Name: tracking superparamagnetic iron oxide-labeled mesenchymal stem cells using mri after intranasal delivery in a traumatic brain injury murine model
Uploaded: 2019-11-21T15:00:00
Duration: 10 min 3 s
Description: Watch this Scientific Journal Video about Tracking Superparamagnetic Iron Oxide-labeled Mesenchymal Stem Cells using MRI after Intranasal Delivery in a Traumatic Brain Injury Murine Model at JoVE.com

इस काम को विज्ञान और प्रौद्योगिकी अनुदान मंत्रालय द्वारा समर्थित किया गया था, ताइवान (सबसे 104-2923-बी-038-004-MY2, सबसे 107-2314-B-038-063, और सबसे 107-2314-B-038-042) और ताइपे मेडिकल यूनिवर्सिटी (TMU 105-AE1-B03, TMU 106-5400-004-400, 106-5310-001-400, DP2-107-21121-01-N-05 और DP2-108-21121-01-N-05-01-01-01)।

<ol>
	<li>Pelled, 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=Smad8/BMP2-engineered+mesenchymal+stem+cells+induce+accelerated+recovery+of+the+biomechanical+properties+of+the+Achilles+tendon.">Smad8/BMP2-engineered mesenchymal stem cells induce accelerated recovery of the biomechanical properties of the Achilles tendon.</a> Journal of Orthopedic Research. 30 (12), 1932-1939 (2012).</li><li>Shahror, R. 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=Transplantation+of+Mesenchymal+Stem+Cells+Overexpressing+Fibroblast+Growth+Factor+21+Facilitates+Cognitive+Recovery+and+Enhances+Neurogenesis+in+a+Mouse+Model+of+Traumatic+Brain+Injury.">Transplantation of Mesenchymal Stem Cells Overexpressing Fibroblast Growth Factor 21 Facilitates Cognitive Recovery and Enhances Neurogenesis in a Mouse Model of Traumatic Brain Injury.</a> Journal of Neurotrauma. , (2019).</li><li>Danielyan, 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=Intranasal+delivery+of+cells+to+the+brain.">Intranasal delivery of cells to the brain.</a> European Journal of Cell Biology. 88 (6), 315-324 (2009).</li><li>Karussis, D., 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=Safety+and+immunological+effects+of+mesenchymal+stem+cell+transplantation+in+patients+with+multiple+sclerosis+and+amyotrophic+lateral+sclerosis.">Safety and immunological effects of mesenchymal stem cell transplantation in patients with multiple sclerosis and amyotrophic lateral sclerosis.</a> Archives in Neurology. 67 (10), 1187-1194 (2010).</li><li>Danielyan, 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=Intranasal+delivery+of+bone+marrow-derived+mesenchymal+stem+cells,+macrophages,+and+microglia+to+the+brain+in+mouse+models+of+Alzheimer's+and+Parkinson's+disease.">Intranasal delivery of bone marrow-derived mesenchymal stem cells, macrophages, and microglia to the brain in mouse models of Alzheimer's and Parkinson's disease.</a> Cell Transplant. 23, 123-139 (2014).</li><li>Shahror, R. A., Ali, A. A. A., Wu, C. C., Chiang, Y. H., Chen, K. Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Enhanced+Homing+of+Mesenchymal+Stem+Cells+Overexpressing+Fibroblast+Growth+Factor+21+to+Injury+Site+in+a+Mouse+Model+of+Traumatic+Brain+Injury.">Enhanced Homing of Mesenchymal Stem Cells Overexpressing Fibroblast Growth Factor 21 to Injury Site in a Mouse Model of Traumatic Brain Injury.</a> International Journal of Molecular Science. 20 (11), (2019).</li><li>Yushkevich, P. 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=User-guided+3D+active+contour+segmentation+of+anatomical+structures:+significantly+improved+efficiency+and+reliability.">User-guided 3D active contour segmentation of anatomical structures: significantly improved efficiency and reliability.</a> Neuroimage. 31 (3), 1116-1128 (2006).</li><li>Gage, G. J., Kipke, D. R., Shain, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Whole+animal+perfusion+fixation+for+rodents.">Whole animal perfusion fixation for rodents.</a> Journal of Visualized Experiments. 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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=In+vivo+tracking+of+mesenchymal+stem+cells+labeled+with+a+novel+chitosan-coated+superparamagnetic+iron+oxide+nanoparticles+using+3.0T+MRI.">In vivo tracking of mesenchymal stem cells labeled with a novel chitosan-coated superparamagnetic iron oxide nanoparticles using 3.0T MRI.</a> Journal of Korean Medical Science. 25 (2), 211-219 (2010).</li><li>Roeder, 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=Dose-response+of+superparamagnetic+iron+oxide+labeling+on+mesenchymal+stem+cells+chondrogenic+differentiation:+a+multi-scale+in+vitro+study.">Dose-response of superparamagnetic iron oxide labeling on mesenchymal stem cells chondrogenic differentiation: a multi-scale in vitro study.</a> PLoS ONE. 9 (5), e98451 (2014).</li><li>Schafer, 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=Labeling+of+human+mesenchymal+stromal+cells+with+superparamagnetic+iron+oxide+leads+to+a+decrease+in+migration+capacity+and+colony+formation+ability.">Labeling of human mesenchymal stromal cells with superparamagnetic iron oxide leads to a decrease in migration capacity and colony formation ability.</a> Cytotherapy. 11 (1), 68-78 (2009).</li><li>Kostura, L., Kraitchman, D. L., Mackay, A. M., Pittenger, M. F., Bulte, J. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Feridex+labeling+of+mesenchymal+stem+cells+inhibits+chondrogenesis+but+not+adipogenesis+or+osteogenesis.">Feridex labeling of mesenchymal stem cells inhibits chondrogenesis but not adipogenesis or osteogenesis.</a> NMR in Biomedicine. 17 (7), 513-517 (2004).</li></ol>

