To distinguish cell division from cell cycle variations in cardiomyocytes, we present protocols using two transgenic mouse lines: Myh6-H2B-mCh transgenic mice, for the unequivocal identification of cardiomyocyte nuclei, and CAG-eGFP-anillin mice, for distinguishing cell division from cell cycle variations.
Cardiomyocytes are prone to variations of the cell cycle, such as endoreduplication (continuing rounds of DNA synthesis without karyokinesis and cytokinesis) and acytokinetic mitosis (karyokinesis but no cytokinesis). Such atypical cell cycle variations result in polyploid and multinucleated cells rather than in cell division. Therefore, to determine cardiac turnover and regeneration, it is of crucial importance to correctly identify cardiomyocyte nuclei, the number of nuclei per cell, and their cell cycle status. This is especially true for the use of nuclear markers for identifying cell cycle activity, such as thymidine analogues Ki-67, PCNA, or pHH3. Here, we present methods for recognizing cardiomyocytes and their nuclearity and for determining their cell cycle activity. We use two published transgenic systems: the Myh6-H2B-mCh transgenic mouse line, for the unequivocal identification of cardiomyocyte nuclei, and the CAG-eGFP-anillin mouse line, for distinguishing cell division from cell cycle variations. Combined together, these two systems ease the study of cardiac regeneration and plasticity.
La correcta identificación de los núcleos de cardiomiocitos y el estado del ciclo celular es de crucial importancia para la determinación del volumen de negocios del músculo cardiaco y la regeneración. Esto es especialmente cierto para el uso de marcadores nucleares, tales como pHH3, Ki-67, o los análogos de timidina, para la identificación de la actividad del ciclo celular. Como la capacidad de proliferación de los cardiomiocitos de mamíferos adultos es muy pequeño 1, una falsa identificación de un núcleo positivo para un marcador de proliferación de un núcleo de cardiomiocitos podría hacer una diferencia crucial en el resultado de un ensayo de proliferación. Además, los cardiomiocitos son propensos a las variaciones en el ciclo celular, tales como la endorreduplicación y la mitosis acytokinetic, que resultan en células poliploides y multinucleadas en lugar de en la división celular. Con este fin, la interpretación de la tinción de anticuerpos contra marcadores del ciclo celular comunes no es concluyente en todos los casos.
A continuación, presentamos los métodos para la recta forwa reconocimiento rd de cardiomiocitos de ratón y su nuclearidad en células aisladas nativas y secciones de tejido de espesor en las etapas postnatales y adultos por la identificación inequívoca de sus núcleos. Para ello, se utilizó una línea de ratones transgénicos con la expresión de los cardiomiocitos-específica de una proteína de fusión que consta de la histona H2B humana y mCherry bajo el control del promotor MYH6 (MYH6-H2B-MCH) 2. Cruzamiento de esta línea de ratón con una línea de ratones indicador de proliferación transgénico, en el que la expresión de una proteína de fusión eGFP-anillin está bajo el control del promotor de actina de pollo ubicua con un promotor de CMV (CAG-eGFP-anillin), permite la determinación del estado del ciclo celular. El anillin andamio de proteínas se expresa específicamente en el ciclo celular de células activas 3, y su localización subcelular diferencial durante el ciclo celular permite la progresión del ciclo celular en vivo de seguimiento con una alta resolución de la fase Mef "> 4. Por lo tanto, los ratones dobles transgénicos pueden ser utilizados para discriminar entre la proliferación de los cardiomiocitos y los que se someten a variaciones del ciclo celular. Esto resulta especialmente útil en el cribado de sustancias que inducen la proliferación in vitro.
Existe una controversia sobre si los cardiomiocitos son capaces de volver a entrar en el ciclo celular y dividir después de la lesión y durante la homeostasis del tejido. Los valores para el volumen de negocio básico de cardiomiocitos se han dado en el rango entre 1% 1 y 80% 7. También después de una lesión cardíaca, la inducción de la actividad del ciclo celular y la generación de nuevos cardiomiocitos se ha informado en la zona fronteriza, con valores entre 0,00…
The authors have nothing to disclose.
We thank S. Grünberg (Bonn, Germany) and P. Freitag (Bonn, Germany) for their technical assistance.
