Method Article
Выделение и культуре мышечных волокон является золотым стандартом В пробирке Система для изучения перехода сателлитных клеток через покоя, активации и дифференцировке. Важно отметить, что единая система сохраняет культуру мышечных волокон мышечных волокон / стволовых клеток ассоциации, которая является важным компонентом клетки ниши стволовых мышцы.
Muscle regeneration in the adult is performed by resident stem cells called satellite cells. Satellite cells are defined by their position between the basal lamina and the sarcolemma of each myofiber. Current knowledge of their behavior heavily relies on the use of the single myofiber isolation protocol. In 1985, Bischoff described a protocol to isolate single live fibers from the Flexor Digitorum Brevis (FDB) of adult rats with the goal to create an in vitro system in which the physical association between the myofiber and its stem cells is preserved 1. In 1995, Rosenblattmodified the Bischoff protocol such that myofibers are singly picked and handled separately after collagenase digestion instead of being isolated by gravity sedimentation 2, 3. The Rosenblatt or Bischoff protocol has since been adapted to different muscles, age or conditions 3-6. The single myofiber isolation technique is an indispensable tool due its unique advantages. First, in the single myofiber protocol, satellite cells are maintained beneath the basal lamina. This is a unique feature of the protocol as other techniques such as Fluorescence Activated Cell Sorting require chemical and mechanical tissue dissociation 7. Although the myofiber culture system cannot substitute for in vivo studies, it does offer an excellent platform to address relevant biological properties of muscle stem cells. Single myofibers can be cultured in standard plating conditions or in floating conditions. Satellite cells on floating myofibers are subjected to virtually no other influence than the myofiber environment. Substrate stiffness and coating have been shown to influence satellite cells' ability to regenerate muscles 8, 9 so being able to control each of these factors independently allows discrimination between niche-dependent and -independent responses. Different concentrations of serum have also been shown to have an effect on the transition from quiescence to activation. To preserve the quiescence state of its associated satellite cells, fibers should be kept in low serum medium 1-3. This is particularly useful when studying genes involved in the quiescence state. In serum rich medium, satellite cells quickly activate, proliferate, migrate and differentiate, thus mimicking the in vivo regenerative process 1-3. The system can be used to perform a variety of assays such as the testing of chemical inhibitors; ectopic expression of genes by virus delivery; oligonucleotide based gene knock-down or live imaging. This video article describes the protocol currently used in our laboratory to isolate single myofibers from the Extensor Digitorum Longus (EDL) muscle of adult mice (6-8 weeks old).
Все эксперименты были обработаны в соответствии с Университет Оттавы правила ухода за животными и обработке.
См. Таблицу 1 для обзора протоколов.
1. Перед началом изоляции
2. Препарирование мышц и пищеварение
3. Одноместный мышечных волокон Диссоциация и культуры
4. Переработка приложений
Здесь мы описали изоляции одного из мышечных волокон EDL мышцы у взрослых мышей. Успешный выход мышечных волокон зависит от нескольких факторов, таких как активность коллагеназы или мышечные условия и возраст. Самое главное, что изоляция мышцы сухожилия, чтобы сухожилия результаты в длину, нетронутыми мышечных волокон из EDL мышцы. Рисунке 1 показано шаг за шагом графическое представление "сухожилие сухожилие" изоляции. Когда мышца полностью переваривается, мышечные волокна будут освобождены, слегка надавливая на мышцы. Рисунок 2А показывает репрезентативную картину эксперимента мышечных волокон изоляции после первой стирки. На данный момент