Summary

Isolation des Pericytes de Type I et de Type II des Muscles Squelets de la Souris

Published: May 26, 2017
doi:

Summary

Ce travail décrit un protocole basé sur FACS qui permet un isolement facile et simultané des pericètes de type I et de type II provenant des muscles squelettiques.

Abstract

Les pericytes sont des cellules multiperces perivasculaires qui présentent une hétérogénéité dans différents organes ou même dans le même tissu. Dans les muscles squelettiques, il existe au moins deux sous-populations périticées (appelées type I et type II), qui expriment différents marqueurs moléculaires et possèdent des capacités de différenciation distinctes. En utilisant des souris doublement transgéniques NG2-DsRed et Nestin-GFP, les pericytes de type I (NG2-DsRed + Nestin-GFP-) et de type II (NG2-DsRed + Nestin-GFP + ) ont été isolées avec succès. Cependant, la disponibilité de ces souris à double transgénique empêche l'utilisation généralisée de cette méthode de purification. Ce travail décrit un protocole alternatif qui permet l'isolement facile et simultané des pericytes de type I et de type II à partir des muscles squelettiques. Ce protocole utilise la technique de tri cellulaire activée par fluorescence (FACS) et cible PDGFRβ, plutôt que NG2, avec le signal Nestin-GFP. Après l'isolement, type I et tyPe II pericytes présentent des morphologies distinctes. De plus, les pericytes de type I et de type II isolés avec cette nouvelle méthode, comme ceux isolés des souris doublement transgéniques, sont adipogènes et myogènes, respectivement. Ces résultats suggèrent que ce protocole peut être utilisé pour isoler les sous-populations de péricyte des muscles squelettiques et éventuellement d'autres tissus.

Introduction

La dystrophie musculaire est un trouble musculaire-dégénératif qui n'a jusqu'ici pas de traitements efficaces. Le développement de thérapies qui favorisent la régénération tissulaire a toujours été d'un grand intérêt. La régénération et la réparation des tissus après dommages dépendent des cellules souches / cellules progénitrices résidentes 1 . Les cellules satellites sont des cellules précurseurs myogènes actives qui contribuent à la régénération musculaire 2 , 3 , 4 , 5 , 6 , 7 . Leur utilisation clinique, cependant, est entravée par leur migration limitée et leur faible taux de survie après l'injection, ainsi que par leur diminution de la capacité de différenciation après l' amplification in vitro 8 , 9 , 10 , 11 . En plus de satelliLes muscles squelettiques contiennent également de nombreuses autres populations de cellules avec un potentiel myogénique 12 , 13 , 14 , 15 , 16 , telles que les cellules interstitielles positives du récepteur du facteur de croissance dérivées des plaquettes (PDGFRβ). Il existe des preuves montrant que les cellules PDGFRβ + dérivées de muscle peuvent se différencier en cellules myogènes et améliorer la pathologie musculaire et la fonction 14 , 17 , 18 , 19 , 20 . Le PDGFRβ marque principalement les pericytes 21 , qui sont des cellules périvasculaires avec une pluripotence 22 , 23 . En plus de PDGFRβ, de nombreux autres marqueurs, y compris Neuron-Glial 2 (NG2) et CD146, sont également utilisés pour iDentify pericytes 21 . Il convient toutefois de noter qu'aucun de ces marqueurs n'est spécifique à un pericyte 21 . Des études récentes ont révélé deux sous-types de percytes musculaires, appelés type I et type II, qui expriment différents marqueurs moléculaires et réalisent des fonctions distinctes 19 , 24 , 25 . Biochimiquement, les pericytes de type I sont NG2 + Nestin , tandis que les pericytes de type II sont NG2 + Nestin + 19 , 24 . Fonctionnellement, les pericytes de type I peuvent subir une différenciation adipogène, contribuant à l'accumulation de graisse et / ou à la fibrose, tandis que les pericytes de type II peuvent se différencier le long de la voie myogénique, ce qui contribue à la régénération musculaire 19 , 24 , 25 . Ces résultats démontrent que: (1) les pericytes de type I peuvent bE ciblés dans le traitement des troubles dégénératifs gras / fibrose, et (2) les pericytes de type II ont un grand potentiel thérapeutique pour la dystrophie musculaire. Une étude et une caractérisation plus poussées de ces populations nécessitent un protocole d'isolement qui permet de séparer les pericytes de type I et de type II à un haut niveau de pureté.

