Bu içeriği görüntülemek için JoVE aboneliği gereklidir. Oturum açın veya ücretsiz deneme sürümünü başlatın.
Method Article
* Bu yazarlar eşit katkıda bulunmuştur
İskelet kası, her biri kas homeostazına ve rejenerasyonuna özel bir katkısı olan yerleşik kök hücreler de dahil olmak üzere birden fazla hücre tipinden oluşur. Burada, fizyolojik, in vivo ve çevresel özelliklerin çoğunu koruyan ex vivo bir ortamda kas kök hücrelerinin 2 boyutlu kültürü ve kas hücresi nişi açıklanmaktadır.
İskelet kası vücudun en büyük dokusudur ve hareketten vücut ısısı kontrolüne kadar birçok işlevi yerine getirir. İşlevselliği ve yaralanmalardan iyileşmesi, çok sayıda hücre tipine ve çekirdek kas hücreleri (miyofiberler, kas kök hücreleri) ve bunların nişleri arasındaki moleküler sinyallere bağlıdır. Deneysel ortamların çoğu bu karmaşık fizyolojik mikro ortamı korumaz ve onlar için çok önemli olan bir hücre durumu olan sessizlik içindeki kas kök hücrelerinin ex vivo çalışmasına da izin vermez. Burada, kas kök hücrelerinin nişlerinin hücresel bileşenleri ile ex vivo kültürü için bir protokol özetlenmiştir. Kasların mekanik ve enzimatik parçalanması yoluyla, 2D kültüre konan hücre tiplerinin bir karışımı elde edilir. İmmün boyama, 1 hafta içinde, miyofiberlerin ve daha da önemlisi, hareketsiz kas kök hücrelerinin özelliklerini gösteren Pax7 pozitif hücrelerin yanı sıra kültürde birden fazla niş hücrenin bulunduğunu göstermektedir. Bu benzersiz özellikler, bu protokolü hücre amplifikasyonu ve temel ve translasyonel soruları ele almak için kullanılabilecek hareketsiz benzeri kök hücrelerin üretilmesi için güçlü bir araç haline getirir.
Hareket, solunum, metabolizma, vücut duruşu ve vücut ısısının korunması iskelet kasına bağlıdır ve iskelet kasındaki arızalar bu nedenle zayıflatıcı patolojilere (yani miyopatiler, kas distrofileri, vb.) neden olabilir. 1. Temel işlevleri ve bolluğu göz önüne alındığında, iskelet kası, normal kas fonksiyonunu destekleyen ve terapötik hedefler olarak hizmet edebilecek temel yönleri anlamaya çalışan dünya çapındaki araştırma laboratuvarlarının dikkatini çekmiştir. Ek olarak, iskelet kası, rejenerasyon ve kök hücre fonksiyonunu incelemek için yaygın olarak kullanılan bir modeldir, çünkü sağlıklı kas, çoğunlukla yerleşik kök hücreleri nedeniyle tam yaralanma ve dejenerasyondan sonra tamamen kendi kendini onarabilir2; Bunlar aynı zamanda uydu hücreleri olarak da adlandırılır ve kas liflerinin çevresindeki bazal lamina altında lokalizedir3.
Yetişkin iskelet kasının çekirdek hücreleri, miyolifler (uzun sinsityal multinükleer hücreler) ve uydu hücreleridir (bir yaralanma onları aktive edene kadar hareketsiz olan miyojenik potansiyele sahip kök hücreler). İkinci hücreler, kas rejenerasyonunun merkezi hücreleridir ve bu süreç onların yokluğunda gerçekleşemez 4,5,6,7. Yakın mikro çevrelerinde, onlara sinyal veren çok sayıda hücre tipi ve moleküler faktör vardır. Bu niş, gelişim boyunca ve yetişkinliğe kadar kademeli olarak kurulur8. Yetişkin kası birden fazla hücre tipi içerir (endotel hücreleri, perisitler, makrofajlar, fibro-adipojenik progenitörler-FAP'ler, düzenleyici T hücreleri, vb.) 9,10 ve hücre dışı matriks bileşenleri (lamininler, kollajenler, fibronektin, fibrilinler, periostin vb.) Sağlık, hastalık ve rejenerasyon bağlamında birbirleriyle ve uydu hücreleriyle etkileşime giren 11.
