A subscription to JoVE is required to view this content. Sign in or start your free trial.
Method Article
פיתחנו רומן וטכניקה לשחזור לבודד את התרבויות העיקריות של תאי שריר חלק ריאתי עורקים (PASMC) מעכברים צעירים כP7 כ, ובכך לאפשר מחקר טוב יותר של מסלולי האיתות המעורבים בהתכווצות שרירים חלקה בילוד תא ורגיעה.
יתר לחץ דם ריאה הוא גורם משמעותי לתחלואה ולתמותה בתינוקות. מבחינה היסטורית, יש כבר מחקר משמעותי של מסלולי האיתות המעורבים בהתכווצות שריר חלק בכלי הדם בPASMC מכבשים עוברי. בעוד כבשים להפוך מודל מצוין של יתר לחץ דם ריאת טווח, הם מאוד יקרים וחסרי התועלת של מניפולציה גנטית שנמצאה בעכברים. לעומת זאת, חוסר היכולת לבודד PASMC מעכברים הייתה מגבלה משמעותית של מערכת זו. כאן אנחנו יכולים לתאר את הבידוד של תרבויות העיקריות של העכבר PASMC מP7, P14, p21 ולעכברים באמצעות וריאציה של הטכניקה שתוארה לעיל של מרשל ואח'. -26 ששימש בעבר לבודד PASMC חולדה. PASMC העכברי אלה מייצגים כלי חדשני לחקר מסלולי איתות בתקופת הילוד. בקצרה, תרחיף של 0.5% (w / v) agarose + חלקיקי ברזל 0.5% בM199 תקשורת הוא החדיר לתוך מיטת כלי דם ריאתי דרך החדר ממני (RV).חלקיקי ברזל הם 0.2 מיקרומטר בקוטר ולא יכולים לעבור דרך מיטת נימי ריאה. לפיכך, לשכות הברזל בעורקי הריאה הקטנים (הרשות הפלסטינית). הריאות הן מנופחות עם agarose, הוסרה וניתקה. הכלים המכילים ברזל הם משכו למטה עם מגנט. לאחר collagenase (80 U / ml) טיפול וניתוק נוסף, כלי הם הכניסו לתוך צלחת תרבית רקמה בM199 מדיה המכיל 20% בסרום שור עוברי (FBS), ואנטיביוטיקה (M199 מדיה מלאה) כדי לאפשר נדידת תאים על גבי צלחת התרבות . צלחת ראשונית זה של תאים היא תערובת 50-50 של fibroblasts וPASMC. לפיכך, לניתץ הליך חוזר על עצמו מספר פעמים כדי להשיג אוכלוסיית PASMC טהורה יותר ולהסיר כל ברזל שיורית. זהות תא שריר החלק אושר על ידי immunostaining לחלקת שרירים שרירן וdesmin.
יתר לחץ דם ריאתי הוא נורמלי במהלך חיים תוך רחמי מאז השליה משמשת כאיבר העיקרי של חילוף גזים ורק 10% מתפוקת הלב מופצים דרך מיטת כלי דם ריאתי. ברחם, לחצי ריאה דומים ללחצים מערכתיים בשל התנגדות כלי דם ריאתי גבוהה . עם התקדמות הריון, יש צמיחה מהירה של הרשות הפלסטינית הקטנה בתוך הריאות, מכינה את העובר לעלייה הדרמטית בזרימת דם ריאתי המתרחשת בלידה 1. כאשר מעבר הלידה הרגיל נכשל בתינוקות בטווח קרוב וטווח מלא, התוצאה היא יתר לחץ דם ריאה מתמשך של היילוד (PPHN). PPHN הוא תסמונת קלינית הנגרמת על ידי פתולוגיות בסיסיות רבות ושונות. עם זאת, כל התינוקות הללו חולקים תכונות משותפות pathophysiologic כגון עמידות גבוהה ריאות כלי דם, היפוקסמיה, והסטה מימין לשמאל של זרימת דם על פני חיבור קבוע בעובר כגון ductus arteriosus או עבוראמן ovale. PPHN משפיע 2-6 ל -1,000 לידה חיות ומעביר סיכון 8-10% מתמותה, כמו גם 2 תחלואה לטווח קצר וארוך טווח משמעותי. בנוסף, תינוקות במשקל לידה נמוכים מאוד מוקדמים עלולים לפתח יתר לחץ דם ריאתי כתוצאה ממחלת הריאות הבסיסית שלהם. מחלת הריאות הבסיסית הנפוצה ביותר של פגים היא דיספלזיה bronchopulmonary (BPD). אמנם את הסיכון הכולל של BPD בקורלציה עם גיל הריון ומשקל לידה, עדיין לא ברור למה משנה של תינוקות אלה מתפתח יתר לחץ דם ריאה משמעותי וכיצד לטפל כראוי תינוקות אלה. תוצאות עניות, כוללים נשאר בבית החולים ממושכים ותמותה מוגברת, נפוצות 3-6.