लेखकों के पास खुलासा करने के लिए कुछ नहीं है ।

यहां वर्णित प्रोटोकॉल एमएससी के एसपीआईओ लेबलिंग और एसपीआईओ लेबल वाले एमएससी पोस्ट-इंट्रानासाल डिलीवरी की एमआरआई ट्रैकिंग के लिए सामान्य प्रक्रियाओं का प्रतिनिधित्व करता है । प्रोटोकॉल एक गैर-आक्रामक विधि का उपयोग करके मस्तिष्क में वीवो में एमएससी पोस्ट-डिलीवरी के माइग्रेशन और बायोडिस्ट्रीब्यूशन का अध्ययन करने का अवसर प्रदान करता है।
एमएससी सीएनएस विकारों और चोटों के लिए स्टेम सेल आधारित उपचारों के लिए आकर्षक उम्मीदवार हैं, जो ट्रोफिक कारकों को स्रावित करने की उनकी क्षमता के कारण हैं जो 1) न्यूरोरेस्टोरेटिव प्रक्रियाओं और 2 को ट्रिगर करते हैं) चोट क्षेत्र9,10,11,12के भीतर उनके विरोधी भड़काऊ प्रभावों के कारण न्यूरोप्रोटेक्शन प्रदान करते हैं। हालांकि लंबी अवधि के एमआरआई ट्रैकिंग और SPIO लेबल MSCs का पता लगाने सेल डिवीजन के साथ इंटरसेलुलर SPIO के कमजोर पड़ने के कारण सीमित किया जा सकता है, लेबल कोशिकाओं को कई हफ्तों तक के लिए पशु मॉडल13के दिमाग में प्रत्यारोपण के बाद पता लगाया जा सकता है ।
इसके अलावा यहां वर्णित SPIO नैनोकणों के साथ MSCs के लेबलिंग प्रोटोकॉल ट्रांसफेक्शन एजेंटों के बिना dextran के साथ लेपित है । साहित्य में14,15,16अन्य प्रोटोकॉल का प्रयोग किया गया है . हालांकि, सभी मामलों में, इन प्रोटोकॉलों को सेल प्रकार, एसपीआईओ आकार, ऊष्मायन समय और एसपीआईओ एकाग्रता के लिए समायोजित किया जाना चाहिए। एमएससी में कोनड्रोजेनिक विभेदन क्षमता को बिगड़ा हुआ दिखाया गया है , लेकिन एसपीआईओ लेबलिंग17पर आदिजेनिक भेदभाव नहीं है । इसलिए, यह अत्यधिक अनुशंसा की जाती है कि स्टेम सेल की विभेदन शक्ति पर एसपीआईओ के प्रभाव का मूल्यांकन करने के लिए स्टेम सेल डिलीवरी से पहले भेदभाव परख किया जाए। पिछले अध्ययन में, यह दर्शाया गया था कि यहां उपयोग किए जाने वाले एक ही एसपीआईओ प्रकार और एकाग्रता के साथ एमएससी लेबलिंग ने एमएससी6की ऑस्टियोजेनिक या आदिजेनिक भेदभाव शक्ति को प्रभावित नहीं किया।
मस्तिष्क विकारों और चोटों के लिए चिकित्सीय स्टेम सेल वितरण का इंट्रानासाल मार्ग स्टेम कोशिकाओं के नैदानिक अनुप्रयोग के लिए एक आशाजनक दृष्टिकोण है। हालांकि, नाक गुहा में स्टेम कोशिकाओं के व्यवहार हुक्म है कि आंतरिक और आणविक तंत्र अस्पष्ट रहते हैं । यद्यपि छोटे अणुओं के वितरण के लिए अंतरनासाल मार्ग का व्यापक रूप से पता लगाया जाता है, लेकिन चिकित्सीय स्टेम का आकार और जैव वितरण व्यवहार छोटे अणुओं से भिन्न होता है। वर्तमान प्रोटोकॉल दर्शाता है कि एमएससी इंट्रानासाल डिलीवरी के बाद चोट साइट की ओर माइग्रेट करते हैं।
यहां, टी2 * भारित छवियों का उपयोग एसपीआईओ लेबल वाले एमएससी को ट्रैक करने के लिए किया गया था । अन्य रिपोर्टों में ढाल इको इमेजिंग का इस्तेमाल किया गया है । हालांकि, संवेदनशीलता कलाकृतियों को अक्सर इंटरसेलुलर एसपीआईओ के कारण ढाल इको इमेजिंग में देखा जाता है। वर्तमान प्रोटोकॉल में, टी 2 * भारित छवियों पर SPIO लेबल MSCs का प्रतिनिधित्व करने वाले हाइपोतीव्र क्षेत्रों का स्थान मस्तिष्क वर्गों में एसपीआईओ के स्थान के समान था जैसा कि हिस्टोलॉजिकल परीक्षा(चित्र 3)द्वारा पता चला। यह मस्तिष्क में SPIO लेबल एमएससी ट्रैकिंग के लिए T2 * भारित स्पिन इको इमेजिंग की पर्याप्त संवेदनशीलता को इंगित करता है ।
संक्षेप में, वर्णित प्रोटोकॉल मस्तिष्क चोटों और विकारों के वीवो स्टेम सेल ट्रैकिंग अध्ययन में फायदेमंद है। वीवो में स्टेम सेल की देशीयतरबां वाली ट्रैकिंग पारंपरिक रूप से कई टाइमपॉइंट पर जानवरों का त्याग करके किया गया है । वर्तमान प्रोटोकॉल एमएससी डिलीवरी और ट्रैकिंग के लिए एक गैर-आक्रामक और कुशल दृष्टिकोण प्रदान करता है, जो नैदानिक सेटिंग्स में मस्तिष्क चोटों और विकारों के लिए स्टेम सेल-आधारित चिकित्सा के लिए एक संभावित प्रक्रिया का प्रतिनिधित्व करता है।