Bu karmaşık nişi deneysel ortamlarda korumak temel ama zordur. Aynı derecede zor olan, uydu hücreleri için kritik olan bir hücre durumu olan sessizliği korumak veya geri dönmektir9. Bu zorlukların kısmen üstesinden gelmek için, her birinin avantajları ve dezavantajları olan çeşitli yöntemler tanıtılmıştır (tartışma bölümünde ayrıntılı olarak açıklanmıştır). Burada, bu iki engeli kısmen aşabilecek bir yöntem sunulmaktadır. Kaslar başlangıçta toplanır ve daha sonra heterojen hücre karışımı kültüre sokulmadan önce mekanik ve enzimatik olarak parçalanır. Kültür boyunca, nişin birçok hücre tipi tespit edilir ve sessizliğe geri dönen uydu hücreleri gözlenir. Protokolün son adımı olarak, evrensel olarak kabul edilmiş belirteçlerin kullanılmasıyla her hücre tipinin saptanmasına izin veren immünofloresan adımları sunulmaktadır.
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
Tüm deneyler, Institut Mondor de Recherche Biomédicale'deki (INSERM U955) Fransız ve AB hayvan yönetmeliklerine, özellikle de 2010/63/UE direktifine uygundur. Hayvanlar, A94 028 379 ve D94-028-028 sertifika numaralı hayvan tesislerinde kontrollü ve zenginleştirilmiş bir ortamda tutuldu; Sadece yetkili araştırmacılar ve hayvan bakıcıları tarafından ele alındılar ve yaşamları boyunca rahatsızlık belirtileri için hayvan barınağı personeli tarafından görsel olarak incelendiler. Diseksiyon öncesi servikal çıkık ile ötenazi yapıldı. Hayvanların yaşamları boyunca hiçbir girişimsel işlem yapılmamıştır; bu nedenle, prosedür için bir Etik Komite ve Fransa Yüksek Öğrenim, Araştırma ve Yenilik Bakanlığı'ndan onay almak gerekli değildi. Gerçekten de, 2010/63/UE direktifine göre ötenazi ve ölüm sonrası diseksiyon için herhangi bir etik izni gerekli değildir. Bu yazıda sunulan sonuçlar, vahşi tip C57BL/6NRj hattından (Malzeme Tablosuna bakınız) ve transgenik Tg:Pax7-nGFP hattı12'den (ekibimiz tarafından yetiştirilmiştir) alınmıştır. Protokol, 8-12 haftalık erkek ve dişi farelere uygulandı.
1. Reaktif ve ekipman hazırlama ön sindirimi
2. Sindirim sonrası reaktif ve ekipman hazırlama
3. Diseksiyon
Şekil 1: Kültür öncesi kas hazırlığı. (A) Adım 3.1'de açıklandığı gibi arka bacak kaslarını ortaya çıkarmak için deri çıkarılır. (B,C) Tüm arka bacak kasları, adım 3.2'de açıklandığı gibi kemiklerin etrafında (B) ve (C) kemikler arasında toplanır. (D) Hasat edilen kaslar, adım 3.3'te açıklandığı gibi, nemli kalmaları için DMEM damlaları ile buz üzerinde 10 cm'lik bir Petri kabına yerleştirilir. (E) Kaslar, bu resimde gösterilen kıvamda pürüzsüz bir macun elde edilene kadar makasla ince ince doğranır. (F) Son santrifüjlemeden sonra peletin bir görüntüsü; Mavi ok, kesikli mavi çizginin altında tüpe karşı olan peleti vurgular. Bu rakamın daha büyük bir sürümünü görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.
4. Sindirim
NOT: Çürütmenin sonunda, bölüm 5 için 4 °C'de bir santrifüj, bir kova buz, üç hücre süzgeci (100 um, 70 um, 40 um) ve üç adet 50 mL tüp (hayvan başına) gereklidir.
5. Filtrasyon
6. (İsteğe bağlı) Dondurma
NOT: Bölüm 6 isteğe bağlıdır. Protokol filtrelemeden sonra duraklatılabilir, ancak bu hücre sağkalımını ve kültür başarısını azaltabilir.
7. Kültürleme
NOT: Dondurulmuş veya taze hücre süspansiyonlarının, üç ila dört adet 8 oyuklu plakadan oluşan 24-32 kuyuyu doldurması beklenebilir.
8. Sabitleme
NOT: Bölüm 8-10, aksi belirtilmedikçe oda sıcaklığında yapılmalıdır.
9. Geçirgenlik ve engelleme
10. Boyama
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
Bu protokol, uydu hücrelerini ve çoğu hücreyi endojen nişlerinden korurken kas hücresi kültürüne izin verir. Şekil 2, protokolün ana adımlarını özetlerken, diseksiyon ve sindirimin temel kısımları Şekil 1'de sunulmaktadır. Arka bacak kas sisteminin diseksiyonu önerilir (Şekil 1A-C), çünkü bu kas grubu iyi çalışılmıştır ve gelişimsel bir kökeni ve moleküler hiyerar?...