מבחינה היסטורית, PASMC עוברי כבש או PASMC העוברי חזירית מבעלי החיים בריאים כבר בשימוש כדי ללמוד את מסלולי האיתות מעורבים במעבר בכלי הדם הריאתיים הרגיל לאחר לידה. אלה בדרך כלל מבודדים מהרשות הפלסטינית התנגדות הדור החמישית שלn כבש או עובר חזירי שמועבר ומורדם לפני כל נשימה ספונטנית 7-9. בנוסף, חלק מהחוקרים הצליחו לבודד ומנוצלים מPASMC מעט מבוגר ונושמים באופן ספונטני כבשים וחזרזירים ב3 ימים, 2 שבועות, ו 4 שבועות 10-12. לאחרונה, חלק מהקבוצות יש לבודד בהצלחה ומנוצלות PASMC מבודד מכבשים עם PPHN לבחון את derangements במסלולי איתות במצב המחלה 13-17. תאים אלה הוכיחו להיות כלי רב ערך כדי לבחון איזה מסלולי איתות הם קריטיים הן בכלי דם ריאתי בטווח קרוב וטווח הבריאים והחולים. עם זאת, הם לא נותנים תובנה מסלולי האיתות המושפעים בפגים עם יתר לחץ דם ריאתי. הם גם אינם מאפשרים את האפשרויות של מניפולציה גנטית ראתה במודלי עכבר של מחלה.
מודלים חולדה ועכבר היו בשימוש זמן רב למודל BPD ולאחרונה נמצאים בשימוש כדי הי"ד ריאת מודלpertension כתוצאה מהפרעת האישיות גבולית 18-22. חולדות ילודים הם מפתים לעבוד עם בשל הגודל הגדול שלהם, אבל הם גם סובלים ממחסור בפוטנציאל לשינוי גנטי. בעלי חיים מהונדסים גנטי היו בשימוש נרחב כדי לחקור את ההשפעות של מטרות גן ספציפיות על פיזיולוגיה של בעלי חיים שלמים בעכברי יילודים, אך עד היום אף אחד לא מבודד בעבר בהצלחה PASMC מעכברים הקטנים האלה. על ידי בידוד PASMC, ניתן לקבל מידע רב יותר על איך לשנות מסלולים בתגובה לגירויים ו / או שינוי גנטי ספציפי בשריר חלק עורק הריאה סביבתיים. בנוסף, ניתן הדמיה החי PASMC בזמן אמת כדי לבחון שינויים מהירים במולקולות איתות מפתח כגון סידן וחמצן מינים תגובתי 23-25. לאחרונה תאר את הבידוד המוצלח של PASMC מעכברים בוגרים באמצעות וריאציה של הטכניקה של מרשל ואח'. -26 משמשים כדי לבודד חולדת PASMC 23,25,26. עכשיו יש לנו מותאםND הוארך בטכניקה זו כדי עכברים קטנים 7-21 ימים של גיל (P7, P14, P21 ו). המגבלה העיקרית לטכניקה בידוד PASMC החדשה זו היא שהיא דורשת עכברים מרובים כדי לייצר תאים מספיקים לניסויים ושהתאים גדלים באיטיות רבה, שהוא אופייני לתאי שריר חלק עיקריים. למרות מגבלות אלה, אנו מאמינים בטכניקה זו כדי לבודד PASMC עכבר ילוד תאפשר לחקירה המשופרת של מסלולי איתות המרכזיים המעורבים בהתפתחות של יתר לחץ דם ריאתי ומייצגות התקדמות משמעותית בתחום זה.
הטיפול בבעלי החיים המוסדיים ועדת שימוש באוניברסיטת נורת 'ווסטרן אישרה פרוטוקול זה.