मेसेनचिमल स्टेम सेल (एमएससी) केंद्रीय तंत्रिका तंत्र (सीएनएस) विकारों और मनुष्यों में चोटों के उपचार में स्टेम सेल आधारित चिकित्सा के लिए आकर्षक उम्मीदवार हैं। इसके अलावा, एमएससी चोट साइटों1,2पर चिकित्सीय प्रोटीन के वितरण के लिए एक वाहन के रूप में इस्तेमाल किया गया है । हाल के वर्षों में, सीएनएस विकारों के स्टेम सेल-आधारित उपचारों के लिए सेल ट्रैकिंग सेल-सेल-आधारित 1) सेल डिलीवरी के उपन्यास मार्गों को स्थापित करने के लिए आशाजनक नवाचार विकसित किए गए हैं। मस्तिष्क में स्टेम कोशिकाओं का अरण्य वितरण कोशिकाओं की क्रिब्रिफॉर्म प्लेट को बाईपास करने और पैरानचिमल मार्ग3के माध्यम से आंशिक रूप से घ्राण बल्ब में प्रवेश करने की क्षमता पर निर्भर करता है । इंट्रानासाल डिलीवरी का संयोजन और सुपरपैरामैग्नेटिक आयरन ऑक्साइड (एसपीआईओ) नैनोकणों के साथ एमएससी की लेबलिंग सीएनएस विकारों के इलाज में एमएससी के नैदानिक अनुप्रयोगों के लिए एक आशाजनक दृष्टिकोण का प्रतिनिधित्व करती है, क्योंकि एसपीआईओ नैनोकण चुंबकीय अनुनाद इमेजिंग (एमआरआई) के लिए सुरक्षित जांच करते हैं और एमआरआई3,4,5द्वारा एमएससी पोस्ट-डिलीवरी के गैर-आक्रामक संवेदनशील देशीयमुख ट्रैकिंग की अनुमति देते हैं । इसके अलावा, इंट्रानासाल डिलीवरी एक सुरक्षित और गैर-आक्रामक मार्ग है जो थोड़े समय के भीतर प्रशासन को दोहराने की अनुमति देता है।
यह लेख दर्दनाक मस्तिष्क चोट (टीबीआई) के माउस मॉडल में वीवो पोस्ट-इंट्रानासाल डिलीवरी में एमएससी पर नज़र रखने के लिए एक अत्यधिक संवेदनशील और गैर-आक्रामक तकनीक का वर्णन करता है, जो SPIO-लेबल कोशिकाओं और एमआरआई को रोजगार देता है। SPIO लेबलिंग का एक महत्वपूर्ण लाभ एमआरआई द्वारा ऊतक में एसपीआईओ का संवेदनशील पता लगाना है, जो कोशिकाओं को कुशलतापूर्वक और गैर-आक्रामक रूप से ट्रैक करना संभव बनाता है। यहां उपयोग किए जाने वाले एसपीआईओ नैनोकण व्यावसायिक रूप से उपलब्ध हैं और फ्लोरेसिन आइसोथिओसाइनेट (एफवाईटीसी) फ्लोरोफोर के साथ टैग किए गए हैं, जो इम्यूनोस्टेनिंग या अतिरिक्त प्रसंस्करण के बिना ऊतक में एसपीआईओ का पता लगाने की अनुमति देता है। इसके अलावा, देशीयतर वास्तविक समय ट्रैकिंग करना और वितरित एमएससी के जैव वितरण की जांच करना संभव है।

