Name: development of a cell co-culture model to mimic cardiac ischemia/reperfusion in vitro
Uploaded: 2021-10-13T14:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Development of a Cell Co-Culture Model to Mimic Cardiac Ischemia/Reperfusion In Vitro at JoVE.com

تم دعم هذا العمل ، جزئيا ، من قبل وزارة شؤون المحاربين القدامى الأمريكية خدمة البحث والتطوير في المختبرات الطبية الحيوية (I01 BX003482) ومن قبل الصناديق المؤسسية ل M.L.R.

1. التحضير التجريبي / الطلاء
<ol><li>الحفاظ على CMs و ECs وفقا لتعليمات الشركة المصنعة.<ol>
<li>قم بإذابة كلا الخطين الخلويين عند وصولهما من البائعين. طبق في قوارير T25 بعد غسلها بوسائط جديدة. يوصى بشراء كل وسائط زراعة خلايا من نفس البائعين الذين تم شراء الخلايا منهم. في اليوم التالي ، قم بتحد?...

<ol>
	<li>Hausenloy, D. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Ischaemic+conditioning+and+targeting+reperfusion+injury:+a+30+year+voyage+of+discovery.">Ischaemic conditioning and targeting reperfusion injury: a 30 year voyage of discovery.</a> Basic Research in Cardiology. 111 (6), 70 (2016).</li><li>Hausenloy, D. J., Yellon, D. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Myocardial+ischemia-reperfusion+injury:+a+neglected+therapeutic+target.">Myocardial ischemia-reperfusion injury: a neglected therapeutic target.</a> The Journal of Clinical Investigation. 123 (1), 92-100 (2013).</li><li>Gottlieb, R. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cell+death+pathways+in+acute+ischemia/reperfusion+injury.">Cell death pathways in acute ischemia/reperfusion injury.</a> Journal of Cardiovascular Pharmacology and Therapeutics. 16 (3-4), 233-238 (2011).</li><li>Colliva, A., Braga, L., Giacca, M., Zacchigna, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Endothelial+cell-cardiomyocyte+crosstalk+in+heart+development+and+disease.">Endothelial cell-cardiomyocyte crosstalk in heart development and disease.</a> The Journal of Physiology. 598 (14), 2923-2939 (2020).</li><li>Bogdanowicz, D. R., Lu, H. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Studying+cell-cell+communication+in+co-culture.">Studying cell-cell communication in co-culture.</a> Biotechnology Journal. 8 (4), 395-396 (2013).</li><li>Salzman, M. M., Bartos, J. A., Yannopoulos, D., Riess, M. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Poloxamer+188+protects+isolated+adult+mouse+cardiomyocytes+from+reoxygenation+injury.">Poloxamer 188 protects isolated adult mouse cardiomyocytes from reoxygenation injury.</a> Pharmacology Research &amp; Perspectives. 8 (6), 00639 (2020).</li><li>Kalogeris, T., Baines, C. P., Krenz, M., Korthuis, R. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cell+biology+of+ischemia/reperfusion+injury.">Cell biology of ischemia/reperfusion injury.</a> International Review of Cell and Molecular Biology. 298, 229-317 (2012).</li><li>Martindale, J. J., Metzger, J. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Uncoupling+of+increased+cellular+oxidative+stress+and+myocardial+ischemia+reperfusion+injury+by+directed+sarcolemma+stabilization.">Uncoupling of increased cellular oxidative stress and myocardial ischemia reperfusion injury by directed sarcolemma stabilization.</a> Journal of Molecular and Cellular Cardiology. 67, 26-37 (2014).</li><li>vander Meer, A. D., Orlova, V. V., ten Dijke, P., vanden Berg, A., Mummery, C. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Three-dimensional+co-cultures+of+human+endothelial+cells+and+embryonic+stem+cell-derived+pericytes+inside+a+microfluidic+device.">Three-dimensional co-cultures of human endothelial cells and embryonic stem cell-derived pericytes inside a microfluidic device.</a> Lab on a Chip. 13, 3562-3568 (2013).</li><li>Bidarra, S. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Phenotypic+and+proliferative+modulation+of+human+mesenchymal+stem+cells+via+crosstalk+with+endothelial+cells.">Phenotypic and proliferative modulation of human mesenchymal stem cells via crosstalk with endothelial cells.</a> Stem Cell Research. 7, 186-197 (2011).</li><li>Campbell, J. J., Davidenko, N., Caffarel, M. M., Cameron, R. E., Watson, C. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+multifunctional+3D+co-culture+system+for+studies+of+mammary+tissue+morphogenesis+and+stem+cell+biology.">A multifunctional 3D co-culture system for studies of mammary tissue morphogenesis and stem cell biology.</a> PloS One. 6, 25661 (2011).</li><li>Mehes, E., Mones, E., Nemeth, V., Vicsek, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Collective+motion+of+cells+mediates+segregation+and+pattern+formation+in+co-cultures.">Collective motion of cells mediates segregation and pattern formation in co-cultures.</a> PloS One. 7, 31711 (2012).</li><li>Miki, Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+advantages+of+co-culture+over+mono+cell+culture+in+simulating+in+vivo+environment.">The advantages of co-culture over mono cell culture in simulating in vivo environment.</a> The Journal of Steroid Biochemistry and Molecular Biology. 131 (3-5), 68-75 (2012).</li><li>Moraes, C., Mehta, G., Lesher-Perez, S. C., Takayama, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Organs-on-a-chip:+a+focus+on+compartmentalized+microdevices.">Organs-on-a-chip: a focus on compartmentalized microdevices.</a> Annals of Biomedical Engineering. 40 (6), 1211-1227 (2012).</li><li>Campbell, J., Davidenko, N., Caffarel, M., Cameron, R., Watson, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+multifunctional+3D+co-culture+system+for+studies+of+mammary+tissue+morphogenesis+and+stem+cell+biology.">A multifunctional 3D co-culture system for studies of mammary tissue morphogenesis and stem cell biology.</a> PLoS One. 6, 25661 (2011).</li><li>Wu, M. H., Huang, S. B., Lee, G. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Microfluidic+cell+culture+systems+for+drug+research.">Microfluidic cell culture systems for drug research.</a> Lab on a Chip. 10, 939-956 (2010).</li></ol>