1. בידוד ריאתי עורקים מעכברים ילודים - יום אחד
2. בידוד ריאתי עורקים מעכברים ילודים - היום השני
3. בידוד ריאתי עורקים מעכברים ילודים - ששת ימים
4. בידוד ריאתי עורקים מעכברים ילודים - יום תשיעי
5. בידוד ריאתי עורקים מעכברים ילודים - שלוש עשרה יום
6. בידוד ריאתי עורקים מעכברים ילודים - יום ארבעה עשר
7. טיפול שגרתי
במהלך ואחרי הבידוד, PASMC נבחנים גם על ידי מיקרוסקופ אור ועל ידי immunostaining לסמני תא שריר חלק. על ידי מיקרוסקופ אור בתחילת הפרוטוקול, PASMC נתפסים נודד על גבי צלחת תרבית הרקמה מהברזל הקטן המכיל כלי (איור 1 א). לאחר איגום צלחות אחד עד שלושה בשלושה עשרה יום, ולאחר מכן חלק?...
בכתב יד זה, אנו מתארים בפעם הראשונה את הבידוד של PASMC מעכברים בP7, P14, P21 ו. על מנת להשיג זאת, תרחיף של agarose ו -0.2 חלקיקי ברזל מיקרומטר הם חדורים דרך קרוואנים לרשות הפלסטינית. בשל גודלו הקטן של חלקיקי הברזל, הם לא יכולים לעבור דרך מיטת נימי ריאה ומופקדת ברשות הפלסטינית ובכך הק...
החוקרים מצהירים כי אין להם אינטרסים כלכליים מתחרים.
עבודה זו נתמכה על ידי NIH HL109478 (KNF). החוקרים מכירים בכך ומודים לג'ינה וג'ואן קים טיילור על עזרתם בבידוד ושמירת PASMC בתרבות.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
Bard Parker surgical blade handle | BD | 371030 | |
Stainless steel surgical blades #10 (sterile) | Miltex | 4-310 | |
Syringes (3 ml and 5 ml, sterile) | BD | 309657 and 306646 | |
Needles (27 G, sterile) | BD | 305109 | |
Angiocatheter (24 G, sterile) | BD | 381412 | |
Monoject blunt cannula (15 G) | Kendall | SWD202314Z | |
Sutures | Fisher Scientific | NC9782896 | |
Dynal magnet particle collector | Invitrogen | 120-01D | This is a critical tool for the protocol. |
Tissue culture plates (35 mm, 60 mm, and 10 cm, sterile) | BD | 353001, 353004, and 353003 | Any brand of tissue culture plates will be fine. |
Iris Scissors (4 ½ inch stainless steel) | American Diagnostic Corporation | 3424 | |
Forceps (4 inch stainless steel) | Quick Medical | L5-5004 | |
D-PBS | Mediatech | 21-031-CV | |
M199 media | Mediatech | 10-060-CV | |
Penicillin/streptomycin | VWR | TX16777-164NWU | |
Fetal bovine serum | Hyclone/Thermo Scientific | SH3091003 | Heat inactivate at 55 °C for 45 min. For consistency in results, lot match all serum and obtain from same vendor. |
Iron particles (iron (II, III) oxide powder) | Aldrich Chemical Company | #31,006-9 | |
Agarose | Sigma | A9539 | |
Collagenase (made to 80 U/ml) | Sigma | C5138 | |
Isoflurane | Butlet Schein | NDC 11695-6776-1 | |
Nikon Eclipse TE2000-U with a Cascade Photometrics 12-bit camera | Nikon | TE2000-U | Any good light microscope will be fine to observe PASMC in culture. |
Anti-desmin antibody | Sigma | D-8281 | Use at 1:200 dilution for immunostaining. |
Anti-smooth muscle myosin | Biomedical Technologies | BT-562 | Use at 1:2,000 dilution for immunostaining. |
Rhodamine-red anti-rabbit secondary | Molecular Probes/Invitrogen | R-6394 | Use at 1:200 dilution for immunostaining. |
Nikon Eclipse TE-300 fluorescent microscope and Cool Snap digital camera | Nikon | TE300 | Any good epifluorescence microscope will be fine for immunostaining. |
Cyclic nucleotide phosphodiesterase assay kit | Enzo Life Sciences | BML-AK800-0001 | This is the only colorimetric PDE enzyme activity assay available. |
Sildenafil | Sigma | PZ-0003 | A PDE5-selective inhibitor is required for the PDE enzyme activity to determine specificity of cGMP hydrolysis. |
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