Name: enhancing the engraftment of human induced pluripotent stem cell-derived cardiomyocytes via a transient inhibition of rho kinase activity
Uploaded: 2019-07-10T12:30:00
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Gli autori ringraziano il Dr. Joseph C. Wu (Stanford University) per aver gentilmente fornito il costrutto Fluc-GFP e il Dr. Yanwen Liu per un'eccellente assistenza tecnica. Questo studio è sostenuto dal National Institutes of Health RO1 concede HL95077, HL114120, HL131017, HL138023, UO1 HL134764 (per J.) e HL121206A1 (a Los Angeles) e una sovvenzione R56 HL142627 (per W.) 16SDG30410018, e l'Università dell'Alabama a Birmingham Faculty Development Grant (a W. .

Tutte le procedure sugli animali in questo studio sono state approvate dall'Institutional Animal Care and Use Committee (IACUC) dell'Università dell'Alabama a Birmingham e si basavano sulle Linee guida per la cura e l'uso degli animali da parte del National Institutes of Health Laboratory (No- 85-23).
1. Preparazione dei mezzi di coltura e delle piastre culturali
<ol><li>
Preparazione media
	<ol>
<li>Per il mezzo hiPSC, mescolare 400 mL di cellule staminali pluripotenti uma...

<ol>
	<li>Menasche, P., 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=Towards+a+clinical+use+of+human+embryonic+stem+cell-derived+cardiac+progenitors:+a+translational+experience.">Towards a clinical use of human embryonic stem cell-derived cardiac progenitors: a translational experience.</a> European Heart Journal. 36 (12), 743-750 (2015).</li><li>Burridge, P. W., Keller, G., Gold, J. D., 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=Production+of+de+novo+cardiomyocytes:+human+pluripotent+stem+cell+differentiation+and+direct+reprogramming.">Production of de novo cardiomyocytes: human pluripotent stem cell differentiation and direct reprogramming.</a> Cell Stem Cell. 10 (1), 16-28 (2012).</li><li>Frisch, S. M., Francis, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Disruption+of+epithelial+cell-matrix+interactions+induces+apoptosis.">Disruption of epithelial cell-matrix interactions induces apoptosis.</a> Journal of Cell Biology. 124 (4), 619-626 (1994).</li><li>Haun, 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=Identification+of+a+novel+anoikis+signalling+pathway+using+the+fungal+virulence+factor+gliotoxin.">Identification of a novel anoikis signalling pathway using the fungal virulence factor gliotoxin.</a> Nature Communications. 9 (1), 3524 (2018).</li><li>Ohashi, 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=Rho-associated+kinase+ROCK+activates+LIM-kinase+1+by+phosphorylation+at+threonine+508+within+the+activation+loop.">Rho-associated kinase ROCK activates LIM-kinase 1 by phosphorylation at threonine 508 within the activation loop.</a> Journal of Biological Chemistry. 275 (5), 3577-3582 (2000).</li><li>Katoh, K., Kano, Y., Noda, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Rho-associated+kinase-dependent+contraction+of+stress+fibres+and+the+organization+of+focal+adhesions.">Rho-associated kinase-dependent contraction of stress fibres and the organization of focal adhesions.</a> Journal of The Royal Society Interface. 8 (56), 305-311 (2011).</li><li>Paoli, P., Giannoni, E., Chiarugi, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Anoikis+molecular+pathways+and+its+role+in+cancer+progression.">Anoikis molecular pathways and its role in cancer progression.</a> Biochimica et Biophysica Acta. 1833 (12), 3481-3498 (2013).</li><li>Legate, K. R., Fassler, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Mechanisms+that+regulate+adaptor+binding+to+beta-integrin+cytoplasmic+tails.">Mechanisms that regulate adaptor binding to beta-integrin cytoplasmic tails.</a> Journal of Cell Science. 122 (Pt 2), 187-198 (2009).</li><li>Watanabe, 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+ROCK+inhibitor+permits+survival+of+dissociated+human+embryonic+stem+cells.">A ROCK inhibitor permits survival of dissociated human embryonic stem cells.</a> Nature Biotechnology. 25 (6), 681-686 (2007).</li><li>Emre, 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=The+ROCK+inhibitor+Y-27632+improves+recovery+of+human+embryonic+stem+cells+after+fluorescence-activated+cell+sorting+with+multiple+cell+surface+markers.">The ROCK inhibitor Y-27632 improves recovery of human embryonic stem cells after fluorescence-activated cell sorting with multiple cell surface markers.</a> PLoS One. 5 (8), e12148 (2010).