À l'heure actuelle, l'isolement des sous-populations de péricyte repose sur les souris doublement transgéniques NG2-DsRed et Nestin-GFP 19 , 24 . La disponibilité des souris NG2-DsRed et la qualité de la plupart des anticorps NG2 limitent l'utilisation généralisée de cette méthode. Étant donné que tous les pericytes NG2 + expriment également le PDGFRβ dans les muscles squelettiques 19 , 20 , 24 , nous supposons que NG2 peut être remplacé par PDGFRβ pour l'isolement des pericytes et de leurs sous-populations. Ce travail décrit un protocole basé sur FACS quiUtilise la coloration PDGFRβ et le signal Nestin-GFP. Cette méthode est moins exigeante pour les chercheurs parce que: (1) il ne nécessite pas l'arrière-plan NG2-DsRed et (2) il utilise des anticorps PDGFRβ disponibles dans le commerce, qui sont bien caractérisés. En outre, il permet l'isolement simultané de pericytes de type I et de type II à haute pureté, ce qui permet d'approfondir la recherche sur la biologie et le potentiel thérapeutique de ces sous-populations de pericyte. Après la purification, ces cellules peuvent être cultivées en culture, et leurs morphologies peuvent être visualisées. Ce travail montre également que les pericytes de type I et de type II isolés en utilisant cette méthode, comme ceux purifiés à partir de souris doublement transgéniques, sont adipogènes et myogènes, respectivement.

Protocol

Les souris transgéniques Wildtype et Nestin-GFP ont été logées dans l'établissement animal de l'Université du Minnesota. Toutes les procédures expérimentales ont été approuvées par le Comité institutionnel pour les soins et l'utilisation des animaux à l'Université du Minnesota et étaient conformes au Guide NIH pour le soin et l'utilisation des animaux de laboratoire. 1. Dissection musculaire et isolement monocellulaire Euthanaser des souris adult…

Representative Results

Les paramètres FACS, y compris l'intensité laser et la compensation de canal, sont corrigés en fonction des résultats des contrôles non contrôlés et des contrôles à une seule couleur. La commande PDGFRβ-PE-FMO sert à régler le déclenchement de la population de PDGFRβ-PE + ( Figure 1A ). Parmi les cellules PDGFRβ-PE, deux populations représentant les cellules Nestin-GFP + et Nestin-GFP sont clairement séparées ( <st…

Discussion

Les pericytes sont des cellules perivasculaires multipotentes 22 , 23 situées sur la surface abluminal des capillaires 21 , 26 . Dans les muscles squelettiques, les pericytes peuvent se différencier selon les voies adipogènes et / ou myogènes 19 , 20 , 24 . Des études récentes ont révélé deux sous-popul…

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

Ce travail a été partiellement soutenu par une subvention de Fund-A-Fellow de la Myotonic Dystrophy Foundation (MDF-FF-2014-0013) et la Subvention de développement scientifique de l'American Heart Association (16SDG29320001).

Materials

Cell Sorter Sony SH800
Automatic Setup Beads Sony LE-B3001
DMEM Gibco 11995
Avertin  Sigma T48402
Pericyte Growth Medium ScienCell 1201
MSC Basal Medium (Mouse) Stemcell Technologies 5501
Adipogenic Stimulatory Supplement (Mouse) Stemcell Technologies 5503
Fetal Bovine Serum Gibco 16000
Horse Serum Sigma H1270
Collagenase Type 2 Worthington LS004176
0.25% Trypsin/EDTA  Gibco 25200
Penicillin/Streptomycin Gibco 15140
PDL Sigma P6407
PDGFRβ-PE Antibody eBioscience 12-1402
Perilipin Antibody Sigma P1998
S-Myosin Antibody DSHB MF-20
Alexa 555-anti-rabbit antibody  ThermoFisher Scientific A-31572
Alexa 555-anti-mouse antibody ThermoFisher Scientific A-31570
Mounting Medium with DAPI Vector Laboratories H-1200
DAPI ThermoFisher Scientific D1306
HEPES Gibco 15630
EDTA Fisher BP120
BSA Sigma A2058
NH4Cl Fisher Scientific A661
KHCO3 Fisher Scientific P184
PBS Gibco 14190
18G Needles BD 305196
10ml Serological Pipette BD 357551

References

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Nirwane, A., Gautam, J., Yao, Y. Isolation of Type I and Type II Pericytes from Mouse Skeletal Muscles. J. Vis. Exp. (123), e55904, doi:10.3791/55904 (2017).

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