Name: isolation of endothelial cells from the lumen of mouse carotid arteries for single-cell multi-omics experiments
Uploaded: 2021-10-04T15:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Isolation of Endothelial Cells from the Lumen of Mouse Carotid Arteries for Single-Cell Multi-Omics Experiments at JoVE.com

Bu çalışma, Ulusal Sağlık Enstitüleri HL119798, HL095070 ve HL139757'den HJ'ye hibe edilen fonlarla desteklenmiştir. HJ ayrıca Wallace H. Coulter Seçkin Fakülte Başkanı Profesörlüğü tarafından da desteklenmektedir. Emory Entegre Genomik Çekirdeği (EIGC) tarafından sağlanan hizmetler, Emory Üniversitesi Tıp Fakültesi tarafından sübvanse edildi ve ayrıca Ulusal Sağlık Enstitüleri'nin Georgia Klinik ve Translasyonel Bilim İttifakı tarafından ödül numarası altında kısmen desteklendi. UL1TR002378. Yukarıda verilen içerik yalnızca yazarların sorumluluğundadır ve Ulusal Sağlık Enstitüleri'nin resmi görüşlerini yansıtmamaktadır.

Aşağıda açıklanan tüm hayvan prosedürleri, Emory Üniversitesi Kurumsal Hayvan Bakımı ve Kullanımı Komitesi tarafından onaylanmıştır. Hiperkolesterolemik olmayan, yaş ve cinsiyete uygun C57BL / 6 fareleri, cinsiyete bağlı varyasyonu hafifletmek ve hiperkolesterolemik durumların herhangi bir komplikasyonunu dengelemek için kullanıldı.
1. Parsiyel karotis ligasyonu (PCL) cerrahisi
NOT: LCA'nın parsiyel karotis arter ligasyonu daha önce tarif edil...

