この記事では、催不整脈性心筋症患者の心内膜心筋生検サンプルから心臓の間葉系間質細胞を分離するメソッドが提供されます。その特性とその脂肪細胞分化を促進するためのプロトコルを説明します。
正常な成人の心臓は、その中で心臓間葉系間質細胞は豊富な人口を表すいくつかの異なったセルタイプで構成されます。これらの細胞の分離勉強心疾患における関与の可能性を提供し、加えて、生物学的メカニズムを調査するための有用な一次電池モデルを提供します。
ここでは、C MSC の催不整脈性心筋症患者の生検試料からの分離の手法を説明しています。心内膜心筋生検、電気解剖学的マッピングで可視化した跡に隣接する右室エリアに導かれます。コラゲナーゼと C MSC 成長できるように培地のプラスチックの皿上のめっきで生検の消化が説明されています。隔離されたセルは、いくつかの通路の文化で拡張できます。その間葉系の表現型を確認、免疫表現型特性の説明が提供されます。C MSC は骨芽細胞、軟骨細胞、脂肪細胞のようないくつかの種類の細胞に分化することができる: ACM のコンテキスト、患者の心の中で脂肪の預金、C MSC の脂肪細胞分化のためのプロトコルによって特徴付けられると脂質液滴集積の特性を説明します。
間葉系間質細胞 (MSC) は、多くの組織1で重要な支援機能を持つ大人のセルです。骨髄は、MSC の歴史的源を表しますが、彼らは胎盤、脂肪組織、臍帯血、肝臓、心臓1,2などさまざまな組織から分離することができます。
2006 年に国際学会細胞療法 (ISCT) の指定、初めて、人間 MSC3を定義する最低限の条件。特に、MSC プラスチックに付着する能力が必要です。彼らは特定の表面抗原を表現: 陽性 CD14、CD45、CD34 陰性 CD44、CD105、CD90 (cd29)、間葉系のマーカーは、CD31 造血と内皮マーカーが MSC を特徴付けます。HLA-DR の欠如表現、ためは、MSC が alloreactivity をトリガーすることができます。脂肪細胞、軟骨細胞、骨芽細胞の血統1,3の方向へ分化する可能性を持つ多能性細胞である。
心臓の細胞の構成に焦点を当て、心臓間葉系間質細胞 (C MSC) が正常な大人の心4,5で豊富です。彼らは正常な心臓機能と病態の両方重要な役割を果たします。しばらくの間、生理学的、C MSC は心筋の構造と機能の整合性をサポートする微小環境を提供、心疾患における心損傷創傷治癒と線維化改造6 に参加するのに応答をアクティブにします。 ,7。
最近、催不整脈性心筋症 (ACM) 脂肪置換の C MSC の関与は、示された8をされています。特に、ACM は主に右心室9を中心に、心筋の線維脂肪置換につながるデスモソーム遺伝子の突然変異によって引き起こされる遺伝的疾患です。この置換は、心外膜から心内膜に及ぶは、進行性の心不全を誘発し、重度の場合、突然の死につながることができる、心室性不整脈を悪化させる非導べ電性基板を作成します。ソンマリーヴァら前脂肪細胞の間葉系の起源を示す ACM 患者 explanted 中心セクションに存在します。また、C MSC ACM 心エクスプレス デスモソーム遺伝子の心内膜心筋生検から分離した、したがって彼らの突然変異によって影響を受けることができます。特に、脂肪分化条件下で ACM C MSC は制御心からのそれらよりより多くの脂質を蓄積します。この証拠は、病気の発症の積極的な役割があるし、ACM を研究に有効な細胞モデルを表すの両方、C MSC の結論に します。
このコンテキストまたは心筋生検は示されているその他の心疾患の研究を進めるため、詳細なプロトコルを心筋組織の拡大、その免疫-表現型の小さな断片から C MSC の分離の提示します。特性、および脂肪細胞分化。
MSC と C MSC:MSC は、多能性細胞骨髄、脂肪、軟骨、脳、皮膚、胎児附属心12など、さまざまなアダルト組織の間質の一部に居住。分離し、基礎やトランスレーショナル研究12,13の潜在的なアプリケーションのためにそれらを特徴付けるさまざまな研究を行った。
