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 arbeidet ble støttet av den store forskningsplanen til National Natural Science Foundation of China (nr. 91539111til JY), Key Project of Science and Technology i Hunan-provinsen (nr. 2020SK53420 til JY) og The Science and Technology Innovation Program of Hunan Province (2021RC2106 til CF).

Alle dyreforsøk i denne studien ble gjennomgått og godkjent av etikkomiteen ved Second Xiangya Hospital of Central South University. Se materialfortegnelsen for detaljer om alle materialer og utstyr som brukes i denne protokollen. Tidslinjene for celleinjeksjon, bildediagnostikk og euthansi er som følger: t0- indusere infarkt, t1 uke- bilde- og implantatceller, t2 uker- bilde- og implantatceller, t4 uker- endelig bildebehandling, eutanasi og vevsinnsamling.
1. hiPSC-k...

<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 trinnene i denne studien inkluderer hiPSC-kultur, kardiomyocytdifferensiering, hiPSC-CM-rensing og hiPSC-CM-transplantasjon i museinfarktstedet. Nøkkelen er å bruke hjerteultralyd for å transkutant lede behandlingen mot infarktstedet ved kanten av infarktet der hiPSC-CM ble injisert i området.
Med forlengelsen av kulturtiden endres hiPSC-CM-fenotypen i morfologi (større cellestørrelse), struktur (muskel, fibriltetthet, arrangement, mikroskopiske celleklynger) og fysiologi (ka...

Når akutt MI oppstår, dør myokardceller i det infarkterte området raskt på grunn av iskemi og hypoksi. Flere betennelsesfaktorer frigjøres etter celledød og ruptur, mens betennelsesceller infiltrerer infarktstedet for å forårsake betennelse1. Det er signifikant at fibroblaster og kollagen, både uten kontraktilitet og elektrisk ledningsevne, erstatter myokardcellene i det infarkterte stedet for å danne arrvæv. På grunn av den begrensede regenereringskapasiteten til kardiomyocytter hos voksne pattedyr, er levedyktig vev dannet etter et stort infarktområde vanligvis ikke tilstrekkelig for å opprettholde tilstrekkelig hjerteutgang2. MI forårsaker hjertesvikt, og i alvorlige tilfeller av hjertesvikt kan pasienter bare stole på hjertetransplantasjoner eller ventrikkelhjelpemidler for å opprettholde normale hjertefunksjoner 3,4.
Etter MI er den ideelle behandlingsstrategien å erstatte de døde kardiomyocyttene med nydannede kardiomyocytter, og danne elektromekanisk kobling med sunt vev. Imidlertid har behandlingstilbud vanligvis vedtatt myokardberging i stedet for erstatning. For tiden er stamcelle- og stamcellebaserte terapier blant de mest lovende strategiene for å fremme myokardreparasjon etter MI5. Imidlertid har transplantasjonen av disse cellene flere problemer, først og fremst manglende evne til voksne stamceller til å differensiere til kardiomyocytter og deres korte levetid6.
De etiske problemene knyttet til bruk av embryonale stammeceller (ES) kan omgås av iPSCs, som er en lovende kilde til celler. I tillegg har iPSCs sterke selvfornyelsesevner og kan differensiere til kardiomyocytter7. Studier har vist at hiPSC-CMs transplantert inn i MI-området kan overleve og danne gapkryss med vertsceller 8,9. Men fordi disse transplanterte cellene befinner seg i mikromiljøet av iskemi og betennelse, er deres overlevelsesrate ekstremt lav10,11.
Flere metoder er etablert for å forbedre overlevelsesraten til transplanterte celler, for eksempel hypoksi og varmesjokkforbehandling av transplanterte celler12,13, genetisk modifikasjon 14,15 og samtidig transplantasjon av celler og kapillærer 16. Dessverre er de fleste metoder begrenset av kompleksitet og høye kostnader. Derfor foreslår denne studien en reproduserbar, praktisk, relativt invasiv og effektiv hiPSC-CM leveringsmetode.
Ultralydveiledet intramyokardcelleinjeksjon kan utføres med bare en høyoppløselig liten veterinær ultralydmaskin og en mikroinjektor, uavhengig av stedet. Under ultralydveiledning er direkte levering av celler under xiphoidprosessen fra perikardiet til myokardiet hos mus en sikker protokoll som unngår lever- og lungeskader. Denne metoden kan kombineres samtidig med andre teknologier for å forbedre overlevelsesgraden av transplanterte celler betydelig.