<ol>
	<li>Kumar, S., Kang, D. W., Rezvan, A., Jo, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Accelerated+atherosclerosis+development+in+C57Bl6+mice+by+overexpressing+AAV-mediated+PCSK9+and+partial+carotid+ligation.">Accelerated atherosclerosis development in C57Bl6 mice by overexpressing AAV-mediated PCSK9 and partial carotid ligation.</a> Laboratory Investigation. 97 (8), 935-945 (2017).</li><li>Nam, D., 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=Partial+carotid+ligation+is+a+model+of+acutely+induced+disturbed+flow,+leading+to+rapid+endothelial+dysfunction+and+atherosclerosis.">Partial carotid ligation is a model of acutely induced disturbed flow, leading to rapid endothelial dysfunction and atherosclerosis.</a> American Journal of Physiology Heart and Circulation Physiology. 297 (4), 1535-1543 (2009).</li><li>Nam, D., 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=A+model+of+disturbed+flow-induced+atherosclerosis+in+mouse+carotid+artery+by+partial+ligation+and+a+simple+method+of+RNA+isolation+from+carotid+endothelium.">A model of disturbed flow-induced atherosclerosis in mouse carotid artery by partial ligation and a simple method of RNA isolation from carotid endothelium.</a> Journal of Visualized Experiments: JoVE. (40), e1861 (2010).</li><li>Dunn, 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=Flow-dependent+epigenetic+DNA+methylation+regulates+endothelial+gene+expression+and+atherosclerosis.">Flow-dependent epigenetic DNA methylation regulates endothelial gene expression and atherosclerosis.</a> Journal of Clinical Investigation. 124 (7), 3187-3199 (2014).</li><li>Kumar, S., Kim, C. W., Son, D. J., Ni, C. W., Jo, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Flow-dependent+regulation+of+genome-wide+mRNA+and+microRNA+expression+in+endothelial+cells+in+vivo.">Flow-dependent regulation of genome-wide mRNA and microRNA expression in endothelial cells in vivo.</a> Scientific Data. 1 (1), 140039 (2014).</li><li>Ni, C. W., 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=Discovery+of+novel+mechanosensitive+genes+in+vivo+using+mouse+carotid+artery+endothelium+exposed+to+disturbed+flow.">Discovery of novel mechanosensitive genes in vivo using mouse carotid artery endothelium exposed to disturbed flow.</a> Blood. 116 (15), 66-73 (2010).</li><li>Son, 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=The+atypical+mechanosensitive+microRNA-712+derived+from+pre-ribosomal+RNA+induces+endothelial+inflammation+and+atherosclerosis.">The atypical mechanosensitive microRNA-712 derived from pre-ribosomal RNA induces endothelial inflammation and atherosclerosis.</a> Nature Communications. 4, 3000 (2013).</li><li>Andueza, A., 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=Endothelial+reprogramming+by+disturbed+flow+revealed+by+single-cell+RNA+and+chromatin+accessibility+study.">Endothelial reprogramming by disturbed flow revealed by single-cell RNA and chromatin accessibility study.</a> Cell Reports. 33 (11), 108491 (2020).</li><li>Stuart, T., Srivastava, A., Lareau, C., Satija, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Multimodal+single-cell+chromatin+analysis+with+Signac.">Multimodal single-cell chromatin analysis with Signac.</a> bioRxiv. , (2020).</li><li>Stuart, T., 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=Comprehensive+integration+of+single-cell+data.">Comprehensive integration of single-cell data.</a> Cell. 177 (7), 1888-1902 (2019).</li><li>Crowley, L. C., Marfell, B. J., Christensen, M. E., Waterhouse, N. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Measuring+cell+death+by+trypan+blue+uptake+and+light+microscopy.">Measuring cell death by trypan blue uptake and light microscopy.</a> Cold Spring Harbor Protocols. 2016 (7), (2016).</li><li>Li, F., 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=Single-cell+RNA-seq+reveals+cellular+heterogeneity+of+mouse+carotid+artery+under+disturbed+flow.">Single-cell RNA-seq reveals cellular heterogeneity of mouse carotid artery under disturbed flow.</a> Cell Death and Discovery. 7 (1), 180 (2021).</li><li>Wu, Y. E., Pan, L., Zuo, Y., Li, X., Hong, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Detecting+activated+cell+populations+using+single-cell+RNA-seq.">Detecting activated cell populations using single-cell RNA-seq.</a> Neuron. 96 (2), 313-329 (2017).</li><li>O'Flanagan, C. H., 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=Dissociation+of+solid+tumor+tissues+with+cold+active+protease+for+single-cell+RNA-seq+minimizes+conserved+collagenase-associated+stress+responses.">Dissociation of solid tumor tissues with cold active protease for single-cell RNA-seq minimizes conserved collagenase-associated stress responses.</a> Genome Biology. 20 (1), 210 (2019).</li></ol>

Bu yazıda, tek hücreli preparatları fare karotis arterlerinden izole etmek için ayrıntılı bir protokol sunulmaktadır. D-flow'un endotel hücreleri üzerindeki etkisi, PCL cerrahisi doğru bir şekilde gerçekleştirilirse doğru bir şekilde incelenebilir. Dış karotid, internal karotid, oksipital arter ve superior tiroid arter gibi ortak karotidin dallarını doğru bir şekilde tanımlamak çok önemlidir. Ultrasonografi ile akış paternlerinin doğrulanması, d-flow koşullarının başarı...

