Name: ultrasound-guided induced pluripotent stem cell-derived cardiomyocyte implantation in myocardial infarcted mice
Uploaded: 2022-03-30T15:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Ultrasound-Guided Induced Pluripotent Stem Cell-Derived Cardiomyocyte Implantation in Myocardial Infarcted Mice at JoVE.com

تم دعم هذا العمل من خلال خطة البحث الرئيسية للمؤسسة الوطنية للعلوم الطبيعية في الصين (رقم 91539111 إلى JY) ، والمشروع الرئيسي للعلوم والتكنولوجيا في مقاطعة هونان (رقم 2020SK53420 إلى JY) وبرنامج الابتكار العلمي والتكنولوجي لمقاطعة هونان (2021RC2106 إلى CF).

تمت مراجعة جميع التجارب على الحيوانات في هذه الدراسة والموافقة عليها من قبل لجنة الأخلاقيات في مستشفى Xiangya الثاني بجامعة سنترال ساوث. انظر جدول المواد للحصول على تفاصيل بشأن جميع المواد والمعدات المستخدمة في هذا البروتوكول. الجداول الزمنية لحقن الخلايا والتصوير والقتل الرحيم ه?...

<ol>
	<li>Leuschner, 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=Rapid+monocyte+kinetics+in+acute+myocardial+infarction+are+sustained+by+extramedullary+monocytopoiesis.">Rapid monocyte kinetics in acute myocardial infarction are sustained by extramedullary monocytopoiesis.</a> The Journal of Experimental Medicine. 209 (1), 123-137 (2012).</li><li>L&#225;z&#225;r, 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=Cardiomyocyte+renewal+in+the+human+heart:+insights+from+the+fall-out.">Cardiomyocyte renewal in the human heart: insights from the fall-out.</a> European Heart Journal. 38 (30), 2333-2342 (2017).</li><li>Davis, M. 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=State+of+the+art:+cardiac+transplantation.">State of the art: cardiac transplantation.</a> Trends in Cardiovascular Medicine. 24 (8), 341-349 (2014).</li><li>Mancini, D., Colombo, P. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Left+ventricular+assist+devices:+A+rapidly+evolving+alternative+to+transplant.">Left ventricular assist devices: A rapidly evolving alternative to transplant.</a> Journal of the American College of Cardiology. 65 (23), 2542-2555 (2015).</li><li>Zimmermann, W. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Translating+myocardial+remuscularization.">Translating myocardial remuscularization.</a> Circulation Research. 120 (2), 278-281 (2017).</li><li>Hu, X., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+large-scale+investigation+of+hypoxia-preconditioned+allogeneic+mesenchymal+stem+cells+for+myocardial+repair+in+nonhuman+primates:+Paracrine+activity+without+remuscularization.">A large-scale investigation of hypoxia-preconditioned allogeneic mesenchymal stem cells for myocardial repair in nonhuman primates: Paracrine activity without remuscularization.</a> Circulation Research. 118 (6), 970-983 (2016).</li><li>Kempf, 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=Cardiac+differentiation+of+human+pluripotent+stem+cells+in+scalable+suspension+culture.">Cardiac differentiation of human pluripotent stem cells in scalable suspension culture.</a> Nature Protocols. 10 (9), 1345-1361 (2015).</li><li>Chong, J. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Human+embryonic-stem-cell-derived+cardiomyocytes+regenerate+non-human+primate+hearts.">Human embryonic-stem-cell-derived cardiomyocytes regenerate non-human primate hearts.</a> Nature. 510 (7504), 273-277 (2014).</li><li>Shiba, Y., 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=Allogeneic+transplantation+of+iPS+cell-derived+cardiomyocytes+regenerates+primate+hearts.">Allogeneic transplantation of iPS cell-derived cardiomyocytes regenerates primate hearts.</a> Nature. 538 (7625), 388-391 (2016).</li><li>Nguyen, P. 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=Potential+strategies+to+address+the+major+clinical+barriers+facing+stem+cell+regenerative+therapy+for+cardiovascular+disease:+A+review.">Potential strategies to address the major clinical barriers facing stem cell regenerative therapy for cardiovascular disease: A review.</a> JAMA Cardiology. 1 (8), 953-962 (2016).</li><li>Zimmermann, W. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Remuscularization+of+the+failing+heart.">Remuscularization of the failing heart.</a> The Journal of Physiology. 595 (12), 3685-3690 (2017).</li><li>Hu, X., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Transplantation+of+hypoxia-preconditioned+mesenchymal+stem+cells+improves+infarcted+heart+function+via+enhanced+survival+of+implanted+cells+and+angiogenesis.">Transplantation of hypoxia-preconditioned mesenchymal stem cells improves infarcted heart function via enhanced survival of implanted cells and angiogenesis.</a> The Journal of Thoracic and Cardiovascular Surgery. 135 (4), 799-808 (2008).</li><li>Feng, Y., 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=Heat+shock+improves+Sca-1++stem+cell+survival+and+directs+ischemic+cardiomyocytes+toward+a+prosurvival+phenotype+via+exosomal+transfer:+a+critical+role+for+HSF1/miR-34a/HSP70+pathway.">Heat shock improves Sca-1+ stem cell survival and directs ischemic cardiomyocytes toward a prosurvival phenotype via exosomal transfer: a critical role for HSF1/miR-34a/HSP70 pathway.