الخطوات الحاسمة في البروتوكول تم استخدام نماذج الزراعة المشتركة للخلايا لدراسة الآليات الخلوية لحماية القلب. وبالتالي ، فإن كيفية إنشاء طبقتين منفصلتين مع مسافة ذات مغزى بينهما أمر بالغ الأهمية لتطوير نموذج مناسب للثقافة المشتركة. التحدي في دراسة محاكاة الأشعة تحت الحمراء ، ?...

مرض نقص تروية القلب هو السبب الرئيسي للوفاة والعجز في جميع أنحاء العالم 1,2. ومع ذلك ، فإن عملية علاج التروية يمكن أن تسبب في حد ذاتها وفاة الخلايا العضلية القلبية ، والمعروفة باسم إصابة نقص تروية عضلة القلب / التروية (IR) ، والتي لا يوجد لها حتى الآن علاج فعال3. تم اقتراح الخلايا البطانية (ECs) لحماية الخلايا العضلية القلبية (CMs) من خلال إفراز إشارات paracrine ، وكذلك التفاعلات من خلية إلى خلية4.
وقد استخدمت نماذج الزراعة المشتركة للخلايا على نطاق واسع للتحقيق في دور التفاعلات بين الخلايا الأوتوتيكرين و/أو الباراكرين في وظيفة الخلية والتمايز. من بين نماذج الزراعة المشتركة ، تعد الزراعة المشتركة المختلطة هي الأبسط ، حيث يكون هناك نوعان مختلفان من الخلايا على اتصال مباشر داخل حجرة زراعة واحدة بنسبة خلية مطلوبة5. ومع ذلك ، فإن العلاجات المنفصلة بين أنواع الخلايا والتحليل النهائي لنوع خلية واحدة ليست ممكنة بسهولة نظرا للسكان المختلطين.
أشارت الدراسات السابقة إلى أن الإهانات الناقصة الأكسجة والإقفارية تسبب أضرارا كبيرة لسلامة غشاء الخلية كما تم قياسها من خلال إطلاق نازعة هيدروجيناز اللاكتات (LDH). تتفاقم هذه الإصابة عند إعادة الأكسجين ، مما يحاكي إصابة إعادة التروية6،7،8. كان الهدف من البروتوكول الحالي هو اختبار الفرضيات القائلة بأن وجود ECs يمكن أن يخفف من تسرب غشاء الخلية من CMs الناجم عن نقص الأكسجة وإعادة الأكسجين (HR) وأن التأثير الوقائي ل ECs يمكن تحسينه عن طريق تغيير مسافة الاتصال بين خطي الخلية. وهكذا ، استخدمنا ثلاثة أنواع من إدراج زراعة الخلايا والخلايا البطانية للشريان التاجي الأولي للفأر والخلايا العضلية القلبية للفأر البالغ. سمحت لنا الإدخالات ، التي تحمل علامة Corning و Merck Millipore و Greiner Bio-One ، بإنشاء ثلاثة ظروف مختلفة للتفاعل بين الخلايا مع مسافات خط بين الخلايا تبلغ 0.5 و 1.0 و 2.0 مم ، على التوالي. تم طلاء 100000 ECs لكل إدراج في كل حالة.
بالإضافة إلى ذلك ، من أجل تحديد ما إذا كانت كثافة ECs في الثقافة المشتركة تساهم في تخفيف إصابات الموارد البشرية في هذا النموذج ، درسنا العلاقة بين الجرعة والاستجابة بين تركيز EC وإطلاق LDH بواسطة CMs. تم طلاء ECs عند 25000 و 50000 و 100000 لكل إدراج ، على التوالي ، في إدراج 2.0 مم.
يقدم هذا التقرير نهجا خطوة بخطوة للمحققين لاستخدام هذا النموذج الهام لصالحهم.