Bu laboratuvar daha önce d-flow indüksiyonunun hiperlipidemik farelerde hızlı ve sağlam ateroskleroz gelişimine yol açtığını göstermiştir 1,2. D-flow kaynaklı aterosklerozun yeni fare modeli, kısmi karotis ligasyonu (PCL) cerrahisi kullanılarak mümkün olmuştur 3. PCL cerrahisi, bağlı sol karotis arterde (LCA) düşük ve salınımlı kan akımı durumunu veya d-akışını indükler. Buna karşılık, kontralateral sağ karotis arter (RCA) stabil laminer akışla (s-flow) yüzleşmeye devam eder. Önceden, d-akışının endotel hücreleri üzerindeki etkisini anlamak için, karotis arterler kısmi ligasyon ameliyatından sonra diseke edildi ve endotelyal olarak zenginleştirilmiş "havuzlanmış yığın" RNA'ları veya DNA'ları sağlayan bir fenol ve guanidin izotiyosiyanat bazlı lize edici ajan (luminal RNA / DNA yıkama yöntemi)2,4 ile yıkandı. Bu havuzlanmış toplu RNA'lar veya DNA'lar daha sonra sırasıylatranskriptomik çalışmalar veya epigenomik DNA metilom çalışmaları için işlendi, sırasıyla 4,5,6. Bu çalışmalar, endotel biyolojisi ve aterosklerozdaki rolleri kapsamlı bir şekilde araştırılan çoklu akışa duyarlı genlerin ve mikroRNA'ların keşfedilmesine yardımcı oldu 4,6,7.
Bununla birlikte, endotel zenginleştirmesine rağmen, bu toplu RNA / DNA çalışmaları, d-flow kaynaklı aterosklerozda arter duvarındaki her hücre tipinin spesifik rolünü ayırt edememiştir. Bu sınırlılığın üstesinden gelmek için endotelyal zenginleştirilmiş tek hücreli (sc) izolasyon ve scRNA ve scATAC dizileme çalışmalarıyapılmıştır 8. Bunun için, C57Bl6 fareleri, s-akışına maruz kalan RCA'yı kontrol olarak kullanırken LCA'da d-akışını indüklemek için PCL ameliyatına tabi tutuldu. PCL ameliyatından iki gün veya iki hafta sonra, fareler kurban edildi ve karotidler diseke edildi ve temizlendi. Hem LCA'ların hem de RCA'ların lümenleri kollajenaz ile aşılandı ve önemli bir fraksiyon olarak ECs içeren luminal kollajenaz sindirimi ve diğer arteriyel hücreler toplandı. Tek hücreli süspansiyon (scRNAseq) veya tek çekirdekli süspansiyon (scATACseq), 10x Genomik kurulum kullanılarak her hücre veya çekirdek için benzersiz tanımlayıcılarla hazırlandı ve barkodlandı. RNA'lar cDNA kütüphanesi hazırlığına tabi tutuldu ve sıralandı.
scRNAseq ve scATACseq veri kümeleri, Cell Ranger Tek Hücreli Yazılım kullanılarak işlendi ve ayrıca Seurat ve Signac R paketleri 9,10 tarafından analiz edildi. Her hücreye ve çekirdeğe bu analizlerden bir hücre tipi atandı ve işaretleyici genlere ve benzersiz gen ekspresyon modellerine dayanarak hücre tipine kümelendi. ScRNAseq ve scATACseq'in sonuçları, bu tek hücreli preparatların ECs ile zenginleştirildiğini ve ayrıca düz kas hücreleri (SMC'ler), fibroblastlar ve bağışıklık hücreleri içerdiğini göstermiştir.
Daha ileri analizler, luminal sindirimdeki EC popülasyonunun oldukça farklı ve plastik (8 farklı EC kümesi) olduğunu ve kan akışına duyarlı olduğunu ortaya koymuştur. En önemlisi, bu sonuçlar d-flow'un ECs'leri athero korumalı bir anti-enflamatuar fenotipten, pro-enflamatuar, endotelyal-mezenkimal geçiş, endotel kök / progenitör hücre geçişi ve en şaşırtıcı şekilde, endotelyal-bağışıklık hücresi benzeri geçiş dahil olmak üzere pro-aterojenik fenotiplere yeniden programladığını göstermiştir. Ek olarak, scATACseq verileri, birkaç yeni hipotezin temelini oluşturan genom çapında yeni akışa bağlı kromatin erişilebilirlik değişikliklerini ve transkripsiyon faktörü bağlanma bölgelerini ortaya koymaktadır. Fare karotis arterlerinden tek hücreli multi-omik çalışmalar için tek endotel hücrelerinin hazırlanmasına yönelik metodoloji ve protokol aşağıda detaylandırılmıştır.