</a> Stem Cells. 32 (2), 462-472 (2014).</li><li>Fan, 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=Cardiomyocytes+from+CCND2-overexpressing+human+induced-pluripotent+stem+cells+repopulate+the+myocardial+scar+in+mice:+A+6-month+study.">Cardiomyocytes from CCND2-overexpressing human induced-pluripotent stem cells repopulate the myocardial scar in mice: A 6-month study.</a> Journal of Molecular and Cellular Cardiology. 137, 25-33 (2019).</li><li>Lou, X., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=N-cadherin+overexpression+enhances+the+reparative+potency+of+human-induced+pluripotent+stem+cell-derived+cardiac+myocytes+in+infarcted+mouse+hearts.">N-cadherin overexpression enhances the reparative potency of human-induced pluripotent stem cell-derived cardiac myocytes in infarcted mouse hearts.</a> Cardiovascular Research. 116 (3), 671-685 (2020).</li><li>Sun, X., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Transplanted+microvessels+improve+pluripotent+stem+cell-derived+cardiomyocyte+engraftment+and+cardiac+function+after+infarction+in+rats.">Transplanted microvessels improve pluripotent stem cell-derived cardiomyocyte engraftment and cardiac function after infarction in rats.</a> Science Translational Medicine. 12 (562), (2020).</li><li>Wu, X., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cardiac+repair+with+echocardiography-guided+multiple+percutaneous+left+ventricular+intramyocardial+injection+of+hiPSC-CMs+after+myocardial+infarction.">Cardiac repair with echocardiography-guided multiple percutaneous left ventricular intramyocardial injection of hiPSC-CMs after myocardial infarction.</a> Frontiers in Cardiovascular Medicine. 8, 768873 (2021).</li><li>Kannappan, 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=Functionally+competent+DNA+damage-free+induced+pluripotent+stem+cell-derived+cardiomyocytes+for+myocardial+repair.">Functionally competent DNA damage-free induced pluripotent stem cell-derived cardiomyocytes for myocardial repair.</a> Circulation. 140 (6), 520-522 (2019).</li><li>Lou, X., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=N-cadherin+overexpression+enhances+the+reparative+potency+of+human-induced+pluripotent+stem+cell-derived+cardiac+myocytes+in+infarcted+mouse+hearts.">N-cadherin overexpression enhances the reparative potency of human-induced pluripotent stem cell-derived cardiac myocytes in infarcted mouse hearts.</a> Cardiovascular Research. 116 (3), 671-685 (2020).</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. 115 (2), 343-356 (2019).</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=Enhancing+the+engraftment+of+human+induced+pluripotent+stem+cell-derived+cardiomyocytes+via+a+transient+inhibition+of+rho+kinase+activity.">Enhancing the engraftment of human induced pluripotent stem cell-derived cardiomyocytes via a transient inhibition of rho kinase activity.</a> Journal of Visualized Experiments: JoVE. (149), e59452 (2019).</li><li>O'Brien, J., Hayder, H., Peng, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Automated+quantification+and+analysis+of+cell+counting+procedures+using+ImageJ+plugins.">Automated quantification and analysis of cell counting procedures using ImageJ plugins.</a> Journal of Visualized Experiments: JoVE. (117), e54719 (2016).</li><li>Kain, V., Prabhu, S. D., Halade, G. V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Inflammation+revisited:+inflammation+versus+resolution+of+inflammation+following+myocardial+infarction.">Inflammation revisited: inflammation versus resolution of inflammation following myocardial infarction.</a> Basic Research in Cardiology. 109 (6), 444 (2014).</li><li>Rainer, P. 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=Cardiomyocyte-specific+transforming+growth+factor+&#946;+suppression+blocks+neutrophil+infiltration,+augments+multiple+cytoprotective+cascades,+and+reduces+early+mortality+after+myocardial+infarction.">Cardiomyocyte-specific transforming growth factor &#946; suppression blocks neutrophil infiltration, augments multiple cytoprotective cascades, and reduces early mortality after myocardial infarction.</a> Circulation Research. 114 (8), 1246-1257 (2014).</li><li>Yu, Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Human+embryonic+stem+cell-derived+cardiomyocyte+therapy+in+mouse+permanent+ischemia+and+ischemia-reperfusion+models.">Human embryonic stem cell-derived cardiomyocyte therapy in mouse permanent ischemia and ischemia-reperfusion models.</a> Stem Cell Research &amp; Therapy. 10 (1), 167 (2019).</li><li>Iwanaga, 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=Effects+of+G-CSF+on+cardiac+remodeling+after+acute+myocardial+infarction+in+swine.">Effects of G-CSF on cardiac remodeling after acute myocardial infarction in swine.</a> Biochemical and Biophysical Research Communications. 325 (4), 1353-1359 (2004).</li></ol>