<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr >
			<td >Adult Mouse Cardiomyocytes (CMs)</td>
			<td >Celprogen Inc</td>
			<td >11041-14</td>
			<td >Isolated from adult C57BL/6J mouse cardiac tissue</td>
		</tr>
		<tr >
			<td >Automated Cell Counter Countess II</td>
			<td>Invitrogen</td>
			<td>A27977</td>
			<td>Cell counting for calculating cell numbers</td>
		</tr>
		<tr >
			<td >Bio-Safety Cabinet</td>
			<td>Nuaire</td>
			<td>NU425400</td>
			<td>Cell culture sterile hood</td>
		</tr>
		<tr >
			<td >Cell Culture Freezing Medium</td>
			<td>Cell Biologics Inc</td>
			<td>6916</td>
			<td>Used for cell freezing for long term cell line storage</td>
		</tr>
		<tr >
			<td >Cell Culture Incubator</td>
			<td>Nuaire</td>
			<td>Nu-5500</td>
			<td>To provide normal cell living condition (21%O2, 5%CO2, 74%N2, 37&#176;C, humidified)</td>
		</tr>
		<tr >
			<td >Cell Culture Incubator Gas Tank</td>
			<td>A-L Compressed Gases</td>
			<td>UN1013</td>
			<td>Gas needed for cell culture incubator&#160;</td>
		</tr>
		<tr >
			<td >Cell Culture Inserts A (0.5 mm)</td>
			<td>Corning Inc</td>
			<td>353095</td>
			<td>Used for EC-CM co-culture</td>
		</tr>
		<tr >
			<td >Cell Culture Inserts B (1.0 mm)</td>
			<td>Millicell Millipore</td>
			<td>PIHP01250</td>
			<td>Used for EC-CM co-culture</td>
		</tr>
		<tr >
			<td >Cell Culture Inserts C (2.0 mm)</td>
			<td>Greiner Bio-One</td>
			<td>662640</td>
			<td>Used for EC-CM co-culture</td>
		</tr>
		<tr >
			<td >Centrifuge</td>
			<td>Anstel Enterprises Inc</td>
			<td>4235</td>
			<td>For cell culture plating and passaging</td>
		</tr>
		<tr >
			<td >CMs Cell Culture Flasks T25</td>
			<td>Celprogen Inc</td>
			<td>E11041-14</td>
			<td>Used for CMs regular culture, coated by manufacturer</td>
		</tr>
		<tr >
			<td >CMs Cell Culture Medium Complete</td>
			<td>Celprogen Inc</td>
			<td>M11041-14S</td>
			<td>CMs culture complete medium</td>
		</tr>
		<tr >
			<td >CMs Cell Culture Medium Complete Phenol free</td>
			<td>Celprogen Inc</td>
			<td>M11041-14PN</td>
			<td>CMs culture medium without phenol red used during LDH measurement</td>
		</tr>
		<tr >
			<td >CMs Cell Culture Plates 96 well</td>
			<td>Celprogen Inc</td>
			<td>E11041-14-96well</td>
			<td>Used for experiments of LDH measurement, coated by manufacturer</td>
		</tr>
		<tr >
			<td >CMs Hypoxia Cell Culture Medium</td>
			<td>Celprogen Inc</td>
			<td>M11041-14GFPN</td>
			<td>CMs cell culture under hypoxic condition (glucose- and serum-free)</td>
		</tr>
		<tr >
			<td >Countess cell counting chamber slides</td>
			<td>Invitrogen</td>
			<td>C10283</td>
			<td>Counting slides used for cell counter</td>
		</tr>
		<tr >
			<td >Cyquant LDH Cytotoxicity Kit</td>
			<td>Thermo Scientific&#160;</td>
			<td>C20301</td>
			<td>LDH measurement kit</td>
		</tr>
		<tr >
			<td >ECs Cell Culture Flasks T25</td>
			<td>Fisher Scientific&#160;</td>
			<td>FB012935</td>
			<td>Used for ECs regular culture</td>
		</tr>
		<tr >
			<td >ECs Cell Culture Medium Complete</td>
			<td>Cell Biologics Inc</td>
