A subscription to JoVE is required to view this content. Sign in or start your free trial.
هنا، نقدم بروتوكولاً للعزلة، وtransfection، والثقافة طويلة الأجل من الماوس الكبار والجرذان cardiomyocytes.
السابقين فيفو ثقافة من الثدييات الكبار cardiomyocytes (CMs) يقدم النظام التجريبي الأكثر صلة للدراسة في المختبر من بيولوجيا القلب. إنّ تقانات الثدييات البالغة هي خلايا متمايزة بشكل نهائي ذات قدرة تكاثرية دنيا. لا تحد حالة ما بعد الميتكت من CMs الكبار من تقدم دورة خلايا القلب العضلي القلب فحسب، بل تحد أيضًا من ثقافة CMs الفعالة. وعلاوة على ذلك، فإن الثقافة الطويلة الأجل للبالغين من أجل إجراء دراسات كثيرة، مثل انتشار الـ CM وتحليل التعبير الجيني.
الفأر والفئران هما الأكثر تفضيلا الحيوانات المختبرية لاستخدامها في عزل cardiomyocyte. وفي حين أن الثقافة الطويلة الأجل لـ CMs الفئران ممكنة، فإن الماوس البالغ عرضة للموت ولا يمكن استزراعه أكثر من خمسة أيام في ظل الظروف العادية. ولذلك، هناك حاجة ماسة لتحسين عزل الخلية وبروتوكول الثقافة طويلة الأجل للبالغين مورين CMs. مع هذا البروتوكول المعدلة، فمن الممكن لعزل وثقافة كل من الماوس الكبار و CMs الفئران لأكثر من 20 يوما. وعلاوة على ذلك، فإن كفاءة نقل الـ(سيرنا) لـ CM المعزولة تزداد بشكل كبير مقارنة بالتقارير السابقة. لعزلة CM الماوس الكبار، يتم استخدام طريقة التحلل Langendorff مع حل انزيم الأمثل والوقت الكافي للتفكك المصفوفة خارج الخلية كاملة. من أجل الحصول على CMs البطين النقي ، تم تشريح كل من الأذينين والتخلص منه قبل الشروع في فصل وطلاء. وتفرقت الخلايا على لوحة مغلفة باللفين، مما سمح بتعلقها بكفاءة وسرعة. سُمح لـ CMs بتسوية 4-6 ساعات قبل نقل سيرنا. تم تحديث وسائل الإعلام الثقافة كل 24 ساعة لمدة 20 يوما، وبعد ذلك، تم إصلاح CMs وملطخة لعلامات القلب محددة مثل Troponin وعلامات دورة الخلية مثل KI67.
أمراض القلب هي واحدة من الأسباب الرئيسية للوفاة في جميع أنحاء العالم. تقريبا جميع أنواع الإصابة القلبية يؤدي إلى فقدان كبير من أمراض القلب الكبار (CMs). قلوب الثدييات الكبار غير قادرين على إصلاح إصابات القلب بسبب الطبيعة الشيخوخة لـ CM البالغ1. وبالتالي، فإن أي إهانة للقلب الثديي البالغين يؤدي إلى فقدان دائم لـ CMs، مما يؤدي إلى انخفاض وظيفة القلب وفشل القلب. على عكس الثدييات الكبار، يمكن للحيوانات الصغيرة مثل حمار وحشي وقلوب نيوت تجديد إصابات القلب من خلال انتشار CM القائمة2،3،4. ويجري بذل جهد عالمي لإيجاد تدخل علاجي جديد للإصابة بالقلب من خلال النهج التكاثرية وغير التكاثرية على حد سواء. في العقود الماضية، تم تطوير أنواع مختلفة من نماذج الماوس الجينية لدراسة إصابة القلب وإصلاح. ومع ذلك، فإن استخدام نماذج الحيوانات الحية في أن يكون نهجا مكلفا مع تعقيد إضافي لفك آلية الخلية المستقلة من الآثار الثانوية. إلى جانب ذلك، في نظم الجسم الحي هي صعبة لتحليل CM آثار محددة للتدخل الدوائية التي تحفز إشارات القلب من CM.