تشمل الخطوات الحاسمة لهذه الدراسة ثقافة hiPSC ، وتمايز خلايا عضلة القلب ، وتنقية hiPSC-CM ، وزرع hiPSC-CM في موقع احتشاء عضلة القلب الفأر. المفتاح هو استخدام الموجات فوق الصوتية للقلب لتوجيه العلاج عبر الجلد نحو موقع الاحتشاء على حافة الاحتشاء حيث تم حقن hiPSC-CMs في المنطقة.
مع إطالة وقت ...

عندما يحدث MI الحاد ، تموت خلايا عضلة القلب في المنطقة المحتشدة بسرعة بسبب نقص التروية ونقص الأكسجة. يتم إطلاق العديد من العوامل الالتهابية بعد موت الخلايا وتمزق ، بينما تتسلل الخلايا الالتهابية إلى الموقع المحتشاء لتسبب الالتهاب1. بشكل ملحوظ ، تحل الخلايا الليفية والكولاجين ، سواء بدون انقباض أو توصيل كهربائي ، محل خلايا عضلة القلب في الموقع المحتشد لتشكيل نسيج ندبي. نظرا لقدرة التجديد المحدودة للخلايا العضلية القلبية في الثدييات البالغة ، فإن الأنسجة القابلة للحياة التي تشكلت بعد مساحة كبيرة من الاحتشاء عادة ما تكون غير كافية للحفاظ على النتاج القلبي الكافي2. يسبب MI قصور القلب ، وفي الحالات الشديدة من قصور القلب ، يمكن للمرضى الاعتماد فقط على عمليات زرع القلب أو أجهزة مساعدة البطين للحفاظ على وظائف القلب الطبيعية 3,4.
بعد MI ، تتمثل استراتيجية العلاج المثالية في استبدال خلايا عضلة القلب الميتة بخلايا عضلية قلبية مشكلة حديثا ، وتشكيل اقتران كهروميكانيكي مع الأنسجة السليمة. ومع ذلك ، فقد اعتمدت خيارات العلاج عادة إنقاذ عضلة القلب بدلا من استبدالها. حاليا ، تعد العلاجات القائمة على الخلايا الجذعية والخلايا السلفية من بين أكثر الاستراتيجيات الواعدة لتعزيز إصلاح عضلة القلب بعد MI5. ومع ذلك ، فإن زرع هذه الخلايا له العديد من المشكلات ، في المقام الأول عدم قدرة الخلايا الجذعية البالغة على التمايز إلى خلايا عضلية قلبية وعمرها القصير6.
يمكن التحايل على القضايا الأخلاقية المتعلقة باستخدام الخلايا الجذعية الجنينية (ES) بواسطة iPSCs ، والتي تعد مصدرا واعدا للخلايا. بالإضافة إلى ذلك ، تمتلك iPSCs قدرات قوية على التجديد الذاتي ويمكن أن تتمايز إلى خلايا عضليةقلبية 7. أظهرت الدراسات أن hiPSC-CMs المزروعة في موقع MI يمكنها البقاء على قيد الحياة وتشكيل تقاطعات فجوة مع الخلايا المضيفة 8,9. ومع ذلك ، نظرا لأن هذه الخلايا المزروعة تقع في البيئة المكروية لنقص التروية والالتهابات ، فإن معدل بقائها على قيد الحياة منخفض للغاية10,11.
تم إنشاء عدة طرق لتحسين معدل بقاء الخلايا المزروعة ، مثل نقص الأكسجة والمعالجة المسبقة للصدمة الحرارية للخلايا المزروعة12,13 ، والتعديل الوراثي 14,15 ، والزرع المتزامن للخلايا والشعيرات الدموية 16. لسوء الحظ ، فإن معظم الطرق محدودة بالتعقيد والتكلفة العالية. ومن ثم ، تقترح الدراسة الحالية طريقة توصيل hiPSC-CM قابلة للتكرار ومريحة وغازية نسبيا وفعالة.
يمكن إجراء حقن خلايا داخل عضلة القلب الموجهة بالموجات فوق الصوتية باستخدام جهاز الموجات فوق الصوتية البيطرية الصغيرة عالية الدقة وحاقن دقيق ، بغض النظر عن الموقع. تحت توجيه الموجات فوق الصوتية ، يعد توصيل الخلايا مباشرة تحت عملية الخنجري من التامور إلى عضلة القلب في الفئران بروتوكولا آمنا يتجنب تلف الكبد والرئة. يمكن دمج هذه الطريقة في وقت واحد مع تقنيات أخرى لتحسين معدل بقاء الخلايا المزروعة بشكل كبير.

