Summary

기니 돼지 모델에서 심근 손상 후 심장 근육 패치 hiPSC 파생의 이식

Published: March 18, 2019
doi:

Summary

여기 우리 현재 인간 iPS 세포 cardiomyocytes 기니 돼지 모델에서에서 파생 된 심장 근육 패치 이식 뒤 왼쪽된 심 실 cryoinjury의 유도 대 한 프로토콜.

Abstract

성인 포유류 심장의 제한 된 재생 능력 때문에 심근 경색 cardiomyocytes의 돌이킬 수 없는 손실에 결과. 이 손실 관련 된 양의 심장 근육의 질량 심장 마비로 이어질 수 있습니다. 심장 이식 외에 말기 심장 마비에 대 한 치료 치료 옵션이입니다. 장기 기증자 부족의 시대에, 기관 독립 치료 modalities 필요 합니다. 그러나 왼쪽 심 실 지원 장치는 유망한 치료 옵션을, 특히 대상 치료, 뇌졸중, 감염 및 bleedings 같은 그것의 부작용에 의해 제한으로입니다. 최근 몇 년 동안, 줄기 세포 주입, 심장 창시자 또는 심근 조직 공학 등 여러 가지 심장 복구 전략 조사 했습니다. 세포 생물학에 있는 최근 개선 cardiomyocytes 인간 유도 만능 줄기 세포 (iPSC)에서 파생 된 많은 양의의 분화에 대 한 수 있습니다. 평가에서 현재 심장 복구 전략의 하나는 인공 심장 조직 이식입니다. 설계 된 심장 직물 (EHT) 기본 심 혼 직물의 기능 특성을 가진 3 차원 생체 외에서 만든된 cardiomyocyte 네트워크입니다. 파생 된 hiPSC cardiomyocytes EHT 패치를 만들었습니다. 여기 우리 기니 돼지, hiPSC의 주입에 의해 다음에 왼쪽된 심 실 심근 cryoinjury의 유도 왼쪽된 심 실 벽에 EHT 파생에 대 한 프로토콜을 제시.

Introduction

심장 마비 환자의 수는 우리의 노후화 인구에서 증가 하고있다. 말기 심장 마비, orthotopic 심장 이식만 치료 치료 옵션입니다. 그러나, 특히 유럽 국가에서 증가 장기 기증자 부족이입니다. 따라서, 대체 치료 옵션이 필요 하다. 기계적 순환 지원에 최근 성과, 유망 하지만 특히 장기 실행, 출혈, 펌프 혈전 증 및 전염 성 합병증1같은 그것의 부작용에 의해 제한.

성인 인간의 마음의 생 재생 용량 매우 제한 됩니다. 따라서, 심장 재생 요법 말기 심장 마비 환자2,3에 대 한 대체 치료 옵션이 될 수 있습니다. 줄기 세포 기반 세포 주입 등 조직 엔지니어링 접근 되었습니다 다른 기법 설명3,,45.

인간 배아 줄기 세포 (hESC)로 서 인간 유도 만능 줄기 세포 (hiPSC), 효과적으로 저절로 심장 재생의 분야에 있는 주요 공적 이었던 인간의 cardiomyocytes6, 구타에 분화 될 수 있다 요법입니다.

심근 경색 후 심근을 대체 하 고 실패 심장의 기능을 향상, cardiomyocytes와 그들의 기계 및 전기 기본 마음으로 커플링의 적당 한 수의 생존은 필수적입니다. 인간 iPS 세포 파생 cardiomyocytes와 심장 재생 치료의 가능성을 조사, 적당 한 연구 모델 필요 하다. 이상적인 모델 한다 비용 있고 인간과 같은 생리학, 전기 생리학. 그러나 돼지 같은 큰 동물 모델의 관점에서 이상적인 것입니다,, 그 실험은 매우 비싼 하 고 대량의 cardiomyocytes 심 실 왼쪽에 효과 보려면 cardiomyocytes의 해당 번호를 대체 하는 데 필요한 것 돼지 경색 모델에서 작동 합니다.

