Bu içeriği görüntülemek için JoVE aboneliği gereklidir. Oturum açın veya ücretsiz deneme sürümünü başlatın.
Burada, yetişkin fare ve sıçan kardiyomiyositlerinin izolasyon, transfeksiyon ve uzun vadeli kültürü için bir protokol sıyoruz.
Erişkin memeli kardiyomiyositlerin (CMs) ex vivo kültürü, kardiyak biyolojinin in vitro çalışması için en uygun deneysel sistemi sunmaktadır. Erişkin memeli CM'ler en az proliferatif kapasiteye sahip ölümcül farklılaşmış hücrelerdir. Erişkin CM'lerin mitotik sonrası durumu sadece kardiyomiyosit hücre döngüsünün ilerlemesini kısıtlamakla kalmamış, aynı zamanda CM'lerin verimli kültürünü de sınırlandırır. Ayrıca, yetişkin CM'lerin uzun vadeli kültürü CM proliferasyonu ve gen ekspresyonunun analizi gibi birçok çalışma için gereklidir.
Fare ve sıçan kardiyomiyosit izolasyonu için kullanılan iki en çok tercih edilen laboratuvar hayvanlarıdır. Sıçan CM'lerinin uzun süreli kültürü mümkün olsa da, yetişkin fare CM'leri ölüme duyarlıdır ve normal koşullarda beş günden fazla kültürlenemez. Bu nedenle, yetişkin murine CMs için hücre izolasyonu ve uzun vadeli kültür protokolü optimize etmek için kritik bir ihtiyaç vardır. Bu değiştirilmiş protokol ile, 20 günden fazla hem yetişkin fare yi hem de fare CM'lerini başarılı bir şekilde izole etmek ve kültüretmek mümkündür. Ayrıca, izole CM siRNA transfeksiyon verimliliği önemli ölçüde önceki raporlara göre artmıştır. Yetişkin fare CM izolasyonu için Langendorff perfüzyon yöntemi optimal enzim çözeltisi ve tam ekstrasellüler matriks ayrışması için yeterli zaman ile kullanılmaktadır. Saf ventriküler CM'ler elde etmek için, her iki atria diseksiyon ve kaplama ile devam etmeden önce diseksiyon ve atılır. Hücreler verimli ve hızlı bağlanmaya olanak sağlayan laminin kaplı bir plaka üzerinde dağıtıldı. CMs siRNA transfeksiyon önce 4-6 saat yerleşmek için izin verildi. Kültür medyası 20 gün boyunca her 24 saatte bir yenilendi ve daha sonra, CM'ler Troponin ve KI67 gibi hücre döngüsünün belirteçleri gibi kardiyak spesifik belirteçler için sabit lendi ve lekelendi.
Kalp hastalıkları dünya çapında önde gelen ölüm nedenlerinden biridir. Kardiyak yaralanmanın hemen hemen her türü erişkin kardiyomiyosit (CM) kaybıile sonuçlanır. Erişkin memeli kalpler yetişkin CM1senescent doğası nedeniyle kardiyak yaralanma onarmak mümkün değildir. Böylece, yetişkin memeli kalp herhangi bir hakaret CMs kalıcı bir kaybına yol, azaltılmış kalp fonksiyonu ve kalp yetmezliğine yol açan. Yetişkin memelilerin aksine, zebra balığı ve yeni kalpler gibi küçük hayvanlar mevcut CM çoğalması2,3,4ile kardiyak yaralanmalarını yenileyebilirler. Hem proliferatif hem de proliferatif olmayan yaklaşımlar la kardiyak yaralanmalar için yeni bir terapötik müdahale bulmak için dünya çapında bir çaba devam etmektedir. Son yıllarda, genetik fare modelleri çeşitli kardiyak yaralanma ve onarım çalışma geliştirilmiştir. Ancak, in vivo hayvan modelleri kullanarak ikincil etkileri bir hücre özerk mekanizma deşifre etmek için ek karmaşıklığı ile pahalı bir yaklaşım olmaya devam etmektedir. Ayrıca in vivo sistemleri, CM'den kardiyoprotektif sinyalizasyona neden olan farmakolojik bir müdahalenin CM'ye özgü etkilerini analiz etmek zordur.