<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>Chemicals, Peptides, and Recombinant Proteins</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>1x PBS (Cell Culture Grade)</td>
			<td>Corning</td>
			<td>21040CMX12</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>1.5 mL Protein LoBind Microcentrifuge Tubes</td>
			<td>Eppendorf</td>
			<td>022-43-108-1</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>15 mL Centrifuge Tube - Foam Rack, Sterile</td>
			<td>Fablab</td>
			<td>FL4022</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>50 mL SuperClear Centrifuge Tubes</td>
			<td>Labcon</td>
			<td>3191-335-028</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>6-0 Silk Suture Sterile</td>
			<td>Covidien</td>
			<td>s-1172 c2</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>70 &#181;m Cell Strainer, White, Sterile, Individually Packaged</td>
			<td>Thermo Fisher Scientic</td>
			<td>08-771-2</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Accutase solution,sterile-filtered</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>A6964-100ML</td>
			<td>or equivalent</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>ATAC Buffer (Component I of Transposition Mix)</td>
			<td>10x Genomics</td>
			<td>2000122</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>ATAC Enzyme (Component II of Transposition Mix)</td>
			<td>10x Genomics</td>
			<td>2000123/ 2000138</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Bovine Serum albumin</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>A7906-500G</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Buprenorphine</td>
			<td>Med-Vet International</td>
			<td>RXBUPRENOR5-V</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Chromium Controller &#38; Next GEM Accessory Kit</td>
			<td>10X Genomics</td>
			<td>1000204</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Chromium Next GEM Single Cell 3&#39; Reagent Kits v3.1</td>
			<td>10X Genomics</td>
			<td>1000121</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Chromium Next GEM Single Cell ATAC Reagent Kits v1.1</td>
			<td>10X Genomics</td>
			<td>1000175</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Collagenase II</td>
			<td>MP Biomedicals</td>
			<td>2100502.5</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Digitonin</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>D141-100MG</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Dissecting Forceps</td>
			<td>Roboz Surgical Instruments Co</td>
			<td>RS-5005</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Dnase1</td>
			<td>New England Biolabs Inc</td>
			<td>M0303S</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Centrifuge (Benchtop-Model # 5425)</td>
			<td>Eppendorf</td>
			<td>22620444230VR</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Fetal Bovine Serum - Premium Select</td>
			<td>R&#38;D systems</td>
			<td>S11550</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Fixed Angle Rotor</td>
			<td>Eppendorf</td>
			<td>FA-45-24-11-Kit Rotor</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>HEPES buffered saline</td>
			<td>Millipore Sigma</td>
			<td>51558</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Insulin syringe (3/10 mL 29 G syringe)</td>
			<td>BD</td>
			<td>305932</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Isoflurane</td>
			<td>Patterson vet</td>
			<td>789 313 89</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>MACs Smart Strainers (30 &#181;m)</td>
			<td>Miltenyi Biotec</td>
			<td>130-098-458</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>MACS SmartStrainers (100 &#181;m)</td>
			<td>&#160;Miltenyi Biotec</td>
			<td>130-098-463</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Normal Saline (0.9% sodium chloride)</td>
			<td>Baxter International Inc</td>
			<td>2B1323</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Nuclei Buffer (20x)</td>
			<td>10x Genomics</td>
			<td>PN 2000153/2000207</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>PBS (10x), pH 7.4</td>
			<td>Thermo Fisher Scientic</td>
			<td>70011-044</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Small scissors</td>
			<td>Roboz Surgical Instruments Co</td>
			<td>RS-5675</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Stainless Steel Micro Clip Applying Forceps With Lock</td>
			<td>Roboz Surgical Instruments Co.</td>
			<td>RS-5480</td>
			<td>or similar</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Tissue Mend II</td>
			<td>Webster Veteinanry</td>
			<td>07-856-7946</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Type II Collagenase</td>
			<td>MP biomedicals</td>
			<td>2100502.1</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Deposited Data</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>scATACseq FastQ files</td>
			<td>NCBI</td>
			<td>www.ncbi.nlm.nih.gov/bioproject Accession # PRJNA646233</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>scRNAseq FastQ files</td>
			<td>NCBI</td>
			<td>www.ncbi.nlm.nih.gov/bioproject Accession # PRJNA646233</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Software and Algorithms</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Cell Ranger 3.1.0</td>
			<td>10X Genomics</td>
			<td>https://support.10xgenomics.com/ single-cell-gene-exp</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Cicero</td>
			<td>Pliner et al., 2018</td>
			<td>https://cole-trapnell-lab.github.io/cicero-release/</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ggplot2 v3.2.1</td>
			<td>Hadley Wickham</td>
			<td>https://cran.r-project.org</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Harmony</td>
			<td>Korsunsky et al., 2019</td>
			<td>https://github.com/immunogenomics/harmony</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>ImageJ</td>
			<td>Schneider et al., 2012</td>
			<td>https://imagej.nih.gov</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Monocle 2.8.0</td>
			<td>Qiu et al., 2017</td>
			<td>https://github.com/cole-trapnell-lab/ monocle-release</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>R version 3.6.2</td>
			<td>R Foundation</td>
			<td>https://www.r-project.org</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Seurat 3.1.3</td>
			<td>Stuart et al., 2019</td>
			<td>https://github.com/satijalab/seurat</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Signac 0.2.5</td>
			<td>Stuart et al., 2019</td>
			<td>https://github.com/timoast/signac</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

