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

Dette arbejde blev støttet af den store forskningsplan fra National Natural Science Foundation of China (nr. 91539111til JY), nøgleprojekt for videnskab og teknologi i Hunan-provinsen (nr. 2020SK53420 til JY) og Science and Technology Innovation Program of Hunan-provinsen (2021RC2106 til CF).

Alle dyreforsøg i denne undersøgelse blev gennemgået og godkendt af den etiske komité på Second Xiangya Hospital of Central South University. Se materialefortegnelsen for detaljer om alle materialer og udstyr, der anvendes i denne protokol. Tidslinjerne for celleinjektion, billeddannelse og eutansi er som følger: t0- inducere infarkt, t1 uge- billed- og implantatceller, t2 uger- billed- og implantatceller, t4 uger- endelig billeddannelse, eutanasi og vævsindsamling.
<stro...

<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>

De kritiske trin i denne undersøgelse inkluderer hiPSC-kultur, kardiomyocytdifferentiering, hiPSC-CM-oprensning og hiPSC-CM-transplantation til musens myokardieinfarktsted. Nøglen er at bruge hjerte-ultralyd til transkutant at lede behandlingen mod infarktstedet ved kanten af infarkt, hvor hiPSC-CM'er blev injiceret i området.
Med forlængelsen af dyrkningstiden ændres hiPSC-CM-fænotypen i morfologi (større cellestørrelse), struktur (muskel, fibrildensitet, arrangement, mikroskopiske ce...

Når akut MI opstår, dør myokardceller i det infarkterede område hurtigt på grund af iskæmi og hypoxi. Flere inflammatoriske faktorer frigives efter celledød og brud, mens inflammatoriske celler infiltrerer infarktstedet for at forårsage betændelse1. Signifikant erstatter fibroblaster og kollagen, begge uden kontraktilitet og elektrisk ledningsevne, myokardceller i infarktstedet for at danne arvæv. På grund af kardiomyocytters begrænsede regenereringskapacitet hos voksne pattedyr er levedygtigt væv dannet efter et stort infarktområde normalt ikke tilstrækkeligt til at opretholde tilstrækkelig hjerteudgang2. MI forårsager hjertesvigt, og i alvorlige tilfælde af hjertesvigt kan patienter kun stole på hjertetransplantationer eller ventrikulære hjælpemidler for at opretholde normale hjertefunktioner 3,4.
Efter MI er den ideelle behandlingsstrategi at erstatte de døde kardiomyocytter med nydannede kardiomyocytter, der danner elektromekanisk kobling med sunde væv. Imidlertid har behandlingsmuligheder typisk vedtaget myokardieredning snarere end udskiftning. I øjeblikket er stamcelle- og stamcellebaserede terapier blandt de mest lovende strategier til at fremme myokardiereparation efter MI5. Imidlertid har transplantationen af disse celler flere problemer, primært voksne stamcellers manglende evne til at differentiere sig til kardiomyocytter og deres korte levetid6.
De etiske spørgsmål i forbindelse med brugen af embryonale stamceller (ES) kan omgås af iPSC'er, som er en lovende kilde til celler. Derudover har iPSC'er stærke selvfornyelsesevner og kan differentiere sig til kardiomyocytter7. Undersøgelser har vist, at hiPSC-CM'er, der transplanteres til MI-stedet, kan overleve og danne mellemrumskryds med værtsceller 8,9. Men fordi disse transplanterede celler er placeret i mikromiljøet af iskæmi og betændelse, er deres overlevelsesrate ekstremt lav10,11.
Flere metoder er blevet etableret for at forbedre overlevelsesraten for transplanterede celler, såsom hypoxi og varmechok forbehandling af transplanterede celler12,13, genetisk modifikation 14,15 og samtidig transplantation af celler og kapillærer 16. Desværre er de fleste metoder begrænset af kompleksitet og høje omkostninger. Derfor foreslår denne undersøgelse en reproducerbar, praktisk, relativt invasiv og effektiv hiPSC-CM-leveringsmetode.
Ultralydstyret intramyokardiecelleinjektion kan udføres med kun en lille veterinær ultralydsmaskine med høj opløsning og en mikroinjektor, uanset stedet. Under ultralydsvejledning er direkte levering af celler under xiphoidprocessen fra perikardiet til myokardiet hos mus en sikker protokol, der undgår lever- og lungeskader. Denne metode kan kombineres samtidigt med andre teknologier for signifikant at forbedre overlevelsesraten for transplanterede celler.

