Dérivation des cellules cardiaques progénitrices de cellules souches embryonnaires

La maladie cardiaque demeure la principale cause dans le monde d'aujourd'hui et les taux de mortalité sont restés pratiquement inchangés dans les deux dernières décennies (American Heart Association). Il ya un besoin critique pour le développement de nouvelles stratégies thérapeutiques pour prévenir ou inverser insuffisance cardiaque efficace. Une stratégie prometteuse est la thérapie à base de cellules suivant le développement rapide de cellules souches en biologie ^1. À cet égard, les CPC multipotentes peuvent être une excellente source de cellules pour la thérapie en raison de leur capacité à proliférer mais seulement engagé à la différenciation de la lignée cardiaque. Par conséquent, la méthode efficace et robuste pour générer et isoler CPC est d'une grande importance pour les études de thérapie cellulaire cardiaque.

Ce protocole met l'accent sur CPC embryonnaires identifiés lors de l'embryogenèse précoce et comment leur génération à partir de CES. Divers CPC ont été isolés à partir des cœurs embryonnaires et adultes, même à partir de moelle osseuse ^2. Au cours du développement de l'embryon, morphoge osseuseprotéines tromagnétiques (MPG), les membres de type ailes famille du site d'intégration de MMTV (Wnt) et des signaux nodales induisent l'engagement de la Mesp1 ⁺ mésoderme multipotentes ^3. Mesp1 ⁺ cellules se différencient ensuite dans les CPC, ⁴ embryonnaires. Ces CPC sont généralement marquées par HCN4, NK2 homeobox 5 (NKX2-5), Isl LIM homeobox 1 (Isl1), T-box 5 (Tbx5), et facteur de myocytes activateur 2C (MEF2C), forment champs cardiaques primaires et secondaires, et contribuer à les principales parties du coeur pendant cardiogenèse ^5-10. Les deux NKX2-5 CPC ⁺ et Isl1 ⁺ / ⁺ MEF2C sont capables de se différencier en cardiomyocytes, des cellules musculaires lisses (SMC), et les cellules endotheliales ^8.5. Ainsi ces CPC donnera lieu à vasculaire cardiaque ainsi que les tissus cardiaques et sont une source de cellules idéal pour la thérapie cardiaque à base de cellules. Par conséquent, générer CPC in vitro a été une préoccupation majeure de la recherche dans les études cardiovasculaires. Depuis CES ont une expansion illimitée capacitése représentent les cellules de la MCI au stade de blastocyste, la différenciation des CES dans la suite de la CPC embryonnaires embryogenèse naturel est considéré comme une approche logique et efficace pour obtenir CPC.

Une approche largement appliquée pour obtenir CPC de CES est d'agréger les CES dans EB ^11. Pour améliorer l'efficacité de différenciation, les facteurs chimiques et de croissance définis sur la base de la connaissance du développement cardiaque ont été utilisés ^12-14. Cependant, il n'y a pas de marqueurs CPC définitives, en particulier pas de marqueurs de surface cellulaire, qui sont largement acceptées dans le domaine. Pour résoudre ce problème, les CES sont conçus pour marquer Isl1 ⁺ ou MEF2C CPC ⁺ et leurs dérivés avec les journalistes fluorescents à l'aide système Cre / loxP. La recombinase Cre est frappé dans le cadre du contrôle de Isl1 / MEF2C promoteur / amplificateur. DP modification de la protéine fluorescente ou un gène YFP entraînée par un promoteur constitutif peuvent être activés par excision de l'arrêt de flox codon par la recombinase Cre(ISL1: CRE; pCAG-flox-STOP-flox-GFP ou DP / Isl1-cre; Rosa26YFP / MEF2C-cre; Rosa26YFP) ^5,6. Une fois que les CES sont différenciées en seconde CPC sur le terrain de coeur, Isl1 / MEF2C promoteur / amplificateur cre entraîné va activer les journalistes fluorescentes et les CPC peut être enrichi par FACS-purification. En bref, la méthode d'agrégation EB est utilisé pour initier la différenciation ESC. Pour améliorer l'efficacité de différenciation, les cellules différenciées sont traitées avec de l'acide ascorbique (AA) et des facteurs de croissance tels que Bmp4, activine A et le VEGF ^13,15. Ce protocole permet la différenciation PCC robuste et efficace en utilisant la souris et le CES de l'homme.