在穆林模型中缺血再灌注损伤后干细胞的心肌内传递延迟
Summary
干细胞作为心肌损伤患者的潜在治疗方法不断被研究，然而，干细胞在损伤组织中生存能力的降低和保留会影响其长期疗效。在这份手稿中，我们描述了一种替代干细胞传递方法，该模型采用缺血再灌注损伤的穆林模型。
Abstract
人们对于使用干细胞（SCs）恢复心肌损伤个体的心脏功能有着浓厚的兴趣。最常见的是，心脏干细胞治疗是通过将SC同时与心肌损伤诱导同时提供来研究。然而，这种方法存在两个显著限制：早期敌对的亲炎缺血环境可能会影响移植的SC的生存，并且它并不代表可能使用SC的亚急性梗塞情景。在这里，我们描述了一个两部分的手术程序系列，用于诱导缺血-再灌注损伤和传递中质干细胞（MSCs）。这种干细胞管理方法可以通过规避最初的免疫反应，使受损组织周围的生存能力和保留时间更长。在小鼠中诱导了缺血再灌注损伤的模型，并伴之以间质干细胞（3.0 x 105），稳定地表达着记者基因萤火虫荧光酶在构成表达CMV促进剂下，7天后在心内。通过超声波和生物发光成像分别对动物进行成像，以确认损伤和细胞注射。重要的是，在执行此两程序方法进行 SC 交付时，没有增加的并发症率。这种干细胞施用方法，与利用最先进的报告基因一起，可能允许在临床上常见的慢性缺血情况下，在体内研究移植的SC的生存能力和保留，同时规避最初的亲炎反应。总之，我们建立了一个协议，延迟将干细胞传递到心肌，这可以用来作为促进受损组织再生的潜在新方法。
Introduction
心血管疾病仍然是全世界发病率和死亡率的最常见原因。心脏缺血事件被发现有害于心肌和周围细胞1的整体功能。只有̴0.45-1.0%的心肌细胞在心肌损伤发生后每年再生。尽管不断增长的需求和固有的重点开发治疗，治疗帮助受伤组织再生已经很难建立，仍然需要进一步优化3，4，5。,4,5干细胞疗法已被引入，作为在缺血事件后恢复受损组织活力的替代途径;然而，这些疗法的进步已经受到有限的生存和保留细胞到受伤区域6的挑战。
缺血事件后心脏的微环境可以定性为缺氧、亲氧化和亲炎，为治疗干细胞适应生存7，8的敌对条件。由于免疫反应在受伤后触发，天真的淋巴细胞，巨噬细胞，嗜中性粒细胞和乳腺细胞试图通过去除垂死的细胞和调节组织重塑9，10，119,的过程来修复损伤。在缺血后的第一个3天内，炎症处于高峰期，在10，12区释放大量嗜中性粒细胞和单核细胞的亲炎细胞因子。7天后，大部分炎症已经消退，向修复细胞的过渡开始，一直持续到重塑级联完成，大约14天在小鼠13。我们的手术方法是将生物制剂引入心肌中，以绕过缺血再灌注损伤后的峰值先天免疫反应的一种潜在替代方法。同时，它将允许研究任何治疗在亚急性/慢性缺血的情况，其中可能有不同的变量要考虑相比，急性心肌梗死。
Protocol
实验对雌性C57BL/6小鼠进行，年龄为10-12周，体重为20-25克。所有动物程序均符合《实验室动物护理和使用指南》（美国国家科学院实验室动物资源研究所、美国医学博士所贝塞斯达）中规定的标准，并经梅奥诊所医学院机构动物护理和使用委员会（IACUC）批准。 1. 准备和插管 手术前将所有手术器械都去处理。如果要在一次手术中进行多次手术，请在每个动…
Representative Results
第0天，小鼠诱发缺血再灌注损伤，在干细胞植入前一天进行术后超声心动图和心电图。超声波和心电图分析证实梗死和心室收缩功能下降（图1A-D）。进一步检查数据显示，接受缺血性损伤的小鼠的弹射分数和分数缩短率降低，而末体舒张和收缩量增加（表1）。与正常小鼠心脏（图2A）相比，马森三色染色心肌组织7天后受伤（…
Discussion
全世界有8500多万人患有心血管疾病。这些缺血事件的高流行率值得进一步发展和扩大替代疗法，以促进受损组织的再生。传统方法利用缺血再灌注程序在急性环境中，随后给予治疗1。炎症反应处于3-4天之间的高峰期，在心脏缺血事件后，与嗜中性粒细胞，巨噬细胞，和增加细胞因子信号10，12,的渗透。在这一段死细?…
Divulgazioni
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
没有。
Materials
| 0.9% NaCl Irrigation, USP | Baxter | 0338-0048-04 | |
| 11×12" Press n' Seal surgical drape, autoclavable | SAI Infusion Technologies | PSS-SD | |
| 24G 3/4" IV catheter tube | Jelco | 4053 | |
| 28G x 1/2" 1mL allergy syringe | BD | 305500 | Injection of analgesic |
| 30G x 1/2" 3/10cc insulin syringe | Ulticare | 08222.0933.56 | Injection of stem cells |
| 6-0 S-29, 12" Vicryl suture | Ethicon | J556G | Intercostal, superficial muscle and skin layer incision closure |
| 9-0 BV100-4, 5" Ethilon suture | Ethicon | 2829G | Ligation of the LAD artery |
