Summary

マウス骨格筋からのI型およびII型ペリクルの単離

Published: May 26, 2017
doi:

Summary

この研究は、骨格筋からのI型およびII型周皮細胞の容易かつ同時の単離を可能にするFACSベースのプロトコールを記載する。

Abstract

角質細胞は血管周囲多分化能細胞であり、異なる器官または同じ組織内でさえも異質性を示す。骨格筋には、異なる分子マーカーを発現し、明確な分化能力を有する、少なくとも2つの周皮細胞亜集団(I型およびII型と呼ばれる)が存在する。 NG2-DsRedおよびNestin-GFP二重トランスジェニックマウスを用いて、I型(NG2-DsRed + Nestin-GFP-)およびII型(NG2-DsRed + Nestin-GFP + )の周皮細胞が正常に単離された。しかしながら、これらの二重トランスジェニックマウスの利用可能性は、この精製方法の広範な使用を妨げる。この研究は、骨格筋からのI型およびII型の周皮細胞の容易かつ同時の単離を可能にする代替プロトコールを記載する。このプロトコルは、蛍光活性化細胞選別(FACS)技術を利用し、Nestin-GFPシグナルと共にNG2ではなくPDGFRβを標的とする。分離後、I型とTy型pe II周皮細胞は異なる形態を示す。さらに、この新しい方法で単離されたI型およびII型の周皮細胞は、二重トランスジェニックマウスから単離されたものと同様に、脂肪生成性および筋原性である。これらの結果は、このプロトコルを用いて、周皮細胞亜集団を骨格筋から、場合によっては他の組織から単離することができることを示唆している。

Introduction

筋ジストロフィーは、これまでのところ有効な治療法を持たない筋変性疾患である。組織の再生を促進する治療法の開発は、常に大きな関心を集めています。損傷後の組織の再生と修復は、幹細胞/前駆細胞に依存する1 。衛星細胞は、筋肉再生に寄与する筋原性前駆細胞である2,3,4,5,6,7。しかしながら、それらの臨床的使用は、制限された移動および注射後の低い生存率、ならびにインビトロ増幅後のそれらの減少した分化能力によって妨げられる8,9,10,11。サテリに加えて骨格筋はまた、血小板由来成長因子受容体 – ベータ(PDGFRβ) – 陽性間質細胞などの筋原性ポテンシャル12,13,14,15,16を有する多くの他の細胞集団を含む。筋肉由来のPDGFRβ +細胞が筋原性細胞に分化し、筋病変および機能を改善することが示された証拠がある14,17,18,19,20。 PDGFRβは、主に多能性を有する血管周囲細胞である周皮細胞21を標識する22,23。 PDGFRβに加えて、Neuron-Glial 2(NG2)およびCD146を含む多くの他のマーカーもiに使用される周皮細胞を鑑定する21 。しかしながら、これらのマーカーのいずれも周細胞特異的21ではないことに留意すべきである。最近の研究では、異なる分子マーカーを発現し、異なる機能を果たすタイプIおよびタイプIIと呼ばれる筋肉周皮細胞の2つのサブタイプが明らかになった19,24,25。生化学的には、タイプIの周細胞はNG2 +ネスチンであり、タイプIIの周細胞はNG2 +ネスチン+19,24である。機能的には、I型周皮細胞は脂肪蓄積および/または線維化に寄与する脂肪生成分化を受けることができるが、II型周皮細胞は筋再生経路に沿って分化し、筋再生に寄与する19,24,25。これらの結果は、(1)I型の周皮細胞は、b(2)II型周皮細胞は、筋ジストロフィーに対して大きな治療可能性を有する。これらの集団のさらなる調査および特徴付けは、高レベルの純度でI型およびII型周皮細胞の分離を可能にする単離プロトコルを必要とする。

現在、周皮細胞亜集団の単離は、NG2-DsRedおよびNestin-GFP二重トランスジェニックマウスに依存している19,24。 NG2-DsRedマウスの利用可能性およびほとんどのNG2抗体の品質は、この方法の広範な使用を制限する。すべてのNG2 +周皮細胞もまた骨格筋19,20,24においてPDGFRβを発現することを考慮すると、我々は、NG2が、周皮細胞およびそれらの亜集団の単離のためにPDGFRβによって置換され得ると仮定する。この作業では、FACSベースのプロトコルについて説明します。PDGFRβ染色およびネスチン-GFPシグナルを使用する。この方法は、(1)NG2-DsRedバックグラウンドを必要とせず、(2)よく特徴付けられた市販のPDGFRβ抗体を使用するため、研究者の要求が少ない。さらに、これは、I型およびII型の周皮細胞を高純度で同時に単離することを可能にし、これらの周皮細胞亜集団の生物学および治療可能性をさらに調査することを可能にする。精製後、これらの細胞を培養で増殖させることができ、その形態を可視化することができる。この研究はまた、二重トランスジェニックマウスから精製されたものと同様に、この方法を用いて単離されたI型およびII型の周皮細胞が脂肪生成性および筋原性であることも示している。

Protocol

野生型およびネスチン-GFPトランスジェニックマウスを、ミネソタ大学の動物施設に収容した。すべての実験手順は、ミネソタ大学の施設動物実験および使用委員会によって承認され、実験動物のケアおよび使用のためのNIHガイドに従っていた。 1.筋肉解離と単細胞分離トリブロモエタノール(250mg / kg、腹腔内)で成体マウス(男性および女性の両方)を安楽死?…

Representative Results

レーザ強度およびチャネル補償を含むFACSパラメータは、無染色対照および単色対照の結果に基づいて補正される。 PDGFRβ-PE-FMOコントロールを用いてPDGFRβ-PE +集団のゲーティングを設定する( 図1A )。 PDGFRβ-PE-細胞の中で、Nestin-GFP +およびNestin-GFP-細胞を表す2つの集団が明確に分離されている( 図1A )。 PD…

Discussion

角質細胞は、毛細血管21,26の管腔外表面上に位置する多分化能血管周囲細胞22,23 ある。骨格筋において、周皮細胞は、脂肪生成経路および/または筋形成経路19,20,24に沿って分化することができる。最近の研究により、異なるマーカー発現および明確な分化能を有する周皮細胞の2つの亜集団が明らかになった(19,24,25)。タイプI(NG2 +ネスチン )周…

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

この研究は、筋緊張性ジストロフィー基金(MDF-FF-2014-0013)の基金とアメリカ心臓協会(16SDG29320001)の科学者開発助成金によって部分的に支えられました。

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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