Для просмотра этого контента требуется подписка на Jove Войдите в систему или начните бесплатную пробную версию.
Method Article
Золотым стандартом в кардиологии для клеточных и молекулярно-функциональных экспериментов являются кардиомиоциты. В этой статье описываются адаптации к методу Лангендорфа для выделения кардиомиоцитов мыши.
Потребность в воспроизводимых, но технически простых методах, дающих высококачественные кардиомиоциты, имеет важное значение для исследований в области биологии сердца. Клеточные и молекулярно-функциональные эксперименты (например, сокращение, электрофизиология, кальциевый цикл и т. д.) на кардиомиоцитах являются золотым стандартом для установления механизма (механизмов) заболевания. Мышь является предпочтительным видом для функциональных экспериментов, и описанная методика предназначена специально для выделения кардиомиоцитов мыши. Предыдущие методы, требующие аппарата Лангендорфа, требуют высокого уровня подготовки и точности для канюляции аорты, что часто приводит к ишемии. Область смещается в сторону методов выделения без Лангендорфа, которые просты, воспроизводимы и дают жизнеспособные миоциты для сбора физиологических данных и культивирования. Эти методы значительно сокращают время ишемии по сравнению с канюляцией аорты и приводят к надежно полученным кардиомиоцитам. Наша адаптация к методу без Лангендорфа включает в себя начальную перфузию ледяным очищающим раствором, использование стабилизирующей платформы, которая обеспечивает устойчивую иглу во время перфузии, и дополнительные этапы пищеварения для обеспечения надежно полученных кардиомиоцитов для использования в функциональных измерениях и посеве. Этот метод прост и быстр в исполнении и не требует особых технических навыков.
На протяжении десятилетий важной идеей в литературе по биологии сердца является молекулярный механизм действия. Механизм действия должен быть установлен, чтобы публиковать надежные исследования. Хорошо зарекомендовавшей себя стратегией определения молекулярного механизма являются изолированные исследования кардиомиоцитов, которые требуют высококачественных кардиомиоцитов для получения достоверных данных. Клеточные и молекулярные эксперименты, проводимые на кардиомиоцитах для определения механизма действия, являются золотым стандартом для исследования сокращения1, электрофизиологии2, цикла кальция (Ca2+)3, чувствительности миофиламентаCa 2+ 4, цитоскелета5, метаболизма6, эффектов гормонов7, сигнальных молекул8, исследований лекарств9 и так далее. Мышь стала предпочтительным видом для большинства экспериментов по биологии сердца из-за простоты генетических манипуляций, ее небольшого размера, относительно короткой продолжительности жизни, низкой стоимости и т. д.10. Тем не менее, надежное выделение высококачественных кардиомиоцитов мыши не является тривиальным с современными методами.
Лаборатории выделяют кардиомиоциты уже почти 70 лет11. Практически все методы выделения кардиомиоцитов основаны на переваривании сердца с помощью различных ферментов (коллагеназа, протеаза, трипсин и т. Д.). В ранние периоды (1950-1960-е годы) использовался метод кусков, который включал удаление сердца, разрезание на гораздо более мелкие кусочки и инкубацию в растворе с коллагеназой / протеазой / трипсином12. В 1970-х годах лаборатории внедрили улучшенный метод «Лангендорфа»13, который изолировал кардиомиоциты с использованием метода изоляции на основе перфузии коронарных артерий (ретроградная перфузия ферментом через аппарат Лангендорфа); Этот метод остается доминирующим методом выделения миоцитов в этой области сегодня, ~ 50 лет спустя14,15,16. Недавняя работа сместилась в сторону канюляции сердца in vivo для ограничения времени гипоксии и ишемического повреждения, что приводит к превосходному выделению кардиомиоцитов (лучшие выходы и более высокое качество)17. В последнее время это превратилось в выполнение in vivo, перфузии сердца без Лангендорфа 18,19,20,21,22. Мы разработали метод выделения кардиомиоцитов без Лангендорфа на основе метода Ackers-Johnson et al.18 и адаптировали различные компоненты из многих предыдущих методов выделения. Эти ключевые приспособления включают инъекцию ледяного очищающего буфера и включение поддерживающей платформы для стабилизации иглы, что позволяет уменьшить манипуляции с сердцем. Также в этом методе подробно описан контроль температуры вводимых буферов (37 ° C), что уменьшило время между инъекцией in vivo и перевариванием из-за меньшей перфузии ЭДТА, как было опубликованоранее 18. Уменьшая манипуляции с сердцем и, следовательно, минимизируя размер места прокола, достигается тщательная и постоянная перфузия коронарных артерий. Мы также усовершенствовали технику с помощью метода вторичного разложения кусков, количества ЭДТА в введенном буфере очистки и изменили pH. Описанная нами методика надежнее, эффективнее и не требует обширной подготовки/практики по сравнению с использованием аппарата Лангендорфа (табл. 1).