</li><li>Ni, Y., Qin, Y., Fang, Z., Zhang, Z. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=ROCK+Inhibitor+Y-27632+Promotes+Human+Retinal+Pigment+Epithelium+Survival+by+Altering+Cellular+Biomechanical+Properties.">ROCK Inhibitor Y-27632 Promotes Human Retinal Pigment Epithelium Survival by Altering Cellular Biomechanical Properties.</a> Current Molecular Medicine. 17 (9), 637-646 (2017).</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 (9), 1015-1024 (2007).</li><li>Zhu, W., Zhao, M., Mattapally, S., Chen, S., Zhang, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=CCND2+Overexpression+Enhances+the+Regenerative+Potency+of+Human+Induced+Pluripotent+Stem+Cell-Derived+Cardiomyocytes:+Remuscularization+of+Injured+Ventricle.">CCND2 Overexpression Enhances the Regenerative Potency of Human Induced Pluripotent Stem Cell-Derived Cardiomyocytes: Remuscularization of Injured Ventricle.</a> Circulation Research. 122 (1), 88-96 (2018).</li><li>Song, 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=Heart+repair+by+reprogramming+non-myocytes+with+cardiac+transcription+factors.">Heart repair by reprogramming non-myocytes with cardiac transcription factors.</a> Nature. 485 (7400), 599-604 (2012).</li><li>Ye, 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=Cardiac+repair+in+a+porcine+model+of+acute+myocardial+infarction+with+human+induced+pluripotent+stem+cell-derived+cardiovascular+cells.">Cardiac repair in a porcine model of acute myocardial infarction with human induced pluripotent stem cell-derived cardiovascular cells.</a> Cell Stem Cell. 15 (6), 750-761 (2014).</li><li>Tohyama, 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=Glutamine+Oxidation+Is+Indispensable+for+Survival+of+Human+Pluripotent+Stem+Cells.">Glutamine Oxidation Is Indispensable for Survival of Human Pluripotent Stem Cells.</a> Cell Metabolism. 23 (4), 663-674 (2016).</li><li>Ong, S. G., 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=Microfluidic+Single-Cell+Analysis+of+Transplanted+Human+Induced+Pluripotent+Stem+Cell-Derived+Cardiomyocytes+After+Acute+Myocardial+Infarction.">Microfluidic Single-Cell Analysis of Transplanted Human Induced Pluripotent Stem Cell-Derived Cardiomyocytes After Acute Myocardial Infarction.</a> Circulation. 132 (8), 762-771 (2015).</li><li>Zhao, 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=Y-27632+Preconditioning+Enhances+Transplantation+of+Human+Induced+Pluripotent+Stem+Cell-Derived+Cardiomyocytes+in+Myocardial+Infarction+Mice.">Y-27632 Preconditioning Enhances Transplantation of Human Induced Pluripotent Stem Cell-Derived Cardiomyocytes in Myocardial Infarction Mice.</a> Cardiovascular Research. , (2018).</li><li>Tohyama, 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=Distinct+metabolic+flow+enables+large-scale+purification+of+mouse+and+human+pluripotent+stem+cell-derived+cardiomyocytes.">Distinct metabolic flow enables large-scale purification of mouse and human pluripotent stem cell-derived cardiomyocytes.</a> Cell Stem Cell. 12 (1), 127-137 (2013).</li><li>Silginer, M., Weller, M., Ziegler, U., Roth, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Integrin+inhibition+promotes+atypical+anoikis+in+glioma+cells.">Integrin inhibition promotes atypical anoikis in glioma cells.</a> Cell Death &amp; Disease. 5, e1012 (2014).</li><li>Lelievre, E. 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=N-cadherin+mediates+neuronal+cell+survival+through+Bim+down-regulation.">N-cadherin mediates neuronal cell survival through Bim down-regulation.</a> PLoS One. 7 (3), e33206 (2012).</li><li>Murata, 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=Increase+in+cell+motility+by+carbon+ion+irradiation+via+the+Rho+signaling+pathway+and+its+inhibition+by+the+ROCK+inhibitor+Y-27632+in+lung+adenocarcinoma+A549+cells.">Increase in cell motility by carbon ion irradiation via the Rho signaling pathway and its inhibition by the ROCK inhibitor Y-27632 in lung adenocarcinoma A549 cells.</a> Journal of Radiation Research. 55 (4), 658-664 (2014).</li><li>Srivastava, K., Shao, B., Bayraktutan, U. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=PKC-beta+exacerbates+in+vitro+brain+barrier+damage+in+hyperglycemic+settings+via+regulation+of+RhoA/Rho-kinase/MLC2+pathway.">PKC-beta exacerbates in vitro brain barrier damage in hyperglycemic settings via regulation of RhoA/Rho-kinase/MLC2 pathway.</a> Journal of Cerebral Blood Flow &amp; Metabolism. 33 (12), 1928-1936 (2013).</li></ol>