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" style="width:728px;" width="728">
	<colgroup>
		<col />
		<col />
		<col />
		<col />
	</colgroup>
	<tbody>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:181px;">Cell culture supplies (Plastics)</td>
			<td style="width:197px;">ThermoFisher Scientific</td>
			<td style="width:179px;">Varies</td>
			<td style="width:171px;">Replaceable with any source</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:181px;">Disposable Microtome Blade</td>
			<td style="width:197px;">VWR</td>
			<td style="width:179px;">95057-832</td>
			<td style="width:171px;"></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:181px;">D-MEM/F-12 (1X) with GlutaMAX</td>
			<td style="width:197px;">GIBCO</td>
			<td style="width:179px;">10565-018</td>
			<td style="width:171px;"></td>
		</tr>
		<tr height="63">
			<td height="63" style="height:63px;width:181px;">Embedding medium for frozen tissue specimens (O. C. T.)</td>
			<td style="width:197px;">Sakura Finetek</td>
			<td style="width:179px;">4583</td>
			<td style="width:171px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:181px;">Fetal Bovine Serum (FBS)</td>
			<td style="width:197px;">GIBCO</td>
			<td style="width:179px;">12662-029</td>
			<td style="width:171px;"></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:181px;">Fluorescence Wild Field Microscope</td>
			<td style="width:197px;">Olympus</td>
			<td style="width:179px;">Olympus BX43</td>
			<td style="width:171px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:181px;">Forcept</td>
			<td style="width:197px;">Fine Science Tools</td>
			<td style="width:179px;">11293-00</td>
			<td style="width:171px;">Surgery</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:181px;">Gentamicin (10 mg/mL)</td>
			<td style="width:197px;">GIBCO</td>
			<td style="width:179px;">15710-064</td>
			<td style="width:171px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:181px;">Hair clipper</td>
			<td style="width:197px;">Pet Club</td>
			<td style="width:179px;">PC-400</td>
			<td style="width:171px;"></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:181px;">Head Trauma Contusion device</td>
			<td style="width:197px;">Precision Systems and Instrumentation</td>
			<td>Model TBI-0310</td>
			<td style="width:171px;"></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:181px;">Hyaluronidase from bovine testes</td>
			<td style="width:197px;">MilliporeSigma</td>
			<td style="width:179px;">H3506</td>
			<td style="width:171px;"></td>
		</tr>
		<tr height="147">
			<td height="147" style="height:147px;width:181px;">ITK-SNAP Software</td>
			<td style="width:197px;">Penn Image Computing and Science Laboratory (PICSL) at the University of Pennsylvania, and the Scientific Computing and Imaging Institute (SCI) at University of Utah</td>
			<td>ITK-SNAP 3.8.0</td>
			<td style="width:171px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:181px;">Ketamine (Ketavet)</td>
			<td style="width:197px;">Pfizer</td>
			<td style="width:179px;">778-551</td>
			<td style="width:171px;"></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:181px;">Mice</td>
			<td style="width:197px;">National Laboratory Animal Center, Taiwan</td>
			<td style="width:179px;">C57BL6</td>
			<td style="width:171px;">Wild type mice strain used in the study</td>
		</tr>
		<tr height="63">
			<td height="63" style="height:63px;width:181px;">Microdrill</td>
			<td style="width:197px;">Nakanishi</td>
			<td style="width:179px;">NE50</td>
			<td style="width:171px;">Combine with Burrs for generating the bone window</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:181px;">Microtome</td>
			<td style="width:197px;">Leica</td>
			<td style="width:179px;">RM2265</td>
			<td style="width:171px;"></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:181px;">Mouse (C57BL/6) Mesenchymal Stem Cells</td>
			<td style="width:197px;">GIBCO</td>
			<td style="width:179px;">S1502-100</td>
			<td style="width:171px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:181px;">MRI scanner</td>
			<td style="width:197px;">Bruker Biospec</td>
			<td></td>
			<td style="width:171px;"></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:181px;">Phosphate Buffer Saline (PBS)</td>
			<td style="width:197px;">Corning Cellgro/ThermoFisher</td>
			<td>21-031-CV</td>
			<td style="width:171px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:181px;">Povidone-iodine 7.5%</td>
			<td style="width:197px;">Purdue product L.P.</td>
			<td></td>
			<td style="width:171px;">Surgical scrub</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:181px;">Prussian Blue Stain</td>
			<td style="width:197px;">Abcam</td>
			<td style="width:179px;">ab150674</td>
			<td style="width:171px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:181px;">Scissor</td>
			<td style="width:197px;">Fine Science Tools</td>
			<td style="width:179px;">14084-08</td>
			<td style="width:171px;">Surgery</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:181px;">Stereotaxic frame</td>
			<td style="width:197px;">Kopf Instruments</td>
			<td style="width:179px;">Model 900</td>
			<td style="width:171px;"></td>
		</tr>
		<tr height="63">
			<td height="63" style="height:63px;width:181px;">Superparamagnetic iron oxide (SPIO) nanoparticles</td>
			<td style="width:197px;">BioPAL</td>
			<td style="width:179px;">Molday ION EverGreen, CL-50Q02-6A-51</td>
			<td style="width:171px;">stem cells labeling for in vivo tracking using MRI</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:181px;">Suture monofilament</td>
			<td style="width:197px;">Ethicon</td>
			<td style="width:179px;">G697</td>
			<td style="width:171px;">Suture</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:181px;">Timer</td>
			<td style="width:197px;">Wisewind</td>
			<td style="width:179px;"></td>
			<td style="width:171px;">Replaceable with any source</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:181px;">TrypLE</td>
			<td style="width:197px;">GIBCO</td>
			<td style="width:179px;">12604-013</td>
			<td style="width:171px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:181px;">Xylazine (Rompun)</td>
			<td style="width:197px;">Bayer</td>
			<td style="width:179px;">QN05 cm92</td>
			<td style="width:171px;"></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

