Для просмотра этого контента требуется подписка на Jove Войдите в систему или начните бесплатную пробную версию.
Method Article
Здесь мы опишем изоляцию взрослых cardiomyoctyes мыши, используя систему перфузии Лангендорфа. Полученные в результате клетки Ca2 +-терпимым, электрически покоя и можно культивировать и трансфицировали адено-или лентивирусов манипулировать экспрессии генов. Их функциональность также могут быть проанализированы с помощью системы MMSYS и методы патч зажим.
Использование первичных кардиомиоцитов (CMS) в культуре дала мощный дополнением к мышиных моделях болезни сердца в продвижении нашего понимания болезни сердца. В частности, способность к обучению ионный гомеостаз, функции ионного канала, сотовой возбудимость и возбуждение-сжатия сцепление и их изменения в болезненных состояниях и болезнетворных мутаций привели к значительным проникновения в сердечных заболеваний. Кроме того, отсутствие адекватной иммортализированной клеточной линии имитировать взрослых CMS, а также ограничения новорожденных КМ (который лишены многих структурной и функциональной биомеханики характеристикой взрослого КМ) в культуре препятствовали наше понимание сложного взаимодействия между сигнальными путями, ионные каналы и сократительные свойства во взрослом сердце укрепление важность изучения взрослых изолированных кардиомиоцитов. Здесь мы представляем методы выделения, культивирования, манипуляции экспрессии генов с помощью аденовирусной-ExpreSSED белки и последующее функциональный анализ кардиомиоцитов из взрослой мыши. Использование этих методов будет способствовать развитию механистической понимание путей, которые регулируют клеточную возбудимость, Ca 2 + динамику и сократимость сигнализации и обеспечивают гораздо более физиологически соответствующие характеристики сердечно-сосудистых заболеваний.
Мышиные модели сердечно-сосудистых заболеваний послужили эффективных инструментов для выяснения механизмы, фундаментальной болезни 1,2, а также для идентификации потенциальные терапевтические цели 1,3. В частности, использование обеих мышиных моделей приобретенных пороков сердца (например, давления-перегрузки) 4,5 и трансгенные модели мыши продвинулись наше понимание болезни сердца 6-8. Использование методов культивирования клеток для изучения сигнальных каскадов 3,9,10 и изменения в отдельных белков, которые лежат в основе клеточного возбудимость и возбуждение-сжатия муфту в центре 11-13 на уровне одной клетки дополнили в естественных условиях модели мыши. Тем не менее, отсутствие адекватных клеточных линий, которые отражают структуру взрослых CM и функции значительное ограничение. Исследователи стремились преодолеть эту проблему путем изучения отдельных белков, таких как ионные каналы, в гетерологичных экспрессирующих системах 14, и, хотя эти исследования предоставили нам полезную информацию с точки зрения биофизики ионных каналов или перемещения белков, недостаточного представительства родного микросреды РВ является существенным ограничением. Во-вторых, так как большинство этих чужеродных клеток не имеют зрелые сократительной аппарата, это не удалось изучить сократительную функцию и сложное взаимодействие между клеточная возбудимость и сжатия. По этой причине, исследователи обратились к первичных культурах клеток сердца для многих из их в пробирке функциональных исследований. Наконец, отдельные исследования кардиомиоцитов позволит оценку сократительной функции без вмешивающихся факторов многоклеточного подготовке включая влияние рубец или фиброз и ориентации волокон.
Первичные новорожденных крыс желудочковая кардиомиоциты (NRVMs) сравнительно легко культуры, могут быть инфицированы аденовирусы и лентивирусы манипулировать экспрессии генов 15,й поэтому были успешно 1 используется, но имеют ограничения своих собственных. Хотя они обеспечивают физиологическую микросреду 1 и были рабочей лошадкой области сигнализации, существенные различия между морфологии и внутриклеточной организации NRVMs и взрослых cardiomyoctyes сделать их неадекватной модели для исследования ионных потоков и возбуждение-сжатия связи в взрослом сердце . В частности NRVMs хватает окончательного т-трубчатые подсистему 4. С Са 2 + поток и динамика критически зависят от зрелой т-трубчатых и саркоплазматического ретикулума (СР) структуры 6, Ca 2 + динамики и функциональных исследований сократительной способности сердечной мышцы в NRVMs не являются точным отражением этих критических процессов у взрослых кардиомиоцитов. Кроме того, некоторые компоненты сигнальных путей различаются новорожденных и взрослых мышей 9, тем самым обеспечивая еще одно ограничение для изучения болезненные процессы и их IMPACT на клеточная возбудимость и сократимость в NRVMs. Наконец, распределение сократительной техники приводит к разнонаправленного и неравномерного сокращения клеток, ограничивающего точность измерений сократительной.