MSC は健康な状態に静止、低金利14自己更新。以来、彼らは環境の病理学的変化にさらされている、彼らは育成組織は、直接分化転換、マトリックス析出パラクライン効果14のいずれかを介しての改造反応します。
心臓 MSC (C MSC) は、大規模な非心筋細胞集団の心4を表します。心外膜から発信し、上皮間葉移行15のプロセスを受けている心筋に移行します。彼らは、心臓の構造、生理学的と病理学的状態は、心筋細胞と細胞外マトリックスの恒常性7,16との相互作用での機械的および電気的整合性に貢献します。ただし、C-MSC の広い範囲機能はまだ完全には分かっていません。生理学的および病理学的条件の両方が生体外での研究によって促進することの役割のより深い知識は、彼らの分離の後実行されます。
C MSC は心耳2,17右心室18など、人間の心の別の地区から得られています。
最近では、C-MSC 人間右室心内膜心筋生検標本から得られている8、ソース組織 3-5 mg として、小さなことを示します。
可能なアプリケーション:本稿で説明する方法は、非常に小さなハートの標本から消化とプラスチックの遵守のための選択など、いくつかの簡単な文章とセルを取得ことができます。
増幅し、生体外で、メンテナンスが容易、間葉系の系統 (血管内皮細胞、骨細胞、脂肪細胞) の細胞に分化することができるので、C MSC 細胞モデルを検討できます。また、患者から直接細胞を得る可能性はパーソナライズ/精密医学のコンテキストで解明のための偉大な体外ツールを構成します。確かに、これらの細胞は遺伝的背景と、ドナーの最終的に特定の突然変異を運ぶし、臨床症状、年齢、性別、ライフ スタイル、薬などの特定の患者の特性によって影響を受けます。また、別のマーカーにそれらを並べ替えの可能性特定 C MSC サブセット19の研究ができます。
C MSC がほとんど心の不利な改造によって特徴付けられる別の心血管疾患で現役選手として知られています。したがって、心疾患8,20に対抗する新しい治療戦略のための候補者目標を表すものです。
C MSC 幹のような性質と重要な免疫原性の欠如は、心臓再生医療の細胞療法の潜在的な応用を示唆しています。確かに、MSC 骨髄や他の情報源のような C-MSC される可能性があります潜在的自己とドナーと受信者21とのマッチングを必要とせず、同種の設定で。
また、C-MSC、直接心臓組織から分離されている心臓微小環境とエピジェネティックなプロファイルで前処理されているという利点があります。心臓再生医療の中では、これは特に成功した結果を取得することが重要かもしれない。
日には、再生医療の臨床研究は、C MSC とその傍分泌活動18,22,23で有用な治療の可能性を識別されます。重要なは、セルのソースで心の臨床試験が進行中 cardiosfere 由来細胞もしくは C MSC13,24,25の集団。しかし、骨骨髄由来 MSC はさまざまなプロトコルは、臨床グレード C MSC26を取得する必要あります。
ACM で C MSC:提案するプロトコルは、心内膜生検は示されている病態の研究に適しています主です。ACM の患者は診断目的27生検手術します。その心筋は、徐々 に脂肪細胞と線維化から成る電気的不活性組織瘢痕組織に置き換えられます。診断の収量が最大、瘢痕領域に生検のサンプリングを導くために心筋マッピングは使用10,28,29です。このプロトコルで使用されるサンプルは、病的心筋の国境地帯で撮影されます。
ソンマリーヴァら最近 ACM8、それら心の脂肪前駆細胞は間葉系由来の C MSC が ACM 心臓脂肪細胞形成の現役選手である証明の病因に C MSC の極めて重要な役割を定義しました。また、C MSC は、コントロールよりも脂質蓄積と脂肪細胞形成により傾向を認め, ACM 患者の生検から議定書で分離されました。このため、これらの細胞が分子機構解明9細胞モデルの適合性を証明する、ACM のいくつかを確認するためにされる可能性があります。
