Temel araştırma ve biyoloji ve tedavi potansiyelini araştırmak için murine kardiyak perisitleri izole etmek ve arındırmak için bir protokol optimize ettik.
Perisitlerin, mikrodamarların ve kılcal damarların perivasküler hücreleri, anjiyogenez, damar stabilizasyonu ve endotel bariyer bütünlüğünde rol oynadığı bilinmektedir. Ancak, kalpte dokuya özgü işlevleri iyi anlaşılamamıştır. Ayrıca, kardiyak kökenli perisitleri izole etmek ve arındırmak için kolayca erişilebilen malzemeler kullanan bir protokol de bulunmamaktadır. Protokolümüz, yaygın olarak kullanılan memeli modeli fareyi hücre kaynağımız olarak kullanmaya odaklanıyor. Enzimatik sindirim ve kalp dokusunun mekanik dissociation kullanarak, daha fazla floresan aktive hücre sıralama (FACS) işaretleri bir bolluk tarafından saflaştırılmış bir ham hücre karışımı elde etti. Perisitler için tek bir kesin belirteç olmadığından, CD31 – CD34– CD45–CD140b+NG2+CD146+olan hücreler için kapılı . Arınmayı takiben, bu birincil hücreler morfoloji ve marker ekspresyonunda herhangi bir değişiklik olmaksızın birden fazla kez kültürlendi ve geçirildi. Protokolümüzü kullanarak primer minrosi kardiyak perisitleri düzenli olarak elde edebilme yeteneğiile, perisitlerin kardiyovasküler fizyolojideki rolünü ve tedavi potansiyelini daha iyi anlamayı umuyoruz.
Perisit olarak bilinen perivasküler hücreler vasküler ağacın mikrodamarlarını ve kılcal damarlarını çevreler1,2. Fizyolojik olarak, onlar teşvik etmek ve anjiyogenez bir rol oynamak için bilinen, endotel hücreleri ile yakın ilişki nedeniyle bariyer bütünlüğünü artırmak yanı sıra stabilize ve olgun damarlar1,2. Ayrıca, disfonksiyon ve / veya bu hücrelerin kaybı Alzheimer hastalığı 2 gibi hastalıklarda karıştığı olmuştur2,3 ve çeşitli kardiyovasküler hastalıklar4. Bu hücreler tüm vücutta bulunur, ancak hücre numaraları dokuya bağlıdır. Perisitler en önemlisi kan-beyin bariyerinin yüksek vaskülarizasyon nedeniyle beyinde çalışılmıştır1,2. Ancak, kalpte perisitlerin biyolojisi incelenmiştir.
Son zamanlarda, kardiyak perisitler için alanında artan ilgi vardır, ama şu anda biyolojien çok kullanılan araçlardan biri onların izolasyon için kullanılabilir aerodinamik protokol yoktur – fare. Beyinden perisitlerin izole ile ilgili literatürde protokoller vardır5, retina6, plasenta7, ve iskelet kası8,9; ancak, birkaç protokolleri kalpten perisit izole vardır. Kardiyak perisitleri izole eden çeşitli gruplar vardır. Nees ve ark. fare de dahil olmak üzere birden fazla tür kardiyak perisit bol miktarda izole başardık; ancak, kendi yöntemleri tekrarlanabilirlik10azaltır house dahili ekipman kullanılır. Avolio ve ark.11, Chen ve ark.12, ve Baily ve ark.13 de başarıyla insan kalp dokusundan kardiyak perisit izole, ama insan dokuları her zaman mevcut değildir ve bazı araştırmacılar için elde etmek zor. Burada, araştırmacıların biyolojilerini hazır malzemelerle daha fazla incelemeleri için fare modellerinden kardiyak perisit elde etmek için bir izolasyon yöntemi geliştirdik.
Bilinen anahtar perisit belirteçleri14ile enzimatik sindirim ve floresan aktif hücre sıralama (FACS) kullanarak, protokolümüz bize izole ve CD31 ile karakterize perisitlerin bir popülasyon arındırmak için izin verir–CD34–CD45– CD140b+NG2+CD146+ . İşaretleyiciler panelimiz hem dahil etme hem de dışlama işaretleri içerir. CD45 hematopoetik hücreleri dışlamak için bir belirteç olarak kullanılır. CD31 endotel hücrelerini dışlamak için bir belirteç olarak kullanılır. CD34 hem hematopoetik hem de endotel dölhücrelerini dışlamak için bir belirteç olarak kullanılır. CD146 perivasküler hücreler için bir belirteçtir. Son olarak, NG2 ve CD140b (ayrıca trombosit kaynaklı büyüme faktörü reseptörü beta olarak da bilinir— PDGFRβ) perisitler için kabul edilen belirteçleri 14 . Elde edilen birincil kültür, morfoloji veya marker ekspresyonunda değişiklik olmadan birden çok kez kültürlenebilir ve geçilebilir. Ayrıca, bu hücreler, etkileşimlerini incelemek ve birbirleriyle çapraz konuşmak için endotel hücreleri ile birlikte kültürlenebilir. Bu hücre izolasyon yöntemi araştırmacılar ın yabani tip, hastalık ve genetik varyant fare modellerinden kardiyak perisitlerin biyolojive patofizyolojisini incelemelerine olanak sağlayacaktır.