			<td>M1168</td>
			<td>ECs culture complete medium</td>
		</tr>
		<tr >
			<td >ECs Cell Culture Medium Complete Phenol free</td>
			<td>Cell Biologics Inc</td>
			<td>M1168PF</td>
			<td>ECs culture medium without phenol red used during LDH measurement</td>
		</tr>
		<tr >
			<td >ECs Cell Culture Plates 96 well</td>
			<td>Fisher Scientific (Costar)</td>
			<td>3370</td>
			<td>Used for experiments of LDH measurement</td>
		</tr>
		<tr >
			<td >ECs Culture Gelatin-Based Coating Solution</td>
			<td>Cell Biologics Inc</td>
			<td>6950</td>
			<td>Used for coating flasks and plates for ECs</td>
		</tr>
		<tr >
			<td >ECs Hypoxia Cell Culture Medium</td>
			<td>Cell Biologics Inc</td>
			<td>GPF1168</td>
			<td>ECs cell culture under hypoxic condition (glucose- and serum-free)</td>
		</tr>
		<tr >
			<td >Fetal Bovine Serum (FBS)</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>MT35011CV</td>
			<td>FBS-HI USDA-approved for cell culture and maintenance</td>
		</tr>
		<tr >
			<td >Hypoxia Chamber</td>
			<td>StemCell Technologies</td>
			<td>27310</td>
			<td>To create a hypoxic condition with 0.01%O2 environment</td>
		</tr>
		<tr >
			<td >Hypoxia Chamber Flow Meter</td>
			<td>StemCell Technologies</td>
			<td>27311</td>
			<td>To connect with hypoxic gas tank for a consistent gas flow speed</td>
		</tr>
		<tr >
			<td >Hypoxic Gas Tank (0.01%O2 Cylinder)</td>
			<td>A-L Compressed Gases</td>
			<td>UN1956</td>
			<td>Used to flush hypoxic medium and chamber (0.01%O2/5%CO2/94.99N2)</td>
		</tr>
		<tr >
			<td >Microscope&#160;</td>
			<td>Nikon</td>
			<td>TMS</td>
			<td>To observe cell condition</td>
		</tr>
		<tr >
			<td >Mouse Primary Coronary Artery Endothelial Cells (ECs)</td>
			<td>Cell Biologics Inc</td>
			<td>C57-6093</td>
			<td>Isolated from coronary artery of C57BL/6 mice</td>
		</tr>
		<tr >
			<td >NUNC 15ML CONICL Tubes</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>12565269</td>
			<td>For cell culture process, experiments, solution preparation etc.</td>
		</tr>
		<tr >
			<td >NUNC 50ML CONICL Tubes</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>12565271</td>
			<td>For cell culture process, experiments, solution preparation etc.</td>
		</tr>
		<tr >
			<td >Phosphate Buffered Saline (PBS)</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>D8662</td>
			<td>Used for cell washing during culture or experiments</td>
		</tr>
		<tr >
			<td >Plate Reader</td>
			<td>BioTek Instrument</td>
			<td>11120533</td>
			<td>Colorimetric or fluorometric plate reading</td>
		</tr>
		<tr >
			<td >Reaction 96 Well Palte (clear no lid)</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>12565226</td>
			<td>Used for LDH measurement plate reading</td>
		</tr>
		<tr >
			<td >Trypsin/EDTA for CMs</td>
			<td>Celprogen Inc</td>
			<td>T1509-014</td>
			<td>1 x sterile filtered and tissue culture tested</td>
		</tr>
		<tr >
			<td >Trypsin/EDTA for ECs</td>
			<td>Cell Biologics Inc</td>
			<td>6914/0619</td>
			<td>0.25%, cell cuture-tested</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