isolation of endothelial cells from the lumen of mouse carotid arteries for single-cell multi-omics experiments

Ateroskleroz, bozulmuş kan akışına (d-flow) maruz kalan arteriyel bölgelerin enflamatuar bir hastalığıdır. D-akımı , endoteldeki genlerin ekspresyonunu transkriptomik ve epigenomik seviyelerde düzenler ve proaterojenik yanıtlarla sonuçlanır. Son zamanlarda, fare kısmi karotis ligasyonu (PCL) modeli kullanılarak transkriptomik ve kromatin erişilebilirliği değişikliklerini tek hücreli çözünürlükte belirlemek için Transpozaz Erişilebilir Kromatin dizilimi (scATACseq) için tek hücreli RNA dizilimi (scRNAseq) ve tek hücreli Tahlil çalışmaları yapılmıştır. Endotel hücreleri (ECs), arter duvarındaki toplam hücre popülasyonlarının küçük bir kısmını temsil ettiğinden, EC ile zenginleştirilmiş tek hücreli preparatlar elde etmek için luminal bir sindirim yöntemi kullanılmıştır. Bu çalışma için fareler, sağ karotis arteri (RCA) kontrol olarak kullanırken, sol karotis arterde (LCA) d-akışını indüklemek için PCL cerrahisine tabi tutuldu. Karotis arterler PCL cerrahisinden iki gün veya iki hafta sonra diseke edildi. Her karotidin lümeni kollajenaz sindirimine tabi tutuldu ve endotelyal zenginleştirilmiş tek hücreler veya tek çekirdekler elde edildi. Bu tek hücreli ve tek çekirdekli preparatlar daha sonra 10x Genomik mikroakışkan kurulum kullanılarak barkodlandı. Barkodlanmış tek hücreler ve tek çekirdekler daha sonra RNA hazırlama, kütüphane oluşturma ve yüksek verimli bir DNA sıralayıcısında dizileme için kullanıldı. Biyoinformatik işleme sonrası, scRNAseq ve scATACseq veri kümeleri, öncelikle EC'lerden oluşan luminal sindirimden çeşitli hücre tiplerini tanımladı. Düz kas hücreleri, fibroblastlar ve bağışıklık hücreleri de mevcuttu. Bu EC-zenginleştirme yöntemi, toplam arter sindirim yöntemiyle zor olabilecek kan akışının endotel üzerindeki etkisini anlamaya yardımcı oldu. EC ile zenginleştirilmiş tek hücreli hazırlama yöntemi, kan akışının bu genler üzerindeki etkisinin çalışılmadığı EC-nakavtlarda ve transgenik farelerde tek hücreli omik çalışmalar yapmak için kullanılabilir. Önemli olarak, bu teknik, benzer mekanik çalışmalar yapmak için EC ile zenginleştirilmiş tek hücreleri insan arter eksplantlarından izole etmek için uyarlanabilir.