I passaggi chiave di questo studio includono l'ottenimento di hiPSC-CMs puri, il miglioramento dell'attività di hiPSC-CMs attraverso il pretrattamento Y-27632 e, infine, il trapianto di una quantità precisa di hiPSC-CMs in un modello di MI del topo.
Le questioni chiave affrontate qui sono state che, in primo luogo, abbiamo ottimizzato i metodi di purificazione senza glucosio19 e stabilito un nuovo sistema di purificazione efficiente. La procedura di sistema ha incluso...

Le terapie basate sulle cellule staminali hanno mostrato un notevole potenziale come trattamento per danni cardiaci causati da MI1. L'uso di hiPSC differenziati fornisce una fonte inesauribile di hiPSC-CMs2 e apre le porte al rapido sviluppo di trattamenti innovativi. Tuttavia, rimangono molte limitazioni alla traduzione terapeutica, tra cui la sfida del tasso di innesto gravemente basso delle cellule impiantate.
Dissociando le cellule con trypsin avvia anoikis3, che viene accelerato solo una volta che queste cellule vengono iniettate in ambienti duri come il miocardio ischemico, dove l'ambiente ipossico accelera il percorso verso la morte cellulare. Delle cellule rimanenti, gran parte viene sbiadita dal sito di impianto nel flusso sanguigno e si diffonde in tutta la periferia. Uno dei percorsi apoptotici chiave è il percorso RhoA/ROCK4. Sulla base di ricerche precedenti, il percorso RhoA/ROCK regola l'organizzazione actin cytoskeletal5,6, che è responsabile della disfunzione cellulare7,8. L'inibitore ROCK Y-27632 è ampiamente utilizzato durante la dissociazione e il passaggio delle cellule somatiche e staminali, per aumentare l'adesione cellulare e ridurre l'apoptosi cellulare9,10,11. In questo studio, Y-27632 viene utilizzato per trattare hiPSC-CMs prima del trapianto nel tentativo di aumentare il tasso di innesto cellulare.
Sono stati stabiliti diversi metodi volti a migliorare il tasso di innesto cellulare, come lo shock termico e il rivestimento a matrice della membrana del seminterrato12. Oltre a questi metodi, la tecnologia genetica può anche promuovere la proliferazione cardiomiocita13 o invertire le cellule non miocardiche in cardiomiociti14. Dal punto di vista della bioingegneria, i cardiomiociti vengono seminato su uno scaffold biomateriale per migliorare l'efficienza dei trapianti15. Purtroppo, la maggior parte di questi metodi sono complicati e costosi. Al contrario, il metodo qui proposto è semplice, conveniente ed efficace, e può essere utilizzato come trattamento basale prima del trapianto, così come in coniugazione con altre tecnologie.

