A subscription to JoVE is required to view this content. Sign in or start your free trial.
Method Article
يحدد هذا البروتوكول عزل الأسلاف الليفية العضلية الهيكلية والقلبية (FAPs) من الفأر الشوكي (Acomys) عن طريق التفكك الأنزيمي وفرز الخلايا المنشطة بالتألق. يمكن توسيع FAPs التي تم الحصول عليها من هذا البروتوكول بشكل فعال وتمييزها إلى الخلايا الليفية العضلية والخلايا الشحمية.
نظرا لبرنامج الإصلاح الاستثنائي ، يعد الفأر الشوكي نموذجا بحثيا ناشئا للطب التجديدي. السلف الليفي الدهني المنشأ عبارة عن خلايا مقيمة في الأنسجة قادرة على التمايز إلى خلايا دهنية وخلايا ليفية وخلايا غضروفية. تعتبر الأسلاف الليفية الأديبوجينية أساسية لتنظيم تجديد الأنسجة لأنها مسؤولة عن إعادة تشكيل المصفوفة خارج الخلية بعد الإصابة. تركز هذه الدراسة على التحقيق في الدور المحدد للأسلاف الليفية الأديبوجينية في إصلاح قلب الفأر الشوكي وتجديد العضلات الهيكلية. تحقيقا لهذه الغاية ، تم تحسين بروتوكول لتنقية أسلاف الفأر الشوكي الليفي الدهني عن طريق قياس التدفق الخلوي من العضلات الهيكلية والقلبية المنفصلة إنزيميا. السكان الذين تم الحصول عليهم من هذا البروتوكول قادرون على التوسع في المختبر ، ويمكن تمييزهم إلى الخلايا الليفية العضلية والخلايا الشحمية. يقدم هذا البروتوكول أداة قيمة للباحثين لفحص الخصائص المميزة للفأر الشوكي ، ومقارنتها بالعضلات الشوكية. سيوفر هذا رؤى يمكن أن تعزز فهم آليات التجدد في هذا النموذج المثير للاهتمام.
تم التعرف على الفأر الشوكي في البداية لبشرته الهشة بشكل استثنائي وقدرته الرائعة على إصلاح إصابات الجلد ، وقد أظهر قدرة فائقة على التجدد في مختلف أجهزة الأعضاء ، مثل الجهاز العضلي الهيكلي والكلوي والجهاز العصبي المركزي والقلب والأوعية الدموية ، عند مقارنته ب Mus musculus 1,2.
السلف الليفي الدهني (FAPs) هي مجموعة فرعية من الخلايا اللحمية الموجودة في الأنسجة المختلفة ، بما في ذلك الهيكل العظمي وعضلة القلب. تمتلك هذه الخلايا قدرة فريدة على الالتزام بالسلالات الليفية والدهنية في الجسم الحي وفي المختبر 3,4. تلعب FAPs دورا حاسما في تجديد الأنسجة عن طريق تعديل المصفوفة خارج الخلية ودعم وظائف أنواع الخلايا الأخرى المشاركة في عملية الإصلاح. في العضلات الهيكلية ، يتم تنشيط FAPs استجابة للإصابة وتسهيل تمايز الخلايا الجذعية العضلية وتكوين العضلات 5,6. في إصابة نقص تروية القلب ، تضع FAPs أنسجة ندبة للحفاظ على سلامة عضلة القلب. على عكس العضلات ، يتم تنشيط FAPs القلبية بشكل مزمن وتساهم في إعادة تشكيل الأمراض 7,8.
أظهرت الدراسات السابقة أن مصفوفة الفأر الشوكي خارج الخلية لها تركيبة وبنية وخصائص مختلفة تدعم التجديد مقارنة ب Mus musculus 9,10. في إصابات العضلات والقلب ، لوحظ أن FAPs تساهم في الشفاء الفائق في الفأر الشوكي11،12،13. إن فهم السلوك والتحكم التنظيمي للفأر الشوكي FAPs والسدى قد يلقي الضوء على الآلية الكامنة وراء قدراتها التجديدية. بينما تتم دراسة FAPs على نطاق واسع في نماذج حيوانية أخرى ، كما هو الحال في mus musculus14,15 ، حاليا ، لا توجد بروتوكولات منشورة لعزل FAPs للفأر الشوكي. إن تطوير مثل هذا البروتوكول من شأنه أن يسد فجوة كبيرة في هذا المجال ويمكن الباحثين من فحص الآليات الخلوية والجزيئية الكامنة وراء إمكانات التجدد للفأر الشوكي.
يصف هذا البروتوكول بروتوكولا قويا وقابلا للتكرار لعزل وتوسيع وتمييز FAPs للعضلات الهيكلية والقلبية من الفأر الشوكي. ينتج عن البروتوكول الموصوف هنا معلقات أحادية الخلية عالية الجودة مناسبة لفرز الخلايا المنشطة بالفلورة (FACS). باستخدام rh-TGFβ1 أو وسائط متوافقة متاحة تجاريا ، وهما طريقتان تستخدمان على نطاق واسع للتمييز بين العضلات العضلية FAPs16 ، تحافظ FAPs الشوكية المصنفة على قدرتها على التمييز على طول السلالة الليفية والسلالة الأديبية ، على التوالي (الشكل 1).
تم إجراء جميع إجراءات صيانة والتجارب وفقا لموافقة لجنة رعاية بجامعة كولومبيا البريطانية واللوائح في جامعة كولومبيا البريطانية. تم إيواء في منشأة مغلقة خالية من مسببات الأمراض في ظل الظروف القياسية (دورة الضوء والظلام 12:12 ، 21-23 درجة مئوية ، ومستوى الرطوبة 40٪ -60٪) وقدمت نظاما غذائيا غنيا بالبروتين للفئران والماء حسب الحاجة. تم استخدام الفئران البالغة (من 4 إلى 6 أشهر ، 50-60 جم) من الإناث والذكور Acomys dimidiatus لهذه الدراسة. يتم سرد تفاصيل جميع الكواشف والمعدات المستخدمة في جدول المواد.
