Arıtma ve Myogenic progenitör hücre nakli Exosomes Duchenne kas distrofik farelerde kardiyak fonksiyon geliştirmek için elde edilen
Summary
Burada, geçici exosomes normal myogenic atası hücrelerden türetilmiş dikim tarafından Duchenne kas distrofisi farelerde kardiyak fonksiyon geliştirmek için bir protokol mevcut.
Abstract
Duchene müsküler distrofisi (DMD) fonksiyonel dystrophin protein eksikliğinden kaynaklanan bir X’e bağlı resesif genetik bir hastalıktır. Hastalık tedavi edilemez ve hastalık ilerledikçe hasta dilate kardiyomiyopati, aritmi ve konjestif kalp yetmezliği belirtileri gelişir. DMDMDX mutant fare dystrophin ifade edemediği ve DMD fare modeli olarak yaygın olarak kullanılır. Bizim son çalışmada, biz o intramyocardial enjeksiyon geniş türü (WT) gözlenen-geri geçici Miyokardiyum DMDMDX mutant farelerin dystrophin ifade myogenic progenitör hücre kaynaklı exosomes (MPC-Exo) hangi ilişkili ima kardiyak fonksiyon geçici bir iyileşme ile WT-MPC-Exo DMD kardiyak semptomlarını kontrol etmek için bir seçenek sağlar. MPC-Exo arıtma ve DMDMDX mutant farelerin kalpleri içine nakli tekniği bu makalede.
Introduction
Duchenne kas distrofisi (DMD) bir mutasyon DMD gen ve fonksiyonel dystrophin1kaybı nedeniyle bir X’e bağlı resesif, progressive nöromüsküler hastalıktır. Dystrophin öncelikle kas iskelet ve Miyokardiyum ifade edilir ve daha az düz kas, endokrin bezlerin ve nöronlar2,3‘ te ifade edilir. DMD 3.500-5000 yeni doğan çocuklar dünya çapında4,5başına bir bir insidansı ile Muskuler Distrofi en yaygın türüdür. Bireyler genellikle ilerleyici kas nekrozu, erken ergenlik ve ölüm nedeniyle kalp yetmezliği ve solunum yetmezliği6hayatlarının ikinci-üçüncü yıllarda tarafından bağımsız yürüme kaybı gelişir.
Dilate kardiyomiyopati, aritmi ve konjestif kalp yetmezliği DMD7,8ortak kardiyovasküler tutulum vardır. Hastalık tedavi edilemez, destekleyici tedavi semptomları veya kalp yetmezliği ilerlemesini geciktirmek, ama kalp fonksiyonu9,10artırmak çok zordur.
DMD hastaları, kas distrofisi X’e benzer (MDX) fare eksik dystrophin protein ve mevcut kardiyomiyopati11belirtileri ve bu nedenle ilişkili DMD kardiyomiyopati araştırmalarda yaygın olarak kullanılmaktadır. Dystrophin etkilenen kaslarda geri yükleyebilmek için Allojeneik Kök hücre tedavisi DMD12,13,14için etkili bir tedavi olduğu ispatlanmıştır. Exosomes, 30-150 nm membran veziküller çeşitli hücre tiplerinin tarafından salgılanan mesajcı RNA (mRNA) ve kodlamayan RNA’ların15,16,17 gibi genetik malzeme taşıma yoluyla hücre hücre iletişim önemli bir rol oynamaktadır ,18,19,20,21.
Bizim önceki çalışmalar myogenic progenitör hücrelerin (MPC), C2C12 hücre kültürünü gibi türetilmiş exosomes dystrophin aktarabilirsiniz göstermiştir bu allojeneik teslimini gösteren mRNA doğrudan kalp enjeksiyon22sonra ana bilgisayar cardiomyocytes için MPC kaynaklı exosomes (MPC-Exo) geçici DMD gen ekspresyonu MDX farelerde geri yükleyebilirsiniz. Bu makale MPC-Exo arıtma ve nakli teknikleri üzerinde duruluyor.
Protocol
Representative Results
Discussion
Saf exosomes izole yöntemi exosomes işlev eğitim için esastır. Bir ortak teknikleri eksozom yalıtım için polietilen aracılı glikoller (mandal) yağış17,18,25‘ tir. Exosomes olabilir mandal içinde çöktürülmüş ve düşük hızlı Santrifüjü tarafından pelleted. PEG aracılı arıtma çok uygun, düşük maliyetli, Gelişmiş ekipman gerek değil, ama orada exosomes saflığı hakkında endişe beri diğer lip…
Divulgations
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Tang kısmen Amerikan Kalp Derneği tarafından desteklenen: GRNT31430008, NIH AR070029, NIH HL086555, NIH HL134354.