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
Yetişkin iskelet kası fonksiyonu, ince bir şekilde düzenlenmiş bir dizi hücresel etkileşim ve moleküler sinyal ile desteklenir. Burada, bu parametrelerin fizyolojik mikro çevreye çok benzeyen bir ex vivo ortamda incelenmesine izin veren bir yöntem sunulmaktadır.
Birkaç grup, miyojenik hücreleri kültürlemek için in vitro yöntemler bildirmiştir. Bu yöntemler, miyojenik progenitör özelliklerini incelemek için uydu hücrelerini izole etmeyi amaçladı. Saf ...
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
Yazarlar herhangi bir çıkar çatışması beyan etmezler.
Şekil 2 için Servier Medical Art (https://smart.servier.com/) şablonlarından yararlanılmıştır. FR laboratuvarı, Association Française contre les Myopathies - AFM via TRANSLAMUSCLE (19507 ve 22946 hibeleri), Fondation pour la Recherche Médicale - FRM (EQU202003010217, ENV202004011730, ECO201806006793), Agence Nationale pour la Recherche - ANR (ANR-21-CE13-0006-02, ANR-19-CE13-0010, ANR-10-LABX-73) ve La Ligue Contre le Cancer (IP/SC-17130) tarafından desteklenmektedir. Yukarıdaki fon sağlayıcıların bu çalışmanın tasarımında, toplanmasında, analizinde, yorumlanmasında veya raporlanmasında veya bu makalenin yazılmasında hiçbir rolü yoktu.
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
anti-CD31 | BD | 550274 | dilution 1:100 |
anti-FOSB | Santa Cruz | sc-7203 | dilution 1:200 |
anti-GFP | Abcam | ab13970 | dilution 1:1000 |
anti-Ki67 | Abcam | ab16667 | dilution 1:1000 |
anti-MyHC | DSHB | MF20-c | dilution 1:400 |
anti-MYOD | Active Motif | 39991 | dilution 1:200 |
anti-MYOG | Santa Cruz | sc-576 | dilution 1:150 |
anti-Pax7 | Santa Cruz | sc-81648 | dilution 1:100 |
anti-PDGFRα | Invitrogen | PA5-16571 | dilution 1:50 |
b-FGF | Peprotech | 450-33 | concentration 4 ng/mL |
Bovine serum albumin (BSA) – used for digestion | Sigma Aldrich | A7906-1006 | concentration 0.2% |
BSA IgG-free, protease-free – used for staining | Jackson ImmunoResearch | 001-000-162 | concentration 5% |
Cell strainer 40 um | Dominique Dutscher | 352340 | |
Cell strainer 70 um | Dominique Dutscher | 352350 | |
Cell strainer 100 um | Dominique Dutscher | 352360 | |
Collagenase | Roche | 10103586001 | concentration 0.5 U/mL |
Culture plate | Sarstedt | 94.6140.802 | |
Dimethyl sulfoxide (DMSO) | Euromedex | UD8050-05-A | |
Dispase | Roche | 4942078001 | concentration 3 U/mL |
Dissection forceps size 5 | Fine Science Tools | 91150-20 | |
Dissection forceps size 55 | Fine Science Tools | 11295-51 | |
Dissection scissors (big, straight) | Fine Science Tools | 9146-11 | ideal for chopping |
Dissection scissors (small, curved) | Fine Science Tools | 15017-10 | |
Dissection scissors (small, straight) | Fine Science Tools | 14084-08 | |
Dulbecco's Modified Eagle's Medium (DMEM) | ThermoFisher | 41966-029 | |
EdU Click-iT kit | ThermoFisher | C10340 | |
Fetal bovine serum – option 1 | Eurobio | CVF00-01 | |
Fetal bovine serum – option 2 | Gibco | 10270-106 | |
Matrigel | Corning Life Sciences | 354234 | coating solution |
Parafilm | Dominique Dutscher | 090261 | flexible film |
Paraformaldehyde – option 1 | PanReac AppliChem ITW Reagents | 211511.1209 | concentration 4% |
Paraformaldeyde – option 2 | ThermoFisher | 28908 | concentration 4% |
Penicillin streptomycin | Gibco | 15140-122 | |
Shaking water bath | ThermoFisher | TSSWB27 | |
TritonX100 | Sigma Aldrich | T8532-500 ML | concentration 0.5% |
Wild-type mice | Janvier | C57BL/6NRj |
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
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