<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

Hovedmålet med celleterapi etter hjerteinfarkt (MI) er å effektivt forbedre celletransplantasjonshastigheten, og humane induserte pluripotente stamcelleavledede kardiomyocytter (hiPSC-CMs) er en lovende cellekilde for hjertereparasjon etter iskemisk skade. Imidlertid er en lav transplantert hastighet et betydelig hinder for effektiv regenerering av hjertevev etter transplantasjon. Denne protokollen viser at flere hiPSC-CM ultralydveiledede perkutane injeksjoner i et MI-område effektivt øker celletransplantasjonshastigheten. Studien beskriver også hele hiPSC-CM-dyrkningsprosessen, forbehandling og ultralydveiledede perkutane forløsningsmetoder. I tillegg bidrar bruken av humant mitokondrielt DNA til å oppdage fraværet av hiPSC-CM i andre museorganer. Til slutt beskriver dette papiret endringene i hjertefunksjon, angiogenese, cellestørrelse og apoptose ved infarktgrensesonen hos mus 4 uker etter cellelevering. Det kan konkluderes med at ekkokardiografiveiledet perkutan injeksjon av venstre ventrikkelmyokard er en gjennomførbar, relativt invasiv, tilfredsstillende, repeterbar og effektiv cellulær terapi.

Ekkokardiografi for evaluering av musens venstre ventrikkelfunksjon i hver gruppe viste at MI-skadene effektivt ble reversert i MD-gruppen (figur 2A). Sammenlignet med MI-gruppen viste SD-gruppen økt ejeksjonsfraksjon (EF) (fra 30% til 35%; Figur 2B) og fraksjonsforkortelse (FS) (fra 18% til 22%; Figur 2C) etter MI. Det er imidlertid enda viktigere å merke seg at flere injeksjoner av hiPSC-CM i MD-gruppen mus perkutant økte EF (f...

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

Ultralydveiledet cellelevering rundt stedet for hjerteinfarkt hos mus er en trygg, effektiv og praktisk måte å celletransplantere på.

Ultralydveiledet indusert pluripotent stamcelleavledet kardiomyocyttimplantasjon i myokardinfarkt mus