development of a cell co-culture model to mimic cardiac ischemia/reperfusion in vitro

مرض القلب الإقفاري هو السبب الرئيسي للوفاة والعجز في جميع أنحاء العالم. يسبب التروية إصابة إضافية تتجاوز نقص التروية. يمكن للخلايا البطانية (ECs) حماية الخلايا العضلية القلبية (CMs) من إصابة التروية من خلال التفاعلات بين الخلايا الخلوية. يمكن أن تساعد الثقافات المشتركة في التحقيق في دور التفاعلات بين الخلايا والخلايا. الزراعة المشتركة المختلطة هي أبسط نهج ولكنها محدودة لأن العلاجات المعزولة والتحليلات النهائية لأنواع الخلايا المفردة غير ممكنة. للتحقق مما إذا كان بإمكان ECs تخفيف تلف خلايا CM اعتمادا على الجرعة وما إذا كان يمكن تحسين هذه الحماية بشكل أكبر عن طريق تغيير مسافة الاتصال بين خطي الخلايا ، استخدمنا الخلايا البطانية للشريان التاجي الأولي للماوس والخلايا العضلية القلبية للفأر البالغ لاختبار ثلاثة أنواع من إدخالات زراعة الخلايا التي تختلف في مسافة الطبقة بين الخلايا عند 0.5 ، 1.0 ، و 2.0 مم ، على التوالي. في CMs فقط ، زادت الإصابة الخلوية كما تم تقييمها بواسطة إطلاق نازعة هيدروجيناز اللاكتات (LDH) بشكل كبير أثناء نقص الأكسجة وعند إعادة الأكسجين عندما كانت المسافة 2.0 مم مقارنة ب 0.5 و 1.0 مم. عندما كانت ECs و CMs على اتصال مباشر تقريبا (0.5 مم) ، لم يكن هناك سوى تخفيف خفيف لإصابة إعادة الأكسجين ل CMs بعد نقص الأكسجة. مع مسافة 2.0 مم ، خففت ECs إصابة CM أثناء كل من نقص الأكسجة ونقص الأكسجة / إعادة الأكسجين ، مما يشير إلى أن التباعد الثقافي الكافي ضروري ل ECs للتحدث مع CMs ، بحيث يمكن لجزيئات الإشارة المفرزة أن تدور وتحفز المسارات الوقائية بالكامل. تشير النتائج التي توصلنا إليها ، لأول مرة ، إلى أن تحسين البيئة المكانية للثقافة المشتركة بين EC / CM أمر ضروري لتوفير نموذج موات في المختبر لاختبار دور ECs في حماية CM ضد إصابة نقص التروية / التروية المحاكاة. والهدف من هذا التقرير هو توفير نهج تدريجي للمحققين لاستخدام هذا النموذج الهام لصالحهم.

جميع أنواع الإدخالات الثلاثة (A ، B ، C) المستخدمة في هذه التجربة لها نفس حجم المسام البالغ 0.4 ميكرومتر. والفرق الوحيد بينها هو الارتفاع من الإدراج إلى القاعدة، الذي يسمح بأن تكون المسافات بين طبقتي الخلايا المستزرعتين معا 0.5 و 1.0 و 2.0 ملم، على التوالي، (الشكل 3) وأنها من بائعين ?...

Watch this Scientific Journal Video about Development of a Cell Co-Culture Model to Mimic Cardiac Ischemia/Reperfusion In Vitro at JoVE.com

Development of a Cell Co-Culture Model to Mimic Cardiac Ischemia/Reperfusion In Vitro

المسافة المكانية هي معلمة رئيسية في تقييم إصابة نقص الأكسجة / إعادة الأكسجين في نموذج الزراعة المشتركة لطبقات الخلايا البطانية وخلايا عضلة القلب المنفصلة ، مما يشير ، لأول مرة ، إلى أن تحسين البيئة المكانية للزراعة المشتركة ضروري لتوفير نموذج موات في المختبر لاختبار دور الخلايا البطانية في حماية الخلايا العضلية القلبية.

تطوير نموذج الزراعة المشتركة للخلايا لمحاكاة نقص تروية القلب / التروية في المختبر

Ischemic heart disease is the leading cause of death and disability worldwide. Reperfusion causes additional injury beyond ischemia. Endothelial cells ...

