Dieses Protokoll beschreibt die Beseitigung und Reinigung der Lungenarterie endothelialen Zellen (PAECs), die sich zu den Ballon-Tipps von Swan-Ganz Katheter halten, während sie während rechts Herzkatheter in der Lungenarterie eingeklemmt sind und bleiben an der Luftballon nach Entnahme aus dem Körper des Patienten.
Eine Vielzahl von Krankheiten führen, pulmonale Hypertonie (PH), definiert als eine mittlere Lungenarterie Druck von mehr als 25 MmHg in Ruhe. Zur weiteren diagnose und PH zu verwalten, werden Patienten wiederholt Rechte Herz Katheterwechsel (RHC) wobei ein Swan-Ganz-Katheter ist in eine Filiale der Lungenarterie fortgeschritten und ein Ballon aufgeblasen wird, um die Katheterspitze Keil unterzogen. Dieser Artikel beschreibt ein Protokoll, wobei Lungenarterie endothelialen Zellen (PAECs) von Sprechblasentipps Swan-Ganz Katheter nach RHC geerntet und mit einer Anti-CD146 Affinität Spalte Technik, vermeintliche PAECs zu reinigen gereinigt werden können. Diese Zellen können verwendet werden, um eine in-situ Momentaufnahme der biologische Zustand der pulmonalen Gefäßsystems Endothel, hämodynamische Messungen während RHC zu ergänzen. Geerntet und gereinigten PAECs verwendet werden, für die entweder Zellkultur oder für nachfolgende analytische Tests wie Fluss Cytometery.
Aktuelle US-amerikanischen und europäischen Richtlinien erfordern richtige Herzkatheter zur Diagnostik der pulmonalen Hypertonie1. Ärzte und Wissenschaftler, die versuchen, diese Krankheit zu verstehen den Wunsch biologischer Proben aus der pulmonalen Gefäßsystem der hämodynamischen Daten ergänzen, die während der RHC erfasst werden. Leider das Risiko bei pulmonalen vaskulären Biopsie ist sehr hoch, und biologische Proben des pulmonalen Gefäßsystems sind daher nur selten wenn überhaupt von lebenden Patienten RHC erhalten. Während viel von Erkenntnis pulmonalen Gefäßgewebe von cadaveric oder explantiert Lungen, diese Beispiele sind nicht in der Lage, die Biologie des Krankheitsprozesses PH zu reflektieren, wie es bei einem lebenden Patienten abspielt. Im Jahr 2013 berichteten wir erstmals, dass Lungenarterie endothelialen Zellen (PAECs) von den Ästen der Lungenarterie durch physischen Kontakt mit der QuickInfo-Sprechblase des Swan-Ganz-Katheters während RHC entblößt sind und in kleinen Stückzahlen aus dem Katheterspitzen zurückgewonnen werden nach dem Verfahren2.
Dieser Artikel veranschaulicht unsere Technik für die Beseitigung und Reinigung der Lungenarterie endothelialen Zellen (PAECs) von Sprechblasentipps Swan-Ganz Katheter nach rechts Herzkatheter. Bisher, wurde die Methodik für die Durchführung dieser Ernte-Technik nicht ausreichend detailliert in der Literatur um einheitliche Ergebnisse zwischen Laboratorien, die Durchführung der Technik gewährleisten beschrieben. Dieser Artikel soll diesen Mangel mit visualisierten Demonstration der Technik, von am Krankenbett Sammlung von Katheterspitzen bis zum fertigen Produkt von gereinigten CD146 + Endothelzellen zu überwinden. Diese Technik sollte Hilfe bei der Förderung der Forschung in der Pathobiologie der verschiedenen Ätiologien von PH und möglicherweise führen zur Entwicklung von neuen diagnostischen Assays hämodynamische während RHC gesammelten Daten ergänzen.