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
Все процедуры, выполненные в этом исследовании, были одобрены Институциональным комитетом по уходу за животными и их использованию в Университете штата Огайо в соответствии с руководящими принципами NIH.
1. Приготовление раствора
ПРИМЕЧАНИЕ: Пожалуйста, смотрите таблицу 2 для буферных концентраций.
2. Подготовка коллектора
3. Подготовка животных
4. Процедура выделения кардиомиоцитов
5. Клеточная культура
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
Есть несколько элементов, которые следует учитывать при определении успешности изоляции. Во-первых, кардиомиоциты должны иметь палочковидную форму без мембранных пузырьков, таких как клетки, выделенные на рисунке 1. Типичная изоляция дает ~ 80% миоцитов палочковидной фо?...
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
Основное преимущество нашей методики выделения кардиомиоцитов без Лангендорфа заключается в том, что она ограничивает время гипоксии и ишемии, не требуя канюляции в аппарате Лангендорфа. В отличие от классических методов Лангендорфа, которые занимают несколько минут для удаления, оч?...
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
Отсутствие конфликтов интересов, подлежащих раскрытию.
Эта работа была поддержана грантами Национального института здравоохранения R01 HL114940 (Biesiadecki), R01 AG060542 (Ziolo) и T32 HL134616 (Sturgill and Salyer).
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
10 cc Bd Luer-Lok Syringe | Fisher Sci | 14-827-52 | |
10 mL Pyrex Low-Form Beaker | Cole-Palmer | UX-34502-01 | |
100 mL polypropylene cap glass media storage bottle | DWK Life Sciences | UX-34523-00 | |
14 mL Round-Bottom Polypropylene Test Tubes With Cap | Fisher Sci | 14-959-11B | |
2,3-Butanedione Monoxime | Sigma | B0753 | >98% |
3 cc BD Luer-Lok Syringe | Fisher Sci | 14-823-435 | |
35 mm glass bottom dishes | MatTek Corporation | P35G-1.0-20-C | |
50 mL BD Syringe without Needle | Fisher Sci | 13-689-8 | |
50 mL Conical Centrifuge Tubes | Cole-Palmer | EW-22999-84 | |
95% O2 5% CO2 | |||
AIMS Space Gel Heating Pad | Fisher Sci | 14-370-223 | |
BD PrecisionGlide 27 G X 1/2" Hypodermic Needles | Becton Dickinson | 305109 | |
Bovine Serum Albumin | Sigma | A3803 | Heat shock fraction, lyophilized powder, essentially fatty acid free, >98% |
Calcium Chloride dihydrate | Sigma | C7902 | >99% |
D-(+)-Glucose | Sigma | G7021 | Suitable for cell culture, >99.5% |
DMEM | Fisher Sci | 11965092 | |
EDTA | Fisher Sci | AAA1071336 | |
Falcon 100 mm TC-treated Cell Culture Dish | Corning | 353003 | |
FBS | R&D Systems (Bio-techne) | S11195 | |
Fisherbrand Isotemp Heated Immersion Circulators | Fisher Sci | 13-874-432 | |
Hartman Mosquito Hemostatic Forceps | World Precision Instruments | 15921 | |
Hausser Scientific Hy-Lite Counting Chamber Set | Fisher Sci | 02-671-11 | |
HEPES | Sigma | H4034 | >99.5% |
Labeling Tape | Fisher Sci | 15-901-10R | |
Legato 100 Syringe Pump | kdScientific | 788100 | |
L-glutathione | Fisher Sci | ICN19467980 | |
Liberase TH Research Grade | Sigma | 5401135001 | High thermolysin concentration |
M199 | Fisher Sci | MT10060CV | |
Magnesium Chloride | Invitrogen | AM9530G | |
Mouse Laminin | Corning | 354232 | |
Pen/Strep | Fisher Sci | ||
Potassium Chloride | Sigma | P5405 | >99% |
Precision Digital Reciprocating Water Bath | ThermoFisher Scientific | TSCIR19 | |
Sodium Bicarbonate | Sigma | S5761 | Suitable for cell culture |
Sodium Chloride | Sigma | S5886 | >99% |
Sodium phosphate monobasic | Sigma | S5011 | >99% |
Sterile Cell Strainer 70 µm | Fisher Sci | 22-363-548 | |
Student Fine Scissors | Fine Science Tools | 91460-11 | |
VWR Absorbent Underpads | Fisher Sci | NC9481815 |
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
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