뮤린 모델에서 허혈혈 재관류 부상 후 줄기 세포의 지연 된 자궁 내 납품
Summary
줄기 세포는 심근 손상을 가진 개별을 위한 잠재적인 처리로 지속적으로 조사됩니다, 그러나, 부상당한 조직 내의 그들의 감소된 생존및 보존은 그들의 장기 효험에 영향을 미칠 수 있습니다. 이 원고에서 우리는 허혈 재관전 손상의 뮤린 모델에서 줄기 세포 전달을위한 대체 방법을 설명합니다.
Abstract
심근 손상을 입은 개인의 심장 기능 회복을 위한 줄기 세포(SC)의 사용에 상당한 관심이 있습니다. 가장 일반적으로, 심장 줄기 세포 치료는 심근 상해의 유도와 동시에 SC를 전달하여 공부됩니다. 그러나, 이 접근은 2개의 중요한 한계를 제시합니다: 초기 적대적인 선동적인 허혈성 환경은 이식한 SC의 생존에 영향을 미칠 수 있고, SC가 사용될 가능성이 있는 아급성 경색 시나리오를 나타내지 않습니다. 여기에서 우리는 허혈 재관성 상해의 유도 및 중간엽 줄기 세포 (MSC)의 납품을 위한 외과 절차의 2 부분으로 시리즈를 기술합니다. 줄기 세포 투여의 이 방법은 초기 면역 반응을 우회하여 손상된 조직 주위의 더 긴 생존력과 보존을 허용할 수 있다. 허혈성 재관류 손상의 모델은 중간엽 줄기 세포 (3.0 x 105)의전달을 동반한 마우스에서 유도되었으며, 균등하게 발현 된 CMV 프로모터, intramyocardily 7 일 후 기자 유전자 반딧불 루시포라제를 표현하였다. 동물은 각각 세포의 상해 그리고 주입의 확인을 위한 초음파 및 생물 발광 화상 진찰을 통해 심상화되었습니다. 중요한 것은 SC 납품을 위한 이 2절차 접근방식을 수행할 때 추가합병증 비율이 없었습니다. 이러한 줄기세포 투여 방법은, 일체적으로 최첨단 리포터 유전자의 활용과 함께, 임상적으로 일반적으로 본 만성 허혈의 상황에서 이식된 SC의 생존력 및 유지에 대한 생체 내 연구를 허용하면서도 초기 프로 염증 반응을 우회할 수 있다. 요약하자면, 우리는 손상된 조직의 재생을 촉진하는 잠재적인 새로운 접근법으로 사용될 수 있는 심근으로 줄기 세포의 지연된 전달을 위한 프로토콜을 설치했습니다.
Introduction
심혈관 질환은 전 세계적으로 사망률과 사망률의 가장 흔한 원인으로 남아 있습니다. 심장 허혈성 사건은 심근 및 주변 세포1의전반적인 기능에 해로운 것으로 밝혀졌다. 심근세포의 ̴0.45-1.0%만이 심근 손상이 발생한 후 매년 재생됩니다2. 증가하는 수요와 치료 개발에 내재된 초점에도 불구하고, 부상당한 조직의 재생을 돕는 치료는 확립하기 어려웠으며 여전히추가최적화3,44,5를필요로합니다. 줄기 세포 치료는 허혈성 사건 후 손상된 조직을 젊어지게하는 대체 경로로 도입되었습니다. 그러나, 이들 치료법의 발전은 세포의 제한된 생존 및 유지에 의해66.