تشير النتائج التي توصلنا إليها إلى أن تحسين البيئة المكانية للخلايا البطانية للخلايا القلبية العضلية المشتركة أمر ضروري لتوفير نموذج موات في المختبر لاختبار دور الخلايا البطانية في حماية الخلايا العضلية القلبية ضد إصابة إعادة التروية المحاكاة. تم استخدام نماذج الزراعة المشتركة للخلية على نطاق واسع للتحقيق في دور التفاعلات بين الخلية والخلية في وظيفة الخلية والتمايز. ومع ذلك ، فإن العلاجات المنفصلة بين أنواع الخلايا والتحليل النهائي لنوع خلية واحدة ليست ممكنة بسهولة في الثقافة المشتركة المختلطة.تهدف الدراسة الحالية إلى إنشاء طبقتين خلويتين منفصلتين مع مسافة ذات مغزى بينهما حيث يمكن للمرء أن يحفز إصابة نقص الأكسجة ودراسة النتيجة والتأثيرات على نوع خلية واحدة. ابدأ التحضير عن طريق إذابة كلا الخطين الخلويين. قم بطلاء الخلايا في قوارير T25 بعد غسلها بوسائط جديدة.في اليوم التالي ، قم بتحديث الخلايا بالوسائط واستخدمها عند التقاء. الحفاظ على حاضنة زراعة الخلايا عند 37 درجة مئوية مع 21٪ من الأكسجين و 5٪ من ثاني أكسيد الكربون و 74٪ من النيتروجين. حافظ على رطوبةه.تقدير التقاء خط خلية الخلايا العضلية القلبية تحت المجهر الضوئي. قم بإزالة الوسائط من القوارير التي تحتوي على مزارع الخلايا المتقاربة والتريبسين مع ثلاثة إلى خمسة ملليلترات من التربسين-EDTA لكل قارورة. حرك القارورة بلطف واحتضنها عند 37 درجة مئوية لمدة دقيقتين إلى خمس دقائق.بعد ذلك ، قم بتقييم التقدم الأنزيمي تحت المجهر الضوئي. بعد الانفصال ، قم بتعطيل محلول التربسين عن طريق إضافة محلول التريسين أو الخلية إلى أنبوب 50 ملليلتر يحتوي على 10 ملليلتر من الوسائط لكل قارورة T25. الطرد المركزي لتعليق الخلية عند 120 × g لمدة دقيقتين للحصول على بيليه خلية ناعمة.بعد الطرد المركزي ، قم بإزالة supernatant وأعد تعليق الكريات في خمسة ملليلترات من الوسائط. بعد ذلك ، قم بإجراء عد الخلايا وتأكد من صلاحية الخلية. امزج و أليك 10 ميكرولترات من الخلايا المعاد تعليقها و 10 ميكرولترات من صبغة التربان الزرقاء ، ثم عد الخلايا الحية باستخدام عداد الخلايا.تمييع الخلايا مع وسائط منتظمة جديدة لتحقيق كثافات البذر المطلوبة. خذ صفيحة من 24 بئرا قبل تغطيتها بمصفوفة خارج الخلية وخلايا عضلية قلبية صفيحية بكثافات بذر 300،000 لكل بئر في الجزء السفلي من اللوحة. الحفاظ على الخلايا في 37 درجة مئوية مع 5٪ من ثاني أكسيد الكربون بين عشية وضحاها.بعد 24 ساعة ، يتم إدخال الخلايا البطانية في الإدخالات بكثافة طلاء مثالية تبلغ 100،000 لكل إدراج. بعد 24 ساعة من طلاء الخلايا البطانية، ضع إدخالات الخلايا البطانية داخل آبار الخلايا العضلية القلبية وابدأ الزراعة المشتركة. اسمح للخلايا بالزراعة المشتركة لمدة 12 إلى 24 ساعة قبل إجراء التجارب.تحضير وسائط نقص الأكسجة عن طريق صب ما يقرب من 25 ملليلتر من الوسائط في أنبوب مخروطي 50 ملليلتر. قم بإغلاق الجزء العلوي بالهواء باستخدام غشاء سيليكون واستخدم ماصة معقمة لثقب ثقب. بعد ذلك ، قم بإنشاء ثقب آخر واترك ما يقرب من 2/3 من الماصات مغمورة في الوسائط.اغسل الوسائط بغاز نقص الأكسجة لمدة خمس دقائق بمعدل تدفق 30 لترا في الدقيقة ، ثم تخلص من وسائط الألواح المكونة من 24 بئرا أو إدخالات الثقافة التي تحتوي على خلايا متصلة. اغسلها بلطف شديد مع 100 ميكرولتر من 10٪ PBS لكل بئر أضف 500 ميكرولتر من وسائط نقص الأكسجين الطازجة إلى كل بئر من الألواح أو الإدراجات. استبدل الوسائط الأصلية بوسائط طبيعية جديدة تحتوي على الجلوكوز والمصل في مجموعة التحكم المعيارية.