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Le cellule endoteliali che formano colonie (ECFCs) sono cellule endoteliali circolanti con una robusta potenziale proliferativo clonale che mostrano intrinseca In vivo capacità di formazione. Caratterizzazione fenotipica e funzionale delle cellule endoteliali escrescenza derivate da CB sono importanti per identificare ed isolare Bona fide ECFCs per il potenziale applicazione clinica nella riparazione di tessuti danneggiati.
Viste di vecchia data della formazione di nuovi vasi sanguigni attraverso l'angiogenesi, vasculogenesi e arteriogenesi sono stati recentemente rivisti 1. La presenza in circolo di cellule progenitrici endoteliali (EPC) sono stati identificati nel sangue periferico umano adulto da Asahara et al. Nel 1997 2 portando un'infusione di nuove ipotesi e strategie per la rigenerazione e la riparazione vascolare. EPC sono componenti rari, ma di normale circolazione del sangue, che ospita i siti di formazione dei vasi sanguigni o di rimodellamento vascolare, e facilitare sia vasculogenesi post-natale, l'angiogenesi, o arteriogenesi in gran parte attraverso la stimolazione paracrina della parete del vaso esistente derivato cellule 3. Nessun marcatore specifico per identificare un EPC è stato identificato, e al momento lo stato del campo è quello di capire che tipi di cellule tra cui numerosi proangiogenica staminali e cellule progenitrici ematopoietiche, cellule circolanti angiogenici, Tie2 + monociti, cel progenitore mieloidels, tumore macrofagi associati, e M2 macrofagi attivati partecipare stimolare il processo angiogenico in una varietà di sistemi preclinici modelli animali e in soggetti umani in numerosi stati di malattia 4, 5. Le cellule endoteliali che formano colonie (ECFCs) sono rare cellule vitali endoteliali circolanti caratterizzate da una forte potenziale proliferativo clonale, colonia secondaria e terziaria capacità di formazione su replating, e la capacità di formare intrinseca in vasi vivo dopo il trapianto in topi immunodeficienti 6-8. Mentre ECFCs sono state isolate con successo dal sangue periferico di soggetti adulti sani, sangue del cordone ombelicale (CB) di neonati sani e parete del serbatoio di numerosi vasi arteriosi e venosi umane 6-9, CB possiede la più alta frequenza di ECFCs 7 che mostra il più robusto potenziale proliferativo clonale e la forma dei vasi sanguigni durevoli e funzionali in vivo 8, 10-13. Sebbene la derivazione diECFC adulto da sangue periferico è stato presentato 14, 15, qui si descrivono le metodologie per la derivazione, clonazione, l'espansione, e in vitro e in vivo caratterizzazione del ECFCs dal ombelicale umano CB.
Reagenti e soluzioni
EMG-2 supporti (Lonza, N. di cat. Cc-3162 contenente EBM-2 medio basale e EGM-2 Supplementi kit SingleQuot, e fattori di crescita)
EBM-2 (Lonza, Cat.. No. cc-3156) integrato con gli integratori intero kit SingleQuot e fattori di crescita (Lonza, Cat.. No. cc-4176), 10% (v / v) di siero fetale bovino (FBS) e 1% (v / v) penicillina (10.000 U / ml) / streptomicina (10.000 pg / ml) / amfotericina (25 pg / ml). Memorizza fino a 1 mese a 4 ° C. Consigliati EGM-2 volumi da utilizzare per la cultura ECFC sono 500 pl / bene per piastre da 24 pozzetti, 2 ml / pozzetto per le piastre da 6 pozzetti, le 5ml/25-cm 2 boccette, e 10 ml/75-cm 2 boccette, a meno che diversamente specificato nel protocollo.
Collagene I soluzione
Diluire 0,575 ml di acido acetico glaciale (17.4N) in 495 ml di acqua distillata sterile (0,02 N concentrazione finale). Filtro sterile l'acido acetico diluito con un 0,22-um vacuum sistema di filtraggio. Aggiungere 25 mg coda ratto collagene I, l'acido acetico diluito ad una concentrazione finale di 50 pg / ml. La quantità di collagene aggiunta varia a seconda della concentrazione magazzino collagene. Memorizza fino a un mese a 4 ° C.
Preparazione delle superfici dei tessuti collagene I rivestite cultura
Luogo 1 ml di collagene I soluzione in ciascun pozzetto di una piastra da 6 pozzetti per coltura tissutale (utilizzare 300 pl / pozzetto di piastre da 24 pozzetti, le 3ml/25-cm 2 flaconi e 8 ml/75-cm 2 beute). Incubare per 1 ora a notte a 37 ° C. Rimuovere il collagene I soluzione e lavare la superficie due volte, ogni volta con PBS (500 utilizzare pl / pozzetto di piastre da 24 pozzetti, 2 ml / pozzetto di piastre da 6 pozzetti e 5ml/25-cm 2 flaconi e 10 ml/75 cm 2 palloni). Utilizzare le piastre immediatamente per colture cellulari.
FACS colorazione tampone
Tampone fosfato salino (PBS) addizionato con 2% (v / v) di siero fetale bovino (FBS). Negozio di up per 2 settimane a 4 ° C.
