In vitro Generation fare kalp alanı-spesifik kardiyak progenitor hücreler

Pluripotent kök hücrelerinin kullanımı (PSC ‘ler) kardiyak rejenerasyon ve kişisel tıp alanında hastalık modelleme ve ilaç terapileri için hasta spesifik miyositlerle devrim yarattı^{1,2,3, 4}. daha yakın zamanda, atriyal vs ventriküler üretimi için in vitro protokoller ve pacemaker gibi PSC türevi kardiyomiyositler geliştirilmiştir^5,6. Bununla birlikte, kardiyogenezinin kardiyak gelişimi incelemek ve daha sonra ventriküler odasına özgü kardiyak hücreler oluşturmak için yeniden oluşturulabilir olup olmadığı hala belirsiz.

Erken embriyonik gelişim sırasında, BMP4 gibi salgılanmış morfojenlerin etkisi altında Mezodermal hücreler, Wnts ve Activin A form ilkel çizgi⁷. Mesp1 ifadesi ile işaretlenmiş kardiyak Mezodermal hücreler, kalp hilal ve sonra ilkel kalp tüpü^7,8oluşturmak için anteriora ve latterly göç. Bu göç grubu hücre kalp progenitör hücrelerin iki çok farklı nüfus içerir (TBM), yani ilk ve ikinci kalp alanı (FHF ve SHF)^9,10. SHF hücreleri yüksek proliferatif ve göç ve öncelikle uzama ve kalp tüpü döngü sorumludur. Ayrıca, SHF hücreleri kardiyomiyositler ayırt, fibroblastlar, düz kas ve endotel hücreler onlar sağ ventrikül oluşturmak için kalp tüpü girerken, sağ ventriküler çıkış yolu ve hem Atria büyük parçası^7,10. Buna karşılık, FHF hücreleri daha az proliferatif ve göç ve onlar sol ventrikül ve Atria¹¹daha küçük bir kısmı yükselmesine gibi kardiyomiyositler çoğunlukla ayırt. Ayrıca, SHF ataları Tbx1, FGF8, FGF10 ve Six2 ifadesiyle işaretlenmiş iken FHF hücreleri Express Hcn4 ve Tbx5^{11, 12,13,14,15}.

PSC ‘ler üç germ katmanını ve daha sonra vücudun^4,16‘ daki herhangi bir hücre tipine ayırt edebilir. Bu nedenle, kalp gelişimini anlamak ve konjenital kalp hastalığı ile sonuçlanan spesifik gelişimsel kusurları modelleme için muazzam bir potansiyel sunuyoruz, Doğum kusurlarının en sık nedeni¹⁷. Konjenital kalp hastalığının büyük bir alt grubu, Odaya özgü kardiyak anormallikleri içerir^18,19. Ancak, hala bu anormalli kalp alanı gelişimi kaynaklanan olup olmadığını belirsiz. Buna ek olarak, kardiyomiyositlerin doğumdan sonra proliferasyon yetersizlik göz önüne alındığında, kalp rejenerasyonu için kardiyak doku oluşturmak için geniş çaba olmuştur^1,7,20. Kardiyak Odalar arasındaki fizyolojik ve morfolojik farklılıkları göz önünde bulundurarak, PSC ‘leri kullanarak odaya özgü kalp dokusu üretme önemli bir öneme sahiptir. Gelişimsel kardiyolojideki son gelişmeler, PSC ‘lerde iki kalp alanlarının indüklenmiş olması durumunda, hala belirsizdir.

İn vitro kardiyogenezi ve TBM ‘lerin spesifikasyonunu ve özelliklerini incelemek için, daha önce PSC ‘den türeyen kardiyak küre^21,22,23,24farklılaşmasına dayanan bir sistem kullandık. Son zamanlarda, FHF geni Hcn4 ve SHF geni Tbx1 kontrolü altında GFP ve RFP muhabirleri ile fare embriyonik kök hücreleri (mESCs) ürettik (mESCs^{Tbx1-CRE; Rosa-RFP; HCN4-GFP}) ²⁵. In vitro farklılaşmış mescs, Gfp + ve RFP + hücrelerinin iki farklı mezodermal hücre alanlarından ortaya çıktığı ve tamamlayıcı bir şekilde desenli kardiyak kürler oluşturdu. Elde edilen GFP + ve RFP + hücreleri, sırasıyla RNA sıralaması ve klonal analizler ile belirlenen FHF ve SHF özelliklerini sergiledi. Önemlisi, Isl1-RFP muhabiri (mESC^Isl1-RFP) taşıyan mescs kullanarak, BIZ SHF hücrelerinin sadakatle hücre yüzeyı protein CXCR4 tarafından işaretlenmiş olduğunu keşfetti ve bu transgenes olmadan kalp alanına özgü hücrelerin yalıtım etkinleştirebilirsiniz. Mevcut protokol, odağa özel kalp hastalığının incelenmesi için değerli bir araç olarak hizmet veren mESCs ‘den kalp alanına özgü TBM ‘lerin oluşumunu ve yalıtımını tarif edecektir.