Kardiyak perisitler üzerinde yapılan çalışmalar nispeten yeni olduğundan, perisitlerin kardiyovasküler fizyoloji ve patofizyolojideki rolü henüz tanımlanmamıştır. Diğer organlarda, onlar damar homeostaz ve perfüzyon önemli rol oynadığı gösterilmiştir1,2. Beyin gibi diğer organlardan perisit lerin literatürü ile karşılaştırıldığında, kardiyak perisitler üzerinde önemli ölçüde daha az yayın vardır. Kardiyak perisitlerin izolasyonu fonksiyonel özelliklerinin ve sinyal mekanizmalarının anlaşılması açısından çok önemlidir. Bu nedenle, bu protokol araştırmacılara kardiyak perisitlere daha kolay ulaşılabilen bir doku kaynağından erişmeleri ve biyolojileri üzerine çalışmaları desteklemeleri için daha kolay bir yol sağlayacaktır. Kardiyak perisitlerin kardiyak homeostaz ve patofizyolojiye nasıl katkıda bulunduklarına ilişkin soruların yanıtlatınyanı, terapötik potansiyellerinin araştırılmasına yardımcı olacaktır.
Murine kalpten izole edilen ve CD31–CD34–CD45–CD140b + NG2+CD146+ ile karakterize perisit popülasyonu birden çok kez (P12’ye kadar ve hala güçlü gidiyordu) geçilmiştir, ki bu da canlılık azalması ve hızlı bir şekilde yayılır (Ek Şekil 2). Hücreler de kriyodondurulmuş ve en az% 95 canlılık ile kurtarıldı edilmiştir. Ancak, deneylerimiz için P7 veya daha genç hücreleri kullanmayı tercih ediyoruz. Perisitlerimizin parlak alan görüntülerini insan beyni perisitleriyle karşılaştıran iki hücre çizgisi, düz kas hücrelerinden morfolojide farklılık gösterirken, benzer hücre morfolojisi (Şekil4A)sahiptir (Şekil 4A). P7 hücrelerimiz perisit belirteçleri için immünosit kimyası ile, bazıları FACS panelimizden (NG2 ve CD140b) ve panelde olmayan birkaç ı (vimentin, desmin, αSMA) ile karakterize edildi ve hücrelerin perisit belirteçlerini homojen olarak ifade ettiğini bulduk (Şekil4B). Ayrıca, P7 hücrelerimiz yine aynı marker paneli ile akış sitometrisi ile analiz edilerek, geçiş nedeniyle marker ekspresyonundaki değişiklikleri değerlendirmek için herhangi bir değişiklik olmadığını tespit ettik (Şekil4C). Bu nedenle, hem fenotipik hem de morfolojik olarak hücrelerimiz perisittir.
Nees ve ark.10, Avolio ve ark.11, Chen ve ark.12ve Baily ve ark.13 tarafından yapılan çalışmalar da başarılı kardiyak perisit izolasyonları göstermiştir. Ancak, Nees ve ark.10 tarafından mikrogemilerden perisitayırmak için bir şirket içinde özel inşa ekipman kullanımı onlar gibi çoğaltmak zordu bir örgü ağ yığını ile ileri geri proteaz çözeltisi perfüzyon pompaları ile iki oda dahil aparatın şematik ve/veya resmini ve nasıl inşa edildiğini sağlamadı. Nees ve ark.10 birçok türden başarılı bir şekilde izole edilmiş kardiyak perisitler olmasına rağmen, onların yöntemini asla üretemedik. Protokolümüzdeki perisit kopma adımımız, tüm laboratuvarlarda olmasa bile, tüm laboratuvarlarda bulunan bir orbital shaker (tüm hücreleri ayırmak için) kullanır ve konik bir tüpteki doku ve enzim çözeltisi ve ardından mekanik bir ayrışma adımı kullanır. Özel bir aparat gerekmez. İkinci olarak, kalan protokoller insan dokularının kullanımını içerir ve böylece insan dokusunun temini müfettişler için sınırlayıcıdır. Protokolümüz, fare modelleri (vahşi tip, genetiği değiştirilmiş, hastalıklı) ve tüm araştırmacıların kullanımına hazır malzemeler kullanılarak mevcut protokollerin9,12’de değiştirilmesi ve optimizasyonudur.