<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>Antibody</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Cardiac troponin T</td>
			<td>Abcam</td>
			<td>ab8295</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Donkey Anti-Mouse IgG H&#38;L (Alexa Fluor 488)</td>
			<td>Abcam</td>
			<td>ab150105</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Donkey Anti-Mouse IgG H&#38;L (Alexa Fluor 555)</td>
			<td>Abcam</td>
			<td>ab150110</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Donkey Anti-Rabbit IgG H&#38;L (Alexa Fluor 488)</td>
			<td>Abcam</td>
			<td>ab150073</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Donkey Anti-Rabbit IgG H&#38;L (Alexa Fluor 555)</td>
			<td>Abcam</td>
			<td>ab150062</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Human cardiac troponin T</td>
			<td>Abcam</td>
			<td>ab91605</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Isolectin B4</td>
			<td>Vector</td>
			<td>FL-1201</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sarcomeric alpha actinin</td>
			<td>Abcam</td>
			<td>ab9465</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Wheat germ agglutinin</td>
			<td>Thermo Fisher Scientific</td>
			<td>W11261</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Reagent</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Accutase</td>
			<td>Thermo Fisher Scientific</td>
			<td>00-4555-56</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>B27 Supplement(minus insulin)</td>
			<td>Thermo Fisher Scientific</td>
			<td>A1895601</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>B27 Supplement(serum free)</td>
			<td>Thermo Fisher Scientific</td>
			<td>17&#8211;504-044</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Bouin&#39;s solution</td>
			<td>Thermo Fisher Scientific</td>
			<td>SDHT10132</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>CHIR99021</td>
			<td>Selleck</td>
			<td>CT99021</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>cyclosporin A</td>
			<td>Medchemexpress</td>
			<td>HY-B0579</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>DIRECT RED</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>365548-25G</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>DMEM/F12</td>
			<td>Thermo Fisher Scientific</td>
			<td>11320033</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>DNeasy Blood &#38; Tissue Kit</td>
			<td>Qiagen</td>
			<td>69504</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>FAST GREEN FCF</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>&#160;F7252-5G</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Glucose-free RPMI 1640</td>
			<td>Thermo Fisher Scientific</td>
			<td>11879020</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>IWR1</td>
			<td>Selleck</td>
			<td>S7086</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>lactic acid</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>L6661</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Matrigel</td>
			<td>BD Biosciences</td>
			<td>BD356234</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>mTeSR1</td>
			<td>Stem Cell Technologies</td>
			<td>72562</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>O.C.T. Compound</td>
			<td>SAKURA</td>
			<td>4583</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Paraformaldehyde</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>158127</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>PowerUP SYBR Green MasterMix kit</td>
			<td>Thermo Fisher Scientific</td>
			<td>A25742</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>RPMI1640</td>
			<td>Thermo Fisher Scientific</td>
			<td>11875119</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>STEMdif Cardiomyocyte Freezing Medium/STEMdiff</td>
			<td>Stem Cell Technologies</td>
			<td>5030</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>STEMdiff Cardiomyocyte Support Medium</td>
			<td>Stem Cell Technologies</td>
			<td>5027</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Triton X-100</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>T8787</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>ultrasound coupling agent</td>
			<td>CARENT</td>
			<td>22396269389</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Y-27632</td>
			<td>Selleck</td>
			<td>S6390</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Equipment and Supplies</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Applied Biosystems</td>
			<td>Thermo Fisher Scientific</td>
			<td>7500 Real-Time PCR</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>cryostat</td>
			<td>Leica</td>
			<td>CM1950</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>fluoresence microscope</td>
			<td>Olympus</td>
			<td>IX83</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>fine anatomical scissors</td>
			<td>Fine Science Tools</td>
			<td>15000-08</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>fine dissecting forceps</td>
			<td>Fine Science Tools</td>
			<td>11255-20</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Micro syringe</td>
			<td>Hamilton</td>
			<td>7633</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Small animal anesthesia machine</td>
			<td>MATRX</td>
			<td>VMR</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ultra-high resolution small animal ultrasound imaging system</td>
			<td>VisualSonics</td>
			<td>Vevo 2100</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Software</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Statistical Product and Service Solutions</td>
			<td>IBM</td>
			<td>21</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Image J</td>
			<td>NIH</td>
			<td>1.48</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Human mitochondrial DNA primers</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>the forward primer sequence</td>
			<td>CCGCTACCATAATCATCGCTAT</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>the reverse primer sequence</td>
			<td>TGCTAATACAATGCCAGTCAGG</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