1. إعداد الحل والمخزن المؤقت
2. جمع الأنسجة
3. هضم الأنسجة
4. تلطيخ لفرز الخلايا المنشطة بالفلورة (FACS)
5. فرز الخلايا المنشط بالفلورة
6. زراعة الأنسجة
7. التمايز الليفي
8. التمايز الأديبوجيني
9. تلطيخ المناعة
يلخص الشكل 1 الشكل التخطيطي لهذا البروتوكول لعزل وزراعة العضلات الهيكلية وفضلات الساقين القلبية. لجمع الأنسجة ، عادة ما يكون لون الكبد المتغير من الأحمر الداكن إلى الأصفر الباهت مؤشرا على نجاح التروية. مع الفئات العمرية المحددة للفأر الشوكي ، تكون أوزان...
أنسجة الفئران الشوكية أكثر حساسية للضغوط في تفكك الأنسجة ، وهناك عدة جوانب من هذا البروتوكول تهدف إلى تقليل الإجهاد لتحسين صلاحية الخلية. يتم استخدام تقنية التفكك الأنزيمي التسلسلي لإعداد العينة لخفض تركيز الإنزيم المطلوب. مع استمرار الهضم الأنزيمي ، ينخفض النشاط الأن...
ليس لدى المؤلفين أي تضارب في المصالح للكشف عنه.
نود أن نعرب عن تقديرنا لآندي جونسون وجوستين وونغ ، قلب تدفق UBC ، لخبرتهما ومساعدتهما في تحسين بروتوكول FACS ، بالإضافة إلى موظفي منشأة في مركز البحوث الطبية الحيوية بجامعة كولومبيا البريطانية لرعاية الفئران الشوكية. تم عمل الشكل 1 باستخدام Biorender. تم عمل الشكل 2 باستخدام برنامج FlowJo.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
0.5M EDTA | Invitrogen | 15575–038 | |
1.7 mL Microcentrifuge tubes | VWR | 87003-294 | |
15 mL centrifuge tube | Falcon | 352096 | |
1x Dulbecco’s Phosphate Buffered Saline (DPBS) | Gibco | 14190-144 | |
20 mL syringe | BD | 309661 | |
4′,6-diamidino-2-phenylindole (DAPI) | Invitrogen | D3571 | |
40 μm cell strainer | Falcon | 352340 | |
48 well flat-bottom tissue culture plate | Falcon | 53078 | |
5 mL polypropylene | Falcon | 352063 | |
5 mL polystyrene round-bottom tube with cell-strainer cap | Falcon | 352235 | |
5 mL syringe | BD | 309646 | |
50 mL centrifuge tube | Falcon | 352070 | |
60 mm Petri dish | Falcon | 353002 | |
96 well V-bottom tissue culture plate | Corning | 3894 | |
Acomys dimidiatus mice (spiny mice) | kindly gifted by Dr. Ashley W. Seifert (University of Kentucky). | ||
Ammonium-chloride-potassium (ACK) lysing buffer | Gibco | A10492-01 | |
Anti-perilipin (1:100) | Sigma | P1873 | |
Anti-SMA (1:100) | Invitrogen | 14-9760-82 | |
APC PDGFRa (1:800) | Abcam | ab270085 | |
BD PrecisionGlide Needle 18 G | BD | 305195 | |
BD PrecisionGlide Needle 23 G | BD | 305145 | |
Bovine serum albumin | Sigma | A7906-100g | |
BV605 CD31 (1:500) | BD biosciences | 744359 | |
CaCl2 | Sigma-Aldrich | C4901 | |
Centrifuge | Eppendorf | 5810R | |
DMEM/F12 | Gibco | 11320033 | |
Donkey anti-mouse Alexa 555 (1:1000) | Invitrogen | A31570 | |
Donkey anti-rabbit Alexa 647 (1:1000) | Invitrogen | A31573 | |
Donkey serum | Sigma | S30-100ML | |
FACS sorter - MoFlo Astrios 5 lasers | Beckman coulter | B52102 | |
Fetal bovine serum | Gemini | 100-500 | |
Fine scissors | FST | 14058-11 | |
Fluoromount-G | SouthernBiotech | 0100-01 | |
Forceps | FST | 11051-10 | |
Hemostat | FST | 91308-12 | |
human FGF-basic recombinant protein (bFGF) | Gibco | 13256029 | |
Human TGF beta 1 recombinant protein (TGFb1) | eBiosciences | 14-8348-62 | |
Incubator - Heracell 160i CO2 | ThermoFisher | 51033557 | |
Inverted microscope - Revolve | ECHO | n/a | |
Liberase | Roche | 5401127001 | |
Mouse MesenCult Adipogenic Differentiation 10x Supplement | STEMCELL technologies | 5507 | |
Mouse on mouse (MOM) blocking reagent | Vector Laboratories | MKB-2213 | |
Paraformaldehyde | Sigma | P1648-500g | |
Penicillin-Streptomycin | Gibco | 15140–122 | |
PicoLab Mouse Diet 20 | LabDiet | 3005750-220 | |
Propidium iodide (PI) | Invitrogen | P3566 | |
Transport vial 5mL tube | Caplugs Evergreen | 222-3005-080 | |
Triton X-100 | Sigma | 9036-19-5 |
Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article
Request PermissionThis article has been published
Video Coming Soon
Copyright © 2025 MyJoVE Corporation. All rights reserved