Method Article
Biz yetişkin fare kardiyomiyositlerin izolasyonu için güvenilir bir yöntem açıklanmaktadır. Bu protokol, genetik olarak tadil edilmiş farelerin çeşitli fonksiyonel yetişkin kardiyomiyositlerde kültürü için tutarlı bir sonuç elde edilir.
Teknolojik gelişmeler transjenik ve gen knockout farelerde, bir çok araştırma alanlarında gerekli bir araç da dahil olmak üzere, genetik olarak modifiye edilmiş fareler yaptık. Yetişkin kardiyomiyositler yaygın iyi bir kalp hücresel fizyoloji ve patofizyolojisi için model yanı sıra ilaç müdahale olarak kabul edilir. Genetik olarak modifiye edilmiş farenin nedeniyle kardiyomiyositlerde 'terminal farklılaşma verimsiz olan arzu edilen genotip oluşturmak için karmaşık kardiyomiyosit enfeksiyon işlemleri için duyulan ihtiyacı ortadan kaldıracak. Yüksek miktar ve kalite fonksiyonel kardiyomiyositlerin izolasyonu ve kültürü önemli ölçüde kardiyovasküler araştırma yararlanacak ve hücre sinyal iletimi araştırma ve ilaç geliştirme için önemli bir araç sağlayacaktır. Burada, küçük eğitim ile uygulanabilecek yetişkin fare kardiyomiyositlerde izolasyonu için iyi kurulmuş bir yöntemi tarif eder. Fare kalp kesilmiş ve izole edilmiş kalp sistemine kanül, daha sonra, kalsiyum içermeyen ve yüksek p ile perfüzeotassium Langendorff retrograd perfüzyon modu tip II kollajenaz sindirimi ve ardından tampon. Bu protokol, genetiği değiştirilmiş farelerde çeşitli fonksiyonel bir yetişkin fare kardiyomiyositlerin toplanması için tutarlı bir sonuç verir.
Kardiyomiyositler proliferatif değildir. HL-1 ve atriyal fare tümörlerinden türetilmiş AT-1 hücreleri gibi bazı atrial kardiyomiyosit hücre çizgileri, vardır; Ancak, araştırma için hiçbir yetişkin ventriküler kardiyomyosit hücre hatları vardır. Yetişkin fare kardiyomiyositlerin birincil hücre kültürleri hücresel ve moleküler seviyede kalp araştırma için güçlü bir model sağlar. Bugüne kadar, bunlar, biyokimyasal, fizyolojik ve farmakolojik araştırmalar 1 için yaygın olarak kullanılmaktadır. Ayrıca, genetiği değiştirilmiş farelerin sık kullanılması kardiyomyosit tecrit etkili yöntemler gerektirmiştir. Saf kültür diğer organlar ile etkileşimden şartlar ve bu endojen nörohormonal ve hormon benzeri faktörler 2,3 aracılığıyla gibi sistemik dolaşım sağlar. Ancak, kardiyomiyositlerin başarılı izolasyonu zor olabilir.
Biz burada tanıtmak protokol erişkin sıçan cardiomyocyt ile tecrübelere dayanmaktadıres ve O'Connell ve ark 4,5 tarafından tanımlanan metot. Özellikle 2007 5'de, bu hücre kültürü ve işlevsel tahlil tampon preparatlar ayrıntılı teknikleri tarif. Fare myocytes Sıçan kardiyomiyositlerinde göre kontraktürü son derece duyarlı olduğu için, fare protokolünde perfüzyon, sindirim, Ca 2 + tolerans, kaplama ve kültür için kullanılan tamponlar veya ortamı, spesifik olmayan uyanlma-kasılma bağlama inhibitörü, 2 ile takviye edilmiştir kendiliğinden kasılmasını inhibe 3-Butandion monoxime (BDM), dolayısıyla canlılığı ve çubuk şekilli miyositlerin verimi önemli ölçüde artırır. Burada tanıtılan Protokolde, miyositler tip II kolajenaz ile modifiye edilmiş Langendorff perfüzyonu ile izole edilmiş kalp yüksek potasyum tamponu içinde ayrılır. Kolajenaz II etkili hücrelerarası matrisi ve bültenleri hücreleri ayırır. Perfüzyon çözelti, aynı zamanda düşük bir seviyede 6 hücresel metabolizmayı tutar. Additi yılında, biz burada kullanılan Harvard Apparatus izole kalp sistemi, hassas sıcaklık ve sabit basınç kontrolü 7 için iyi tasarlanmış. Bu yaklaşım, yüksek oranda tekrarlanabilir hazırlıklar ve hipertrofik kalp tahlilleri için sinyal proteinleri ya da 2-3 günlük kültür ölçülmesi için bir gece boyunca kültür içinde kullanılabilecek tek bir hücre tipi, homojen popülasyonları içerir.