Die Bedeutung dieser Technik auf dem Gebiet der pulmonalen vaskulären Medizin und Forschung ist, dass es ermöglicht den Zugriff auf eine Momentaufnahme der Biologie der pulmonalen Endothel in Situ und im Gegensatz zu früheren Studien auf explantiert oder cadaveric Lungen, stellt keine einen Endpunkt für das Thema Lunge. Vor kurzem haben wir gezeigt, dass eine Anti-apoptotische Biomarker in diesen Zellen Nützlichkeit in genauer Phänotypisierung kann im Zusammenhang mit Sorten von pulmonaler Hypertonie3. Die Ausbeute an Zellen gewonnen ist relativ klein, ~ 5, 000-25.000 PAECs pro Probe, und diese Zellen sind schwierig (aber nicht unmöglich), Kultur. Wir glauben, dass clevere Kliniker und Forscher Synergien zwischen diesen Begleiter Techniken finden um pulmonalen vaskulären Forschung, Diagnostik und Vorzeichen zu fördern.
Alle Studien, die in diesem Artikel beschriebenen stimmten der Institutional Review Board des Allegheny Health Network. Alle Patienten zur Verfügung gestellt Einwilligung vor der Verabreichung von beruhigenden Wirkstoffen und wurden durch eine Studie Nummer zugewiesen wird de-identifiziert.
(1) am Krankenbett Sammlung
Hinweis: Alles in diesem Protokoll sollte auf Eis, mit vorgekühlt Lösungen erfolgen. Es ist wichtig, induzieren Kälte Stase in den Zellen, die in-situ biologische Phänotyp zu erhalten. Dieses Protokoll beinhaltet den Umgang mit Blut und Zellen aus Mensch und daher sollten Vorsichtsmaßnahmen beachtet werden.
2. Zellernte
Hinweis: Alles in diesem Protokoll sollte auf Eis, mit vorgekühlt Lösungen erfolgen. Die Zellen sind in kalten Stase, und es ist wichtig, zu vermeiden, Erwachen sie, bis sie bereit sind, behoben oder kultiviert werden. Das gesamte Protokoll sollte in einer Laminar-Flow-Kapuze, mit sterilen Instrumenten, wenn die ultimative Absicht Kultur der geernteten PAECs durchgeführt werden. Wenn Kultur nicht vorgesehen ist (z. B. flow Cytometry Analysis), es ist nicht notwendig, sterile Vorsichtsmaßnahmen zu beachten.
3. Zelle Reinigung
Hinweis: Alles in diesem Protokoll sollte auf Eis, mit vorgekühlt Lösungen erfolgen. Die Zellen sind in kalten Stase, und es ist wichtig, zu vermeiden, Erwachen sie, bis sie bereit sind, behoben oder kultiviert werden.
Dieses Protokoll ergibt sich bei der Reinigung der Zellen von Swan-Ganz Katheterspitzen nach rechts Herzkatheter, die an eine CD146 Auswahl Spalte binden und vorwärts/Side Scatter-Profile, die von kultivierten primären menschlichen pulmonalen nisht zu unterscheidend sind Arterie Endothelzellen (Abbildung 1). Bedenkt, dass der Katheter Ballon in Körperkontakt mit nur der Einführhilfe Scheide (eine zellfreie Material), der Lungenarterie Gefäßwand, und das Blut, Daten ist hier zur Verfügung gestellten nachweisen können, dass diese Zellen aus dem Blut (Abbildung 2) nicht gewonnen werden , und es wird daher angenommen, dass sie tatsächlich aus der Lungenarterie Gefäßwand. Die Leser sollten beachten, dass die Anti-CD146 magnetische Beads, die verwendet werden, um die Zellen zu reinigen bleiben Anhänger an die Zelloberfläche nach dem Verfahren, und somit es ist suboptimal zu versuchen, die Zelle ernten für CD146 als Marker der endothelial Zellen zu analysieren. CD31 oder andere endotheliale Marker wäre vermutlich für die Kennzeichnung und als Alternativen in Erwägung gezogen werden.