10 cm petri dish | Sarstedt | 821472 | |
100 µm cell strainer | Becton Dickinson GmbH/Falcon | 352360 | |
2,3-Butanedione monoxime (BDM) | Sigma-Aldrich | B0753 | |
G20x1 ½ injection cannula, Sterican | Braun, Melsungen | 4657519 | |
20 gauge needle | Becton Dickinson GmbH | 301300 | |
24-well plates | Becton Dickinson GmbH/Falcon | 353047 | |
2-Methyl-butane | Carl Roth GmbH + Co. KG | 3927.1 | |
37% formaldehyde solution | AppliChem GmbH | A0936,1000 | |
3-way stopcock | B. Braun Medical Inc. | 16494C | |
50 ml syringe | B. Braun Medical Inc. | 8728810F | |
70% ethanol | Otto Fischar GmbH | 27669 | |
Alexa-Fluor-conjugated secondary antibody | Jackson ImmunoResearch | 115-605-205 | |
Alpha-Aktinin EA-53, Mouse IgG | Sigma-Aldrich, Steinheim | A7811 | |
CaCl | Sigma-Aldrich | C4901 | |
Cell Culture Microplate, 96 Well, Half Area | Greiner bio-one | 675986 | |
Collagenase B | Roche | 11088815001 | |
confocal microscope Eclipse Ti-E | Nikon | ||
cryostat CM 3050S | Leica | ||
donkey serum | Jackson Immuno Research, Suffolk, GB | 017-000-121 | |
Dulbecco's Phosphate Buffered Saline | Sigma-Aldrich | D8537 | |
EDTA | Sigma-Aldrich | E4884 | |
fetal calf serum | PromoCell, Heidelberg | ||
Formaldehyde solution (4%) | PanReac AppliChem | A3697 | |
Gelatine from porcine skin, Type A | Sigma-Aldrich, Steinheim | G2500 | |
glass coverslips | VWR | 631-0146 | |
Glucose | Sigma-Aldrich | G7021 | |
Heidelberger extension tube | IMPROMEDIFORM GmbH | MF 1833 | |
Heparin-Natrium | Ratiopharm | 5394.02.00 | |
HEPES | Sigma-Aldrich | H3375 | |
HistoBond microscope slides | Marienfeld | 0810000 | |
Hoechst 33342 (1mg/ml) | Sigma Aldrich, Taufkirchen | B2261 | |
Insulin syringe | Becton Dickinson GmbH | 300334 | |
Iscove’s ModifiedDulbecco’s Medium (IMDM) | Gibco/Life Technologies, Darmstadt | 21980-032 | |
KCl | Sigma-Aldrich | P9333 | |
Laminin | Corning | 354221 | |
Laser Scanning Mikroskop Eclipse Ti | Nikoninstruments, Düsseldorf | ||
Lipofectamine RNAiMAX | Invitrogen/Life Technologies, Darmstadt | 13778075 | |
Mouse IgG Cy5 (donkey) | Jackson ImmunoResearch | 715-175-151 | |
MGCl | Sigma-Aldrich | M8266 | |
microcentrifuge tube | Sarstedt | 72690 | |
Mini shaker | VWR | 12620-940 | |
mirVana miRNA mimic, hsa-miR199a-3p | Ambion/Thermo Fischer Scientific | 4464066 | |
Biopsy Mold | Sakura Finetek/ VWR | 4565 | |
M-slide 8-well ibiTreat | ibidi | 80826 | |
NaCl | Sigma-Aldrich | S9888 | |
NaOH | Merck Millipore | 567530 | |
negative control(scrambled RNA) | Ambion/Thermo Fischer Scientific | AM4611 | |
Neonatal Heart Dissociation Kit | Miltenyi Biotech, Bergisch Gladbach | 130-098-373 | |
NIS Elements AR 4.12.01-4.30.02-64bit | Nikoninstruments, Düsseldorf | ||
Non essential amino acids, NEAA | Gibco/Life Technologies, Darmstad | 11140-035 | |
Opti-MEM, Reduced Serum Medium | Gibco | 51985-026 | |
P21-siRNA | Ambion/Thermo Fischer Scientific | 4390771 | |
P27-siRNA | Ambion/Thermo Fischer Scientific | 4390771 | |
Penicillin/Streptomycin | Gibco/Life Technologies, Darmstadt | 15140-122 | |
Phosphate buffered saline (PBS) | Sigma-Aldrich, Steinheim | 14190-094 | |
Polyvinyl alcohol mounting medium with DABCO®, antifading | Sigma-Aldrich | 10981 | |
RNase A | Qiagen | 1007885 | |
RNaseZap | Invitrogen/Life Technologies, Darmstadt | AM9780 | |
sample containers | Vitlab | 80731 | |
Serological pipette | Greiner | 607180 | |
software NIS Elements | Nikon | ||
Sucrose | Sigma-Aldrich | S0389 | |
Tissue-Tek O.C.T. Compound | Sakura Finetek/ VWR | 25608-930 | |
ToPro3 iodide (642/661) | Molecular probes/ThermoFisher Scientific | T3605 | |
Tris | Sigma-Aldrich | T1503 | |
Triton X | Fluka | 93418 | |
Triton X-100 | Fluka | 93418 | |
Trypsin | Sigma-Aldrich | T1426 | |
Wheat germ agglutinine (WGA) Fluorescein labeled | Vector Laboratories | VEC-FL-1021-5 | |
α-actinin antibody | Sigma-Aldrich | A7811 | |
β-Mercaptoethanol | Sigma-Aldrich, Steinheim | M3148 |