Genel olarak perivasküler hücreler hassas olduğundan, hücrelerin canlılığı iyi bir verim elde etmek için önemlidir. Kardiyak dokunun temini ve hücrelerin boyanması sırasında, doku/hücrelerin buz soğuk tutulması gerekir. İkincisi, doku enzimatik sindirim bireysel olarak optimizasyon gerektirebilir. Enzimlerin kişinin şişeleri üzerinde aktivite birimlerine bağlı olarak, konsantrasyon ve sindirim süresi optimize edilmesi gerekebilir. Enzimatik çözeltinin her seferinde taze olarak hazırlandıklısa, aksi takdirde verim azalır. Üçüncü olarak, ham karışım hücrelerin bir sürü içerir, bazı ölü ve / veya ölüyor, bu boyama tampon% 5’ten% 2 FBS konsantrasyonu düşürmek için en iyisidir. Sıralama sırasında meme tıkanan hücreler ile sorun yaşıyorsanız, ölü bir hücre kaldırma kiti kullanarak ilk hücreleri zenginleştirin. Hücre kümelenmesini önlemek için hücre öncesi sıralamaya EDTA/HEPES tamponu veya DNase tedavisi de ekleyebilirsiniz. Son olarak, antikor lar bizim panel oldukça büyük ve birçok floroforkullanır, fmo kontrolleri ve kompanzasyon kontrolleri doğru yapılır emin olun.
Bu yöntemin bir sınırlama kalp başına elde edilebilir kardiyak perisit miktarıdır. Bizim durumumuzda, bir fare kalp bizim ham karışımı sadece% 1.1 insan kalp izolasyonları yüzde karşılaştırılabilir perisitler vardı, ama hücre sayısı önemli ölçüde daha az kalp dokusu miktarı nedeniyle bir fare sağlar. Facs’tan sonra başlangıç hücre sayısı çok düşük olduğundan, aynı anda birden fazla kalpten izole etmek daha iyi olacaktır. Ancak, bununla ilgili sorun, bir gün içinde sıralamanız gereken hücrelerin sayısıdır. Eğer 30 milyondan fazla hücre varsa, hücrelerin canlılığını etkilemeden sıralama yoluyla almak zor olacaktır. Eğer araştırmacının birden fazla hücre ayırıcısı olsaydı, bir günde birden fazla kalpten izole etmek mümkün olurdu. Başka bir sınırlama biz iskelet kası 15 gibi kalpte perisit alt popülasyonları olupolmadığını bilmiyorum çünkü, biz bizim gating stratejisinde bir alt tip ortadan kaldırarak olup olmadığını bilmiyorum. Kardiyak perisitlerimizi karakterize etme sürecindeyiz ve şimdiye kadar yayınlanmamış verilerimizde, bunlar işlevsel olarak literatürdeki diğer perisitler gibidir.
Protokolümüz, araştırmacıların kardiyak perisit özellikleri, özellikleri, işlevselliği ve kardiyak homeostaz ve hemodinamik katkılarının tanımlanmasına yardımcı olacak diğer yönleri hakkındaki soruları yanıtlamalarını sağlayacaktır. Bu hücreler, biyolojileri daha iyi anlaşıldıktan sonra kardiyovasküler hastalıklara karşı terapötik potansiyele sahip olabilirler.
The authors have nothing to disclose.
Yazarlar florofor panel tasarımı, sorun giderme ve hücre sıralama ile ilgili yardım için Amgen Akış Sitometri Çekirdek teşekkür etmek istiyorum.
