Isolierung von Perivaskuläre multipotenten Vorläuferzellpopulationen aus menschlichem Herzgewebe

Das Herz ist seit langem ein post-mitotischen Organ betrachtet worden. Allerdings haben die jüngsten Studien , die die Anwesenheit von begrenzter Kardiomyozyten Umsatz in erwachsenen menschlichen Herzen zeigten ^1. Einheimische Stamm- / Vorläuferzellen mit Kardiomyozyten Differenzierungspotential haben auch im Myokard bei erwachsenen Nagetieren und die Herzen der Menschen, einschließlich Sca-1 ^+, c-kit ^+, cardiosphere bildende und zuletzt, perivaskuläre Vorläuferzellen ^2,3 identifiziert worden. Diese Zellen stellen attraktive Kandidaten für Therapien zur Verbesserung der Herz Reparatur / Regeneration durch Zelltransplantation oder Stimulation der Proliferation in-situ gerichtet.

Mesenchymalen Stamm- / Stromazellen (MSC) wurden aus fast jedem menschlichen Gewebe ^4,5 Klinische Studien der therapeutischen Anwendungen von MSC durchgeführt wurden für mehrere pathologische Zustände wie Herz – Kreislauf – Reparatur ^6, Graft-versus-host-Krankheit ⁷ isoliert </sup> Und Leberzirrhose ^8. Positive Effekte wurden auf die Fähigkeit von MSCs zu zugeschrieben: die Heimat von Entzündungsherden ^9; Differenzierung in verschiedene Zelltypen ^10; sezernieren pro-reparative Moleküle ^11; und modulieren Wirtsimmunantworten ^12. Die Isolierung von MSCs ist traditionell auf ihre bevorzugte Einhaltung von Kunststoffsubstraten verlassen. Jedoch ist die sich ergebende Population von Zellen typischerweise deutlich heterogenes ^13. Durch die Verwendung von Fluoreszenz – aktivierte Zellsortierung (FACS) mit einer Kombination von Schlüssel perivaskuläre Zellmarker, konnten wir eine multi MSC artigen Vorläuferpopulation (CD146 ⁺ / CD31 ^– / CD34 ^– / CD45 ^– / CD56 ^-) zur Isolierung und Reinigung von mehrere menschliche Gewebe einschließlich der Erwachsenenskelettmuskulatur und weiße Fett ^14.

Perivaskuläre Zellpopulationen in verschiedenen Nicht-Herzgewebe haben ein gezeigt, Stamm- / Vorläuferzelleigenschaften habennd werden für den klinischen Einsatz in der Herz-Kreislauf-Einstellung untersucht. Perizyten, einer der bekanntesten perivaskulärem Zell – Subpopulationen, sind eine heterogene Population , die ¹⁵ in der Entwicklung neuer Schiffe , darunter mehrere pathophysiologische Rolle spielen, die Regulation des Blutdrucks ¹⁶ und Aufrechterhaltung der vaskulären Integrität ^17,18. Wie in vielen Geweben gezeigt, spezifische Teilmengen von Perizyten nativ MSC Antigene exprimieren und ihre MSC-ähnliche Phänotypen in Primärkultur nach FACS Reinigung ¹⁴ aufrecht zu erhalten. Außerdem halten diese Zellen stabil ihre langfristigen Phänotypen in der Kultur und zeigen Multi-Linie Differenzierungspotential, ähnlich wie MSCs ^19,20. Diese Ergebnisse legen nahe , dass Perizyten sind einer der Ursprünge der schwer fassbaren MSC ^14. Das therapeutische Potential von Perizyten wurde mit einer Verringerung der myokardialen Vernarbung und verbesserte Herzfunktion nach der Transplantation nachgewiesen in ischämisch verletztHerzen ^21. Vor kurzem haben wir Perizyten aus dem humanen Myokard erfolgreich gereinigt und zeigten ihre MSC-ähnliche Phänotypen und Multipotenz (Adipogenese, Chondrogenese und Osteogenese) mit dem Fehlen von Skelett myogenesis ^3. Darüber hinaus zeigte myokardialen pericytes Differential kardiomyogenen Potential und angiogene Kapazitäten im Vergleich zu Kollegen aus anderen Organen gereinigt.

Eine zweite Population von multipotenten perivaskulären Stammzellen / Vorläuferzellen, die adventitiellen Zelle, hat sich von menschlichen Saphenavenen auf der Grundlage der positiven CD34 – Expression ²² isoliert. Venöse adventitiellen Zellen wurden clonogene Potenzial, mesodermalen Differenzierungsfähigkeit und proangiogenic Potential in vitro haben gezeigt. Transplantation dieser Zellen in die ischämisch verletzten Herzen von Mäusen führte zu einer Verringerung der interstitiellen Fibrose, einer Zunahme der Angiogenese und myokardiale Blutfluß reduziert ventrikulären dilation und erhöhte Herzauswurffraktion ^23. Interessanterweise haben adipöse adventitiellen Zellen wurden mit Stimulation ²⁴ gezeigt CD34 – Expression verlieren und upregulate CD146 – Expression in Kultur als Reaktion auf Angiopoietin II Behandlung, was auf die Annahme eines pericyte Phänotyp. Innerhalb des Herzens, jedoch hat die Adventitia-Zellpopulation noch nicht durch FACS und / oder gut charakterisiert prospektiv gereinigt. Unter Verwendung der Zellisolierungsverfahren in den folgenden Abschnitten beschrieben, charakterisieren wir derzeit myokardialen adventitiellen Zellen und untersuchen ihr Potential für die regenerative Anwendungen.

Hier beschreiben wir ein Verfahren zwei Subpopulationen von perivaskulären Stamm- / Vorläuferzellen aus menschlichen fötalen oder erwachsenen Myokard zu isolieren und zu reinigen. Diese prospektive Zellisolierungsverfahren ermöglichen es den Forschern zu isogenen perivaskulären Stammzellen / Vorläuferzelluntergruppen aus menschlichem Herz-Biopsien für vergleichende Studien und furthe erhaltenr erkunden ihr therapeutisches Potential in verschiedenen Herz pathologischen Zuständen.