ultrasound-guided induced pluripotent stem cell-derived cardiomyocyte implantation in myocardial infarcted mice

الهدف الرئيسي من العلاج الخلوي بعد احتشاء عضلة القلب (MI) هو تعزيز معدل تطعيم الخلايا بشكل فعال ، وخلايا عضلة القلب المشتقة من الخلايا الجذعية البشرية (hiPSC-CMs) هي مصدر خلايا واعد لإصلاح القلب بعد التلف الإقفاري. ومع ذلك ، فإن معدل التطعيم المنخفض يمثل عقبة كبيرة أمام التجديد الفعال لأنسجة القلب بعد الزرع. يوضح هذا البروتوكول أن الحقن عن طريق الجلد المتعددة الموجهة بالموجات فوق الصوتية hiPSC-CM في منطقة MI تزيد بشكل فعال من معدلات زرع الخلايا. تصف الدراسة أيضا عملية زراعة hiPSC-CM بأكملها ، والمعالجة المسبقة ، وطرق التوصيل عن طريق الجلد الموجهة بالموجات فوق الصوتية. بالإضافة إلى ذلك ، يساعد استخدام الحمض النووي للميتوكوندريا البشرية في اكتشاف عدم وجود hiPSC-CMs في أعضاء الفئران الأخرى. أخيرا ، تصف هذه الورقة التغيرات في وظائف القلب ، وتكوين الأوعية الدموية ، وحجم الخلية ، وموت الخلايا المبرمج في المنطقة الحدودية المحتشدة في الفئران بعد 4 أسابيع من ولادة الخلايا. يمكن أن نستنتج أن الحقن عن طريق الجلد الموجه بتخطيط صدى القلب لعضلة القلب البطين الأيسر هو علاج خلوي مجدي وغازي نسبيا ومرض وقابل للتكرار وفعال.