tracking superparamagnetic iron oxide-labeled mesenchymal stem cells using mri after intranasal delivery in a traumatic brain injury murine model

मस्तिष्क की चोटों के लिए स्टेम सेल आधारित उपचार, जैसे दर्दनाक मस्तिष्क की चोट (टीबीआई), नैदानिक परीक्षणों के लिए एक आशाजनक दृष्टिकोण हैं। हालांकि, इनवेसिव सेल डिलीवरी और कम प्रत्यारोपण दक्षता के साथ ट्रैकिंग जैसी तकनीकी बाधाएं ट्रांसलेशनल स्टेम-आधारित चिकित्सा में चुनौतियां बनी हुई हैं। यह लेख सुपरपैरामैग्नेटिक आयरन ऑक्साइड (एसपीआईओ) नैनोकणों के साथ मेसेनचिमल स्टेम सेल (एमएससी) की लेबलिंग के आधार पर स्टेम सेल लेबलिंग और ट्रैकिंग के लिए एक उभरती तकनीक के साथ-साथ लेबल वाले एमएससी की इंट्रानासल डिलिवरी का वर्णन करता है । ये नैनोकण फ्लोरोसेसिन आइसोथिओसाइनेट (एफवाईटीसी) एम्बेडेड और एमएससी को लेबल करने के लिए सुरक्षित हैं, जिन्हें बाद में इंट्रानासाल मार्ग द्वारा टीबीआई-प्रेरित चूहों के दिमाग में वितरित किया जाता है। वे तो वास्तविक समय चुंबकीय अनुनाद इमेजिंग (एमआरआई) द्वारा वीवो में गैर आक्रामक ट्रैक कर रहे हैं । सेल लेबलिंग और इंट्रानासाल डिलीवरी के लिए एसपीआईओ को जोड़ती इस तकनीक के महत्वपूर्ण फायदे लंबी ट्रैकिंग अवधि के लिए डिलीवरी के बाद वीवो एमएससी ट्रैकिंग में (1) गैर-इनवेसिव शामिल हैं, (2) गैर-आक्रामक के कारण कई खुराक रेजीडेंस की संभावना एमएससी डिलीवरी का मार्ग, और (3) एसपीआईओ की सुरक्षा, एमआरआई द्वारा सेल-ट्रैकिंग विधि की गैर-आक्रामक प्रकृति, और प्रशासन के मार्ग के कारण मनुष्यों के लिए संभावित अनुप्रयोग।