ضع طبق بتري مملوءا بالماء المعقم في غرفة نقص الأكسجة لترطيب الغرفة. ثم ضع الألواح التي تحتوي على مجموعات نقص الأكسجة في الغرفة. اغسل غرفة نقص الأكسجة بغاز نقص الأكسجة لمدة خمس دقائق بتدفق 30 لترا في الدقيقة.بعد ذلك ، ضع الغرفة داخل حاضنة عند 37 درجة مئوية لمدة 24 ساعة. بعد نقص الأكسجة ، تخلص من الوسائط القديمة للألواح أو الإدخالات وأضف 500 ميكرولتر من الوسائط العادية التي تحتوي على الجلوكوز والمصل إلى كل جدار من جدران الألواح ، ثم قم بتخزين الألواح داخل حاضنة تحت ظروف الثقافة العادية لمدة ساعتين لتقليد التروية. انقل وسائط زراعة الخلايا من صفيحة 24 بئرا إلى صفيحة 96 بئرا ، ثم خذ 200 ميكرولتر من الوسائط من كل بئر من الصفيحة المكونة من 24 بئرا ووزعت بالتساوي على أربعة آبار من صفيحة 96 بئرا.قم بقياس امتصاص LDH باستخدام مجموعة فحص السمية الخلوية في صفيحة 96 بئرا واتبع تعليمات الشركة المصنعة لتحديد درجة الإصابة الخلوية. في هذه الدراسة ، تم تقييم ثلاثة أنواع من الإدراجات. جميع الإدخالات الثلاثة لها نفس حجم المسام البالغ 0.4 ميكرومتر.كان الفرق الوحيد بينها هو الإدراج إلى ارتفاع القاعدة ، مما يسمح للمسافات بين طبقتي الخلايا المستزرعتين معا بأن تكون 0.5 و 1.0 و 2.0 ملم. باستخدام هذا البروتوكول ، تم استزراع الخلايا في ظل ظروف الأكسجين الطبيعية ثم تم تقسيمها إلى مجموعتين مجموعة التحكم المعيارية ومجموعة نقص الأكسجة. بعد 24 ساعة ، تم تحديث كلتا المجموعتين بالوسائط وزراعتهما في ظل ظروف الأكسجين العادية لمدة ساعتين أخريين قبل إجراء اختبارات نقطة النهاية.تظهر هنا مقارنة بين الأنواع الثلاثة من إدراج الثقافة في تقييم إطلاق نازعة هيدروجيناز اللاكتات للخلايا العضلية القلبية وحدها ، والخلايا البطانية وحدها ، والزراعة المشتركة للخلايا العضلية القلبية مع الخلايا البطانية تحت ظروف إعادة الأكسجين المعيارية ، ونقص الأكسجة فقط ، ونقص الأكسجة. مع مسافة 0.5 ملليمتر بين طبقات الخلايا ، أدى نقص الأكسجة إلى زيادة كبيرة في إطلاق LDH مقارنة ب normoxia عندما تم استزراع الخلايا العضلية القلبية وحدها. ومع ذلك ، تم زيادة LDH بشكل طفيف فقط في مجموعة إعادة أكسجين نقص الأكسجة مقارنة بمجموعة نقص الأكسجة فقط.عندما تم زراعة الخلايا البطانية والخلايا العضلية القلبية معا ، لم يتم تخفيف زيادة إطلاق LDH في ظل ظروف نقص الأكسجة فقط. هذا يشير إلى أن الخلايا البطانية لم يكن لها أي تأثير وقائي مقارنة بمجموعة الخلايا العضلية القلبية وحدها في ظل ظروف نقص الأكسجة فقط. ومع ذلك ، مارست الخلايا البطانية حماية خفيفة ولكنها كبيرة على الخلايا العضلية القلبية أثناء الموارد البشرية. عندما كانت المسافة بين طبقات الخلايا ملليمتر واحد ، زاد إطلاق LDH أيضا بشكل كبير في الخلايا العضلية القلبية فقط تحت شرط نقص الأكسجة فقط.ومع ذلك ، على عكس إدراج 0.5 ملم ، تم تعزيز زيادة LDH في الخلايا العضلية القلبية فقط بواسطة HR على حالات نقص الأكسجة فقط. كانت هذه الزيادة أكثر وضوحا مع إدراج مليمترين. تمت معايرة تركيز الخلايا البطانية المطلية في إدخالين ملليمتريين إلى 25،000،50،000 و 100،000 خلية لكل إدراج ، على التوالي.وقد وجد أن زيادة كثافة الخلايا البطانية في الزراعة المشتركة أدت إلى تخفيف يعتمد على الجرعة من إطلاق LDH الناجم عن الموارد البشرية. ومع ذلك ، لم يلاحظ أي تأثير من هذا القبيل في ظل الظروف المعيارية. لا تقتصر منهجية الزراعة المشتركة هذه على الخلايا البطانية والخلايا العضلية القلبية. يجب أن تساعد هذه الطرق في التحقيق في تفاعلات محددة بين الخلايا الخلوية بين خطوط الخلايا المتنوعة عبر أعضاء متعددة ذات أهمية.