<table>
	<tbody>
		<tr>
			<td>Reagent</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Accutase (stem cell detachment solution)</td>
			<td>STEMCELL Technologies</td>
			<td>#07920</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>B27 minus insulin</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>A1895601</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>B27 Supplement</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>17-504-044</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>CHIR99021</td>
			<td>Stem Cell Technologies</td>
			<td>72054</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>DMEM (1x), high glucose, HEPES, no phenol red</td>
			<td>Thermofisher</td>
			<td>20163029</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Fetal bovine serum</td>
			<td>Atlanta Biologicals</td>
			<td>S11150</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Fluo-4 AM (calcium indicator)</td>
			<td>Invitrogen/Thermofisher</td>
			<td>F14201</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Glucose-free RPMI 1640</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>11879020</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>IWR1</td>
			<td>Stem Cell Technologies</td>
			<td>72562</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Matrigel (extracellular matrix )</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>CB-40230C</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>mTeSR (human pluripotent stem cells medium)</td>
			<td>STEMCELL Technologies</td>
			<td>85850</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Pen-strep antibiotic</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>15-140-122</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Pluronic F-127 (surfactant polyol)</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>P2443</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Rho activator II</td>
			<td>Cytoskeleton</td>
			<td>CN03</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>RPMI1640</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>11875119</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sodium DL-lactate</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>L4263</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>TrypLE (cell-dissociation enzymes)</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>12-605-010</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Verapamil</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>V4629</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Y-27632</td>
			<td>STEMCELL Technologies</td>
			<td>72304</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Name</td>
			<td>Company</td>
			<td>Catalog Number</td>
			<td>Comments</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Equipment and Supplies</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>IVIS Lumina III Bioluminescence Instruments</td>
			<td>PerkinElmer</td>
			<td>CLS136334</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>15 mm Coverslips</td>
			<td>Warner</td>
			<td>CS-15R15</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Centrifuge</td>
			<td>Eppendorf</td>
			<td>5415R</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Confocal Microscope</td>
			<td>Olympus</td>
			<td>IX81</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Cryostat</td>
			<td>Thermo Scientific</td>
			<td>NX50</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Dual Automatic Temperature Controller</td>
			<td>Warner Instruments</td>
			<td>TC-344B</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Electrophoresis Power Supply</td>
			<td>BIO-RAD</td>
			<td>1645050</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Fluoresence Microscope</td>
			<td>Olympus</td>
			<td>IX83</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>High Speed Camera</td>
			<td>pco</td>
			<td>1200 s</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Laser Scan Head</td>
			<td>Olympus</td>
			<td>FV-1000</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Low Profile Open Bath Chamber (mounts into above microincubation system)</td>
			<td>Warner Instruments</td>
			<td>RC-42LP</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Microincubation System</td>
			<td>Warner Instruments</td>
			<td>DH-40iL</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Minivent Mouse Ventilator</td>
			<td>Harvard Apparatus</td>
			<td>845</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>NOD/SCID mice</td>
			<td>Jackson Laboratory</td>
			<td>001303</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Precast Protein Gels</td>
			<td>BIO-RAD</td>
			<td>4561033</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>PVDF Transfer Packs</td>
			<td>BIO-RAD</td>
			<td>1704156</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Trans-Blot System</td>
			<td>BIO-RAD</td>
			<td>Trans-Blot Turbo</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Hot bead sterilizer</td>
			<td>Fine Science Tools</td>
			<td>18000-45</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Name</td>
			<td>Company</td>
			<td>Catalog Number</td>
			<td>Comments</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Antibody</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Anti-human Nucleolin (Alexa Fluor 647)</td>
			<td>Abcam</td>
			<td>ab198580</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Cardiac Troponin T</td>
			<td>R&#38;D Systems</td>
			<td>MAB1874</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Cardiac Troponin C</td>
			<td>Abcam</td>
			<td>ab137130</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Cardiac Troponin I</td>
			<td>Abcam</td>
			<td>ab47003</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Cy5-donkey anti-mouse</td>
			<td>Jackson ImmunoResearch Laboratory</td>
			<td>715-175-150</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Cy3-donkey anti-rabbit</td>
			<td>Jackson ImmunoResearch Laboratory</td>
			<td>711-165-152</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Fitc-donkey anti-mouse</td>
			<td>Jackson ImmunoResearch Laboratory</td>
			<td>715-095-150</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>GAPDH</td>
			<td>Abcam</td>
			<td>ab22555</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Human Cardiac Troponin T</td>
			<td>Abcam</td>
			<td>ab91605</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Integrin &#946;1</td>
			<td>Abcam</td>
			<td>ab24693</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ki67</td>
			<td>EMD Millipore</td>
			<td>ab9260</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>N-cadherin</td>
			<td>Abcam</td>
			<td>ab18203</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Phospho-Myosin Light Chain 2</td>
			<td>Cell Signaling Technology</td>
			<td>3671s</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Name</td>
			<td>Company</td>
			<td>Catalog Number</td>
			<td>Comments</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Software</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Matlab</td>
			<td>MathWorks</td>
			<td>R2016A</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Image J</td>
			<td>NIH</td>
			<td>1.52g</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