Fareler üzerinde tüm araştırma işlemleri ve Sağlık Ulusal Enstitüleri kurallarına göre yapıldığını ve protokolleri Toledo Üniversitesi Kurumsal Hayvan Bakım ve Kullanım Kurulu, Tıp ve Yaşam Bilimleri Koleji tarafından kabul edildi.
1.. Perfüzyon Sistem Hazırlama
2.. Tamponlar hazırlanması, Kültür Medya ve Yemekleri
3.. Fare Kalp Kaldırma ve Kanülasyon
4. Kalp Perfüzyon ve Sindirim
5. Hücreler çözüşüm ve kalsiyum yeniden yerleştirilmesi
6.. Hücre Kültürü
1.. Başarılı İzolasyon Kantitasyonu
Iki kriter izolasyonu başarısını ölçmek için kullanılır: İlk olarak, toplam izole kardiyomiyositlerde sayısı, ve ikinci olarak, çubuk şeklinde kalsiyum toleranslı yuvarlak olmayan dayanıklı miyosit oranıdır. Genellikle bu protokol kalp kaldırılması miyosit kaplama ve bir yetişkin fare kalbinden verimleri yaklaşık 1 milyon çubuk şeklindeki kardiyomiyositlerin (hasat toplam miyositlerin% 70-90) yaklaşık 75-90 dakika sürer. Bu fare vücut ağırlığı ve suş ile değişebilir. Tipik haliyle, 0.7-1.0 milyon çubuk şeklinde bir myocytes ~ 25 g C57BL/6J fare, ~ 35 g siyah İsviçre fare 1,2-1600000 çubuk şeklindeki uzaması, ve 0,7-1200000 çubuk şekilli miyositlerden toplanabilir can a ~ 30 g Na / K +-ATPase, heterozigot (α1 S / R) ya da 10 ~ 22 g kardiyak spesifik NCX-KO fare 11 toplanabilir. İzole miyositler normalde, dikdörtgen uçları ve açık çapraz-izlerse ile ayrı bir çubuk şekli varŞekil 1 'de gösterilmektedir.
2.. Hücre Fonksiyon Tanımlama
Bizim önceki verileri açıkça kültürlü yenidoğan sıçan kardiomyositlerindeki, 100 mcM ouabain PI 3 K-bağımlı Akt fosforilasyonu etkinleştirmek ve hipertrofisi 12 neden olduğunu göstermiştir. Ayrıca yetişkin fare kardiyomiyositlerde Bu sonuçları teyit etmek için, yetişkin fare C57BL/6J kardiyomiyositlerde kültürlendi ve ouabain ile muamele edildi. 2 ve 3, açık Ouabain, doza bağımlı bir şekilde Akt fosforilasyonunun artırmak ve [3H]-lösinin dahil edilmesini neden olduğunu göstermektedir protein sentezi sırasında.
Şekil 1.. Siyah Swiss fare Normal çubuk şeklindeki kardiyomiyositler gecede sonrakültür. myocytes fotoğraf yazılımını kullanarak faz kontrast mikroskobu altında fotoğraflandı.
Kültür yetişkin fare C57BL/6J kardiyomiyositlerde ouabain ile Akt'nin Şekil 2.. Etkinleştirilmesi. Miyositlerde 5 dakika için 0-50 uM ouabain maruz edildi ve lizatlar western fosforillenmiş (Ser 473) Akt'nin (p-Akt) ve Akt için tahlil edildi benekleri. Aktivasyon, toplam Akt fosforile oranı (n = 5-10) olarak belirlendi. * P <0.05 'e karşı kontrol, ** P <0.01' e karşı kontrol.
Şekil 3,. Ouabai. n, 4 saat sonra, serum yoksunluğu, miyositler birlikte ouabain veya 100 nM ET-1 (pozitif kontrol) varlığında veya yokluğunda, [3 H] 'de belirtilen koşullar ile muamele edilmiş kültüre yetişkin fare C57BL/6J kardiyomiyositlerde protein sentezini uyarır - 12 saat boyunca lösin (1 uCi / ml). Hücre lizatları% 5 TCA ile çökeltilmiş ve 0.2 M NaOH/0.1% SDS içinde yeniden süspansiyona alınmış, ve radyoaktivite bir ışıma sayacı içinde sayılmıştır edilmiştir. Örnek başına protein sentezi / mg protein ve kontrol ile karşılaştırıldığında normalize cpm hesaplanmıştır.
