نقل كل بناء إلى منفصلة 35 خلية خلية لوحة، أو لوحات 6-جيدا لبذور الخلية الفورية.لبدء بذر الخلايا، أولا غسل قارورة T75 ناقم من ATDPCs القلب مع خمسة ملليلترات من 1X PBS. لفصل الخلايا، أضف ملليلتر واحد من 0.05٪ تبسين-EDTA. واحتضان في 37 درجة مئوية لمدة خمس دقائق.ثم، إضافة خمسة ملليلتر من المتوسط الكامل لإلغاء تنشيط التربسين-EDTA. جمع جميع الخلايا المنفصلة في أنبوب 15 ملليلتر. اغسل زجاج الخلية مرتين بخمسة ملليلترات من برنامج تلفزيوني لجمع أي خلايا متبقية ، وإضافتها إلى أنبوب 15 ملليلتر.أجهزة الطرد المركزي في 230 غرام لمدة خمس دقائق في 22 درجة مئوية. إزالة فائقة، وإعادة تعليق الخلايا في مليلترين من المتوسط الكامل، وعدها مع مقياس الهيموسيت. بذور 200 ميكرولترات من ATDPCs القلب في كل لوحة مع بنيات PDMS للحصول على حوالي 80٪ من سطح البذر التي تغطيها الخلايا في اليوم التالي.احتضان في 37 درجة مئوية، و 5٪ ثاني أكسيد الكربون. أضف بلطف 2 ملليلتر من متوسطة كاملة مسبقة التدفئة لكل لوحة. احتضان الخلايا مع الانشاءات في 37 درجة مئوية، و 5٪ CO2 بين عشية وضحاها.قبل البدء في هذا الإجراء، تعيين ستة من أصل 12 ثوابت للتحفيز الكهروميكانيكية، والحفاظ على ستة لعناصر تحكم غير محفزة. استخدام 70٪ الإيثانول لتنظيف وحدة التحفيز. ضع وحدة التحفيز والأقطاب الكهربائية المعقمة والملاقط داخل خزانة التدفق.من أجل التلاعب بسهولة الأقطاب والانشاءات، وإزالة 90٪ من المتوسطة من كل لوحة ثقافة الخلية. ضع بنيات PDMS في الموضع الصحيح نحو المغناطيس لضمان الجذب المغناطيسي بين كل من المغناطيس الثابت والمتحرك. هذه الخطوات السابقة اثنين التي يمكنك التعامل مع بنيات PDMS الخلية المصنفة والأقطاب الكهربائية مع الحفاظ على العقم في جميع أنحاء العملية هي الأكثر أهمية.ثم، قم بتوصيل السلك البلاتيني بموصلات القطب. توجيه الجزء PTFE من الأقطاب الكهربائية في المساحات المخصصة لها في بنيات PDMS. إضافة 2.5 ملليلتر من الطازجة، قبل الدافئة المتوسطة كاملة لكل بناء.بمجرد وضع جميع بنيات PDMS وتوصيلها كهربائيًا بالمنصة ، ضع المنصة مرة أخرى في 37 درجة مئوية ، وحاضنة CO2 بنسبة 5٪. ثم قم بتوصيل المصدر الكهربائي والميكانيكي. لتكوين برنامج التحفيز، حدد أنظمة التحفيز الكهربائي والميكانيكية من خلال واجهات المستخدم للمحفز الكهربائي والتطبيق، الذي يتحكم في التحفيز الميكانيكي.لضبط التزامن، قم بالتبديل على جهاز التحفيز الكهربائي وانتظر حتى تظهر القائمة الرئيسية على الشاشة. ثم حدد الخيار الثاني، تحرير التسلسل، بالإضافة إلى إدخال. لتحرير قائمة التسلسل، استخدم علامة التبويب الوضع لتحديد الحالي"بالنقر فوق زائد"والضغط على Enter"للفترة، حدد 1000 "مع زائد / ناقص والصحافة Enter"وعلامة التبويب وضع الزناد، حدد الخارجية من قبل البرنامج واضغط على Enter"لعلامة التبويب السعة، حدد 1 "مع زائد / ناقص والصحافة Enter"ثم، مرة أخرى في القائمة الرئيسية، حدد الخيار 4، ومن ثم توليد تسلسل، والصحافة "في قسم التحفيز الميكانيكية من لوحة تطبيق التحكم، أولا كتابة 1000"في نقطة تحكم النص زائد الفترة.ثم اكتب 500 "في التحكم في الوقت على النص، لتعيين مدة النبض الميكانيكية. وأخيرا ، اكتب 2000 "في مراقبة النص رحلة لتقديم 10 ٪ بناء إستطالة. تغيير وسائط الخلايا مرتين في الأسبوع، عن طريق إزالة الوسائط القديمة أولاً، ثم إضافة وسائط ساخنة، طازجة على جانبي دعم PDMS.في اليوم السابع، في نهاية التجربة، قم بجمع العينات كما هو موضح في المخطوطة. تنشيط كهربائيا القلب ATDPCs تعزيز إمكاناتها القلبية. وقد أشار إلى ذلك من قبل PCR في الوقت الحقيقي تظهر زيادة التعبير عن جينات القلب في وقت مبكر ومتأخر على وجه التحديد عامل النسخ القلبي GATA-4، وعلامة بيتا-ميوسين الهيكلية الثقيلة سلسلة، والمورثات ذات الصلة الكالسيوم Connexin43.Phalloidin تلطيخ ضد ألياف actin أظهرت أن غالبية الخلايا الانحياز وفقا للنمط الرأسي. وكان توزيع Connexin43 في الغالب في السيتوبلازم، وفي غشاء البلازما، مما ساهم في الاتصالات داخل الخلايا من خلال الوصلات الفجوة. تم تحديد عوامل النسخ MEF2 و GATA-4 في النوى في ATDPCs القلبية.ولكن لم يتم اكتشاف جاتا-4 في البلدان تحت الجلد ATDPCs. علامات السيتوبلازمية SERCA2، وساركMERIC ألفا actinin، لم تظهر منظمة ساركومير ناضجة نموذجية لcocomyocytes. ولم يلاحظ الضرب في السيطرة وتحفيز مجموعات الخلايا.خلية صحية أحادية في بداية هذا البروتوكول والحفاظ على العقم طوال العملية حاسمة. بعد جمع العينات، يمكن تنفيذ تقنيات التعبير عن بروتين الجينوم القياسية. هذه التقنية تساعد على فهم أفضل لتأثير الخلايا الكهربائية و / أو المحفزات الميكانيكية.حتى وقت قريب، كان من المستحيل استخدام نفس الجهاز لكلا التحفيز، مما جعل من الصعب مقارنة النتائج.