0.25% Trypsin-EDTA | Corning | 25-053-Cl | dilute with 1x DPBS to get 0.1% |
100 μM Cell strainer | FisherSci | 22363549 | |
15 mL Falcon conical tubes | BD | 352096 | |
24-well plate | Corning | CLS3527 | |
25 gauge butterfly needle | FisherSci | 22-253-146 | |
31 gauge needle syringe | FisherSci | B328446 | |
50 mL Falcon conical tubes | BD | 352098 | |
6-well plate | Corning | CLS3516 | |
anti-alpha smooth muscle actin rabbit mAb | abcam | ab32575 | Antibody used in ICC 1:100 dilution |
anti-CD140b rabbit mAb | Cell Signaling | 28E1 | Antibody used in ICC 1:100 dilution |
anti-CD31 rabbit pAb | abcam | ab28364 | Antibody used in ICC 1:100 dilution |
anti-desmin rabbit pAb | abcam | ab8592 | Antibody used in ICC 1:100 dilution |
anti-NG2 conjugated to AF488 | Millipore | MAB5384A4 | Antibody used in ICC 1:100 dilution |
anti-vimentin rabbit mAb | abcam | ab92547 | Antibody used in ICC 1:100 dilution |
ArC Amine Reactive Compensation bead kit | Invitrogen | A10346 | compensation beads for Live/Dead Near IR dye |
Brightfield Microscope | camera attached | ||
CD140b-PE (clone APB5) | eBioscience | 12-1402-81 | Antibody used in FACS 1:100 dilution |
CD146-BV605 (clone ME-9F1) | BD | 740434 | Antibody used in FACS 1:100 dilution |
CD31-APC (clone MEC 13.3) | BD | 551262 | Antibody used in FACS 1:100 dilution |
CD34-BV421 (clone RAM 34) | BD | 56268 | Antibody used in FACS 1:100 dilution |
CD45-PE-Cy7 (clone 30-F11) | BD | 552848 | Antibody used in FACS 1:100 dilution |
Centrifuge | eppendorf | ||
Collagenase B | Roche | 11088815001 | 0.226 U/mg lyo. |
Confocal Microscope | |||
DAPI | ThermoFisher | D1306 | nuclear stain |
DMEM with 4.5 g/L glucose, L-glutamine & sodium pyruvate | Corning | 10-013-CV | 500 mL |
Dowell scissors | FST | 15040-11 | |
Dulbecco's Phosphate-Buffered Saline (DPBS) | Corning | 21-030-CV | 500 mL |
Dulbecco's Phosphate-Buffered Saline without Ca and Mg (CMF-DPBS) | Corning | 21-031-CV | 500 mL |
Dumont #5 Fine Forceps | FST | 11254-20 | |
FACSAria cell sorter | BD | Lasers: 405 nm 50 mW, 488 nm 100 mW, 561 nm 50mW, 633 nm 11 mW | |
FACSAria software | BD | ||
Falcon tube round-bottom polypropylene, 5 mL | BD | 38057 | |
Falcon tube with cell strainer cap, 5 mL | BD | 08-771-23 | |
Fetal Bovine Serum | Corning | 35-015-CV | 500 mL |
Fine scissors | FST | 14060-09 | |
FlowJo software | FlowJo LLC | ||
Fortessa LSR flow cytometer | BD | Lasers: 405 nm 50 mW, 488 nm 100 mW, 561 nm 50mW, 633 nm 11 mW | |
Gelatin-based coating | Cell Biologics | 6950 | |
Goat anti-rabbit IgG (H+L) Cross-Absorbed Secondary antibody, Alexa Fluor 488 | Invitrogen | A-11008 | Antibody used in ICC 1:1000 dilution |
Graefe Forceps | FST | 11049-10 | |
Heparin sodium solution | Hospira | NDC 0409-2720-02 | 10,000 USP units/10 mL; from porcine intestines |
Incubator | set at 37 °C, 5% CO2, 95% O2 | ||
Live/Dead-Near IR | Life Technologies | L10119 | |
Microscope slides | FisherSci | 12-550-343 | |
NG2-FITC | Millipore | AB5320A4 | Antibody used in FACS 1:100 dilution |
Oribital shaker | VWR | Inside 37 °C incubator or room | |
Paraformaldehyde | FisherSci | 50-980-487 | dilute with 1x DPBS to get 4% |
Penicillin-Streptomycin | Corning | 30-002-CI | |
Petri dish | FisherSci | FB0875714 | |
Pipette and tips | |||
ProLong Diamond | ThermoFisher | P36965 | mounting media |
Propidum Iodide | ThermoFisher | cell viability dye for supplemental figure 2 | |
Rabbit IgG FITC | eBiosciences | 11-4614-80 | Isotype control antibody – FITC |
Rat IgG2a APC | Biolegend | 400512 | Isotype control antibody – APC |
Rat IgG2a BV421 | Biolegend | 400536 | Isotype control antibody – BV421 |
Rat IgG2a BV605 | BD | 563144 | Isotype control antibody – BV605 |
Rat IgG2a PE | Biolegend | 400308 | Isotype control antibody – PE |
Rat IgG2b PE-Cy7 | Biolegend | 400617 | Isotype control antibody – PE-Cy7 |
SuperBlock | ThermoFisher | 37515 | blocking buffer |
T75 | ThermoFisher | 156499 | |
Triton X-100 | Sigma | X100 | detergent, dilute with x DPBS to get 0.1% |
UltraComp beads | Invitrogen | 01-2222-42 | compensation beads |
Variable-Flow Peristaltic Pump | FisherSci | 13-876-1 | |
ViCell Cell counter | Beckman | ||
Wash buffer | 1:10 dilution of Superblock in 1x DPBS |