Wesentliche Elemente dieses Protokolls wurden Ergebnisse beeinflussen können. Erstens ist es wichtig, die Katheterspitze am Krankenbett zu spülen, um Blut zu entfernen. Abbildung 3 zeigt Side Scatter (SSC) / Forward Scatter (FSC) Profile von durchströmten aus der Spalte "Anti-CD146" für eine Probe, die war richtig gespült und war nicht. Die Spalte scheint Blut gewonnenen Zellen aus der Ernte (Abbildung 2) ausschließen, aber die Spülung Schritt sorgt für minimale mögliche Kontamination von zirkulierenden endotheliale Zellen (das sind normalerweise anwesend < 50 Zellen/mL Blut4). Wir haben das Eluat aus der CD146 beobachtet, die Spalte völlig klar, sogar bei sehr blutigen Katheter Tipp Proben ist. Dies deutet darauf hin, dass die Spalte in der Lage, erhebliche Mengen an Blut zu behandeln, ohne Verstopfung oder Aufrechterhaltung von nicht-CD146 + Bloodborne-Zellen.
Zweitens ist es wichtig, die QuickInfo-Sprechblase mindestens einmal während der Zelle Ablösung Lösung/Zelle Schaber Schritt aufzublasen. Angesichts der Tatsache, dass die vermeintliche PAECs auf die QuickInfo-Sprechblase Anhänger trotz der Kochsalzlösung spülen Schritt bleiben, es scheint wahrscheinlich können sie teilweise durch Falten in der Vinyl-Ballon gefangen sein, wie es in der Vorbereitung für die Entfernung aus der Patient entleert ist. Vermutlich, befreit die Inflation Schritt PAECs, so dass sie sanft weg gekratzt werden. Es ist nicht sofort klar, man könnte diese Hypothese testen, aber niedrigere Erträge von Zellen eingehalten worden, wenn der Ballon nicht aufgeblasen (Daten nicht gezeigt) ist.
Zu guter Letzt ist es wichtig zu beachten, dass die Erträge der PAECs abgeleitet von dieser Methode erheblich variieren können. Vermutlich tragen Patienten-Arzt-bundeslandspezifischen Krankheitsfaktoren zu dieser Variabilität, wie das Protokoll keine Schritte enthält, die zu großen Verlust des Quellmaterials führen zu erwarten wäre. Tabelle 1 zeigt Vertreter, die CD146 + ergibt sich aus einer Vielzahl von PAEC ernten Nutzung Katheterspitzen, gewonnen aus einer Vielzahl von Patienten mit verschiedenen Krankheitszuständen der pulmonalen Hypertonie und eine Vielzahl von Arzt-Betreiber.
Abbildung 1 : SSC/FSC Profile einer typischen Katheter Ballon Tipp Ernte von pulmonaler Hypertonie Patienten (A) und eine ähnliche Anzahl von Zellen aus einem kommerziell erworbenen primären menschlichen PAEC Kultur (B). Beide Proben wurden gereinigt mit der Anti-CD146-Spalte fixiert und permeablized wie im Protokoll vor der FACS Analyse beschrieben. Bitte klicken Sie hier für eine größere Version dieser Figur.
Abbildung 2 : SSC/FSC Profile eines typischen Katheter Ballon Tipp Ernte von pulmonaler Hypertonie Patienten (A) und serielle 01:10 Verdünnung Ficoll Farbverlauf-gereinigte menschlichen buffy Coat (B, C, D). (A) mit der Anti-CD146-Säule gereinigt wurde, während (B-D) waren nicht. Alle Zellproben wurden behoben und permeablized wie im Protokoll vor der FACS Analyse beschrieben. Bitte klicken Sie hier für eine größere Version dieser Figur.
