تولید ارگانوئیدهای قلبی درحال تکوین اولیه آرایش فضایی یافته با استفاده از سلول های بنیادی پرتوان انسانی

تاریخ انتشار: ﺳﻪشنبه 21 فروردین 1397 | امتیاز: Article Rating

تولید سلول های بنیادی پرتوان القایی انسانی(hiPSCs) یک فرصت پیش بینی نشده را برای مطالعه ریخت زایی بافتی و تکوین اندام از طریق اندام زایی درون ظروف(organogenesis-in-a-dish) ارائه کرده اند. رویکردهای فعلی برای مهندسی ارگانوئیدهای قلبی یا به تمایز مستقیم قلبی اجسام جنینی(EBs) یا تولید بافت های قلبی همراستا از کاردیومیوسیت های پیش تمایز یافته از hiPSCهای تک لایه تکیه دارند. برای مدل کردن آزمایشگاهی اندام زایی قلبی آولیه، پروتکل ما الگودهی سلولی مبتنی بر زیست مواد را با مهندسی ارگانوئیدی سلول های بنیادی ترکیب کردیم. ریزحفره های قلبی سه بعدی از کلونی های دو بعدی hiPSC تولید شدند: این ریز حفره ها یک قلب تکوین یافته اولیه با سازماندهی فضایی و خود سازماندهی مجزا را نشان دادند. با تمرین مناسب در زمینه میکروفابریکیشن فتولیتوگرافی، حفظ سلول های بنیادی پرتوان انسانی و تمایز قلبی، دانشجویان می توانند با هدایت و راهنمایی این پروتکل آزمایشگاهی را به راحتی انجام دهند که یک بازه زمانی تقریبا سه هفته را نیاز دارد. ما پیش بینی می کنیم که این مدل آزمایشگاهی تکوین اولیه قلب انسان می تواند به عنوان یک سنجش غربالگری سمیت جنینی در کشف، تنظیم و تجویز دارو برای تکوین سالم جنین استفاده شود. ما پیش بینی می کنیم که زمانی که این پروتکل برای رده های hiPSCهای مشتق از بیماران مبتلا به بیماری های وراثتی به کار برده شود، می تواند برای مطالعه مکانیسم های بدریختی های قلبی در مراحل اولیه جنین زایی استفاده شود.

Nat Protoc. 2018 Apr;13(4):723-737. doi: 10.1038/nprot.2018.006. Epub 2018 Mar 15.

Generation of spatial-patterned early-developing cardiac organoids using human pluripotent stem cells.

Hoang P1,2, Wang J3, Conklin BR4,5,6, Healy KE7,8, Ma Z1,2.

Abstract

The creation of human induced pluripotent stem cells (hiPSCs) has provided an unprecedented opportunity to study tissue morphogenesis and organ development through 'organogenesis-in-a-dish'. Current approaches to cardiac organoid engineering rely on either direct cardiac differentiation from embryoid bodies (EBs) or generation of aligned cardiac tissues from predifferentiated cardiomyocytes from monolayer hiPSCs. To experimentally model early cardiac organogenesis in vitro, our protocol combines biomaterials-based cell patterning with stem cell organoid engineering. 3D cardiac microchambers are created from 2D hiPSC colonies; these microchambers approximate an early-development heart with distinct spatial organization and self-assembly. With proper training in photolithography microfabrication, maintenance of human pluripotent stem cells, and cardiac differentiation, a graduate student with guidance will likely be able to carry out this experimental protocol, which requires ∼3 weeks. We envisage that this in vitro model of human early heart development could serve as an embryotoxicity screening assay in drug discovery, regulation, and prescription for healthy fetal development. We anticipate that, when applied to hiPSC lines derived from patients with inherited diseases, this protocol can be used to study the disease mechanisms of cardiac malformations at an early stage of embryogenesis.

PMID: 29543795
ثبت امتیاز
نظرات
در حال حاضر هیچ نظری ثبت نشده است. شما می توانید اولین نفری باشید که نظر می دهید.
ارسال نظر جدید

تصویر امنیتی
کد امنیتی را وارد نمایید:

آرشیو سالانه
آرشیو سالانه
نظرات خوانندگان
نظرات خوانندگان