Çözüm / Tampon | Perfüzyon Tampon | Sindirim Tampon | Durdurma tamponu | Ca 2 + Solüsyon I | Ca 2 + Çözüm II | Ca 2 + Çözüm III | Ca 2 + Çözüm IV |
NaCl, mM | 113 | 113 | 113 | 113 | 113 | 113 | 113 |
KCI, mM | 4.7 | 4.7 | 4.7 | 4.7 | 4.7 | 4.7 | 4.7 |
KH 2 PO 4, mM | 0.6 | 0.6 | 0.6 | 0.6 | 0.6 | 0.6 | 0.6 |
Na 2 HPO 4 mM | 0.6 | 0.6 | 0.6 | 0.6 | 0.6 | 0.6 | 0.6 |
MgSO4, mM | 1.2 | 1.2 | 1.2 | 1.2 | 1.2 | 1.2 | 1.2 |
Na-HEPES, mM | 10 | 10 | 10 | 10 | 10 | 10 | 10 |
NaHCO 3 mM | 12 | 12 | 12 | 12 | 12 | 12 | 12 |
KHCO 3 mM | 10 | 10 | 10 | 10 | 10 | 10 | 10 |
Fenol kırmızı, iM | 32 | 32 | 32 | 32 | 32 | 32 | 32 |
Taurin, mM | 30 | 30 | 30 | 30 | 30 | 30 | 30 |
BDM, mM | 10 | 10 | 10 | 10 | 10 | 10 | 10 |
Glikoz, mM | 5.5 | 5.5 | 5.5 | 5.5 | 5.5 | 5.5 | 5.5 |
FBS,% (v / v) | 0 | 0 | 10 | 10 | 10 | 10 | 10 |
Kolajenaz II, mg / ml | 0 | 1 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
CaCl2, uM | 0 | 50 | 0 | 12.5 | 100 | 400 | 900 |
Yetişkin fare kardiyomiyositler izolasyonu için Tablo 1. Çözümleri / tamponlar.
Isim | Şirket | Catalog # | Hazırlık | Depolama |
Fetal Bovine Serum (FBS) | Atlanta Biolgoicals | S11550 | N / A | -20 ° C'de, 50 ml steril tüplerde 25 ml lik bir kısmı |
Sığır serum albümini (BSA) 100 mg / ml, 100x | Sigma | A7906 | 50 ml diH 2 O, 0.22 mikron steril şırınga ile f steril filtre 5 gilter | -20 ° C'de 15 ml steril tüplerde 5 ml alikotları |
CaCl2, 100 mM, 100x | Sigma | C4901 | 0.22 um steril bir şırınga filtreden geçirilmiştir 0,555 50 ml diH 2 O g, ve steril filtre | Oda sıcaklığında 15 ml steril tüplerde 10 ml lik bir kısmı. |
Laminin 1 mg / ml, 100x | Hayat teknolojileri | 23017-015 | N / A | -20 ° C'de 0.5 ml steril mikrosantrifüj tüpleri içinde 200 ul alikotları |
2,3-Butandion monoxime (DGM) 500 mM, 50x | Sigma | B0753 | 20 ml 2 O dihidro 1.01 g BDM, kaput 0.22 mikron filtre içinden süzme ile çözelti sterilize edin. | 4 ° C'de saklayın |
Adenozin-5'-trifosfat disodyum tuzu (Na 2-ATP) 200 mM, 100x | Sigma | A6419 | Ekle 5 ml diH 2 O1 g, 50 ml bir santrifüj tüpüne 2-ATP Na çözülür, daha sonra pH'ı 7.2 'ye ayarlayın ve diH 2 O ile 9 ml nihai hacme getirmek için 2 mol / l NaOH kullanımı 0.22 mikron bir şırınga filtreden geçirilmiştir çözeltiyi sterilize edin. | -20 ° C de, 1.5 ml steril mikrosantrifüj tüpleri içinde, 0.5 ml alikotları |
3.77 M NaCl, 33.3x | Sigma | S7653 | 300 ml diH 2 O 66 g | 4 ° C'de saklayın |
KCI 470 mM, 100x | Fisher Scientific | P217 | 100 mi diH 2 O'da 3.5 g | 4 ° C'de saklayın |
KH 2 PO 4 60 mM, 100x | Sigma | P5379 | 100 mi diH 2 O'da 0.82 g | 4 ° C'de saklayın |
2 HPO 4 60 mM, 100x Na | Sigma | S0876 | 100 mi diH 2 O'da 0.85 g | 4 ° C'de saklayın |
MgSO 4 120 mM, 100x | Sigma | M-1880 | 100 mi diH 2 O 3 g | 4 ° C'de saklayın |
HEPES 1 M, 100x | Hayat teknolojileri | 15630-080 | N / A | 4 ° C'de saklayın |
NaHCO 3 600 mM, 50x | Sigma | S6014 | 200 ml diH 2 O'da 10.1 g | 4 ° C'de saklayın |
KHCO 3 1 M, 100x | Fisher Scientific | P235 | 100 mi diH 2 O'da 10.1 g | 4 ° C'de saklayın |
Fenol kırmızı 3.2 mM, 100x | Sigma | P5530 | 100 mi diH 2 O'da 0.12 g | oda sıcaklığında saklayın. |
Tablo 2.. Yetişkin fare kardiyomiyositler izolasyonu ve kültürü için Stok çözelti hazırlama ve saklama.