Abbildung 3 : SSC/FSC Profile einer Katheter Ballon Tipp Ernte von pulmonaler Hypertonie Patienten in das Blut wurde auf die Katheterspitze vor der Verarbeitung sichtbar. Vor Schritt 3.1 des Protokolls die Probe wurde aufgeteilt und Lyse Puffer wurde hinzugefügt, um einen aliquoten und den anderen nicht vorenthalten. (A) und (C) die SSC/FSC-Profile der lysierten Probe beide Zellen erhalten durch die Spalte (A) und die Durchströmung aus der Spalte zu zeigen. (B) und (D) die SSC/FSC-Profile der unlysed Probe beide Zellen erhalten durch die Spalte (B) und die Durchströmung aus der Spalte (D) zeigen. Wir schlussfolgern, dass Lyse einige entfernt aber nicht alle der Leukozyten aber die Leukozyten werden nicht durch die Spalte beibehalten und sind daher aus der letzten Ernte, unabhängig von Lyse ausgeschlossen. Bitte klicken Sie hier für eine größere Version dieser Figur.
Probe | Datum | Zellausbeute | Diagnose |
433 | 17.04.2018 | 7364 | PH-interstitielle Lungenerkrankung |
279 | 17.04.2018 | 7130 | PH-Sklerodermie |
432 | 13.04.2018 | 3976 | PH-multifaktoriell |
431 | 13.04.2018 | 3634 | HFrEF |
390 | 13.04.2018 | 5666 | PAH |
423 | 23.03.2018 | 9024 | HFrEF |
272 | 23.03.2018 | 7098 | HFrEF |
408 | 27.02.2018 | 4784 | HFrEF |
403 | 14.02.2018 | 10376 | PH-Ass + Mitral-Krankheit |
396 | 26.01.2018 | 4890 | HFpEF-IPCPH |
397 | 26.01.2018 | 7672 | Normale Hämodynamik |
318 | 04.01.2018 | 7002 | HFrEF-LVAD vorhanden |
Tabelle 1: CD146 + ergibt sich aus einer Vielzahl von PAEC ernten. Vertreter CD146 + ergibt sich aus einer Vielzahl von PAEC ernten Nutzung Katheterspitzen, gewonnen aus einer Vielzahl von Patienten mit verschiedenen Krankheitszuständen der pulmonalen Hypertonie und eine Vielzahl von Arzt-Betreiber.
In diesem Artikel beschriebene Verfahren wird am besten im Rahmen der bisherigen experimentellen Paradigmen für das Studium der pulmonalen Gefäßendothels geschätzt. Frühere Versuche, PAECs von Menschen zu erhalten wurden beschränkt explantiert/cadaveric Lunge5 und einem kurzlebigen Versuch, einen Katheter in der Lage, Lungenarterie Biopsie6zu entwickeln. Wie in den letzten Beitrag7erwähnt, ist die gegenwärtige Technik durch seine Fähigkeit PAECs von menschliche Leben zu erhalten, und zwar an mehreren Zeitpunkten in der Progression der Krankheit und/oder Therapie von Lungenkrebs Gewebe Ernte auszeichnet. Allerdings ist darauf hinzuweisen, dass eine Begleiter-Technik vor kurzem berichtet hat wobei induzierte pluripotente Stammzellen (IPSCs) Transdifferentiated in PAECs4,5sein kann. Diese Technik produziert reichliche Kulturen der Patienten-spezifischen PAECs und ermöglicht die Studie über die Auswirkungen des Patienten-spezifischen genetischen Hintergrund auf PAEC Biologie. Trotz dieser Vorteile können nicht diese IPSC abgeleitet PAECs keine Informationen über die Interaktion zwischen lokalen Mikroumgebung und Patienten-spezifischen genetischen Hintergrund bieten. Unsere Fraktion hat die Ansicht dargestellt, dass "Cath Tip" und IPSC-Techniken bei der Förderung der Feld8synergistische sein dürften.