культура содержит смесь из пучков мышечных волокон одной которые выглядят как длинные и блестящие трубчатых структур, гипер контракт мышечных волокон, которые являются темными и короткими и мусора из процесса пищеварения. К концу крайней мере, три раза подряд моет, только одного живого мышечных волокон должна оставаться в ди-Ш. культуры или после анализа (рис. 2В). рис 2C показывает длинные, живые волокна по сравнению с гипер контракт волокна (C '). Во время изоляции, спутниковые клетки появляются как крошечные выступы на поверхности мышечных волокон (рис. 3А). Если поддерживается в сыворотке крови обогащенной среде, спутниковые клетки активируют, размножаться, мигрировать и в конечном итоге сливаются в мышечные трубки (B). Через 15 дней в культуре, все миотубы выразить Myf5 репортер YFP (C) предполагая, что восстановления мышц у взрослых осуществляется клеток, что в какой-то момент во время их развития выразил миогенной определяющим фактором Myf5. Все спутниковые клетки экспрессируют парных факторов транскрипции окно Pax7 17. Линия репортер мыши Pax7Cre-TdTomato может быть использована для отслеживания спутниковых клеток с помощью выражения TdTomato флуоресцентного сигнала (рис. 3D и E). Показано на рисунке 4 представителя иммунитетаnofluorescence двойной Pax7 + / Мед клетки спутника. Классический двойной Pax7 + / Мед + сателлитных клеток считается пролиферативная совершенного прародителями мышцы, которая будет либо завершить программу по дифференциации вниз, регулирующих Pax7 при сохранении Myod выражения или возвращение к покою путем снижения регулирующей Мед и поддержание Pax7 выражении 18
Рисунок 1. EDL изоляции мышцы задней конечности мыши. . Задних конечностей от 8 недель мыши взрослых. Стрелки указывает на дистальных (колено) сухожилия и проксимальных (пешком) сухожилия. B. Анатомическое положение передней большеберцовой (TA) мышцы и разгибателя пальцев (EDL) мышцы. C. К проведению EDL через проксимальный сухожилия, мышцы тянут в сторону колена, чтобы разоблачить дистального сухожилия. D. Дистального сухожилиявырезать и EDL будет отпущена.
Рисунок 2. Представитель результаты одного эксперимента изоляция мышечных волокон. . Яркую картину поля эксперимент мышечных волокон изоляции на первом этапе стирки. Красная стрелка указывает живых мышечных волокон, белая стрелка указывает гипер контракту мышечных волокон и желтая стрелка указывает клеток, мышечных волокон или ECM мусора. B. После последовательными промывками в DMEM, только живой мышечных волокон остается. C и C '. Изображение представляет собой длинный нетронутой живой мышечных волокон (C) и коротким гипер контракт мышечных волокон (C '). Бар 10 мкм. Фотографии были сделаны Zeiss Axio наблюдателей Z1 Микроскоп оснащен AxioCam HR.
Figur E 3. Представитель результаты одного эксперимента культуре мышечных волокон. . Яркую картину поле одной, живой мышечных волокон и связанные с ним клетки спутника (стрелка) сразу после изоляции (время 0). B. Одноместный мышечные волокна высевали на Matrigel и культивировали в сыворотке крови обогащенной среде в течение 15 дней. Белая стрелка указывает миотубы дифференцированы по сравнению с одиночными клетками (желтая стрелка) C. Одноместный мышечных волокон из Myf5Cre; RosaYFP мыши культивировали, как в B. Стрелка указывает Myf5 производных миотубы. D и E. Одноместный мышечных волокон из Pax7Cre; TdTomato были выделены и зафиксированы сразу после. Стрелки указывают Pax7 положительные покоя клетки спутника (E, красный). Ядра контрастно DAPI (D). Бар: 50 мкм. Фотографии были сделаны Zeiss Axio наблюдателей Z1 Микроскоп оснащен AxioCam HR.
Мышцы Dissection (5 мин каждая мышца) |
|
Мышцы Пищеварение (30-45 мин) |
|
Волоконной изоляции |
|
Волоконно культуры (до 3-4 недель) |
|
Таблица 1. Обзор протокола изоляции мышечных волокон. Протокол мышечных волокон изоляция состоит из 4 основных этапа. Для каждого шага, примерное время и основных критических точках обсуждается. Для детального обсуждения каждого шага, обратитесь к протоколу текста.