Research

JoVE Journal

Biology

Development of a Cell Co-Culture Model to Mimic Cardiac Ischemia/Reperfusion In Vitro

A Neuronal and Astrocyte Co-Culture Assay for High Content Analysis of Neurotoxicity

والخلايا العصبية ونجمية المشارك الثقافة الفحص لتحليل محتوى عال من العصبية

High Content Analysis (HCA) assays combine cells and detection reagents with automated imaging and powerful image analysis algorithms, allowing ...

A Multi-compartment CNS Neuron-glia Co-culture Microfluidic Platform

حجرة متعددة الخلية العصبية الجهاز العصبي المركزي ، الدبقية منهاج ميكروفلويديك المشارك الثقافة

We present a novel multi-compartment neuron co-culture microsystem platform for in vitro CNS axon-glia interaction research, capable of conducting up to ...

Endothelial Cell Co-culture Mediates Maturation of Human Embryonic Stem Cell to Pancreatic Insulin Producing Cells in a Directed Differentiation Approach

البطانية نضوج خلية يتوسط المشارك ثقافة الإنسان الخلايا الجذعية الجنينية إلى خلايا البنكرياس المنتجة للأنسولين في نهج التفاضل إخراج

Embryonic stem cells (ESC) have two main characteristics: they can be indefinitely propagated in vitro in an undifferentiated state and they are ...

Isolation of Mammary Epithelial Cells from Three-dimensional Mixed-cell Spheroid Co-culture

عزل الخلايا الظهارية الثديية من ثلاثي الأبعاد الخلايا المختلطة الجسم الشبه الكروي ثقافة المشارك

While enormous efforts have gone into identifying signaling pathways and molecules involved in normal and malignant cell behaviors1-2, much of this work ...

Blastomere Explants to Test for Cell Fate Commitment During Embryonic Development

إإكسبلنتس قسيم أرومي لاختبار الالتزام مصير الخلايا أثناء التطور الجنيني

Fate maps, constructed from lineage tracing all of the cells of an embryo, reveal  which tissues descend from each cell of the embryo.  Although fate maps ...

Intravital Microscopy of the Microcirculation in the Mouse Cremaster Muscle for the Analysis of Peripheral Stem Cell Migration

حيوي داخلي المجهري للدوران الأوعية الدقيقة في العضلات المشمرة ماوس لتحليل الهجرة الجذعية الطرفية المحمولة

In the era of intravascular cell application protocols in the context of regenerative cell therapy, the underlying mechanisms of stem cell migration to ...

An Anoxia-starvation Model for Ischemia/Reperfusion in C. elegans

An Anoxia-starvation Model for Ischemia/Reperfusion in C. elegans

نموذج نقص الأكسجين المجاعة لنقص التروية / ضخه في<em&gt; C. ايليجانس</em

Protocols for anoxia/starvation in the genetic model organism C. elegans simulate ischemia/reperfusion. Worms are separated from bacterial food and placed ...

Isolation and Culture of Adult Mouse Cardiomyocytes for Cell Signaling and in vitro Cardiac Hypertrophy

Isolation and Culture of Adult Mouse Cardiomyocytes for Cell Signaling and in vitro Cardiac Hypertrophy

العزلة وثقافة الكبار ماوس العضلية للاشارة الخليوي و<em&gt; في المختبر</em&gt; تضخم القلب

Technological advances have made genetically modified mice, including transgenic and gene knockout mice, an essential tool in many research fields. Adult ...

In Vitro Synthesis of Modified mRNA for Induction of Protein Expression in Human Cells

In Vitro Synthesis of Modified mRNA for Induction of Protein Expression in Human Cells

في المختبر توليف التعديل مرنا للتحريض التعبير البروتين في الخلايا البشرية

The exogenous delivery of coding synthetic messenger RNA (mRNA) for induction of protein synthesis in desired cells has enormous potential in the fields ...

Validation of a Mouse Model to Disrupt LINC Complexes in a Cell-specific Manner

التحقق من صحة نموذج الفأر لعرقلة ينك مجمعات بطريقة خلية محددة

Nuclear migration and anchorage within developing and adult tissues relies heavily upon large macromolecular protein assemblies called LInkers of the ...