इंट्रानासाल डिलीवरी के चौबीस घंटे बाद, SPIO लेबल MSCs टी 2 * भारित छवियों(चित्रा 2B)पर कॉर्टिकल चोट के लिए मजबूत हाइपोतीव्र क्षेत्रों के रूप में पाया गया, चोट साइट के लिए SPIO के लक्षित प्रवास का संकेत है । यह माइग्रेशन डिलीवरी के बाद 14 दिनों तक दिखाई देता रहा, क्योंकि इस समय अवधि(चित्रा 2B)के लिए महत्वपूर्ण कमी के बिना हाइपोतीव्र संकेत दिखाई दे रहे थे। पीबीएस के साथ इलाज किए गए घायल जानवरों ने कोई हाइपोतीव्र क्षेत्र नहीं दिखाया, यह दर्शाता है कि मनाया गया हाइपोतीव्र क्षेत्र एसपीआईओ लेबल एमएससी के अनुरूप है और कलाकृतियों का संकेत नहीं है(चित्रा 2A)एमआरआई के साथ वीवो में देखे गए लेबल वाले एमएससी के जैव वितरण को 3डी पुनर्निर्माण(चित्रा 2सी, डी)का उपयोग करके कल्पना की गई थी। घायल कॉर्टेक्स में एमएससी के माइग्रेशन की पुष्टि प्रशिया ब्लू धुंधला और एफएफसी चैनल द्वारा लेबल वाले एमएससी(चित्रा 3ए, बी)में एफएफसी-टैग एसपीआईओ का पता लगाकर की गई थी।
<img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/60450/60450fig1.jpg"> चित्रा 1: प्रोटोकॉल के योजनाबद्ध प्रवाह चार्ट और एमएससी द्वारा एसपीआईओ तेज की इन विट्रो पुष्टि। (ए)एमएससी को लेबलिंग के लिए एसपीआईओ के साथ 24 घंटे के लिए इनक्यूबेटेड किया गया था। फिर, लेबल एमएससी एक इंट्रानासाल (आई) मार्ग के माध्यम से एक टीबीआई माउस मॉडल में दिया गया था। लेबल वाले एमएससी को ट्रैक करने के लिए विभिन्न टाइमपॉइंट पर एमआरआई किया गया था एसपीआईओ द्वारा एमएससी की पर्याप्त लेबलिंग की पुष्टि(बी)फ्लोरेसेंस माइक्रोस्कोपी और(सी)कॉन्फोकल माइक्रोस्कोपी द्वारा एफईसी चैनल का उपयोग करके हासिल की गई थी, क्योंकि एसपीआईओ नैनोकणों को एफएफसी के साथ टैग किया गया था । (ग) लोहे की लोडिंग के कारण लेबल वाले एमएससी की सेल पैलेट रंग में अंधेरा दिखाई दिया। FITC = फ्लोरोसेसिन आइसोथिओसाइनेट; SPIO = लोहे के ऑक्साइड के सुपरपैरामैग्नेटिक कण; एमएससीएस = मेसेंचिमल स्टेम सेल; एमआरआई = चुंबकीय अनुनाद इमेजिंग; IN = इंट्रसल; टीबीआई = दर्दनाक मस्तिष्क चोट। <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/60450/60450fig1large.jpg" target="_blank">कृपया इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें ।</a>
<img alt="Figure 2" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/60450/60450fig2.jpg"> चित्रा 2: वास्तविक समय एमआरआई टीबीआई प्रेरित चूहों के दिमाग में चोट साइटों की ओर SPIO लेबल एमएससी माइग्रेशन का पता लगाने और ट्रैकिंग सक्षम बनाता है । (A)चूहों को टीबीआई के अधीन किया गया था, जिसके बाद चोट के बाद 24 घंटे के एक इंट्रानासाल मार्ग के माध्यम से प्रशासित पीबीएस या एसपीआईओ-लेबल वाले एमएससी के साथ उपचार किया गया था । T2 * भारित छवियों के कोरोनल वर्गों ने 1, 7 और 14 दिनों के बाद डिलीवरी में चोट साइट (उल्लिखित क्षेत्र) के किनारे पर एक हाइपोइंट एरिया (एरोहेड) के रूप में लेबल किए गए एमएससी को दिखाया। पीबीएस का इलाज