Research

Education

JoVE Core

JoVE Journal

Physics

Bioengineering

Unit 1

Alternating-Current Circuits

SCIENTISTS IN ACTION

Separating Beads and Cells in Multi-channel Microfluidic Devices Using Dielectrophoresis and Laminar Flow

الخرز وفصل الخلايا في أجهزة ميكروفلويديك متعدد القنوات باستخدام Dielectrophoresis وتدفق رقائقي

Microfluidic devices have advanced cell studies by providing a dynamic fluidic environment on the scale of the cell for studying, manipulating, sorting ...

Simultaneous Synthesis of Single-walled Carbon Nanotubes and Graphene in a Magnetically-enhanced Arc Plasma

التجميعي في وقت واحد من أنابيب الكربون النانوية الجدران واحدة الجرافين في قوس البلازما مغناطيسيا محسنة

Carbon nanostructures such as single-walled carbon nanotubes (SWCNT) and graphene attract a deluge of interest of scholars nowadays due to their very ...

Engineering Skeletal Muscle Tissues from Murine Myoblast Progenitor Cells and Application of Electrical Stimulation

مناديل الهندسة العضلات الهيكلية من الفئران الخلايا الاصلية Myoblast وتطبيق تحفيز الكهربائية

Engineered muscle tissues can be used for several different purposes, which include the production of tissues for use as a disease model in vitro, e.g. to ...

Distinctive Capillary Action by Micro-channels in Bone-like Templates can Enhance Recruitment of Cells for Restoration of Large Bony Defect

يمكن قوالب مميزة شعري عمل من قبل الصغرى، قنوات في العظام مثل تعزيز تجنيد خلايا لترميم كبير بوني عيب

Without an active, thriving cell population that is well-distributed and stably anchored to the inserted template, exceptional bone regeneration does not ...

Optical Control of Living Cells Electrical Activity by Conjugated Polymers

مراقبة البصرية من الخلايا الحية النشاط الكهربائي من قبل مترافق البوليمرات

Hybrid interfaces between organic semiconductors and living tissues represent a new tool for in-vitro and in-vivo applications. In particular, conjugated ...

Cardiac Muscle-cell Based Actuator and Self-stabilizing Biorobot - PART 1

القلب القائم على خلايا العضلات المحرك و بيوروبوت الاستقرار الذاتي - الجزء 1

Biological machines often referred to as biorobots, are living cell- or tissue-based devices that are powered solely by the contractile activity of living ...

Cardiac Muscle Cell-based Actuator and Self-stabilizing Biorobot - Part 2

القلب القائم على خلايا العضلات المحرك و بيوبوبوت الاستقرار الذاتي - الجزء 2

In recent years, hybrid devices that consist of a living cell or tissue component integrated with a synthetic mechanical backbone have been developed. ...

Gel-seq: A Method for Simultaneous Sequencing Library Preparation of DNA and RNA Using Hydrogel Matrices

هلام-seq: طريقة لإعداد مكتبة تسلسل واحد من الحمض النووي والجيش الملكي النيبالي باستخدام مصفوفات المائية

The ability to amplify and sequence either DNA or RNA from small starting samples has only been achieved in the last five years. Unfortunately, the ...

Construction and Use of an Electrical Stimulation Chamber for Enhancing Osteogenic Differentiation in Mesenchymal Stem/Stromal Cells In Vitro

بناء واستخدام دائرة التحفيز الكهربائي لتعزيز Osteogenic التمايز في الخلايا الجذعية الوسيطة/اللحمية في المختبر

Mesenchymal stem/stromal cells (MSCs) have been used extensively to promote bone healing in tissue engineering approaches. Electrical stimulation (EStim) ...

Self-Assembly of Gamma-Modified Peptide Nucleic Acids into Complex Nanostructures in Organic Solvent Mixtures

التجميع الذاتي للأحماض الببتيد النيوية المعدلة بأشعة غاما في الهياكل النانوية المعقدة في مخاليط المذيبات العضوية

Current strategies in DNA and RNA nanotechnology enable the self-assembly of a variety of nucleic acid nanostructures in aqueous or substantially hydrated ...