허혈성 사건 후 심장의 미세 환경은 저산소, 프로 산화제 및 프로 염증으로 특징 지어질 수 있으며, 생존에 적응하기 위해 치료 줄기 세포에 대한 적대적인 조건을제시7,,8. 면역 반응이 부상 후, 순진한 림프구, 대식세포, 호중구 및 유방 세포가 죽어가는 세포를 제거하고 조직 리모델링 을 위한 과정을 조절하여9손상을 복구하려고 시도함에 따라9,10,,11. 처음 3 일 이내에 허혈 후, 염증은 지역에서 호중구와 단핵구의 높은 숫자와 프로 염증 사이토 카인의 방출과 함께 절정에10,,12. 7일 후, 염증의 상당 부분은 가라앉고 회복세포로의 전환이 시작되어 리모델링 캐스케이드가 완료될 때까지 계속,마우스(13)에서는약 14일이 된다. 우리의 외과 방법은 허혈 재관류 손상 후 피크 타고난 면역 반응을 우회하기 위해 심근에 생물학적 제제를 도입하는 잠재적 인 대체 접근법입니다. 동시에 급성 심근 경색에 비해 고려해야 할 다른 변수가있을 수 있는 아급성 /만성 허혈 의 조건에서 모든 치료법의 연구를 허용할 것입니다.
Protocol
Representative Results
Discussion
전 세계적으로 8,500만 명 이상이 심혈관 질환3의영향을 받습니다. 이러한 허혈성 이벤트의 높은 보급은 손상된 조직의 재생을 촉진하기위한 대체 치료의 추가 개발 및 확장을 보증합니다. 전통적인 방법은 치료 1의 후속 투여와 급성 설정에서 허혈 재관류 절차를활용한다. 염증 반응은 호중구, 대식세포 및 증가 된 사이토카인 신호10,<sup class="x…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
없음.
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 |
References
- Franchi, F., et al. The Myocardial Microenvironment Modulates the Biology of Transplanted Mesenchymal Stem Cells. Molecular Imaging Biology. , (2020).
- Bergmann, O., et al. Evidence for cardiomyocyte renewal in humans. Science. 324 (5923), 98-102 (2009).
- Writing Group, M., et al. Heart Disease and Stroke Statistics-2016 Update: A Report From the American Heart Association. Circulation. 133 (4), 38 (2016).
- Gersh, B. J., Simari, R. D., Behfar, A., Terzic, C. M., Terzic, A. Cardiac cell repair therapy: a clinical perspective. Mayo Clinic Protocol. 84 (10), 876-892 (2009).
- Terzic, A., Behfar, A. Regenerative heart failure therapy headed for optimization. European Heart Journal. 35 (19), 1231-1234 (2014).
- Beegle, J., et al. Hypoxic preconditioning of mesenchymal stromal cells induces metabolic changes, enhances survival, and promotes cell retention in vivo. Stem Cells. 33 (6), 1818-1828 (2015).
- Kubli, D. A., Gustafsson, A. B. Mitochondria and mitophagy: the yin and yang of cell death control. Circulation Research. 111 (9), 1208-1221 (2012).
- Psaltis, P. J., et al. Noninvasive monitoring of oxidative stress in transplanted mesenchymal stromal cells. JACC Cardiovascular Imaging. 6 (7), 795-802 (2013).
- Peet, C., Ivetic, A., Bromage, D. I., Shah, A. M. Cardiac monocytes and macrophages after myocardial infarction. Cardiovasc Research. 16 (6), 1101-1112 (2020).
- Swirski, F. K., Nahrendorf, M. Cardioimmunology: the immune system in cardiac homeostasis and disease. Nature Reviews Immunology. 18 (12), 733-744 (2018).
- Zhang, Z., et al. Mesenchymal Stem Cells Promote the Resolution of Cardiac Inflammation After Ischemia Reperfusion Via Enhancing Efferocytosis of Neutrophils. Journal of the American Heart Association. 9 (5), 014397 (2020).
- Saxena, A., Russo, I., Frangogiannis, N. G. Inflammation as a therapeutic target in myocardial infarction: learning from past failures to meet future challenges. Translational Research. 167 (1), 152-166 (2016).
- Prabhu, S. D., Frangogiannis, N. G. The Biological Basis for Cardiac Repair After Myocardial Infarction: From Inflammation to Fibrosis. Circulation Research. 119 (1), 91-112 (2016).
- Dominici, M., et al. Minimal criteria for defining multipotent mesenchymal stromal cells. The International Society for Cellular Therapy position statement. Cytotherapy. 8 (4), 315-317 (2006).
