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Method Article
Células endoteliais que formam colônias (ECFCs) estão circulando células endoteliais com potencial clonal proliferativa robusto que exibe intrínseco In vivo capacidade de formação. Caracterização fenotípica e funcional das células endoteliais excrescência derivados de CB são importantes para identificar e isolar Bona fide ECFCs potencial para aplicação clínica na reparação de tecidos danificados.
Vistas de longa data de formação de novos vasos sanguíneos através de angiogênese, vasculogênese e arteriogênese foram avaliados recentemente 1. A presença de circulação de células progenitoras endoteliais (EPCs) foram primeiramente identificadas no sangue periférico humano adulto por Asahara et al. Em 1997 2 trazendo uma infusão de novas hipóteses e estratégias para a regeneração e reparação vascular. EPCs são raras, mas os componentes normais do sangue circulante de que o lar de locais de formação dos vasos sanguíneos ou remodelação vascular, e facilitar quer vasculogênese pós-natal, a angiogênese, ou arteriogênese em grande parte através da estimulação parácrina de parede do vaso existente derivadas de células 3. Nenhum marcador específico para identificar um EPC foi identificado, e no presente estado do campo é entender que tipos de células-tronco hematopoiéticas, incluindo numerosos proangiogenic e células progenitoras, células circulantes angiogênicas, TIE2 + de monócitos, cel progenitor mielóidels, tumorais macrófagos associados, e M2 macrófagos activados participar em estimular o processo angiogénico em uma variedade de sistemas de modelos animais e pré-clínicos em seres humanos em numerosos estados de doença 4, 5. Células endoteliais que formam colônias (ECFCs) são raras circulantes células endoteliais viáveis caracterizadas por potencial robusto clonal proliferativa, colônia secundária e terciária capacidade de formação sobre repique, e capacidade de formar intrínseca em vasos in vivo sobre o transplante em ratos imunodeficientes 6-8. Enquanto ECFCs foram isoladas com sucesso a partir do sangue periférico de indivíduos adultos saudáveis, o sangue do cordão umbilical (CB) de recém-nascidos saudáveis e parede do reservatório de numerosos humanos vasos arteriais e venosos 6-9, CB possui a maior freqüência de ECFCs 7 que exibição o mais robusto potencial clonal proliferativa e forma os vasos sanguíneos duráveis e funcionais in vivo 8, 10-13. Enquanto a derivação deECFC a partir de sangue periférico adulto tem sido apresentada 14, 15, aqui descrever as metodologias para a derivação, a clonagem, a expansão, e in vitro em bem como em caracterização in vivo das ECFCs do umbilical humano CB.
Reagentes e Soluções
EMG-2 de mídia (Lonza, Cat. No. cc-3162-2 contendo EBM meio basal e EGM-2 Suplementos kit SingleQuot, e fatores de crescimento)
EBM-2 (Lonza, Cat. No. cc-3156) suplementado com os suplementos SingleQuot inteiras kit e factores de crescimento (Lonza, Cat. No. cc-4176), 10% (v / v) de soro fetal bovino (FBS) e 1% (v / v) de penicilina (10.000 U / ml) / estreptomicina (10.000 ug / ml) / anfotericina (25 ug / ml). Armazene até 1 mês a 4 ° C. Recomendadas EGM-2 volumes a serem usados para a cultura ECFC são 500 uL / poço de placas de 24 poços, 2 ml / poço de placas de 6 poços, 2 5ml/25-cm frascos, e 10 ml/75-cm 2 frascos, a menos que especificação em contrário no protocolo.
Colágeno solução que eu
Diluir 0,575 ml de ácido acético glacial (17.4N) em 495 ml de água destilada estéril (0,02 N concentração final). Estéril de ácido acético diluído o filtro com uma vac 0,22 mícronsuum sistema de filtração. Adicionar 25 mg de colagénio da cauda de rato I do ácido diluído acético para uma concentração final de 50 ug / ml. A quantidade de colagénio adicionado irá variar dependendo da concentração de estoque de colagénio. Armazene até um mês a 4 ° C.
Preparação de colagénio I-revestidos superfícies de cultura de tecidos
O local de 1 ml de solução de colagénio I, em cada poço de uma placa de cultura de tecido de 6 poços (utilizar 300 uL / poço de placas de 24 poços, 2 3ml/25-cm frascos, e 8 ml/75-cm 2 frascos). Incubar 1 hora a durante a noite a 37 ° C. Remover o colagénio I solução e lavar superfície duas vezes, cada vez com PBS (utilizar 500 uL / poço de placas de 24 poços, 2 ml / poço de placas de 6 poços, 2 5ml/25-cm frascos, e 10 ml/75 -cm 2 frascos). Use placas imediatamente para culturas de células.
Tampão FACS coloração
Salino tamponado com fosfato (PBS) suplementado com 2% (v / v) de soro fetal bovino (FBS). Loja up de 2 semanas a 4 ° C.