Parsiyel karotis ligasyon ameliyatları 44 fareye uygulandı ve parsiyel ligasyon cerrahisinden bir gün sonra ultrasonografi yapılarak LCA'da d-akımının başlangıcı doğrulandı. Başarılı kısmi ligasyon cerrahisi, kan akış hızının azalmasına neden olur ve LCA3'teki kan akışını (bozulmuş akış) tersine çevirir. Karotis arterler ligasyondan iki gün sonra veya iki hafta sonra diseke edildi. Her karotidin lümeni kollajenaz sindirimine tabi tutuldu ve endotelyal zengi...

Watch this Scientific Journal Video about Isolation of Endothelial Cells from the Lumen of Mouse Carotid Arteries for Single-Cell Multi-Omics Experiments at JoVE.com

Isolation of Endothelial Cells from the Lumen of Mouse Carotid Arteries for Single-Cell Multi-Omics Experiments

Tek hücreli omik deneyler yapmak için stabil veya rahatsız edici akış koşullarına maruz kalan fare karotis arterlerinin lümeninden endotel hücrelerini ve çekirdeklerini izole etmek için bir yöntem sunuyoruz.

Tek Hücreli Multi-Omik Deneyler için Fare Karotis Arterlerinin Lümeninden Endotel Hücrelerinin İzolasyonu

Atherosclerosis is an inflammatory disease of the arterial regions exposed to disturbed blood flow (d-flow). D-flow regulates the expression of genes in ...