चूहों कोई हाइपोतीव्र क्षेत्र दिखा । (ख)चोट साइट क्षेत्र (हरे) की विभाजन प्रक्रिया और कोरोनल टी 2 *-एमआरआई छवियों के आधार पर एमएससी (लाल) लेबल । (C)टी2 * भारित छवियों के आधार पर माउस मस्तिष्क उपचार का 3डी पुनर्निर्माण मस्तिष्क में एसपीआईओ-लेबल एमएससी के जैव वितरण को दर्शाने वाली छवियां 14 दिन बाद प्रसव के बाद । <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/60450/60450fig2large.jpg" target="_blank">कृपया इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें ।</a>
<img alt="Figure 3" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/60450/60450fig3.jpg"> चित्रा 3: हिस्टोलॉजिकल विश्लेषण इलाज जानवरों के दिमाग में SPIO लेबल MSCs की उपस्थिति की पुष्टि करता है । पीबीएस (नियंत्रण) और (सी)माउस के मस्तिष्क वर्गों के प्रशिया नीले धुंधला पीबीएस (नियंत्रण) और(सी)माउस के साथ इलाज किया SPIO लेबल MSCs के साथ इलाज किया गया । SPIO-सकारात्मक कोशिकाओं का पता चला एमएससी में इलाज माउस (बॉक्स्ड कोशिकाओं, नीले), जबकि नियंत्रण माउस 14 दिनों के बाद प्रसव में प्रांतस्था में चोट साइट पर कोई सकारात्मक कोशिकाओं को दिखाया, एमआरआई टिप्पणियों की पुष्टि । पीबीएस के साथ इलाज किए गए ए(बी)नियंत्रण माउस के कॉर्टेक्स का फ्लोरेसेंस माइक्रोस्कोपी विश्लेषण और एसपीआईओ लेबल वाले एमएससी के साथ इलाज किया गया(डी)माउस डिलीवरी के 14 दिनों बाद आयोजित किया गया था। विश्लेषण में एमएससी-इलाज माउस में घायल प्रांतस्था में फिटईसी-टैग एसपीआईओ-पॉजिटिव कोशिकाओं (बॉक्स्ड कोशिकाओं, हरे रंग) की उपस्थिति का पता चला, लेकिन पीबीएस-इलाज माउस के कॉर्टेक्स में कोई एफआईईसी संकेत नहीं देखा गया । स्केल बार = 50 माइक्रोन, जब तक अन्यथा नहीं कहा जाता है। <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/60450/60450fig3large.jpg" target="_blank">कृपया इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें ।</a>

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Tracking Superparamagnetic Iron Oxide-labeled Mesenchymal Stem Cells using MRI after Intranasal Delivery in a Traumatic Brain Injury Murine Model

यहां प्रस्तुत दर्दनाक मस्तिष्क चोट के माउस मॉडल में गैर-आक्रामक मेसेंचिमल स्टेम सेल (एमएससी) डिलीवरी और ट्रैकिंग के लिए एक प्रोटोकॉल है। सुपरपैरामैग्नेटिक आयरन ऑक्साइड नैनोकणों को वास्तविक समय एमआरआई का उपयोग करके इंट्रानासाल डिलीवरी के बाद वीवो ट्रैकिंग में एमएससी लेबलिंग और गैर-इनवेसिव के लिए चुंबकीय अनुनाद इमेजिंग (एमआरआई) जांच के रूप में नियोजित किया जाता है।

ट्रैकिंग सुपरपैरामैग्नेटिक आयरन ऑक्साइड लेबल मेसेनचिमल स्टेम सेल एक दर्दनाक मस्तिष्क चोट Murine मॉडल में Intranasal वितरण के बाद एमआरआई का उपयोग कर

Stem cell-based therapies for brain injuries, such as traumatic brain injury (TBI), are a promising approach for clinical trials. However, technical ...