وعلاوة على ذلك، فإن الثقافة الطويلة الأجل للأجهزة الجماعية للبالغين ضرورية لإجراء تحليلات انتشار الأسلحة العنقودية. تتطلب فحوصات انتشار CM ما لا يقل عن 4-5 أيام حتى يتم تحريض الخلايا في دورة الخلية والحصول على بيانات دقيقة بعد ذلك. بالإضافة إلى ذلك ، فإن الدراسات التي تستخدم CMs المعزولة للدراسات الفسيولوجية الكهربائية ، وفحص الأدوية ، ودراسات السمية ، ودراسات Ca++ التوازن كلها في حاجة إلى نظام ثقافة محسن5،6،7. وعلاوة على ذلك، تظهر الدراسات الحديثة أهمية القلبية من السيتوكينات يفرز من CMs (cardiokines)8،9. من أجل التحقيق في الدور العلاجي والآلية الجزيئية لهذه القلب أثناء إصلاح القلب وتجديده ، هناك حاجة إلى ثقافة طويلة.
الكبار الجرذان CMs قوية بما فيه الكفاية لعزلة خلية واحدة والثقافة على المدى الطويل في نظام في المختبر10،11،12. ومع ذلك ، فإن الماوس الكبار CMs هي ذات أهمية كبيرة في المختبرات ، وذلك بسبب توافر مجموعة متنوعة من نماذج الماوس المعدلة وراثيا ، والذي يسمح لتصميم وتنفيذ مختلف التحليلات المبتكرة التي لا يمكن مع الفئران CM13. على النقيض من الكبار الجرذان CM العزلة ، فإنه من الصعب جدا الحصول على تعليق خلية واحدة من قلوب الماوس الكبار ، وثقافة طويلة الأجل من الكبار الماوس CMs في الثقافة هو أكثر تحديا.
الكبار CM العزلة من قلوب الفئران والماوس باستخدام نظام Langendorff سبق أن أنشئت لدراسة وظيفة CM5،14،15. هنا، وصفنا بالتفصيل بروتوكولات لعزلة CM الكبار عن كل من الفئران والجرذان، فضلا عن الثقافة المعدلة على المدى الطويل، وتكاثر تكاثر CM للخلايا المعزولة.
يجب أن يتم إجراء جميع التجارب وفقا للمبادئ التوجيهية لدليل رعاية واستخدام الحيوانات المختبرية التي نشرها المعهد الوطني للصحة في الولايات المتحدة (NIH). وقد وافقت على جميع البروتوكولات المعروضة في الفيديو من قبل لجنة رعاية الحيوان المؤسسية واستخدامها (IACUC) في جامعة سينسيناتي، كلية الطب.
1. التحضير قبل استخراج القلب من الفئران البالغة (والجرذان)
2. استخراج القلب من الفئران البالغة (والجرذان)
3. هضم القلب
4. إعداد CM تعليق وحيد الخلية
5- إزالة غير الـ CMs
6. الكبار CM الطلاء
7. نقل
البروتوكول المعدل الحالي يسمح العزلة الفعالة وثقافة الفئران والفئران CMs في المختبر. لعزل الفئران CM، ما مجموعه 3 الكبار (12 أسبوعا) ذكر فيشر 344 الفئران استخدمت في هذا الإجراء. ويبين الشكل 1 الجهاز الجراحي والاجهزة العزلة المطلوبة في العملية؛ وقد تم وضع علامة على كل جزء ووصفها ?...
هناك حاجة ماسة إلى إنشاء بروتوكول لعزلة القلب و الثقافة طويلة الأجل لإجراء دراسات ميكانيكية خاصة بالخلايا. هناك فقط عدد قليل من التقارير التي تناقش الكبار CM بروتوكولات العزل، وتستخدم أقل منهم حتى لثقافة طويلة الأجل من الفئران الكبار CM15،16،17...