كشف تخطيط صدى القلب لتقييم وظيفة البطين الأيسر للفئران في كل مجموعة أن إصابات MI قد انعكست بشكل فعال في مجموعة MD (الشكل 2 أ). بالمقارنة مع مجموعة MI ، أظهرت مجموعة SD زيادة في الكسر القذفي (EF) (من 30٪ إلى 35٪ ؛ الشكل 2 ب) وتقصير الكسور (FS) (من 18٪ إلى 22٪ ؛ الشك?...

Watch this Scientific Journal Video about Ultrasound-Guided Induced Pluripotent Stem Cell-Derived Cardiomyocyte Implantation in Myocardial Infarcted Mice at JoVE.com

Ultrasound-Guided Induced Pluripotent Stem Cell-Derived Cardiomyocyte Implantation in Myocardial Infarcted Mice

يعد توصيل الخلايا الموجهة بالموجات فوق الصوتية حول موقع احتشاء عضلة القلب في الفئران طريقة آمنة وفعالة ومريحة لزراعة الخلايا.

زرع الخلايا العضلية القلبية المشتقة من الخلايا الجذعية المستحثة بالموجات فوق الصوتية في الفئران المحتشدة بعضلة القلب

The key objective of cell therapy after myocardial infarction (MI) is to effectively enhance the cell grafted rate, and human induced pluripotent stem ...