| Absorbent underpad | Thermo Fischer Scientific | 14-206-64 | For underneath the animal |
| Alcohol prep pads, 2 ply, medium | Coviden | 6818 | |
| Anti-fog face mask | Halyard | 49235 | |
| Bonn Strabismus scissors, curved, blunt | Fine Science Tools | 14085-09 | |
| Buprenorphine HCL SR LAB 1mg/ml, 5 ml | ZooPharm Pharmacy | Buprenorphine narcotic analgesic formulated in a polymer that slows absorption extending duration of action (72 hours duration of activity). | |
| Castroviejo needle holders, curved | Fine Science Tools | 12061-01 | |
| Curity sterile gauze sponges | Coviden | 397310 | |
| Delicate suture tying forceps, 45 angle bent | Fine Science Tools | 11063-07 | |
| Electric Razor | Wahl | Fur removal | |
| Isoflurane 100 ml | Cardinal Health | PI23238 | Anesthetic |
| Lab coat | |||
| Monoject 1 mL hypodermic syringe | Coviden | 8881501400 | |
| Moria iris forceps, curved, serrated (x2) | Fine Science Tools | 11370-31 | |
| Moria speculum retractor | Fine Science Tools | 17370-53 | |
| Mouse endotracheal intubation kit | Kent Scientific | ||
| Nair depilatory cream | Johnson & Johnson | Fur removal | |
| Optixcare eye lube plus | Aventix | Sterile ocular lubricant | |
| Physiosuite ventilator | Kent Scientific | ||
| PolyE Polyethylene tubing | Harvard Apparatus | 72-0191 | Temporary compression of LAD artery |
| Povidone-iodine swabs | PDI | S41125 | |
| Scalpel, 10-blade | Bard-Parker | 371610 | |
| Sterile 3" cotton tipped applicators | Cardinal Health | C15055-003 | |
| Sterile 6" tapered cotton tip applicators | Puritan | 25-826-5WC | |
| Sterile gloves | Cardinal Health | N8830 | |
| Sterilization pouches | Medline | MPP100525GS | |
| Surgery cap | |||
| Surgical Microscope | Leica | M125 | |
| Suture tying forceps, straight (x2) | Fine Science Tools | 10825-10 | |
| Transpore surgical tape | 3M | 1527-1 | |
| Triple antibiotic ointment | G&W Laboratories | 11-2683ILNC2 | Topical application to prevent infection |
| Vannas-Tübingen Spring Scissors, curved | Fine Science Tools | 15004-08 | |
| Vetflo vaporizer | Kent Scientific |
Riferimenti
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Citazione di questo articolo
Olthoff, M., Franchi, F., Peterson, K. M., Paulmurugan, R., Rodriguez-Porcel, M. Delayed Intramyocardial Delivery of Stem Cells after Ischemia Reperfusion Injury in a Murine Model. J. Vis. Exp. (163), e61546, doi:10.3791/61546 (2020).