اي.
وقد دعم هذا العمل من خلال تمويل من قسم علم الأمراض والطب المختبري، جامعة سينسيناتي، كلية الطب، إلى الدكتور أونور كانيسيك؛ منحة من المعاهد الوطنية للصحة (R01HL148598) إلى الدكتور أونور كانيسيك. الدكتور أونور كانيسيكاك مدعوم من قبل جمعية القلب الأمريكية جائزة التطوير الوظيفي (18CDA34110117). الدكتور بيرويز علم مدعوم من قبل جمعية القلب الأمريكية منحة ما بعد الدكتوراه (AHA_20POST35200267). الدكتورة مالينا ج. آيفي مدعومة بمنحة من المعاهد القومية للصحة T32 (HL 125204-06A1).
Name | Company | Catalog Number | Comments |
2,3-Butane Dione monoxime | Sigma-Aldrich | B-0753 | |
Blebbistatin | APExBIO | B1387 | |
Bovine serum albumin | Sigma-Aldrich | A3059 | |
CaCl2 | Sigma-Aldrich | 449709 | |
Cell culture plate | Corning Costar | 3526 | |
Cell strainer | BD Biosciences | 352360 | |
Cel-miR-67 | Dharmacon | CN-001000-01-50 | |
Collagenase type2 | Worthington | LS004177 | |
Disposable Graduated Transfer Pipettes | Fisherbrand | 13-711-20 | |
Disposable polystyrene weighing dishes | Sigma-Aldrich | Z154881-500EA | |
Dulbecco's Modified Eagle's medium | Thermo Scientific | SH30022.01 | |
EdU | Life Technologies | C10337 | |
Fetal bovine serum | Corning | 35-015-CV | |
Fine Point High Precision Forceps | Fisherbrand | 22-327379 | |
Glucose | Sigma-Aldrich | G-5400 | |
Hemocytometer | Hausser Scientific | 1483 | |
Heparin | Sagent Pharmaceuticals | PSLAB-018285-02 | |
HEPES | Sigma-Aldrich | H3375 | |
High Precision Straight Broad Strong Point Tweezers/Forceps | Fisherbrand | 12-000-128 | |
Hyaluronidase | Sigma | H3506 | |
Insulin | Sigma-Aldrich | I0516-5ML | |
K2HPO4 | Sigma-Aldrich | P-8281 | |
KCl | Sigma-Aldrich | 746436 | |
Light Microscope | Nikon | ||
Lipofectamine RNAiMAX | Life Technologies | 13778-150 | |
MgSO4 | Sigma-Aldrich | M-2643 | |
NaCl | Sigma-Aldrich | S9888 | |
NaOH | Fisher Scientific | S318-500 | |
Natural Mouse Laminin | Invitrogen | 23017-015 | |
Penicillin/Streptomycin | Corning | 30-002-CI | |
Pentobarbital | Henry Schein | 24352 | |
Phosphate buffered saline | Life Technologies | 20012-027 | |
Protease XIV | Sigma-Aldrich | P5147-1G | |
Selenium | Sigma-Aldrich | 229865+5G | |
siMeis2 | Dharmacon | s161030 | |
siRb1 | Dharmacon | s128325 | |
Straight Blunt/SharpDissecting Scissors | Fisher Scientific | 28252 | |
Straight Very Fine Precision Tip Forceps | Fisherbrand | 16-100-120 | |
Taurine | Sigma-Aldrich | T0625 | |
Transferrin | Sigma-Aldrich | T8158-100MG | |
Ultra-smooth, beveled-edge finish scissor | Fisherbrand | 22-079-747 | |
Water Bath | Fisher Scientific | 3006S |
Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article
Request PermissionExplore More Articles
This article has been published
Video Coming Soon
Copyright © 2025 MyJoVE Corporation. All rights reserved