Research

JoVE Journal

Medicine

MRI-guided Disruption of the Blood-brain Barrier using Transcranial Focused Ultrasound in a Rat Model

रक्त मस्तिष्क बाधा के विघटन एमआरआई निर्देशित एक चूहे मॉडल में Transcranial केंद्रित अल्ट्रासाउंड का उपयोग

Focused ultrasound (FUS) disruption of the blood-brain barrier (BBB) is an increasingly investigated technique for circumventing the BBB1-5. The BBB is a ...

In vivo 19F MRI for Cell Tracking

In vivo 19F MRI for Cell Tracking

सेल ट्रैकिंग के लिए विवो 19 एफ एमआरआई में

In vivo 19F MRI allows quantitative cell tracking without the use of ionizing radiation. It is a noninvasive technique that can be applied to humans. ...

Stretch in Brain Microvascular Endothelial Cells (cEND) as an In Vitro Traumatic Brain Injury Model of the Blood Brain Barrier

Stretch in Brain Microvascular Endothelial Cells cEND as an In Vitro Traumatic Brain Injury Model of the Blood Brain Barrier

एक के रूप में मस्तिष्क microvascular endothelial कोशिकाओं (cEND) में खिंचाव<em&gt; इन विट्रो में</emब्लड ब्रेन बैरियर के&gt; घाव मस्तिष्क चोट मॉडल

Due to the high mortality incident brought about by traumatic brain injury (TBI), methods that would enable one to better understand the underlying ...

Controlled Cortical Impact Model for Traumatic Brain Injury

घाव मस्तिष्क चोट के लिए नियंत्रित Cortical प्रभाव मॉडल

Every year over a million Americans suffer a traumatic brain injury (TBI).  Combined with the incidence of TBIs worldwide, the physical, emotional, ...

A Novel Model of Mild Traumatic Brain Injury for Juvenile Rats

किशोर चूहों के लिए हल्के घाव मस्तिष्क की चोट के एक उपन्यास मॉडल

Despite growing evidence that childhood represents a major risk period for mild traumatic brain injury (mTBI) from sports-related concussions, motor ...

Murine Model of Femoral Artery Wire Injury with Implantation of a Perivascular Drug Delivery Patch

एक perivascular दवा वितरण पैच का आरोपण के साथ और्विक धमनी वायर चोट की murine मॉडल

Percutaneous interventions including balloon angioplasty and stenting have been used to restore blood flow in vessels with occlusive vascular disease. ...

In Vivo Imaging and Tracking of Technetium-99m Labeled Bone Marrow Mesenchymal Stem Cells in Equine Tendinopathy

In Vivo Imaging and Tracking of Technetium-99m Labeled Bone Marrow Mesenchymal Stem Cells in Equine Tendinopathy

घोड़े tendinopathy में अस्थि मज्जा mesenchymal स्टेम सेल लेबल टेक्नेटियम -99 m के vivo इमेजिंग और ट्रैकिंग में

Recent advances in the application of bone marrow mesenchymal stem cells (BMMSC) for the treatment of tendon and ligament injuries in the horse suggest ...

Studying Pancreatic Cancer Stem Cell Characteristics for Developing New Treatment Strategies

अग्नाशय के कैंसर नई उपचार रणनीतियों के विकास के लिए सेल के लक्षण स्टेम का अध्ययन

Pancreatic ductal adenocarcinoma (PDAC) contains a subset of exclusively tumorigenic cancer stem cells (CSCs) which have been shown to drive tumor ...

A Tissue Displacement-based Contusive Spinal Cord Injury Model in Mice

चूहे में एक ऊतक विस्थापन-आधारित संवेदी रीढ़ की हड्डी की चोट मॉडल

Producing a consistent and reproducible contusive spinal cord injury (SCI) is critical to minimizing behavioral and histological variabilities between ...

A Mouse Model of Single and Repetitive Mild Traumatic Brain Injury

सिंगल और दोहरावदार हल्के दर्दनाक मस्तिष्क चोट के एक माउस मॉडल

Mild Traumatic Brain Injury (mTBI) can result in the acute loss of brain function, including a period of confusion, a loss of consciousness (LOC), focal ...