Bir kan damarında, endotel hücrelerinin sayısı çok düşüktür, bu da onları incelemeyi zorlaştırır. Protokolümüz bu sınırlamayı ortadan kaldırır ve yeni moleküler yolları ve terapötikleri incelememize izin verir. Protokolümüz, endotelyal zenginleştirilmiş örnekler elde etmemize ve akut ve kronik rahatsız edici akışın bu hücre tipini nasıl etkilediğini incelememize olanak tanır.Endotel hücrelerini daha ayrıntılı olarak inceleme yeteneği, hedef genleri ve dolayısıyla endotel hücrelerini hedef alan ateroskleroz için potansiyel terapötikleri tanımlamayı mümkün kılar. Karotis arter izolasyonu zordur ve sabır ve deneyim gerektirir. Başlamak için, hayvanı deri altından kilogram buprenorfin başına 0.05 miligram enjekte ederek hazırlayın.Epilasyonlu bölgeyi Betadine ve izopropanol çözeltisini kullanarak üç kez sterilize edin. Boyun bölgesinde yaklaşık bir santimetrelik ventral orta hat kesisi yapın. Daha sonra LCA dal noktasını künt diseksiyonla ortaya çıkarın.Sol internal karotid, eksternal karotis ve oksipital arterleri 6-0 sütürlerle bağlayarak superior tiroid artere dokunulmadan bırakılır. Kesiyeri doku yapıştırıcısı veya dikişlerle kapatın. Fareyi 37 santigrat derecede tutulan önceden ısıtılmış bir kurtarma kafesine aktarın.Ameliyat sonrası hipotermiyi önlemek için fareyi bir saate kadar temiz bir havluya yerleştirin. Kalbin tepesinden sol ventriküle bağlanan IV hattına 21 gauge iğne yerleştirin. Oda sıcaklığında normal salin kullanarak iki ila üç dakika retrograd perfüzyona izin verin.Bir IV hattı enjekte ederken veya kullanırken sabit bir basınç uygulayarak ve tuzlu su torbasını sekiz ila dokuz fit yükseklikte tutarak sabit bir akış hızını koruyun. Karotis arterleri açığa çıkarmak için cildi boyun bölgesinden tüm yağ, kas ve bağ dokuları ile çıkarın. Daha sonra karotidlerin etrafındaki periadventitial dokuları çıkarın ve karotidi vücuda bağlı bırakın.Perfüzyona izin vermek için LCA'daki ligasyon bölgesinin altında bir kesi yapın. Herhangi bir kan izini gidermek için LCA'yı sol ventrikülden bir dakika daha perfüze edin. Herhangi bir kan izini gidermek için karotis arterlerin dışını normal salin çözeltisi ile yıkayın.Sol karotis arterin distal ucunun lümenine 50 mikrolitre sindirim tamponu enjekte etmek için 29 gauge iğneli bir insülin şırıngası kullanın. Sindirim tamponu ile dolu karotis arterin proksimal ucunu sıkıştırmak için bir mikro klips kullanın. Lümenin içine 15 ila 20 mikrolitre sindirim tamponu ekleyin ve sindirim tamponunun salınmasını önlemek için distal ucu klipsleyin.Karotis arterleri fareden sıcak 37 santigrat derece HEPES Tamponlu Tuzlu Çözeltisi içeren 35 milimetrelik kaplara aktarın. Ve aralıklı sallanma ile 37 santigrat derecede 45 dakika boyunca kuluçkaya yatırın. Luminal enzimatik sindirim tamamlandıktan sonra karotis arteri kelepçelerle 35 milimetrelik çanaktan çıkarın.Kelepçeleri dikkatlice çıkarın, böylece sindirim tamponu sızmaz. Karotis arterin bir ucunu 1,5 mililitrelik mikro santrifüj tüpünün üstünde tutun. Bir insülin şırıngası ile donatılmış 29 gauge iğne yerleştirerek lümene 100 mikrolitre sıcak sindirim tamponu ekleyin.Karotis arterin lümenini mikro santrifüj tüpünde hızla yıkayın, ardından reaksiyonu durdurmak için tüpe 0.3 mikrolitre FBS ekleyin. Mikro santrifüj tüpünü buzun üzerine yerleştirin. Sabit açılı rotorlu bir santrifüj kullanarak hücreleri dört santigrat derecede beş dakika boyunca 500 G'de santrifüj yapın ve süpernatanı atın.Hücreleri, hücre ayrışma reaktifi içeren sindirim tamponunda yeniden askıya alın ve tek hücrelere ayırmak için 37 santigrat derecede beş dakika boyunca inkübe edin. 0,5 mililitrelik tüpe 0,15 mililitre FBS ekleyerek enzimatik reaksiyonu engelleyin ve santrifüjlemeyi tekrarlayın. Süper nantantı atın ve hücreleri PBS'deki 100 mikrolitre buz soğuk% 1 BSA çözeltisinde 0.2 mililitrelik bir mikro santrifüj tüpünde yeniden askıya alın.Tek hücre analizi için, peleti 0.2 mililitrelik bir tüp içinde PBS'de 100 mikrolitre buz soğuk% 1 BSA ile yeniden askıya alın. Tek çekirdek analizi için, hücre peletini buz gibi soğuk PBS'de% 0.04 BSA'lık 100 mikrolitrede yeniden askıya alın ve tek hücreli süspansiyonu beş dakika boyunca dört santigrat derecede 500G'de santrifüj edin. Tek hücreli süspansiyonu buz gibi soğuk lizis tamponu ile ayrıştırın ve buz üzerinde beş dakika boyunca inkübe edin.Lisatı bir P20 pipetle karıştırın ve 10 dakika daha kuluçkaya yatırın. Daha sonra, lizatı 0.5 mililitrelik bir tüpe aktarın. ly hücrelerini 500 mikrolitre tamponla yıkayın ve bir pipet kullanarak karıştırın.Ardından santrifüjlemeyi tekrarlayın. Süpernatanı atın ve çekirdek peletini seyreltilmiş çekirdek tamponunun 150 mikrolitresinde yeniden askıya alın. Bir hemositometre kullanarak tek çekirdek preparatlarını sayın.Tek çekirdek dizileme çalışmasını takiben, tek hücreli ve tek çekirdekler elde edildi ve parlak alan ve faz kontrast mikroskobu ile görselleştirildi. Tek hücreli süspansiyondan tek çekirdek preparatının etkinliği de gösterilmiştir. Tek hücreli RNA dizileme çalışmasından sonra, hücre başına gen dağılımı, hücre başına benzersiz moleküler tanımlayıcı, hücre başına mitokondriyal okumalar ve dizileme doygunluğu verileri gibi çeşitli parametreler elde edilmiştir.Tek hücreli ATAC sekans çalışması için, nükleozom bantlama paterni de dahil olmak üzere kesici uç boyutu dağılımı gözlenmiştir. Normalize TSS zenginleştirme skoru da gözlendi. Ek olarak, yüzde parçası zirvelerde okur.Pik bölge fragmanları, TSS zenginleştirme skoru, kara liste genomik bölgelerindeki okuma oranı ve nükleozom sinyal oranı belirlendi. Enzimatik sindirim hücreler için bir strestir, bu nedenle numuneleri buz üzerinde tutmak ve prosedürü mümkün olduğunca çabuk gerçekleştirmek çok önemlidir. Bu yöntemi farelerden endotel hücreleri elde etmek ve plakalamak için kullanabiliriz.Bu tekniği toplu Omix bazlı çalışmalar yapmak için de kullanabiliriz. Bu teknik, bozulmuş kan akışının endotel hücreleri üzerindeki etkisini in vivo olarak tek bir hücre tarzında incelemenin yolunu açtı.