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 rapporten som viser at ekkokardiografistyrt, perkutan intramyokardial injeksjon av kardiomyocytter signifikant forbedrer den reparative egenskapen til humane iPS-avledede kardiomyocytter. Denne metoden er gjennomførbar, tilfredsstillende, repeterbar, mindre invasiv og effektiv prosedyre for å levere human iPS-derivert kardiomyocyttbehandling. Vi tror at perkutan intramyokardial fødsel er en sikker og effektiv metode for lokal legemiddellevering for sykdommer som iskemisk hjertesykdom, hjerteinfarkt og hjertesvikt.Dette prosjektet veiledes av professor Jinfu Yang og professor Jun Peng. demonstrere prosedyren vil være Xun Wu, Kele Qin, og Kun Xiang, MD PhDs fra laboratoriet mitt og Di Wang, en doktorgrad fra Hunan Provincial Key Laboratory of Cardiovascular Research. Til å begynne med, vakuum aspirere kultursupernatanten fra en 60-dagers kultur av hiPSC-CMs.Vask cellene med PBS tre ganger. Dissosiere deretter hiPSC-CMs i individuelle celler ved hjelp av celledetachment-enzymblandingen ved 37 grader Celsius i tre til fem minutter. Samle cellene i et 15 milliliter rør som inneholder fem milliliter RPMI pluss B27 medium og bland.Telle cellene og beregne totalt antall celler. Sentrifuger cellesuspensjonen ved 300G i to minutter ved romtemperatur. Kast supernatanten og resuspender pelleten i kardiomyocyttstøttemedium til en konsentrasjon på 6 x 10 av de 4. cellene per mikroliter.Plasser tuben på 37 grader Celsius til injeksjonstrinnet. Etter at musen er tilstrekkelig bedøvet, fest lemmer og hale med tape. Fest deretter musefortennene med en 2/0 silketråd og tape.Steriliser medianhalsen og venstre bryst med tre vekslende runder med betain etterfulgt av alkohol. Lag et median nakkesnitt ved hjelp av fin anatomisk saks og fin dissekerende tang. Klipp av noen fremre livmorhalsmuskler for å stabilisere og fullstendig eksponere luftrøret.Sett inn en 20-gauge kateter punktering nål som et trakealrør gjennom munnen. Koble trakealrøret til ventilatoren og kontroller for thorax bevegelse for å sikre at begge lungene er godt ventilert. Juster pusteparametrene.Deretter fester du venstre bakre lem til nedre høyre side og løsner båndet rundt venstre øvre lem. Med fin dissekere saks og tang, utfør en torakotomi på tre til fire interkostalrom i venstre thorax. Bruk tang, riv av perikardiet og finn venstre fremre nedadgående koronararterie.Bruk en 6/0 silketråd for å ligere den proksimale enden av arterien. For å sikre at den akutte myokardinfarktmodellen er etablert, vent til den distale siden av arterien på ligeringsstedet endres fra rød til hvit. Lukk brystet lag for lag og sutur huden med 4/0 tråd.For sham gruppen av dyr, utfør alle kirurgiske prosedyrer bortsett fra ligering. I de første to ukene etter hjerteinfarkt, plasser musene i en anestesiboks forbundet med 5% isofluoran og utfør trakeal intubasjon. Tre dager før administrering av hiPSC-CM, injiser ciklosporin A i intraperitonealhulen i en dose på 10 milligram per kilo per dag.Fjern håret fra brystet og øvre del av musen med hårfjerningskrem. Tilførsel av inhalasjonsisofluoran til hjertefrekvensen opprettholdes på 400 til 500 slag per minutt. Fest muselemmer og hale med tape på deteksjonskonsollen og sett plattformtemperaturen til 37 grader Celsius.Påfør ultralydgeléen på overlivet. Bruk en høyoppløselig veterinær ultralydssonde, få museleverbilder. Bruk en fem mikroliters mikrosprøyte til å trekke ca. 3 x 10 til 5.Hold sprøyten og stikk inn en tre millimeter kanyle ved venstre paraksifoide prosess. Under ultralydveiledning, følg øvre kant av membranen. Vær oppmerksom på respiratorisk rytme og rekkevidde.Gå inn i perikardiet på slutten av ekspiratorisk sirkel, unngå skade på lever og lunge. Deretter får du det parasternale lange aksebildet av musehjertet ved B-modus ekkokardiografi. Under ultralydveiledning, injiser 1 x 10 til 5th hiPSC-CMs celler i hvert av de tre marginale områdene av infarktstedet.Fjern ultralydsonden og skyll av geléen. Spenne musen av anestesien og returner den til buret. Injiser ciklosporin A kontinuerlig i en måned etter transplantasjonen.Ekkokardiografi av venstre ventrikkel viste reversering av skadene på grunn av hjerteinfarkt i flerdosegruppen. Transplantasjon av hiPSC-CM resulterte også i økt ejeksjonsfraksjon og fraksjonsforkorting. Måling av hjerteparametre med Sirius Red og Fast Green-farging viste at infarktstørrelsen og kollagenvolumfraksjonen avtok, mens venstre ventrikkels fremre veggtykkelse økte etter transplantasjonen.Merking for uspesifikt alfaaktin i grønt, DAPI i blått og humanspesifikt troponin T i rødt viste tilstedeværelse av transplanterte celler i infarkt og marginalt infarktområde. Antall og prosentandel av transplanterte celler var høyere i gruppen med flere doser sammenlignet med enkeltdoser. 28 dager etter hjerteinfarkt viste gruppen med flere doser en økning i antall celler som uttrykte endotelcellemarkøren, I-B4.Hvetekimagglutinin og sarkomerisk alfaaktininfarging på kardiomyocytter viste en reduksjon i minste fiberdiameter. Lavere antall tunnelpositive kardiomyocyttkjerner i flerdosegruppen indikerte redusert apoptose. PCR-analyse påviste humant mitokondrielt DNA bare i hjertet, og viste spesifikk transplantasjon.Når du setter inn nålen, må du sørge for at den kommer inn i perikardialhulen sammen med den øvre membranmarginen og på slutten av ekspiratorisk sirkel for å unngå skade på leveren eller lungen.

Research

JoVE Journal

Medicine

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

Implantasjon av en Carotid Cuff for Utløsende 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 av Cardiomyocyte kjerner 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

Ultralydveiledet Transtorakal Intramyocardial Injeksjon 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 hjelp Endobronchial Ultralyd-veiledet Transbronchial nål aspirasjon

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 av Pluripotent Stamcelle-avledet Teratomas bruke ekstern stråle stråling i en liten-dyr modell

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 Cryoinjury modell for å studere hjerteinfarkt i Mouse

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 Forkortelse av Pluripotente stamcelleavledede kardiomyocytter ved hjelp av fluorescerende taggede 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 ultralydstyrt biliær drenering: Endoskopisk ultralydstyrt hepatikogastrostomi i ondartet biliær obstruksjon

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

Induksjon av hjerteinfarkt og myokardiskemi-reperfusjonsskade 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 av mikroelektrodematrise og patchklemmeopptak på humaninduserte pluripotente stamcelleavledede kardiomyocytter

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