예를 들어, 인간의 세포 기반 심장 재생으로 초등학교 생물학 질문에 대답, 세포 생존, vascularization, 및 전기 커플링, 작은 동물 모델은 더 적당 하다. 그들의 전기 생리학 더 밀접 하 게 인간7상황, 사용할 수 있는 작은 동물 모델에서 기니 돼지 쥐와 쥐, 가장 유용한 종입니다. 이 기니 돼지 모델에서 우리는 좌 심 실의 과거 cryoinjury 유도. 3 차원의 심근 경색 주입의 유도 후 1 주일 저절로 엉덩이 셀 파생 cardiomyocyte 치고 패치 수행 되었다. Cardiomyocyte 세포 생존 조직학 시험 주입 후 28 일 평가 했다.

Protocol

동물은 실험실 동물의 원칙에 대 한 가이드 준수 인도적인 치료를 받은 하 고 준비 하 여 연구소의 실험 동물 자원, 건강의 국가 학회에 의해 출판. 책임 있는 지방 기관에 의해 모든 동물 프로토콜 승인 (‘Amt에 Gesundheit und Verbraucherschutz, 제 슈 타트 함부르크’ / 동물 프로토콜 # 109/16). 1. 동물을 구합니다 상업적으로 500-600 g 무게 여성 기니 피그를 얻을. 동물 감 금 …

Representative Results

이 기니 돼지 모델은 hiPSC의 주입 파생 EHT 패치 후 심장 재생을 조사 하는 적합 한 모델. 그것은 reproducibly 큰 과거 심근 상해에 이른다. 흉터 크기는 cryoinjury 후에 4 주 조직학에 의해 평가 됩니다. 메이슨 trichrome 얼룩이 보여 큰 과거 흉터 (그림 2). 흉터 크기8재현성 높은 학위를 반영 하는 부상된 동물의 많은 수에 유사 했다. 평균 25% 왼쪽된 심 실 심근의 흉?…

Discussion

작은 동물 모델의 다양 한 세포 이식 다친된 마음9,,1011에 미치는 효과 연구에 사용할 수 있습니다. 우리는 모든 작은 동물 때문에 기니 피그 모델 모델의 (전기) 선택 생리학 인간의 가장 밀접 하 게 유사한. 작은 동물 모델의 장점은 간단한 주택, 관리 비용 및 몇 가지 노동입니다. 쥐 및 쥐에 비해 기니 pigs´ 심장 (전기) 생리학?…

Divulgations

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

이 연구에 대 한 받은 아무 자금 조달

Materials

Ventilator (VetFlo Dual Mode) Kent Scientific
Forene abbvie 1000009819
Carprofen Zoetis 256692
Atropin Braun PZN 00648037
Buprenorphin Sigma
Metal stamp
Electric soldering iron Claytools
3-0 prolene suture Ethicon
4-0 prolene suture Ethicon 662SLH
5-0 prolene suture Ethicon 8710H
8-0 prolene suture Ethicon 8841H
Tungsten Carbide Scissor  FST No. 14568-12
Stainless sterilization Container FST No. 20890-51
Graefe Forceps FST No.11652-10
Extra fine Graefe Forceps FST No.11150-10
Forceps FST No. 11022-15
Halsted- Mosquito FST No. 13009-12
Forceps FST No.13003-10
Baby Mixter FST No. 13013-14
Needle holder (Castroviejo with Tungsten Casbide Jaws)  FST No. 12565-14
Needle Holder (Halsey) FST No. 12501-13
Alm Retractor with Blumt Teeth FST No. 17008-07
Spring Scissor FST No. 15000-00
Compress 5×5 Fink + Walter PZN 08821417
Venflon Pro Safety Becton Dickinson PZN11123964
Cautery High Temp 2" Bovie Medical Corporation 0100607151011055

References

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Citer Cet Article
Castro, L., Geertz, B., Reinsch, M., Aksehirlioglu, B., Hansen, A., Eschenhagen, T., Reichenspurner, H., Weinberger, F., Pecha, S. Implantation of hiPSC-derived Cardiac-muscle Patches after Myocardial Injury in a Guinea Pig Model. J. Vis. Exp. (145), e58810, doi:10.3791/58810 (2019).

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