Bu içeriği görüntülemek için JoVE aboneliği gereklidir. Oturum açın veya ücretsiz deneme sürümünü başlatın.
Method Article
Yüksek içerikli görüntüleme analizi kullanarak in vitro olarak doğrudan yeniden programlanmış indüklenmiş kardiyomiyosit benzeri hücreleri (iCM'ler) ölçmek için bir protokol sunuyoruz. Bu yöntem, kardiyak yeniden programlamanın verimliliğini otomatik bir şekilde ölçmemize ve iCM'leri doğrudan görselleştirmemize olanak tanır.
Bu protokolün amacı, bir yeniden programlama tekniği ile doğrudan in vitro olarak yeniden programlanan indüklenmiş kardiyomiyosit benzeri hücrelerin (iCM'ler) ölçülmesi için bir yöntemi tanımlamaktır. Kardiyak yeniden programlama, yeni kardiyomiyositler oluşturmak için bir strateji sağlar. Fibroblastlara çekirdek kardiyojenik transkripsiyon faktörlerini ekleyerek; fibroblastlar, pluripotent kök hücre durumundan geçiş olmadan iCM'lere dönüştürülebilir. Bununla birlikte, fibroblastların iCM'lere dönüşüm oranı hala düşük kalmaktadır. Buna göre, kardiyak yeniden programlama verimliliğini artırmak için çok sayıda ek yaklaşım olmuştur. Bu çalışmaların çoğu, akış sitometrisi kullanarak kardiyak yeniden programlama verimliliğini değerlendirirken, aynı zamanda iCM'leri görselleştirmek için immünositokimya gerçekleştirdi. Bu nedenle, iCM yeniden programlamanın başarısını göstermek için en az iki ayrı yeniden programlama deneyi seti gereklidir. Buna karşılık, otomatik yüksek içerikli görüntüleme analizi, nispeten az sayıda hücre ile iCM yeniden programlamasının hem nicelleştirilmesini hem de kalifikasyonunu sağlayacaktır. Bu yöntemle, tek bir yeniden programlama deneyi ile iCM'lerin miktarını ve kalitesini doğrudan değerlendirmek mümkündür. Bu yaklaşım, yeniden programlama verimliliğini artırmak için genetik veya farmakolojik faktörlerin taranması gibi büyük ölçekli yeniden programlama deneyleri gerektiren gelecekteki kardiyak yeniden programlama çalışmalarını kolaylaştırabilecektir. Ek olarak, yüksek içerikli görüntüleme analiz protokolünün uygulanması, kardiyak yeniden programlama ile sınırlı değildir. Diğer hücre soylarının yeniden programlanmasının yanı sıra, immün tipi hücrelerin hem nicelleştirilmesine hem de görselleştirilmesine ihtiyaç duyan herhangi bir immün boyama deneyine uygulanabilir.
Kardiyak yeniden programlama, yeni kardiyomiyositler oluşturmak için kök hücre aracılı yaklaşımlara alternatif bir yaklaşım olarak geliştirilmiştir. Kök hücre durumundan geçmediği göz önüne alındığında, kök hücre aracılı yaklaşımlarda bazı kalıtsal sınırlamaları atlama potansiyeli yüksektir. En az üç veya dört kardiyojenik transkripsiyon faktörünün fibroblastlara viral enfeksiyonunun, fibroblast gen programlarını ortadan kaldırarak ve fibroblastlarda kardiyojenik transkripsiyonel ağları yeniden inşa ederekfibroblastları kardiyak bir kadere dönüştürebileceği gösterilmiştir 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10, 11,12,13,14,15,16,17.
İn vitro1'de kardiyak yeniden programlamayı gösteren ilk dönüm noktası çalışmasından bu yana, kardiyak yeniden programlama protokolü çok sayıda çalışma ile optimize edilmiştir 3,5,6,7,9,11,12,13,14,15,16,18 . Kardiyak yeniden programlamayı takiben fibroblastlardaki kardiyak fenotipleri değerlendirmek için yaygın teknik yaklaşımlar, spesifik kardiyomiyosit belirteçlerini eksprese eden hücreleri ölçmek için akış sitometrisi analizi ve bu hücreleri tek bir hücre düzeyinde görselleştirmek için immünositokimya olmuştur. Her iki deney de (yani akış sitometrisi ve immünositokimya) aynı antikorları kullanarak kardiyomiyosit belirteçlerinin ekspresyonunu gösterecek olsa da, ayrı ayrı gerçekleştirilmeleri gerekir. Ek olarak, akış sitometrisi nispeten daha fazla sayıda hücreye ihtiyaç duyar, böylece deney için gereken reaktif miktarını arttırır. Alternatif olarak, kardiyomiyosit marker pozitif hücreler, immünositokimyayı takiben manuel sayım ile ölçülebilir. Bununla birlikte, çok emek yoğundur ve daha az doğru olma eğilimindedir.