هذا هو التقرير الأول الذي يوضح أن الحقن داخل عضلة القلب الموجه بتخطيط صدى القلب عن طريق الجلد لخلايا عضلة القلب يعزز بشكل كبير الخاصية التعويضية لخلايا عضلة القلب البشرية المشتقة من iPS. هذه الطريقة ممكنة ومرضية وقابلة للتكرار وأقل توغلا وفعالية لتقديم علاج خلايا عضلة القلب البشرية المشتقة من iPS. نعتقد أن الولادة داخل عضلة القلب عن طريق الجلد هي طريقة آمنة وفعالة لتوصيل الأدوية المحلية للأمراض بما في ذلك أمراض القلب الإقفارية واحتشاء عضلة القلب وفشل القلب.ويشرف على هذا المشروع البروفيسور جينفو يانغ والبروفيسور جون بينغ. يوضح الإجراء سيكون Xun Wu و Kele Qin و Kun Xiang ، دكتوراه في الطب من مختبري و Di Wang ، دكتوراه من مختبر مقاطعة هونان الرئيسي لأبحاث القلب والأوعية الدموية. للبدء ، قم بشفط طاف الثقافة من ثقافة hiPSC-CMs لمدة 60 يوما.اغسل الخلايا باستخدام برنامج تلفزيوني ثلاث مرات. ثم افصل hiPSC-CMs إلى خلايا فردية باستخدام خليط إنزيم انفصال الخلية عند 37 درجة مئوية لمدة ثلاث إلى خمس دقائق. اجمع الخلايا في أنبوب سعة 15 ملليلتر يحتوي على خمسة ملليلتر من RPMI بالإضافة إلى وسط B27 واخلطه.عد الخلايا واحسب العدد الإجمالي للخلايا. أجهزة الطرد المركزي تعليق الخلية عند 300G لمدة دقيقتين في درجة حرارة الغرفة. تخلص من المادة الطافية وأعد تعليق الحبيبات في وسط دعم عضلة القلب إلى تركيز 6 × 10 من الخلايا الرابعة لكل ميكرولتر.ضع الأنبوب على حرارة 37 درجة مئوية حتى خطوة الحقن. بعد تخدير الماوس بشكل كاف ، قم بإصلاح الأطراف والذيل بشريط. ثم قم بإصلاح قواطع الماوس بخيط وشريط حريري 2/0.تعقيم الرقبة المتوسطة والصدر الأيسر بثلاث جولات متناوبة من البيتين تليها الكحول. قم بعمل شق متوسط في الرقبة باستخدام مقص تشريحي دقيق وملقط تشريح دقيق. قطع عدد قليل من عضلات عنق الرحم الأمامية لتحقيق الاستقرار وكشف القصبة الهوائية بالكامل.أدخل إبرة ثقب قسطرة قياس 20 كأنبوب قصبة هوائية عبر الفم. قم بتوصيل أنبوب القصبة الهوائية بجهاز التنفس الصناعي وتحقق من حركة الصدر للتأكد من أن كلتا الرئتين جيدة التهوية. ضبط معلمات التنفس.بعد ذلك ، أعد تثبيت الطرف الخلفي الأيسر إلى الجانب الأيمن السفلي وقم بفك الشريط حول الطرف العلوي الأيسر. باستخدام مقص وملقط تشريح دقيق ، قم بإجراء بضع الصدر في المساحة الوربية من ثلاثة إلى أربعة من الصدر الأيسر. باستخدام الملقط ، انزع التامور وحدد موقع الشريان التاجي الأمامي الأيسر النازل.استخدم خيطا حريريا 6/0 لربط الطرف القريب من الشريان. للتأكد من إنشاء نموذج احتشاء عضلة القلب الحاد ، انتظر حتى يتغير الجانب البعيد من الشريان في موقع الربط من الأحمر إلى الأبيض. أغلق طبقة الصدر بطبقة وخيط الجلد بخيط 4/0.بالنسبة لمجموعة الحيوانات الوهمية ، قم بإجراء جميع العمليات الجراحية باستثناء الربط. في الأسبوعين الأولين بعد احتشاء عضلة القلب ، ضع الفئران في صندوق تخدير متصل ب 5٪ إيزوفلوران وقم بإجراء التنبيب الرغامي. قبل ثلاثة أيام من إعطاء hiPSC-CMs ، حقن السيكلوسبورين A في التجويف داخل الصفاق بجرعة 10 ملليغرام لكل كيلوغرام في اليوم.إزالة الشعر من الصدر والجزء العلوي من البطن من الماوس مع كريم مزيل الشعر. استنشاق الإمداد isofluorane حتى يتم الحفاظ على معدل ضربات القلب في 400 إلى 500 نبضة في الدقيقة. ثبت أطراف الماوس والذيل بشريط على وحدة التحكم في الكشف واضبط درجة حرارة المنصة على 37 درجة مئوية.ضع هلام الموجات فوق الصوتية على الجزء العلوي من البطن. باستخدام مسبار الموجات فوق الصوتية البيطرية عالية الدقة ، احصل على صور كبد الفأر. باستخدام حقنة صغيرة سعة خمسة ميكرولتر ، ارسم ما يقرب من 3 × 10 إلى 5 hiPSC-CMs.امسك المحقنة وأدخل إبرة ثلاثة ملليمترات في عملية paraxiphoid اليسرى. تحت توجيه الموجات فوق الصوتية ، اتبع الحافة العلوية للحجاب الحاجز. مراقبة إيقاع الجهاز التنفسي والمدى.أدخل التامور في نهاية دائرة الزفير ، وتجنب تلف الكبد والرئة. ثم احصل على صورة المحور الطويل لقلب الفأر عن طريق تخطيط صدى القلب في الوضع B. تحت التوجيه بالموجات فوق الصوتية ، حقن 1 × 10 إلى خلايا hiPSC-CMs الخامسة في كل من المناطق الهامشية الثلاث لموقع الاحتشاء.إزالة مسبار الموجات فوق الصوتية وشطف الهلام. فطم الفأر عن التخدير وأعده إلى قفصه. حقن السيكلوسبورين أ بشكل مستمر لمدة شهر واحد بعد الزرع.أظهر مخطط صدى القلب للبطين الأيسر أن الإصابات الناجمة عن احتشاء عضلة القلب قد انعكست في مجموعة الجرعات المتعددة. أدى زرع hiPSC-CMs أيضا إلى زيادة الكسر القذفي وتقصير الكسر. أظهر قياس معلمات القلب باستخدام تلوين Sirius Red و Fast Green أن حجم الاحتشاء وجزء حجم الكولاجين قد انخفض ، بينما زاد سمك جدار البطين الأمامي الأيسر بعد الزرع.أظهر وضع العلامات على أكتين ألفا غير المحدد باللون الأخضر ، و DAPI باللون الأزرق ، والتروبونين T الخاص بالإنسان باللون الأحمر وجود خلايا مزروعة في منطقة احتشاء واحتشاء هامشي. كان عدد ونسبة الخلايا المزروعة أعلى في مجموعة الجرعات المتعددة مقارنة بالجرعة الواحدة. بعد 28 يوما من احتشاء عضلة القلب ، أظهرت مجموعة الجرعات المتعددة زيادة في عدد الخلايا التي تعبر عن علامة الخلايا البطانية ، I-B4.أظهر تلطيخ جرثومة القمح و sarcomeric alpha actinin على خلايا عضلة القلب انخفاضا في الحد الأدنى لقطر الألياف. أشار انخفاض عدد نوى خلايا عضلة القلب الإيجابية النفقية في مجموعة الجرعات المتعددة إلى انخفاض موت الخلايا المبرمج. كشف تحليل تفاعل البوليميراز المتسلسل عن الحمض النووي للميتوكوندريا البشرية فقط في القلب ، مما يدل على زرع محدد.عند إدخال الإبرة ، تأكد من دخولها إلى تجويف التامور مع الهامش العلوي للحجاب الحاجز وفي نهاية دائرة الزفير لتجنب إصابة الكبد أو الرئة.