Использование изолированных взрослых кардиомиоцитов предоставляет поэтому более точную систему моделирования в пробирке. Внеочередное рост знаний стало возможным благодаря генетической манипуляции мышей подчеркивает значимость получения функциональных изолированных кардиомиоцитов мышей. На самом деле, характеристика взрослых КМ, выделенных из мышиных моделях пролил свет на многих биологических и патологических событий. Изолированные КМ от трансгенных мышиных моделях позволили для изучения прибыли или потери функции белков на сократительных свойств отдельных клеток 2,16, и жизнеспособности в моделях заболеваний, таких как ишемии / реперфузии 17,18, тем самым дополняя информацию, полученную от в VIVO исследованиямышей SE. Использование изолированных взрослых МС из мышиных моделей приобретенных пороков сердца 3,19,20 (например, поперечной сужением аорты, вызванной перегрузкой давлением, который имитирует гипертонией или аортальный стеноз клапана) или осуществления 5,21 (для моделирования физиологической гипертрофии) позволяет на экспертизу взаимодействия сигнальных каскадов, участвующих в этих процессах с сотовой возбудимости и возбуждение-сжатия муфты на уровне одной клетки. Кроме того, способность манипулировать экспрессии генов с помощью генной экспрессии аденовируса приводом во взрослой КМ дает нам возможность анализировать компоненты сложных сигнальных путей.
С электрофизиологических точки зрения, напряжение цельноклеточная и текущие эксперименты зажим на изолированные взрослого КМ были критически в понимании природы ионных потоков в начале исследования и в различных болезненных состояний. Из-за сложной структуры клеточной мембраны и дифференциального защв строительных лесов структур между взрослой КМ и NRVMs или гетерологичными клеточных линий, способность патч взрослые клетки дает гораздо лучшее представление о последствиях определенных мембранных белков, структурных белков и ионных каналов, взаимодействующих партнеров по электрофизиологических компонентов взрослого сердца.
Несмотря на такие выдающиеся преимущества в изучении взрослых мышиных кардиомиоцитов, выделения и культивирования взрослых мышей кардиомиоциты была сложной, призывая необходимость систематического и точного описания методологии выделения жизнеспособных кардиомиоцитов мыши и поддержания их в культуре, чтобы позволить дальнейшее генетические манипуляции с помощью вирусной векторы. Предыдущие исследования использовали либо остро изолированы мышь взрослых см или культивируют крыса взрослых CMS. Последнее легче культуры, чем взрослых мышей КМ, и большинство экспериментов манипулирования экспрессию генов в пробирке использовали крыс взрослых CMS. В нескольких исследованиях успешно изменен и исследованы functiортогональной экспрессии генов в мышь взрослого МС, представляя большое ограничение в объем экспериментов. Таким образом, здесь мы представляем в деталях таких методологий, модифицированные из предыдущих исследований, для изоляции 7,8,22, культуры 3,10,15,23, аденовирусной инфекции 11-13,15 и функционального анализа взрослых мышей желудочковой cardiomyoctyes. Этот протокол изоляция приводит к Ca 2 +-толерантных, возбудимых кардиомиоцитов, что мы успешно культивировали в течение до 72 часов, а трансфицированы аденовирусом. Функциональность этих изолированных клеток можно оценить с помощью системы визуализации MMSYS 14,24 и патч зажим, который также будет обсуждаться.
1. Кардиомиоцитов изоляции
Материалы (рис. 1)
Microdissecting щипцы
Хирургический пинцет
Нежные гемостаза щипцы
Кровоостанавливающие щипцы
Microdissecting, зубчатые, изогнутые щипцы
Операционные ножницы, прямые
Операционные ножницы, изогнутые
15 мл Сокол труб (5)
60 мм чашки Петри
Забуференный фосфатом физиологический раствор (PBS)
Сетки нейлона - размер пор 400 мкм
Малый воронки
Воск покрытием, плетеный шелк 4-0, 19 мм, 7-10 см длиной
Номера для подкожных инъекций, тупой конец, 24 G или коммерческой животное вскармливания иглы (24 х 1 в, W/1-1/4)
Гепарин натрия
Кетамин / ксилазина смесь
Пастера Пипетки
OptiVision Пройдя очки
Система IonOptix MMSYS
Примечание: Если культивирования клеток, см. раздел 2 на культуре клеток перед началом этого протокола.