enhancing the engraftment of human induced pluripotent stem cell-derived cardiomyocytes via a transient inhibition of rho kinase activity

Un fattore cruciale per migliorare l'efficacia della terapia cellulare per la rigenerazione miocardiale è quello di aumentare in modo sicuro ed efficiente il tasso di innesto cellulare. Y-27632 è un inibitore altamente potente della proteina chinasi (RhoA/ROCK) associata al Rho, associata a Bobina, e viene utilizzata per prevenire l'apoptosi cellulare indotta dalla dissociazione (anoikis). Dimostriamo che il pretrattamento di Y-27632 per cardiomiociti derivati da cellule staminali pluripotenti indotti dall'uomo (hiPSC-CMs-RI) prima dell'impianto risultati in un miglioramento del tasso di innesto cellulare in un modello murino di infarzione miocardiale acuta (MI). Qui, descriviamo una procedura completa di differenziazione hiPSC-CMs, purificazione e pretrattamento cellulare con Y-27632, così come la contrazione cellulare risultante, le misurazioni transitorie del calcio e il trapianto in modelli MI murini. Il metodo proposto fornisce un metodo semplice, sicuro, efficace e a basso costo che aumenta significativamente il tasso di innesto cellulare. Questo metodo non può essere utilizzato solo in combinazione con altri metodi per migliorare ulteriormente l'efficienza del trapianto di cellule, ma fornisce anche una base favorevole per lo studio dei meccanismi di altre malattie cardiache.

Gli hiPSC-CM utilizzati in questo studio sono stati derivati dall'origine umana con il gene del reporter luciferasi; pertanto, il tasso di sopravvivenza delle cellule trapiantate in vivo è stato rilevato dalla bioluminescenza imaging (BLI)17 (Figura 1A, B). Per le sezioni itologiche cardiache, la troponina cardiaca T (hcTnT) specifica dell'uomo e l'antigene nucleare umano (HNA) le cellule doppio-positive sono state cl...