Research

JoVE Journal

Medicine

Implantation of a Carotid Cuff for Triggering Shear-stress Induced Atherosclerosis in Mice

زرع الشريان السباتي الكفة لتحريك القص من التوتر في الفئران المستحثة تصلب الشرايين

It is widely accepted that alterations in vascular shear stress trigger the expression of inflammatory genes in endothelial cells and thereby induce ...

Isolation of Cardiomyocyte Nuclei from Post-mortem Tissue

العزلة نوى Cardiomyocyte من الأنسجة بعد الوفاة

Identification of cardiomyocyte nuclei has been challenging in tissue sections as most strategies rely only on cytoplasmic marker proteins1. Rare events ...

Ultrasound-guided Transthoracic Intramyocardial Injection in Mice

الموجهة بالأمواج فوق الصوتية عبر الصدر حقن داخل عضلة القلب في الفئران

Murine models of cardiovascular disease are important for investigating pathophysiological mechanisms and exploring potential regenerative therapies. ...

Substernal Thyroid Biopsy Using Endobronchial Ultrasound-guided Transbronchial Needle Aspiration

تحت القص خزعة الغدة الدرقية عن طريق الموجات فوق الصوتية داخل القصبة الموجهة إبرة الرشف

Substernal thyroid goiter (STG) represents about 5.8% of all mediastinal lesions1. There is a wide variation in the published incidence rates due to the ...

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

العلاج المستهدفة وانتقائية من Teratomas المستمدة من الخلايا الجذعية Pluripotent استخدام الإشعاع الخارجي شعاع في نموذج الحيوانات الصغيرة

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

A Cryoinjury Model to Study Myocardial Infarction in the Mouse

نموذج الإصابة بالتبريد لدراسة احتشاء عضلة القلب في الماوس

The use of animal models is essential for developing new therapeutic strategies for acute coronary syndrome and its complications. In this article, we ...

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

Sarcomere تقصير متعدد القدرات خلايا القلب المشتقة من الخلايا الجذعية باستخدام الفلورسنت الموسومة بروتينات ساركومير.

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

Endoscopic Ultrasound-Guided Biliary Drainage: Endoscopic Ultrasound-Guided Hepaticogastrostomy in Malignant Biliary Obstruction

التصريف الصفراوي الموجه بالموجات فوق الصوتية بالمنظار: فغر الكبد بالموجات فوق الصوتية الموجه بالمنظار في الانسداد الصفراوي الخبيث

Patients with unresectable malignant biliary obstruction often require biliary drainage to decompress the biliary system. Endoscopic Retrograde ...

Induction of Myocardial Infarction and Myocardial Ischemia-Reperfusion Injury in Mice

تحريض احتشاء عضلة القلب وإصابة نقص تروية عضلة القلب في الفئران

Acute myocardial infarction is a common cardiovascular disease with high mortality. Myocardial reperfusion injury can counteract the beneficial effects of ...

Technical Applications of Microelectrode Array and Patch Clamp Recordings on Human Induced Pluripotent Stem Cell-Derived Cardiomyocytes

التطبيقات التقنية لمصفوفة الأقطاب الدقيقة وتسجيلات المشبك التصحيحي على الخلايا العضلية القلبية المشتقة من الخلايا الجذعية متعددة القدرات التي يسببها الإنسان

Drug-induced cardiotoxicity is the leading cause of drug attrition and withdrawal from the market. Therefore, using appropriate preclinical cardiac safety ...