<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

Hovedformålet med celleterapi efter myokardieinfarkt (MI) er effektivt at forbedre cellepodets podningshastighed, og humant inducerede pluripotente stamcelleafledte kardiomyocytter (hiPSC-CM'er) er en lovende cellekilde til hjertereparation efter iskæmisk skade. Imidlertid er en lav podet hastighed en væsentlig hindring for effektiv regenerering af hjertevæv efter transplantation. Denne protokol viser, at flere hiPSC-CM ultralydsguidede perkutane injektioner i et MI-område effektivt øger celletransplantationshastighederne. Undersøgelsen beskriver også hele hiPSC-CM-kulturprocessen, forbehandling og ultralydsstyrede perkutane leveringsmetoder. Derudover hjælper brugen af humant mitokondrie-DNA med at detektere fraværet af hiPSC-CM'er i andre museorganer. Endelig beskriver dette papir ændringerne i hjertefunktion, angiogenese, cellestørrelse og apoptose i den infarkterede grænsezone hos mus 4 uger efter cellelevering. Det kan konkluderes, at ekkokardiografi-guidet perkutan injektion af venstre ventrikulær myokardium er en mulig, relativt invasiv, tilfredsstillende, gentagelig og effektiv cellulær terapi.

Ekkokardiografi til evaluering af musenes venstre ventrikelfunktion i hver gruppe afslørede, at MI-skaderne effektivt blev vendt i MD-gruppen (figur 2A). Sammenlignet med MI-gruppen viste SD-gruppen øget udstødningsfraktion (EF) (fra 30% til 35%; Figur 2B) og fraktionsforkortelse (FS) (fra 18% til 22%; Figur 2C) efter MI. Det er imidlertid endnu mere afgørende at bemærke, at flere injektioner af hiPSC-CM'erne i mus i MD-gruppen...

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

Ultralydstyret cellelevering omkring stedet for myokardieinfarkt hos mus er en sikker, effektiv og bekvem måde at celletransplantation på.

Ultralydsvejledt induceret pluripotent stamcelleafledt kardiomyocytimplantation hos myokardieinfarktmus