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Enhancing the Engraftment of Human Induced Pluripotent Stem Cell-derived Cardiomyocytes via a Transient Inhibition of Rho Kinase Activity

In questo protocollo, dimostriamo ed elaboriamo su come utilizzare cellule staminali pluripotenti indotte dall'uomo per la differenziazione e la purificazione cardiomiocitati, e ulteriormente, su come migliorare la sua efficienza di trapianto con inibitore della chinasi proteica associata a Rho pretrattamento in un modello di infarzione miocardico del topo.

Migliorare l'innesto dei Cardiomiociti derivati da cellule staminali pluripotenti indotte dall'uomo attraverso un'inibizione transitoria dell'attività di Rho Kinase

A crucial factor in improving cellular therapy effectiveness for myocardial regeneration is to safely and efficiently increase the cell engraftment rate. ...

I nostri dati dimostrano che l'inibizione transitoria dell'attività della Rho-chinasi migliora l'adesione, la sopravvivenza e l'innesto dei cardiomiociti derivati dall'hiPSC dopo essere stati trapiantati nei cuori degli animali infarsi. Forniamo un metodo semplice, a basso costo, mentre altamente efficiente per aumentare l'innesto di cardiomiociti trapiantati derivati dall'hiPSC nei cuori degli animali feriti. Poiché questa tecnica può migliorare i tassi di innesto cellulare in modo sicuro ed efficiente nell'infarto cardiaco acuto e nell'insufficienza cardiaca, contribuisce ai miglioramenti risultanti nella funzione cardiaca, nelle vascolari e nell'apoptosi.Sebbene abbiamo testato i nostri protocolli solo in iPSC, questi metodi possono essere applicati ad altri tipi di cellule, come le cellule staminali embrionali, le cellule staminali mesenchimali, eccetera. La dose e la durata del trattamento Y-27632 sono fondamentali. La dimostrazione visiva può dimostrare in dettaglio tutti i passaggi chiave del protocollo, il che è vantaggioso per qualcuno che non ha mai eseguito questa tecnica prima.Il giorno 21 dopo la differenziazione hiPSC-CM, aspirare il mezzo e lavare le cellule con PBS sterile una volta. Incubare le cellule con 0,5 millilitri di enzimi di dissociazione cellulare per pozzo a 37 gradi Celsius per cinque o sette minuti. Dopo il tempo di incubazione, pipettare ripetutamente la sospensione cellulare utilizzando una pipetta da un millilitro per dissociare accuratamente le cellule.Quindi, aggiungere un millilitro di soluzione neutralizzante ad ogni pozzo, raccogliere la miscela cellulare in un tubo di centrifuga da 15 millilitri e centrifugare a 200 volte g per tre minuti. Dopo la centrifugazione, scartare il supernatante e rimescolare le cellule nella soluzione neutralizzante. Quindi, ripiantare le cellule su piastre rivestite di gelatina e sei po 'ad una densità di due milioni di cellule per pozzo.Dopo 24-48 ore, sostituire il mezzo di coltura con il mezzo di purificazione per tre o cinque giorni. Prima del trapianto, coltura le cellule nel gruppo di trattamento per 12 ore in mezzo RB-plus integrato con 10 micromolare Y-27632. Allo stesso modo, eseguire il trattamento con verapamil sulle cellule nel mezzo RB-plus con un micromolo di verapamil per 12 ore.Dopo il trattamento, lavare l'hiPSC-CRM con PBS una volta e incubare le cellule con 0,5 microlitri di enzimi di dissociazione cellulare per pozzo per un massimo di due minuti. Pipettare ripetutamente la sospensione cellulare utilizzando una pipetta da un millilitro per dissociare accuratamente le cellule. Successivamente, neutralizzare le cellule con soluzione neutralizzante, raccogliere la miscela cellulare in un tubo di centrifuga da 15 millilitri e centrifugare a 200 volte g per tre minuti.Dopo la centrifugazione, resuspend le cellule in PBS ad una concentrazione di 0,1 milioni di cellule per cinque microlitri in preparazione all'iniezione. Immediatamente dopo l'induzione dell'infarto del miocardio, iniettare cinque microlitri di hiPSC-CRM di controllo, Y-27632-cms hiPSC pretrattati, hiPSC-CRM trattati con verapamil o un volume uguale di PBS nel miocardio del mouse in ogni sito, uno nell'area infarto e due nelle aree intorno all'infarto. 