Research

JoVE Journal

Biology

Isolation of Valvular Endothelial Cells

Kapak Endotel Hücreleri İzolasyon

Heart valves are solely responsible for maintaining unidirectional blood flow through the cardiovascular system.  These thin, fibrous tissues are ...

Isolation of Retinal Stem Cells from the Mouse Eye

Fare Göz Retina Kök Hücre İzolasyonu

The adult mouse retinal stem cell (RSC) is a rare quiescent cell found within the ciliary epithelium (CE) of the mammalian eye1,2,3. The CE is made up of ...

Isolation and Culture of Pulmonary Endothelial Cells from Neonatal Mice

Yenidoğan Fareler Pulmoner Endotel Hücreleri İzolasyon ve Kültür

Endothelial cells provide a useful research model in many areas of vascular biology. Since its first isolation 1, human umbilical vein endothelial cells ...

Generation of Mice Derived from Induced Pluripotent Stem Cells

İsteyerek Pluripotent Kök Hücrelerinin Elde Edilen Fare Üretimi

The production of induced pluripotent stem cells (iPSCs) from somatic cells provides a means to create valuable tools for basic research and may also ...

Isolation of Microvascular Endothelial Tubes from Mouse Resistance Arteries

Fare Direnç arterlerden mikrovasküler endotel Tüpler İzolasyonu

The control of blood flow by the resistance vasculature regulates the supply of oxygen and nutrients concomitant with the removal of metabolic ...

Isolation of Murine Valve Endothelial Cells

Murin Vana Endotel Hücreleri İzolasyon

Normal valve structures consist of stratified layers of specialized extracellular matrix (ECM) interspersed with valve interstitial cells (VICs) and ...

Isolation and Primary Culture of Mouse Aortic Endothelial Cells

İzolasyon ve Fare aort endotel hücreleri İlköğretim Kültür

The vascular endothelium is essential to normal vascular homeostasis. Its dysfunction participates in various cardiovascular disorders. The mouse is an ...

Isolation of Mouse Coronary Endothelial Cells

Fare Koroner Endotel Hücreleri İzolasyon

Endothelial cells line the inner wall of blood vessels and play an important role in the regulation of vascular tone, vascular permeability, and new ...

Isolation and Characterization of Mouse Primary Liver Sinusoidal Endothelial Cells

Fare primer karaciğer sinüzoidal endotel hücrelerinin izolasyonu ve karakterizasyonu

Liver sinusoidal endothelial cells (LSECs) are specialized endothelial cells located at the interface between the circulation and the liver parenchyma. ...

Isolation of Conditionally Immortalized Mouse Glomerular Endothelial Cells with Fluorescent Mitochondria

Şartlı Ölümsüzleştirilmiş Fare Glomerüler Endotel Hücrelerinin Floresan Mitokondri ile İzolasyonu

Glomerular endothelial cell (GEC) dysfunction can initiate and contribute to glomerular filtration barrier breakdown. Increased mitochondrial oxidative ...