Ayrıca, cm proliferasyon analizleri yapmak için yetişkin CM'lerin uzun vadeli kültürü gereklidir. CM proliferasyon tahlilleri hücrelerin hücre döngüsüne indüklenen ve bundan sonra doğru veri elde etmek için en az 4-5 gün gerektirir. Ayrıca, elektrofizyolojik çalışmalar, ilaç taraması, toksisite çalışmaları ve Ca++ homeostaz çalışmaları için izole CM'ler kullanan çalışmalar tüm gelişmiş bir kültür sistemi 5 ihtiyacı vardır5,6,7. Ayrıca, son çalışmalar CMs salgılanan sitokinlerin kardiyoprotektif önemini göstermektedir (kardiyokines)8,9. Kalp onarımı ve rejenerasyonu sırasında bu kardiyokinelerin terapötik rolünü ve moleküler mekanizmasını araştırmak için uzun süreli bir kültür gereklidir.
Yetişkin sıçan CMs bir in vitro sistem10,,11,,12tek hücreli izolasyon ve uzun vadeli kültür için yeterince sağlam . Ancak, yetişkin fare CMs in vitro tahliller için büyük ilgi vardır, genetik olarak değiştirilmiş fare modelleri çeşitli durumu nedeniyle, hangi tasarım ve sıçan CM ile mümkün değildir çeşitli yenilikçi analizlerin yürütülmesi için izin verir13. Yetişkin fare CM izolasyon aksine, yetişkin fare kalplerden tek hücreli süspansiyon elde etmek oldukça zordur, ve kültür yetişkin fare CMs uzun vadeli kültür daha da zordur.
Bir Langendorff sistemi kullanarak fare ve sıçan kalplerinden Yetişkin CM izolasyon u daha önce CM fonksiyonu5,14,,15çalışma kurulmuştur. Burada, hem sıçanlardan hem de farelerden yetişkin CM izolasyonprotokollerinin yanı sıra izole edilmiş hücrelerin değiştirilmiş uzun vadeli kültürü, transfeksiyonu ve CM çoğalmasını ayrıntılı olarak açıklıyoruz.
Tüm deneyler, ABD Ulusal Sağlık Enstitüsü (NIH) tarafından yayınlanan Laboratuvar Hayvanlarının Bakımı ve Kullanımı Kılavuzu'nun yönergelerine uygun olarak yapılmalıdır. Videoda görüntülenen tüm protokoller Cincinnati Üniversitesi, Tıp Fakültesi Kurumsal Hayvan Bakım ve Kullanım Komitesi (IACUC) tarafından onaylanmıştır.
1. Yetişkin farelerden (ve sıçanlardan) kalp çıkarma öncesi hazırlık
2. Erişkin farelerden (ve sıçanlardan) kalp çıkarma
3. Kalbin sindirimi
4. CM tek hücreli süspansiyon hazırlanması
5. CM'siz lerin kaldırılması
6. Yetişkin CM kaplama
7. Transfeksiyon
Mevcut değiştirilmiş protokol verimli izolasyon ve tüp bebek fare ve fare CMs kültürü sağlar. Sıçan CM izolasyonu için, toplam 3 yetişkin (12 haftalık) erkek Fischer 344 sıçan kullanıldı. Şekil 1, işlemde gerekli olan cerrahi cihazları ve izolasyon kurulumlarını gösterir; her parça işaretlenmiştir ve şekil efsanesinde açıklanmıştır. Kollajenaz tip 2 sindirim için kullanılmıştır, bu da başarılı izolasyondan yüksek miktarda yüksek kaliteli CM'ler verir...
Hücreye özgü mekanistik çalışmalar yapabilmek için yetişkin kardiyomiyosit izolasyonu ve uzun vadeli kültür için bir protokol kurulması çok önemlidir. Yetişkin CM izolasyon protokolleri tartışırken sadece birkaç rapor vardır, ve hatta bunların daha az yetişkin farelerCM15,,16,,17uzun vadeli kültür için kullanılır. Bu yetişkin sıçan CM yetişkin fareler CM10,
Hiçbiri.