Materials
| 0.22-μm Filter | Fisherbrand | 09-720-004 | |
| 15-cm Cell Culture Dish | Thermo Fisher Scientific | 157150 | |
| 24-gauge catheter | TERUMO | SR-OX2419CA | |
| 31-gauge insulin needle | BD | 328291 | |
| 4% paraformaldehyde | Affymetrix | AAJ19943K2 | |
| 50 mL Centrifuge Tubes | Thermo Fisher Scientific | 339652 | |
| 6-0 suture | Pro Advantage by NDC | P420697 | |
| Alexa Fluor 488 goat anti-rabbit IgG | Thermo Fisher Scientific | A-11008 | |
| Antibiotic Antimycotic Solution | Corning | 30-004-CI | |
| Anti-Dystrophin antibody | Abcam | ab15277 | |
| Antigen retriever | Aptum Biologics | R2100-US | Antigen recovery |
| Autofluorescence Quenching Kit | Vector Laboratories | SP-8400 | |
| C2C12 cell line | ATCC | CRL-1772 | |
| Centrifuge | Unico | C8606 | |
| Change-A-Tip High Temp Cauteries | Bovie Medical Corporation | HIT | |
| Confocal microscopy | Zeiss | Zeiss 780 Upright Confocal | |
| DBA/2J-mdx mice | The Jackson Laboratory | 013141 | |
| DMEM | Corning | 10-013-CM | |
| Fetal Bovine Serum (FBS) | Corning | 35-011-CV | |
| Goat serum | MP Biomedicals, LLC | 191356 | |
| Isoflurane | Patterson Veterinary | 07-893-1389 | |
| Ketamine | Henry Schein | 056344 | |
| Mounting Medium with DAPI | Vector Laboratories | H-1500 | |
| Mouse Retractor Set | Kent Scientific | SURGI-5001 | |
| Polyethylene glycol tert-octylphenyl ether | Fisher Scientific | BP151-100 | |
| Rodent ventilator | Harvard Apparatus | 55-7066 | |
| SW-28 Ti rotor | Beckman | 342207 | |
| The Vevo 2100 Imaging Platform | FUJIFILM VisualSonics | Vevo 2100 | Ultrasound System |
| Ultracentrifuge | Beckman | 365672 | |
| Ultra-Clear Tubes | Beckman | 344058 | |
| Xylazine (XylaMed) | Bimeda-MTC Animal Health Inc. | 1XYL003 8XYL006 |
References
- Yiu, E. M., Kornberg, A. J. Duchenne muscular dystrophy. Journal of Paediatrics and Child Health. 51 (8), 759-764 (2015).
- Nudel, U., et al. Duchenne muscular dystrophy gene product is not identical in muscle and brain. Nature. 337 (6202), 76-78 (1989).
- Rae, M. G., O’Malley, D. Cognitive dysfunction in Duchenne muscular dystrophy: a possible role for neuromodulatory immune molecules. Journal of Neurophysiology. 116 (3), 1304-1315 (2016).
- Mah, J. K., et al. A systematic review and meta-analysis on the epidemiology of Duchenne and Becker muscular dystrophy. Neuromuscular Disorders. 24 (6), 482-491 (2014).
- D’Amario, D., et al. A current approach to heart failure in Duchenne muscular dystrophy. Heart. 103 (22), 1770-1779 (2017).
- Koeks, Z., et al. Clinical Outcomes in Duchenne Muscular Dystrophy: A Study of 5345 Patients from the TREAT-NMD DMD Global Database. Journal of Neuromuscular Diseases. 4 (4), 293-306 (2017).
- Kamdar, F., Garry, D. J. Dystrophin-Deficient Cardiomyopathy. Journal of the American College of Cardiology. 67 (21), 2533-2546 (2016).
- Wang, Z., et al. Regenerative Therapy for Cardiomyopathies. Journal of Cardiovascular Translational Research. , (2018).
- Fayssoil, A., Nardi, O., Orlikowski, D., Annane, D. Cardiomyopathy in Duchenne muscular dystrophy: pathogenesis and therapeutics. Heart Failure Reviews. 15 (1), 103-107 (2010).
- Hagan, M., Ashraf, M., Kim, I. M., Weintraub, N. L., Tang, Y. Effective regeneration of dystrophic muscle using autologous iPSC-derived progenitors with CRISPR-Cas9 mediated precise correction. Medical Hypotheses. 110, 97-100 (2018).
