In - vitro - Kultur von Epikardiale Zellen aus embryonalen Maus - Herz

Eine Fülle von experimentellen Daten haben gezeigt, dass die Epikard kritischen Schritte in der Herzentwicklung beeinflusst. Während der Entwicklung gibt das Septum transversum Aufstieg zu einem Klumpen von Mesothelzellen als Proepikard bekannt ^1-4. Zellen aus dem Proepikard dann wandern und das Myokard Bildung der Epikard umhüllen. Im Anschluss daran durchlaufen eine Untergruppe von Zellen epikardialen EMT was zu einer Population von wandernd Epikard-abgeleiteten Zellen (EPDCs), der anschließend das Myokard eindringen. Genetic sowie retrovirale lineage Verfolgungsexperimente haben gezeigt, dass EPDCs in verschiedenen Abstammungen, einschließlich glatter Muskelzellen differenzieren, Fibroblasten, Endothelzellen und Kardiomyozyten (falls vorhanden). Daher EPDCs tragen wesentlich zur Entwicklung der Koronargefäße und myokardiale Architektur ^1,2,4-9. Darüber hinaus ist das Epikard wesentlich für die Entwicklung der ventrikulären Preßkörperschicht ^10-12. Für example Gittenberger-de Groot et al. zeigten , daß das Auswachsen der Proepikard Hemmung führt zu einer Reihe von Defekten, wie einer dünnen Myokard defizienten Umschlingung des Herzens und abnormal interventrikulären Septum Bildung und als Ergebnis ¹³ embryonaler Letalität. Parakrine Faktoren aus dem embryonalen Epikard sezerniert modulieren Kardiomyozyten Proliferation und Differenzierung. Übereinstimmend damit Epikard spezifische Deletion von Signalwegen wie Retinsäure (RA), Fibroblasten – Wachstumsfaktoren (FGFs) und Wnt / β-Catenin in Folge fehlerhaften myocardial Wachstum und embryonaler Letalität ^14-16.

Obwohl das Epikard in erwachsenen Herzen Ruhe sein wurde geglaubt, haben neuere Studien gezeigt , dass das Entwicklungsprogramm ^17,18 folgenden Herzschädigung in das Epikard reaktiviert. Nach der Aktivierung durchlaufen die Zellen schnelle Verbreitung und EMT, die in EPDC Bildung führen. Diese Zellen zeigen die capacity in Fibroblasten und glatten Muskelzellen zu differenzieren , jedoch nicht Kardiomyozyten oder Endothelzellen ^18. Darüber hinaus scheiden die EPDCs proangiogenic Faktoren, die Hilfe bei der Vaskularisierung des verletzten Bereich und somit durch eine Verringerung der Infarktgröße verbesserte Herzfunktion erleichtern. Aufgrund dieser Befunde wurde die Epikard Interesse bei der Untersuchung von Herz-Kreislauf-Entwicklung, der Krankheit und Regeneration gewonnen.

Transgene Technologie hat die medizinische Forschung im 21. Jahrhundert revolutioniert. Mit Hilfe von transgenen Technologien, imitiert erkrankten Maus-Modellen den menschlichen Zustand metabolisch und pathophysiologisch erfolgreich entwickelt. Doch in diesen Mutanten die epikardiale Zellverhalten zu studieren war eine Herausforderung vor allem wegen der frühen embryonalen Letalität gewesen. Angesichts der bedeutenden Rolle, die das Epikard in kardialen Entwicklung und Regeneration spielt, haben wir ein in – vitro – Kultursystem für die Maus etabliert epicardial-Zellen. Dieses Verfahren ermöglicht die langfristige Kultur der epikardialen Zellen und erleichtert die detaillierte Untersuchung der zwei wichtige Eigenschaften des Epikard: ihre Fähigkeit zur Migration und zu differenzieren. Die exzidierten Ventrikel von der Maus konnte auf Kollagen-Gelen gezüchtet werden, die verwendet werden können, um Migrationsassays durchzuführen. Wird in einer 3D – Matrix kultiviert, die das Kollagen-reiche extrazelluläre Matrix der subepikardialen Schicht rekapituliert Physiologie der in vivo – Zelle besser repliziert. Alternativ können sie auf der Kammer gleitet, um kultiviert werden, um eine epikardiale Monoschicht zu schaffen, die dann für eine Vielzahl von Downstream-Anwendungen verwendet werden kann. Diese Monoschicht kann verwendet werden für tight junction-Proteine ​​zu färben, die Erkenntnisse über die Fähigkeit des Epikard liefert EMT zu unterziehen, die für die Migration von entscheidender Bedeutung ist. Darüber hinaus können auch auf diesen Zellen durchgeführt Experimente Differenzierung werden. Weiterhin kann Genexpressionsprofil durch Extrahieren von RNA aus den Zellen analysiert werden, undDurchführung quantitative Polymerase-Kettenreaktion (qPCR). Schließlich könnten auch die Monoschichten mit Mitteln, durch eine molekulare Analyse gefolgt behandelt werden für potentielle Therapeutika zu testen. Stellen Sie sich diese epikardialen Kultursystem bietet uns die Möglichkeit, zu visualisieren und molekularen Daten sammeln, die unser Verständnis über epikardiale Entwicklung fördert.

Ein weiteres wünschenswertes Merkmal dieses Verfahrens ist, dass es einfach ist und keine aufwendige Einrichtung erforderlich ist. Kurz gesagt, werden die Embryonen bei E11,5 oder E12,5 folgenden geerntet, die das Herz herausgeschnitten wird. Die Ventrikel sind dann kultiviert entweder auf Kollagen-Gel oder eine Kammer gleitet. Anschließend können diese Zellen verwendet werden, stromabwärts Experimente durchzuführen.