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

Dette er den første rapport, der viser, at ekkokardiografi-guidet, perkutan intramyokardieinjektion af kardiomyocytter signifikant forbedrer den reparative egenskab af humane iPS-afledte kardiomyocytter. Denne metode er mulig, tilfredsstillende, gentagelig, mindre invasiv og effektiv procedure til levering af human iPS-afledt kardiomyocytbehandling. Vi mener, at perkutan intramyokardielevering er en sikker og effektiv metode til lokal lægemiddellevering til sygdomme, herunder iskæmisk hjertesygdom, myokardieinfarkt og hjertesvigt.Dette projekt overvåges af professor Jinfu Yang og professor Jun Peng. demonstrere proceduren vil være Xun Wu, Kele Qin og Kun Xiang, MD PhDs fra mit laboratorium og Di Wang, en ph.d. fra Hunan Provincial Key Laboratory of Cardiovascular Research. Til at begynde med vakuumsuges kultursupernatanten fra en 60-dages kultur af hiPSC-CM'er.Vask cellerne med PBS tre gange. Derefter dissocieres hiPSC-CM'erne i individuelle celler ved hjælp af celleløsrivelsesenzymblandingen ved 37 grader Celsius i tre til fem minutter. Saml cellerne i et 15 ml rør indeholdende fem ml RPMI plus B27 medium og bland.Tæl cellerne, og beregn det samlede antal celler. Centrifuger cellesuspensionen ved 300 G i to minutter ved stuetemperatur. Supernatanten kasseres, og pellet resuspenderes i kardiomyocytstøttesubstratet til en koncentration på 6 x 10 af 4. celler pr. mikroliter.Anbring røret ved 37 grader Celsius til injektionstrinnet. Når musen er tilstrækkeligt bedøvet, skal du fastgøre lemmerne og halen med tape. Fastgør derefter musens forænder med en 2/0 silketråd og tape.Median halsen og venstre bryst steriliseres med tre vekslende runder betain efterfulgt af alkohol. Lav et median halssnit ved hjælp af fin anatomisk saks og fint dissekerende tang. Afskær et par forreste livmoderhalsmuskler for at stabilisere og udsætte luftrøret fuldt ud.Indsæt en 20-gauge kateter punkteringsnål som et trakealrør gennem munden. Tilslut trakealrøret til ventilatoren og kontroller for thoraxbevægelse for at sikre, at begge lunger er godt ventilerede. Juster vejrtrækningsparametrene.Fastgør derefter venstre bagben til nederste højre side og løsn båndet omkring venstre overekstremitet. Med fint dissekerende saks og tang skal du udføre en thoracotomi i det tre til fire interkostale rum i venstre thorax. Brug tang til at skrælle perikardiet af og lokalisere den venstre forreste nedadgående koronararterie.Brug en 6/0 silketråd til at ligere den proksimale ende af arterien. For at sikre, at den akutte myokardieinfarktmodel er etableret, skal du vente, indtil den distale side af arterien på ligeringsstedet ændres fra rød til hvid. Luk brystet lag for lag og sutur huden med 4/0 tråd.For den falske gruppe af dyr skal du udføre alle kirurgiske procedurer undtagen ligering. I de første to uger efter myokardieinfarkt skal du placere musene i en anæstesiboks forbundet med 5% isofluoran og udføre trakeal intubation. Tre dage før administration af hiPSC-CM'er injiceres ciclosporin A i det intraperitoneale hulrum i en dosis på 10 milligram pr. Kg pr. Dag.Fjern håret fra brystet og overlivet på musen med hårfjerningscreme. Tilfør inhalationsisofluoran til hjertefrekvensen holdes på 400 til 500 slag i minuttet. Fastgør musens lemmer og hale med tape på detekteringskonsollen, og indstil platformtemperaturen til 37 grader Celsius.Påfør ultralydgeléen på overlivet. Brug en veterinær ultralydssonde med høj opløsning til at få museleverbilleder. Brug en fem mikroliter mikrosprøjte til at trække ca. 3 x 10 til de 5. hiPSC-CM'er.Hold sprøjten og indsæt en tre millimeter nål ved venstre paraxiphoid-proces. Under ultralydsvejledning skal du følge membranens øverste kant. Overhold åndedrætsrytmen og rækkevidden.Indtast perikardiet i slutningen af ekspiratoriske cirkel, undgå skade på lever og lunge. Derefter erhverver det parasternale langaksebillede af musehjertet ved B-mode ekkokardiografi. Under ultralydsvejledning injiceres 1 x 10 til de 5. hiPSC-CMs celler i hvert af de tre marginale områder af infarktstedet.Fjern ultralydssonden og skyl geléen af. Afvæn musen fra anæstesien og returner den til buret. Injicer ciclosporin A kontinuerligt i en måned efter transplantation.Ekkokardiografi af venstre ventrikel viste, at skaderne på grund af myokardieinfarkt blev vendt i multipeldosisgruppen. Transplantation af hiPSC-CM'er resulterede også i øget uddrivningsfraktion og fraktionsforkortelse. Måling af hjerteparametre ved hjælp af Sirius rød og hurtig grøn farvning viste, at infarktstørrelsen og kollagenvolumenfraktionen faldt, mens tykkelsen af venstre ventrikel forreste væg steg efter transplantation.Mærkning for ikke-specifikt alfa-actin i grønt, DAPI i blåt og menneskespecifikt troponin T i rødt viste tilstedeværelsen af transplanterede celler i infarkt og marginalinfarktområde. Antallet og procentdelen af transplanterede celler var højere i flerdosisgruppen sammenlignet med enkeltdosisgruppen. 28 dage efter myokardieinfarkt viste flerdosisgruppen en stigning i antallet af celler, der udtrykte endotelcellemarkøren, I-B4.Hvedekimagglutinin og sarkomerisk alfa-actininfarvning på kardiomyocytter viste en reduktion i den minimale fiberdiameter. Lavere antal tunnelpositive kardiomyocytkerner i flerdosisgruppen indikerede reduceret apoptose. PCR-analyse påviste kun det humane mitokondrie-DNA i hjertet, hvilket viste specifik transplantation.Når du indsætter nålen, skal du sørge for, at den kommer ind i perikardiehulen sammen med den øvre membranmargen og i slutningen af ekspiratoriscirklen for at undgå skade på leveren eller lungen.

Research

JoVE Journal

Medicine

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

Implantation af en carotis Cuff til udløsning af shear-stress Induced Åreforkalkning i Mus

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

Isolering af cardiomyocyte Kerner fra Post-mortem Tissue

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

Ultralydsvejledt Transtorakal intramyocardial Injektion i mus

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

Substernal Thyroid Biopsi Brug endobronchiale Ultralyd-vejledt transbronkial nål aspiration

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

Målrettet og selektiv behandling af pluripotente stamceller-afledt Teratomer ved hjælp af ekstern strålebehandling i et lille dyr Model

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

En Kryoskade model til undersøgelse af myokardieinfarkt i mus

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 Afkortning af pluripotente stamcelle-afledte kardiomyocytter ved hjælp af fluorescerende-tagged Sarcomere proteiner.

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

Endoskopisk ultralydstyret galdedræning: Endoskopisk ultralydstyret hepaticogastrostomi i ondartet galdeobstruktion

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

Induktion af myokardieinfarkt og myokardieiskæmi-reperfusionsskade hos mus

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

Tekniske anvendelser af mikroelektrodearray- og patch-klemmeoptagelser på humaninducerede pluripotente stamcelleafledte kardiomyocytter

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