- Quinlan, J. G., et al. Evolution of the mdx mouse cardiomyopathy: physiological and morphological findings. Neuromuscular Disorders. 14 (8-9), 491-496 (2004).
- Siemionow, M., et al. Creation of Dystrophin Expressing Chimeric Cells of Myoblast Origin as a Novel Stem Cell Based Therapy for Duchenne Muscular Dystrophy. Stem Cell Reviews and Reports. 14 (2), 189-199 (2018).
- Sienkiewicz, D., Kulak, W., Okurowska-Zawada, B., Paszko-Patej, G., Kawnik, K. Duchenne muscular dystrophy: current cell therapies. Therapeutic Advances in Neurological Disorders. 8 (4), 166-177 (2015).
- Zhang, Y., et al. Long-term engraftment of myogenic progenitors from adipose-derived stem cells and muscle regeneration in dystrophic mice. Human Molecular Genetics. 24 (21), 6029-6040 (2015).
- Ju, C., et al. Transplantation of Cardiac Mesenchymal Stem Cell-Derived Exosomes for Angiogenesis. Journal of Cardiovascular Translational Research. 11 (5), 429-437 (2018).
- Ju, C., et al. Transplantation of Cardiac Mesenchymal Stem Cell-Derived Exosomes Promotes Repair in Ischemic Myocardium. Journal of Cardiovascular Translational Research. 11 (5), 420-428 (2018).
- Ruan, X. F., et al. Suxiao Jiuxin pill promotes exosome secretion from mouse cardiac mesenchymal stem cells in vitro. Acta Pharmacologica Sinica. 39 (4), 569-578 (2018).
- Ruan, X. F., et al. Exosomes from Suxiao Jiuxin pill-treated cardiac mesenchymal stem cells decrease H3K27 demethylase UTX expression in mouse cardiomyocytes in vitro. Acta Pharmacologica Sinica. 39 (4), 579-586 (2018).
- Chen, Y., Tang, Y., Fan, G. C., Duan, D. D. Extracellular vesicles as novel biomarkers and pharmaceutic targets of diseases. Acta Pharmacologica Sinica. 39 (4), 499-500 (2018).
- Chen, Y., Tang, Y., Long, W., Zhang, C. Stem Cell-Released Microvesicles and Exosomes as Novel Biomarkers and Treatments of Diseases. Stem Cells International. 2016, 2417268 (2016).
- Murphy, C., et al. Emerging role of extracellular vesicles in musculoskeletal diseases. Molecular Aspects of Medicine. 60, 123-128 (2018).
- Su, X., et al. Exosome-Derived Dystrophin from Allograft Myogenic Progenitors Improves Cardiac Function in Duchenne Muscular Dystrophic Mice. Journal of Cardiovascular Translational Research. , (2018).
- Hu, G., et al. Exosome-mediated shuttling of microRNA-29 regulates HIV Tat and morphine-mediated neuronal dysfunction. Cell Death & Disease. 3, 381 (2012).
- Bayoumi, A. S., et al. A carvedilol-responsive microRNA, miR-125b-5p protects the heart from acute myocardial infarction by repressing pro-apoptotic bak1 and klf13 in cardiomyocytes. Journal of Molecular and Cellular Cardiology. 114, 72-82 (2018).
- Wang, Y., et al. Exosomes/microvesicles from induced pluripotent stem cells deliver cardioprotective miRNAs and prevent cardiomyocyte apoptosis in the ischemic myocardium. International Journal of Cardiology. 192, 61-69 (2015).
- Cheruvanky, A., et al. Rapid isolation of urinary exosomal biomarkers using a nanomembrane ultrafiltration concentrator. American Journal of Physiology-Renal Physiology. 292 (5), 1657-1661 (2007).
- Oksvold, M. P., Neurauter, A., Pedersen, K. W. Magnetic bead-based isolation of exosomes. Methods in Molecular Biology. 1218, 465-481 (2015).
- Pedersen, K. W., Kierulf, B., Neurauter, A. Specific and Generic Isolation of Extracellular Vesicles with Magnetic Beads. Methods in Molecular Biology. 1660, 65-87 (2017).
- Teng, X., et al. Mesenchymal Stem Cell-Derived Exosomes Improve the Microenvironment of Infarcted Myocardium Contributing to Angiogenesis and Anti-Inflammation. Cellular Physiology and Biochemistry. 37 (6), 2415-2424 (2015).
- Aminzadeh, M. A., et al. Exosome-Mediated Benefits of Cell Therapy in Mouse and Human Models of Duchenne Muscular Dystrophy. Stem Cell Reports. 10 (3), 942-955 (2018).