Bu protokolün amacı, otomatik yüksek içerikli görüntüleme analizi kullanarak tek bir immün boyama deneyi ile iCM'leri ölçebilen ve görselleştirebilen yöntemi tanımlamaktır. Nispeten az sayıda başlangıç hücresi gerektirir, çünkü bu protokol 24 oyuklu bir plakada gerçekleştirilir. Aynı anda en fazla üç farklı işaretleyici kullanılabilir. Tek, çift ve üçlü pozitif hücreler otomatik olarak ölçülebilir. İmmün lekeli hücrelerin miktar tayinine ek olarak, yüksek içerikli görüntüleme analizi, yüksek kaliteli 2-100x objektif görüntüler sağlar. Gerekirse, yüksek içerikli görüntüleme analizinde kullanılan aynı immün boyalı hücreler, konfokal mikroskopi gibi daha ileri görüntüleme çalışmaları için yeniden kullanılabilir. Bu protokolün temel avantajı, yalnızca çok daha az sayıda hücreye sahip iCM'lerin tarafsız bir şekilde ölçülmesini sağlamakla kalmayıp, aynı zamanda iCM'lerin görselleştirilmesini de sağlamasıdır. Ayrıca, bu protokol kardiyak olmayan soy yeniden programlamasını değerlendirmek için kullanılabilir (örneğin, iPSC, nöron ve hepatosit yeniden programlama).
Tüm hayvan işlemleri Vanderbilt Üniversitesi Tıp Merkezi Kurumsal Hayvan Bakım ve Kullanım Komitesi onayı ile gerçekleştirilmiştir.
1. Retrovirüs üretimi ve in vitro kardiyak yeniden programlama
2. İmmün boyama
3. Yüksek içerikli görüntüleme
4. Yüksek içerikli görüntülemenin analizi
Yeniden programlama deneylerini takiben, yukarıda açıklandığı gibi yüksek içerikli görüntüleme analizi kullanarak iCM'leri ölçtük. Yüksek içerikli görüntüleme analizi için kullanılan 36 görüntüleme bölgesinin kompozit görüntüleri Şekil 1'de gösterilmiştir. iCM'ler bu deneylerde çift pozitif hücreler (α-aktinin+Titin-eGFP+) olarak tanımlanır. Yüksek içerikli görüntüleme analizi, hücrelerin ~% 26'...
Önceki yeniden programlama çalışmaları, akış sitometrisi kullanarak yeniden programlama verimliliğini değerlendirdi ve iki ayrı deneyde immünositokimya kullanarak iCM'lerin yapısal kalitesini gösterdi. Akış sitometrisi analizi, çok daha fazla sayıda başlangıç hücresi gerektirir, böylece deneylerin ölçeğini arttırır. Buna karşılık, yüksek içerikli görüntüleme analizi, nispeten az sayıda hücre ile tek bir deneyle iCM yeniden programlamasının hem kalit...
Yazarların ifşa edecek hiçbir şeyi yok.
Yüksek içerikli görüntüleme analizi, David Westover ve Joshua Bauer'in yardımıyla Vanderbilt Yüksek Verimli Tarama (HTS) Çekirdek Tesisinde gerçekleştirildi. HTS Core, Vanderbilt Kimyasal Biyoloji Enstitüsü ve Vanderbilt Ingram Kanser Merkezi'nden (P30 CA68485) destek almaktadır. Bu çalışma, AHA Yenilikçi Proje Ödülü 18IPA34110341 ve NIH R01 HL146524 (Y-.J. N.) ve AHA doktora sonrası burs ödülü 20POST35210170 (Z.Z.) tarafından desteklenmiştir.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
A83-01 | Tocris | 2939 | |
anti-chicken Alexa 488 | Thermofisher | A11039 | |
anti-GFP antibody | Invitrogen | A10262 | |
anti-mouse Alexa 555 | Thermofisher | A21422 | |
anti-α-actinin antibody | Sigma | A7811 | |
DAPI solution | Vector labs | H1200 | |
Fugene 6 | Promega | E2691 | |
Insulin-Transferrin-SeleniumG supplement | Invitrogen | 41400-045 | |
Medium 199 | Invitrogen | 11150059 | |
MEM vitamin solution | Invitrogen | 11120-052 | |
MetaXpress software | Molecular device | ||
Micro XL automated cell imagining system | Molecular device | ||
Minimal essential amino acid solution | Sigma | M7145 | |
Opti-MEM | Gibco | 31905-070 | |
PES filter (0.45 µm) | Thomas scientific | 1159T84 | |
Platninum E cells | Cell Biolabs | RV-101 | |
Polybrene | Sigma | H9268 | |
SB431542 | Sigma | S4317 | |
Universal blocking buffer | BiogeneX | HK083-50K |
Bu JoVE makalesinin metnini veya resimlerini yeniden kullanma izni talebi
Izin talebiThis article has been published
Video Coming Soon
JoVE Hakkında
Telif Hakkı © 2020 MyJove Corporation. Tüm hakları saklıdır