制限と重要なステップ:(「用途」段落を参照) の患者から直接 C MSC を得る利点にもかかわらずこのプロトコルは、別制限を受けます。
まず、心筋生検の手順は侵襲的なしばしば厳密に必要ではない場合は回避します。確かに、心臓組織をサンプリング、倫理的、技術的に問題があります。心筋生検を行う理由鑑別診断、心臓移植の状態の監視や心臓腫瘍30の存在を確かめるに心筋症の確定診断の実績があります。したがって、C MSC 研究心内膜心筋生検がコンセンサス ステートメント31で示されます患者のみを登録できます。さらに、心筋生検の手順は心筋症心の中で上記のすべての合併症を持つことができます。したがって、electrophysiologist のサンプリングは常に慎重、生検サンプルは非常に小さく、細胞の分離を損なう可能性があります。今後の実験計画は、コラゲナーゼの濃度を調整する消化のタイミングによってこの問題を克服できます。
C-MSC、すべてひと初代細胞として、すべての表現型で異なる科目間で高い可変性を示します。確かに、別の科目からの細胞は、遺伝的に異なるのみならず、また受ける変数環境をご利用いただけます。具体的には、この実験では、内細胞の分離、成長、および脂肪細胞の分化の高い可変性が観察されます。
この議定書の重要なステップは了承する必要があります。生検標本には、毛細血管が含まれている場合、は、血管内皮細胞、C MSC 文化を汚染する可能性があります、FACS 解析 (CD31 陽性) によって証明することができますの並列の分離を避けるために削除する必要があります。効率的な分化を得るためには、細胞は活発な成長期である必要があります。合流の度も脂質蓄積に影響を与える可能性があります。
法の意義:間葉系間質細胞の分離の前の方法に関して、これは初めてひと心室の生検試料から直接 C MSC 取得の説明の詳細提案です。ACM 患者サンプルの処理にこのメソッドお勧め、心筋生検が示されているすべての患者に適用できる可能性です。
このプロトコルは、収集することは困難が多い大きな心臓サンプル32に必要な細胞の入手する以前の方法の有用な実装を表します。
また、サンプル ソースは、興味深い技術革新を構成します。生検を心室中隔33行われます、このプロトコル右室自由壁からアカウント試料にかかります。病気にかかった右心室地区から派生したセルより右心室を含む疾患の病理学的状態の代表があります。
さらに、議定書で使用される試薬のいくつかが他 C MSC 分離と分化の方法32に関して異なります。たとえば、本稿で提案するコラゲナーゼの種類のミックス クラス I およびクラス II コラーゲン蛋白分解活性のバランスのとれた比率を持つ。また、消化ソリューションは、将来の成長条件に適応する分離 C MSC をできるように C MSC 培地の調製に使用同じ基本培地 (IMDM) に溶解したコラゲナーゼ ミックスで構成されます。
さらに、C MSC 母集団全体を使用して細胞のバッチを標準化できるプロシージャを並べ替え、これらの細胞のプラスチック付着プロパティを介してのみ分離、肺浸潤を変更することがなく簡素化を構成します。C MSC の特性。本稿で提案する t. 裏打ちの組成は、脂肪細胞分化、インスリンなど他のコンポーネントによる代謝不全の回避につながることです。
また、割合のみに基づく方法と比較するとオロ比色強度の評価に基づく脂質蓄積定量化の手法は蓄積された脂質の量の詳細についてを提供しますオロの汚損に肯定的な細胞。ORO を抽出することにより多くの場合脂質蓄積を定量化によりイソプロパノールとその吸光度を測定します。ただし、このメソッドは、複数の通路が必要です、イソプロパノール蒸発による変動を受けます。
The authors have nothing to disclose.