12 ore prima di eseguire il rilevamento del transitore di calcio e della contrattilità, aggiungere 10 micromolare Y-27632, RA 100 nanomolare, verapamil un micromolare o un volume uguale di PBS nel mezzo di coltura di hiPSC-CRM.Quindi, scartare il mezzo e lavare la piastra con PBS una volta. Cambiare il mezzo in un DMEM privo di fenolo rosso contenente 0,02 peso per volume per percentuale di poliolo tensioattivi, indicatore di calcio a cinque micromolari e il corrispondente Y-27632, RA, verapamil o un volume uguale di PBS e incubare la piastra a 37 gradi Celsius per 30 minuti. Dopo l'incubazione, scartare il supernatante, lavare le cellule con il DMEM privo di coloranti tre volte e lasciare riposare il mezzo per 30 minuti per de-esterificare il colorante di mappatura.Posizionare il coperchio semi di cella in una camera da bagno aperta e inserire la camera in un sistema di microincubazione equilibrato a 37 gradi Celsius con un regolatore automatico di temperatura. Perfonderlo con la soluzione di Tyrode e aggiungere continuamente RI, RA o PBS alla soluzione di perfusione. Utilizzare un microscopio a fluorescenza invertita e una testa di scansione laser per registrare il transitore spontaneo di calcio utilizzando una scansione della linea x-t.Registrare la contrazione spontanea delle macchine hiPSC-CRM utilizzando la funzionalità di contrasto di interferenza differenziale del microscopio confocale. Il tasso di sopravvivenza delle cellule trapiantate è stato confermato dall'aumento dell'attività della luciferasi. L'aumento della troponina cardiaca umana T e dell'espressione dell'antigene nucleare umano mostrò che il pretrattamento dell'Y-27632 poteva migliorare significativamente il tasso di innesto cellulare.Le cellule pretrattate Y-27632 presentavano una struttura citoscheletricha a forma di asta più grande e definita. Inoltre, il pretrattamento Y-27632 ha diminuito le cellule positive tunel, indicando l'apoptosi hiPSC-CM trapiantata ridotta in vivo. Western blot suggerì che il pretrattamento di Y-27632 aumentava l'espressione di integrina beta-1 e N-cadherina e diminuiva l'espressione della catena luminosa fosfo-miosina 2.Questo cambiamento è stato normalizzato 72 ore dopo il ritiro Y-27632. Esperimenti di attacco cellulare HL-1 del topo in vitro hanno indicato che il pretrattamento Y-27632 ha aumentato significativamente l'aderenza hiPSC-CM rispetto all'HL-1. Il pretrattamento Y-27632 ridusse la forza contrattile, il picco della fluorescenza transitoria del calcio e la durata transitoria del calcio.La contrazione dei cardiomiociti regolata dal pretrattamento Y-27632 riduce significativamente l'espressione di cTnI e cTnT. Simile all'Y-27632, il pretrattamento di verapamil aumentò l'attività della luciferasi e il numero di cellule doppiamente positive hcTnT/HNA. Il passo più importante è quello di coltura delle cellule nel gruppo di trattamento per 12 ore in mezzo Rb-plus integrato con 10 micromolare Y-27632.Sulla base di questo metodo, il lento rilascio di Y-27632 per aumentare ulteriormente il tasso di innesto cellulare è una strategia promettente. Questa tecnica apre la strada ai ricercatori per studiare la fisiologia e la funzione dell'hiPSC delle macchine virtuali in vivo. La piccola molecola CHIR99021 utilizzata per la differenziazione dei cardiomiociti è pericolosa, il che può causare irritazione respiratoria.Si prega di non aspirare o inalare in alcun modo.

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