In dieser gegenwärtigen und historischen Kontext die Grenzen dieser Technik hingewiesen. Erstens ist es wichtig zu beachten, dass die Erträge der PAECs abgeleitet von dieser Methode erheblich variieren können. Vermutlich tragen Patienten-Arzt-bundeslandspezifischen Krankheitsfaktoren zu dieser Variabilität, wie das Protokoll keine Schritte enthält, die zu großen Verlust des Quellmaterials führen zu erwarten wäre. Tabelle 1 zeigt Vertreter, die CD146 + ergibt sich aus einer Vielzahl von PAEC ernten Nutzung Katheterspitzen, gewonnen aus einer Vielzahl von Patienten mit verschiedenen Krankheitszuständen der pulmonalen Hypertonie und eine Vielzahl von Arzt-Betreiber. Zweitens Zelle Erträge sind insgesamt gering und ihre Lebensfähigkeit für Kultur erweist sich noch tiefer in unseren Händen. Während wir früher Kulturen der PAECs mit dieser Methode1gewachsen sind, wir übernehmen diese Ergebnisse stellen Rettung einer Teilmenge von Progenitorzellen nach Absterben der meisten der Probe und ist nur zeitweise erfolgreich in unseren Händen. Beispielsweise ist es nicht ungewöhnlich, am Morgen nach eine Ernte vergoldet wurden nur ein paar Dutzend Anhänger PAECs in Kultur zu finden. Diese Mikro-Kulturen überleben oft nicht auf Expansion. Zur Optimierung dieses Protokolls in einer Weise, die die Lebensfähigkeit der PAECs aufrechterhalten wird und ihre Bedingungen in der Kultur, das angestrebten Ziel der Vermehrung der patientenspezifischen PAEC Ernten zu erreichen, sind weitere Arbeiten erforderlich. Zu guter Letzt kann der CD146 positive Selektion, die, den wir angepasst haben, Verunreinigungen mit anderen CD146 + Zellen, wie z. B. die zirkulierenden endothelialen Zellen4, Perizyten, glatten Muskelzellen und seltene CD146 + T Zellen9,10nicht ausschließen. Dennoch, diese Zellen gelten als sehr gering an Zahl in auf diese Weise gesammelten Proben und CD146 ist für dieses Protokoll wesentlich genauer als andere Zelle Marker der Endothelzellen wie CD31 (die auch auf eine Vielzahl von Blut übertragbare vorhanden ist Zellen, einschließlich der Thrombozyten-11). Alle zukünftigen Verbesserungen zur Verbesserung der Spezifität sollten gegen ihre potenziell negativen Einfluss auf Ertrag ausgeglichen werden.
MJP und RLB sind Erfinder auf Patente behaupten Teile der beschriebenen Methoden.
Die Autoren möchten danken die Ärzten und support-Mitarbeiter von der fortgeschrittenen Herzinsuffizienz und pulmonale Hypertonie Service des Allegheny General Hospital für die Bereitstellung von Hunderten von Katheter Proben über mehrere Jahre, das erleichtert die Optimierung dieser Methodik.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
100mm culture dish | Fisher | NC9385690 | |
15 mL Centrifuge Tubes | Midsci | C15R | |
16% Formaldehyde | Fisher | PI28908 | |
50 mL centrifuge tubes | Midsci | C50R | |
Accutase | Thermo | A1110501 | cell detachment solution |
Cell Scraper | Fisher | 08-100-241 | |
Endothelial Cell Growth media | Cell Applications | 211-500 | |
Forceps | any | ||
Hemostat | any | ||
LoBind microfuge tube | Fisher | 13-698-794 | |
Miltenyi CD146 beads | Miltenyi | 130-093-596 | |
Miltenyi FCR blocker | Miltenyi | 130-059-901 | |
Miltenyi LS columns | Miltenyi | 130-042-401 | |
Miltenyi magnet | Miltenyi | MidiMACS | |
Miltenyi RBC lysis buffer | Miltenyi | 130-094-183 | |
PBS | Fisher | BP2438-4 | |
Scissors | any | ||
Syringes | BD | 309597 |
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