この作品は、イタリアの Ricerca グラーヴェ セントロ Cardiologico Monzino IRCCS に保健省によって賄われていた。
IMDM | Gibco by Life Technologies | 12440053 | |
Fetal Bovine Serum (FBS) | Sigma-Aldrich | F2442 | |
PENICILLIN STREPTOMYCIN | Life Technologies Italia | 15140122 | |
Collagenase NB4 | Serva | 17454.02 | |
Basic fibroblast growth factor | Peprotech | 100-18B | |
L-glutammine | Sigma-Aldrich | G7513 | |
PBS | Lonza | 17-516F | |
Tryple select 1X (cell dissociation reagent) | Gibco | 12563029 | |
EDTA | Sigma-Aldrich | EDS | |
Trypsin-EDTA solution | Sigma-Aldrich | T6689 | |
Bovine Serum Albumin | Sigma-Aldrich | A2058 | |
3-Isobutyl-1-methylxanthine | Sigma-Aldrich | I5879 | |
Hydrocortisone | Sigma-Aldrich | H4001 | |
Indomethacin | Sigma-Aldrich | I7378 | |
Oil Red O | Sigma-Aldrich | O0625 | |
Isopropanol | Sigma-Aldrich | I9516 | |
Paraformaldehyde (PFA) Solution 4% in PBS | D.b.a. Italia S.r.l. | sc-281692 | |
Dimethyl Sulfoxide (DMSO) | Sigma-Aldrich | 276855 | |
Antibody CD14-FITC (MφP9) | Becton Dickinson | 345784 | |
Antibody Integrin β1 (CD29)-PE (clone MAR4) | Becton Dickinson | 561795 | |
Antibody PECAM-1 (CD31)- APC (clone 9G11) | R&D Systems | FAB3567A | |
Antibody Hematopoietic progenitor cell antigen (CD34)-APC (clone 581) | Thermo Fisher Scientific | CD34-581-05 | |
Antibody H-CAM (CD44)-PE (clone G44-26) | Becton Dickinson | 561858 | |
Antibody L-CA (CD45)-APC (clone HI30) | Thermo Fisher Scientific | MHCD4505-4 | |
Antibody THY1 (CD90)-FITC (clone 5E10) | Becton Dickinson | 561969 | |
Antibody Endoglin (CD105)-APC (clone 266) | Becton Dickinson | 562408 | |
Antibody HLA-DR-FITC (clone L243) | Becton Dickinson | 347400 |
|
Gima Quick Plus sterilizer | Gima | 35642 | |
Bench centrifuge Sigma 3-16K | Sigma Centrifuges | 10330 | |
Mr. Frosty Freezing Container | Thermo Fisher Scientific | 5100-0001 | |
AxioVert 200M microscope | Zeiss | B 40-080 e 03/01 | |
FACS Gallios | Beckman Coulter | 773231AF | |
ImageJ (image processing program) | NIH | ||
Stericup filter units | Merck S.P.A. | SCGPU05RE | |
Conical Tubes, 50 mL | Eppendorf | 30122178 | |
Conical Tubes, 15 mL | Eppendorf | 30122151 | |
Safe-Lock Tubes, 2 mL | Eppendorf | 30120094 | |
100 mm TC-Treated Cell Culture Dish | Corning | 430167 | |
60 mm TC-Treated Cell Culture Dish | Corning | 430166 | |
6 well TC-Treated Multiple Well Plates | Corning | 3516 | |
Polystyrene Round-Bottom Tubes, 5 mL | BD Falcon | 352058 | |
BRAND counting chamber BLAUBRAND Bürker-Türk | Sigma-Aldrich | BR719520 |