Bu çalışma, Cincinnati Üniversitesi Tıp Fakültesi Patoloji ve Laboratuvar Tıbbı Bölümü'nden Dr. Onur Kanisicak'a; Dr. Onur Kanisicak'a Ulusal Sağlık Enstitüleri'nden (R01HL148598) hibe. Dr. Onur Kanisicak, Amerikan Kalp Derneği Kariyer Geliştirme Ödülü (18CDA34110117) tarafından desteklenmiştir. Dr. Perwez Alam, Amerikan Kalp Birliği doktora sonrası hibe (AHA_20POST35200267) tarafından desteklenir. Dr Malina J. Ivey bir NIH T32 hibe (HL 125204-06A1) tarafından desteklenir.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
2,3-Butane Dione monoxime | Sigma-Aldrich | B-0753 | |
Blebbistatin | APExBIO | B1387 | |
Bovine serum albumin | Sigma-Aldrich | A3059 | |
CaCl2 | Sigma-Aldrich | 449709 | |
Cell culture plate | Corning Costar | 3526 | |
Cell strainer | BD Biosciences | 352360 | |
Cel-miR-67 | Dharmacon | CN-001000-01-50 | |
Collagenase type2 | Worthington | LS004177 | |
Disposable Graduated Transfer Pipettes | Fisherbrand | 13-711-20 | |
Disposable polystyrene weighing dishes | Sigma-Aldrich | Z154881-500EA | |
Dulbecco's Modified Eagle's medium | Thermo Scientific | SH30022.01 | |
EdU | Life Technologies | C10337 | |
Fetal bovine serum | Corning | 35-015-CV | |
Fine Point High Precision Forceps | Fisherbrand | 22-327379 | |
Glucose | Sigma-Aldrich | G-5400 | |
Hemocytometer | Hausser Scientific | 1483 | |
Heparin | Sagent Pharmaceuticals | PSLAB-018285-02 | |
HEPES | Sigma-Aldrich | H3375 | |
High Precision Straight Broad Strong Point Tweezers/Forceps | Fisherbrand | 12-000-128 | |
Hyaluronidase | Sigma | H3506 | |
Insulin | Sigma-Aldrich | I0516-5ML | |
K2HPO4 | Sigma-Aldrich | P-8281 | |
KCl | Sigma-Aldrich | 746436 | |
Light Microscope | Nikon | ||
Lipofectamine RNAiMAX | Life Technologies | 13778-150 | |
MgSO4 | Sigma-Aldrich | M-2643 | |
NaCl | Sigma-Aldrich | S9888 | |
NaOH | Fisher Scientific | S318-500 | |
Natural Mouse Laminin | Invitrogen | 23017-015 | |
Penicillin/Streptomycin | Corning | 30-002-CI | |
Pentobarbital | Henry Schein | 24352 | |
Phosphate buffered saline | Life Technologies | 20012-027 | |
Protease XIV | Sigma-Aldrich | P5147-1G | |
Selenium | Sigma-Aldrich | 229865+5G | |
siMeis2 | Dharmacon | s161030 | |
siRb1 | Dharmacon | s128325 | |
Straight Blunt/SharpDissecting Scissors | Fisher Scientific | 28252 | |
Straight Very Fine Precision Tip Forceps | Fisherbrand | 16-100-120 | |
Taurine | Sigma-Aldrich | T0625 | |
Transferrin | Sigma-Aldrich | T8158-100MG | |
Ultra-smooth, beveled-edge finish scissor | Fisherbrand | 22-079-747 | |
Water Bath | Fisher Scientific | 3006S |
Bu JoVE makalesinin metnini veya resimlerini yeniden kullanma izni talebi
Izin talebiDaha Fazla Makale Keşfet
This article has been published
Video Coming Soon
JoVE Hakkında
Telif Hakkı © 2020 MyJove Corporation. Tüm hakları saklıdır