A. ECFC escrescenza, clonazione e di espansione
B. In vitro Caratterizzazione fenotipica delle ECFCs: Endothelial espressione sulla superficie cellulare Antigen unod Assay singola cella per clonale potenziale proliferativo
C. In vivo Caratterizzazione funzionale degli ECFCs: test in vivo la formazione dei vasi ad esaminare i potenziali del ECFC per vasculogenesi
D. Risultati rappresentativi
Utilizzando questa tecnica derivazione ECFC abbiamo osservato fuori la crescita della forma principale coloniazione fin dal giorno 5 (Fig. 1). Gli out-colonie di crescita ECFC esposto aspetto tipico acciottolato e ha dato origine a> raddoppi su 40 popolazioni di espansione a lungo termine dopo pickup colonia clonazione. Estese colonie espresso antigeni endoteliali, ma non esprimere antigeni ematopoietiche (Fig. 2). È importante sottolineare che, esibivano una gerarchia completa di clonale potenziale proliferativo a livello di singola cellula (Fig. 3). Inoltre, ECFCs formata vasi sanguigni umanizzati che vengono perfuse con RBC host quando impiantato in topi immunodeficienti 4, 6, 8, 11 (Fig. 4).
Figura 1. Isolamento di cellule mononucleate (MNC) dal sangue del cordone ombelicale e la conseguenza della formazione di colonie delle cellule endoteliali (ECFCs) colta da multinazionali. Strato di forma buffy coat multinazionali durante la separazione Ficoll-Pague gradiente di densità delle cellule del sangue del cordone. Isolamento dello strato di buffy coat per la cultura delle multinazionali sulla coda di topo collagene I risultati piastre rivestite in conseguenza della colonia ECFC in 5 a 14 giorni. La colonia ECFC escrescenza (indicato da punte di freccia) visualizzate morfologia ciottoli 7.
Figura 2. Rappresentante in vitro valutazione fenotipica di endoteliale e ematopoietiche espressione degli antigeni di superficie cellulare. Immunofenotipizzazione del sangue del cordone ombelicale-derivati ECFCs ha rivelato che ECFCs espresso antigeni endoteliali CD31, CD34, CD144 e CD146, Flt-1, Flk-1, Flt-4 e Nrp2 ma non esprimere antigeni ematopoietiche CD45, CD14, CD11b, cKit, CXCR4 o AC133 7, 8.
Figura 3. Rappresentante quantificazione in vitro del clonogenica e potenziale proliferativo del CB ECFCs derivati. (A) dal sangue del cordoneDerivati dal ECFCs visualizzare clonale potenziale proliferativo con una gerarchia di colonie che vanno da gruppi di 2-50 cellule fino a colonie di> 2001. (B) Micrografie di gerarchia delle colonie (colonie macchiato, Sytox, un colorante fluorescente verde nucleare per scattare foto di migliore qualità) ottenuto dopo il sangue del cordone derivati ECFCs sono stati coltivati a livello di singola cellula per 14 giorni. Barra della scala rappresenta 100μm 7, 8.
Figura 4. Rappresentante in vivo caratterizzazione funzionale di cordone ombelicale-derivati ECFCs. A) H & E colorazione del sangue del cordone ombelicale-derivati ECFC contenente protesi in gel cellularized indicato microvasi (riempito di globuli rossi ospiti) la formazione di collagene-fibronectina gel dopo 14 giorni dall'impianto. B) Anti-CD31 umano colorazione (colorazione marrone) conferma ulteriormente l'origine umana di questi vasi.
Caratterizzazione fenotipica e funzionale delle cellule progenitrici endoteliali putativi è importante identificare le ECFCs buona fede che sono in grado di clonale serialmente re-placcatura in coltura e dare origine a durevoli e funzionali vasi sanguigni impiantabili in vivo. Sangue del cordone ombelicale umano si arricchisce di ECFCs e la concentrazione di queste cellule circolanti diminuisce con l'invecchiamento o malattia 10. Recenti studi suggeriscono che ECFC può giocare un ruolo...
Non ci sono conflitti di interesse dichiarati.
Dr. Yoder è consulente di EndGenitor Technologies, Inc. e membro del consiglio di Rimedion Technologies, Inc.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
Nome del reattivo | Azienda | Numero di catalogo | |
Iniezione di sodio eparina, USP | APP Pharmaceuticals | 504031 | |
Ficoll-Pague | Amersham Biosciences | 17-1440-03 | |
Cannula di miscelazione | Maersk Medical | 500.11.012 | |
EGM-2 | Lonza | CC-3162 | |
Definito FBS | Hyclone | SH30070.03 | |
Triplo express | Gibco | 12605 | |
Rat collagene di tipo I | BD Biosciences | 354236 | |
Matrigel | BD Biosciences | 356234 | |
FcR Block | Miltenyi Biotech | 130-059-901 | |
hCD31, FITC coniugazioneTed | BD Pharmingen | 555445 | |
hCD45, coniugato FITC | BD Pharmingen | 555482 | |
hCD14, coniugato FITC | BD Pharmingen | 555397 | |
hCD144, PE coniugato | eBioscience | 12-1449-80 | |
hCD146, PE coniugato | BD Pharmingen | 550315 | |
hCD105, PE coniugato | Invitrogen | MHCD10504 | |
Ms 1 IgG, anticorpi k, coniugato FITC | BD Pharmingen | 555748 | |
Ms 1 IgG, anticorpi k, coniugato con PE | BD Pharmingen | 559320 | |
Ms IgG 2a, anticorpi k, coniugato FITC | BD Pharmingen | 555573 | |
Anti-CD31 umano | Dako | clone JC70 / A | |
Anti-mouse CD31 | BD Pharmingen | 553370 | |
0,22-um vuoto sistema di filtrazione | Millipore | SCGPU05RE | |
Acido acetico glaciale, 17.4N | Pescatore | A38-500 | |
Antibiotico-antimicotica | Invitrogen | 15240-062 | |
Siero bovino fetale (FBS) | Hyclone | SH30070.03 | |
IHC zinco Fixative | BD Biosciences | 550523 | |
Sytox verde reagente | Invitrogen | S33025 | |
Cilindri clonazione, sterili | Fisher Scientific | 07-907-10 |
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