Изоляции и культуры одного из интактных мышечных волокон мышц обеспечивает отличное в пробирке модель для изучения процесса восстановления мышц. Уникальной особенностью этой системы является сохранение сателлитных клеток в физиологической среде под базальной пластинки. Самое главное, что метод может быть использован для исследования стволовых клеток мышц поведения и покоя и активированного состояния. За последние 20 лет система мышечных волокон культура оказывала значимых идей в биологии спутниковой клеточной популяции в отношении как внутренних и внешних детерминант. По культивирования отдельных мышечных волокон, спутниковое неоднородности клетки в отношении мышечных волокон, типа мышц или регенеративный потенциал был рассмотрен 15. Разработка исследований с использованием изображений живых одного культурного волокон позволило получить информацию о спутниковых картина миграции клеток 16. Приобретение количественные данныеРБП возможно. Хотя много времени, он предоставляет важную информацию о распространении и возникновении определенных событий (стволовые клетки асимметричные соотношения дивизии, пролиферации и дифференцировке и т.д.). Вместе с ранее описанной приложений, белок или РНК из отдельных волокон также возможна, хотя выделения чистых населения спутниковых клеток FACS или других средств может обеспечить лучшую платформу для исследования изменений белков или экспрессии генов на молекулярном уровне. По нашему опыту, наиболее важным шагом для успешной изоляции волокна "сухожилие сухожилие« изоляции (шаги 2,5 до 2,9 в текст протокола). Это гарантирует, что после того, как мышцы пищеварения, волокна освобождаются от EDL с минимальными или без повреждений тем самым увеличивая их производительность в следующих шагах.
Нет конкурирующих интересов.
Мы хотели бы поблагодарить Сару Дик для обеспечения критического чтения и комментариев. MAR заведует кафедрой Канада исследований в молекулярной генетике и Международный научный сотрудник из Медицинского института Говарда Хьюза. Эта работа была поддержана грантами для MAR из Национального института здоровья, Медицинского института Говарда Хьюза, Канадский институт исследований в области здравоохранения, Ассоциации мышечной дистрофии и Канада заведующая кафедрой программы.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
Реагент / Материал | |||
Коллагеноз | Sigma-Aldrich | C0130-1G | Подготовка свежих все времена для достижения оптимального результата. Дополнительные порции неразбавленного коллагеназы может храниться при температуре -20 ° C. |
DMEM с высоким содержанием глюкозы + NaPyr | Invitrogen | 11995073 | Добавление Pen / Strep необходимо свести к минимуму загрязнение воздуха |
Характеризуется фетальную телячью сыворотку | Hyclone | SH30396.03 | Лот № KUJ35152 |
Лошадиная сыворотка | Hyclone | SH300.74.03 | Лот № AVJ82494 |
Экстракт куриных эмбрионов | Точная химическая | CE-650-T, Batch B7035010 | Избегайте замораживания-оттаивания. |
Matrigel | BD | Магазин аликвоты при -20 ° C. Избегайте замораживания-оттаивания. Хранить разбавленный аликвоты при 4 ° C. | |
Оборудование | |||
Cohann-Vannas Весна Scissor 6 мм Лезвия-Straight-Sharp | Средства изобразительных наук | 15000-02 | |
Дополнительный тонкий Iris Ножницы-10.5cm | Средства изобразительных наук | 14088-10 | |
Мория-Iris Пинцет изогнутый | Средства изобразительных наук | 11373-12 | |
Пастера Пипетки | VWR | 14672-380 | 14672-200 |
Алмазный Pen | VWR | 52865-005 | |
60 * 15мм Петри | VWR | 25384-092 | |
Acrodisc 0,22 мкм | VWR | CA28-145-477 | |
Пройдя через микроскоп StemiV6 | Zeiss | Дополнительный источник света, может потребоваться, чтобы лучше сосредоточиться зрения |
Запросить разрешение на использование текста или рисунков этого JoVE статьи
Запросить разрешениеThis article has been published
Video Coming Soon
Авторские права © 2025 MyJoVE Corporation. Все права защищены