A. conseqüência ECFC clonagem e Expansão
B. In vitro caracterização fenotípica de ECFCs: célula endotelial expressão do antígeno de superfície umensaio de célula d único para potencial proliferativo Clonal
C. In vivo Caracterização funcional de ECFCs: ensaio in vivo de formação de vasos para examinar o potencial ECFC para vasculogênese
D. Representante Resultados
Usando esta técnica derivação ECFC temos observado o crescimento fora de forma colônia primáriaation tão cedo quanto dia 5 (Fig. 1). As colônias fora de crescimento ECFC exibiu aparência típica calçada e deu lugar a> duplicações 40 da população sobre a expansão a longo prazo após a coleta de colônias por clonagem. Colónias expandidas expressa antigénios endoteliais, mas não expressam antigénios hematopoiéticas (Fig. 2). Importante, eles exibida uma hierarquia completa do potencial proliferativo clonal a um nível única célula (Fig. 3). Além disso, ECFCs formado vasos sanguíneos humanizados que são perfundidos com RBCs hospedeiras quando implantadas em ratinhos imunodeficientes 4, 6, 8, 11 (Fig. 4).
Figura 1. Isolamento de células mononucleares (PTM) de sangue do cordão umbilical e excrescência de colónia endotelial formando células (ECFCs) a partir de cultura. EMNs forma EMNs camada buffy coat durante Ficoll-Pague separação por gradiente de densidade de células de sangue de cordão. Isolamento de buffy camada de revestimento à cultura multinacionais na cauda de rato-colágeno I resultados placas revestidas em conseqüência da colônia ECFC em 5 a 14 dias. A colônia ECFC conseqüência (indicado por cabeças de seta) exibido morfologia paralelepípedos 7.
Figura 2. Representante avaliação in vitro fenotípica de endotelial e hematopoiéticas expressão de antigénios da superfície celular. Imunofenotipagem de sangue do cordão umbilical derivados ECFCs revelou que expressa antigénios ECFCs endoteliais CD31, CD34, CD144 e CD146, Flt-1, Flk-1, Flt-4, e Nrp2 mas não expressam antigénios hematopoiéticas CD45, CD14, CD11b, c-kit, ou CXCR4 AC133 7, 8.
Figura 3. Representante na quantificação in vitro do clonogénico e potencial proliferativo de CB ECFCs derivadas. (A) o sangue do cordãoDerivados ECFCs exibir potencial proliferativo clonal com uma hierarquia de colônias que variam de clusters de 2-50 células até colônias de> 2001. (B) Micrografias de hierarquia de colónias (colónias coradas com, Sytox, um corante fluorescente verde nuclear para tirar fotografias de melhor qualidade) obtido após sangue do cordão umbilical derivado ECFCs foram cultivados a um nível da célula individual durante 14 dias. Barra de escala representa 100 um 7, 8.
Figura 4. Representante na caracterização funcional in vivo de sangue do cordão umbilical derivados ECFCs. A) coloração H & E do sangue do cordão umbilical derivado ECFC contendo os implantes de gel celularizado indicado microvascular (cheio de hemácias de acolhimento) a formação de colágeno fibronectina-gel após 14 dias de implantação. B) Anti-CD31 humano coloração (coloração marrom) confirma a origem humana destes navios.
Caracterização fenotípica e funcional dos putativos células progenitoras endoteliais é importante para identificar os ECFCs autênticas que são capazes de clonalmente e serialmente re-plaqueamento em cultura e dar origem a duráveis e funcional vasos sanguíneos implantáveis in vivo. O sangue do cordão umbilical humano é enriquecido com ECFCs ea concentração desses declínios células circulantes com o envelhecimento ou a doença de 10. Estudos recentes sugerem que ECF...
Não há conflitos de interesse declarados.
Dr. Yoder é consultor de Tecnologias EndGenitor, Inc. e membro do conselho de Rimedion Technologies, Inc.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
Nome do reagente | Companhia | Número de catálogo | |
Injeção de heparina sódica, USP | APP Pharmaceuticals | 504031 | |
Ficoll-Pague | Amersham Biosciences | 17-1440-03 | |
Cânula de mistura | Maersk Medical | 500.11.012 | |
EGM-2 | Lonza | CC-3162 | |
FBS definido | Hyclone | SH30070.03 | |
TrypLE expressa | Gibco | 12605 | |
Tipo Rat colágeno I | BD Biosciences | 354236 | |
Matrigel | BD Biosciences | 356234 | |
FcR Bloco | Miltenyi Biotech | 130-059-901 | |
hCD31, FITC Conjugated | BD Pharmingen | 555445 | |
hCD45, conjugado com FITC | BD Pharmingen | 555482 | |
hCD14, conjugado com FITC | BD Pharmingen | 555397 | |
hCD144, PE conjugado | eBioscience | 12-1449-80 | |
hCD146, PE conjugado | BD Pharmingen | 550315 | |
hCD105, PE conjugado | Invitrogen | MHCD10504 | |
Ms IgG 1, o anticorpo k, conjugado com FITC | BD Pharmingen | 555748 | |
Ms IgG 1, o anticorpo k, PE conjugado | BD Pharmingen | 559320 | |
Ms IgG 2a, o anticorpo k, conjugado com FITC | BD Pharmingen | 555573 | |
Anti-CD31 humano | Dako | clone JC70 / A | |
Anti-mouse CD31 | BD Pharmingen | 553370 | |
0,22 mícrons sistema de filtração de vácuo | Millipore | SCGPU05RE | |
Ácido acético glacial, 17.4N | Pescador | A38-500 | |
Antibiótico-antimicótica | Invitrogen | 15240-062 | |
Soro fetal de bovino (FBS) | Hyclone | SH30070.03 | |
IHC zinco Fixação | BD Biosciences | 550523 | |
Sytox reagente verde | Invitrogen | S33025 | |
Cilindros de clonagem, estéreis | Fisher Scientific | 07-907-10 |
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