Примечание: Все мыши уход вбарьером объект и жертву в соответствии с утвержденными правилами IACUC, практики и процедур.
Примечание: Перед началом процедуры, вся система должна быть предварительно нагрета для того, чтобы все элементы системы Лангендорфа (рис. 2А, рисунок 3) нагревают до 37 ° С для обеспечения надлежащего и полного активности коллагеназы.
2. Культура клеток
С помощью этой процедуры клетки были успешно культивировали в течение до 72 часов. Изображения культивируемых и GFP трансфицированные клетки могут быть найдены на рисунке 5.
3. MMSYS система
4. Патч зажим
Patch зажима из различных типов клеток были хорошо описаны ранее в этом журнале 25-28. Поэтому мы сосредоточены на какой-то критикаль параметры для успешного фиксации потенциала взрослых кардиомиоцитов выделяют, используя описанный наш протокол.
Изоляция взрослых cardiomyoctyes результатов в палочковидных, поперечно-полосатых и покоя (не спонтанно избиение) клеток (рис. 5А). Мертвые клетки будет выглядеть округлые и нет страты не будет присутствовать. Покоя клетки можно культивировать и трансфицировали аденовируса манипули?...
В этом докладе, мы описали методов, необходимых для успешного выделения и культуры взрослого КМ от сердца мыши. Наша методика позволяет последующим изучением функции см и возбудимости использованием способов, описанных выше. Критическим параметром для изучения функциональности взро?...
Авторы заявляют, что они не имеют конкурирующие финансовые интересы.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
Sodium Chloride | Sigma | S7653 | |
Potassium Chloride | Sigma | P9333 | |
Magnesium Chloride | Sigma | M8266 | |
HEPES | Sigma | H3375 | |
Sodium Phosphate Monobasic | Sigma | S8282 | |
D-glucose minimum | Sigma | G8270 | |
Taurine | Sigma | T0625 | |
2,3-Butanedione monoxime | Sigma | B0752 | |
Collagenase B | Roche Applied Science | 11088807001 | |
Collagenase D | Roche Applied Science | 11088858001 | |
Protease XIV from Streptomyces griseus | Sigma | P5147 | |
Albumin from Bovine Serum | Sigma | A2153 | |
Calcium Chloride | Sigma | C8106 | |
Minimum Essential Media | Sigma | 51411C | |
Albumin solution from bovine serum | Sigma | A8412 | |
L-glutamine | Sigma | G3126 | |
Penicillin-Streptomycin | Sigma | P4333 | |
Insulin-transferrin-sodium selenite media supplement | Sigma | I1884 | |
Cesium Chloride | Sigma | 289329 | |
Glutamate | Sigma | G3291 | |
Adenosine 5'-triphosphate magnesium salt | Sigma | A9187 | |
Ethylene glycol-bis(2-amin–thylether)-N,N,N',N'-tetraacetic acid | Sigma | E3889 | |
Cesium Hydroxide Solution | Sigma | 232041 | |
Tetraethylammonium hydroxide solution | Sigma | 86643 | |
OptiVisor optical glass binocular visor | Dohegan Optical Company Inc. | N/A | |
Tissue forceps, 5.5", 1x2 teeth | Roboz Scientific | RS-8164 | |
Moloney forceps - 4.5" (11.5 cm) long slight curve, serrated | Roboz Scientific | RS-8254 | |
Dumont #3 Forceps, Dumostar, tip size 0.17 x 0.10mm | Roboz Scientific | RS-4966 | |
Packer Mosquito Forceps 5" Straight Flat | Roboz Scientific | RS-7114 | |
Micro Dissecting Scissors 4.5" Curved Sharp/Sharp | Roboz Scientific | RS-5917 | |
Micro Dissecting Scissors 3.5" Straight Sharp/Sharp20mm | Roboz Scientific | RS-5907 |
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