En iyi hazırlanması için, en kritik adımlar şunlardır: 1) derhal çıkarıldıktan sonra kanül fare kalp çengel; 2) uygun kalp perfüzyon. Ayrıca, bu su kalitesini, perfüzyon sıcaklığı, tampon pH, sterilizasyon, kimyasal saflığı ve temiz, kirli olmayan boru ve odaları da önemli faktörlerdir unutmayın. M 18.2 moleküler biyoloji dereceli H 2 O yüksek tampon hazırlanması için özellikle tavsiye edilir. 200 mM ATP stok çözeltisinin pH değeri 7.2, kolaylıkla kaçırılmaz bir adıma ayarlanmalıdır.
Hızla aorta belirlemek ve Flynn 13 tarafından gösterildiği gibi, sadece ilk şubesini kesim için esastır. Verimli kanca-up için, çentikler ve küçük tırtıklı çapraz kelepçe ile uygun boyutlardaki paslanmaz çelik kanül tavsiye edilir. Ligasyondan sonra, kanül ucu kolajenaz tam koroner dolaşım sırasında kalp dokusu ile etkileşim yardımcı olmak amacıyla aort üzerinde olmalıdır. Bazı durumlarda, ilk olarak hücre verimi büyük görünmektedirancak birçok hücreleri yuvarlak şekilli kalsiyum tolerans aşamasından sonra vardır. Bunun bir açıklaması, damarlarda pıhtılaşmış kan tamamen yetersiz sindirime yol açan kalp, çıkarılabilir olmayabilir olmasıdır. Diğer bir olasılık, kalbin sindirim üzerindedir. Kolajenaza uzun süreli maruz kalma miyositlerdeki kalsiyum tolerans 2 azaltır. Ayrışma ve kalsiyum yeniden yerleştirilmesi sırasında, bu gibi yumuşak miyosit canlılığını korumak için mümkün kardiyomiyositlerde işlemek için de önemlidir.
Özetle, genetik olarak değiştirilmiş farelerin yetişkin kardiyomyosit kültür kalp araştırmaları için güçlü bir araçtır. Sonuçlarını yorumlarken Ancak, gelecekteki çalışma akılda insanlar ve kemirgenler arasında genetik fark tutmalı.
Yazarlar, hiçbir rakip mali çıkarlarını olmadığını beyan ederim.
Bu çalışma, Ulusal Kalp, Akciğer ve Kan Enstitüsü Hibe HL-36573 tarafından desteklenmiştir. Biz bu metni düzenlemek için Sayın David Sowa teşekkür ederim.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
Isolated heart system for small rodent | Harvard Apparatus | IHSR-mouse 73-4019 | |
Aortic Cannula, OD 1.0 mm | Harvard Apparatus | 73-2816 | |
Dumont #4 Forceps | Fine science tools | 11294-00 | |
Straight sharp serrated scissors | Fine science tools | 14070-12 | |
Serrated Graefe forceps | Fine science tools | 11050-10 | |
Curved, serrated Graefe forceps | Fine science tools | 11052-10 | |
Straight Mini Serrefines clamps | Fine science tools | 18054-28 | |
MEM | Gibco | 11575-032 | |
Collagenase II | Worthington | 4176 | |
Mucosal universal detergent | Sigma | Z637181 | Mucasol is a fast alkaline residue-free detergent. |
Bu JoVE makalesinin metnini veya resimlerini yeniden kullanma izni talebi
Izin talebiThis article has been published
Video Coming Soon
JoVE Hakkında
Telif Hakkı © 2020 MyJove Corporation. Tüm hakları saklıdır