الغرض من هذه الطريقة هو توليد القلب حقل محدد خلايا القلب السلف في المختبر من أجل دراسة مواصفات الخلية السلف والخصائص الوظيفية، وتوليد خلايا القلب غرفة محددة لنمذجة أمراض القلب.
يتطلب اشتراك JoVE لعرض هذا المحتوى. تسجيل الدخول أو ابدأ نسخة تجريبية مجانية
الغرض من هذه الطريقة هو توليد القلب حقل محدد خلايا القلب السلف في المختبر من أجل دراسة مواصفات الخلية السلف والخصائص الوظيفية، وتوليد خلايا القلب غرفة محددة لنمذجة أمراض القلب.
الخلايا الجذعية متعددة القدرات توفر إمكانات كبيرة لفهم نمو القلب والمرض والطب التجديدي. في حين أن التقدم الأخير في أمراض القلب التنموية قد أدى إلى توليد خلايا القلب من الخلايا الجذعية متعددة القدرات، فإنه من غير الواضح ما إذا كان حقلي القلب - الأول والثاني من مجالي القلب (FHF وSHF) - مستحثة في أنظمة الخلايا الجذعية متعددة القدرات. لمعالجة هذا، وضعنا بروتوكولا للمواصفات في المختبر وعزل القلب حقل محدد خلايا القلب السلف. استخدمنا خطوط الخلايا الجذعية الجنينية تحمل HCN4-GFP وTbx1-Cre; [روسا-رفب] مراسلات من ال [فهف] وال [سهف], على التّوالي, وحيّة خلية [إيمّونّينغ] من الخلية غشاء بروتين [إكسككر4], [شف] علامة. مع هذا النهج، قمنا بإنشاء خلايا السلف التي تلخص الخصائص الوظيفية والنسخ من نظرائهم في الجسم الحي. يمكن استخدام بروتوكولنا لدراسة المواصفات المبكرة والفصل في مجالي القلب وتوليد خلايا القلب الخاصة بالحجرة لنمذجة أمراض القلب. وبما أن هذا النظام هو في المختبر، فإنه قد لا توفر معلومات تشريحية دقيقة. ومع ذلك، فإن هذا النظام يتغلب على ضعف إمكانية الوصول إلى الأجنة في مرحلة التقطير ويمكن رفعها للشاشات عالية الإنتاجية.
وقد أحدث استخدام الخلايا الجذعية متعددة القدرات (PSCs) ثورة في مجال تجديد القلب والطب الشخصي مع الخلايا النخاعية الخاصة بالمريض لنمذجة الأمراض والعلاجات الدوائية1،2،3، 4.في الآونة الأخيرة, في المختبر وقد وضعت بروتوكولات لتوليد الأذيني مقابل البطين وكذلك منظم ضربات القلب مثل PSC-مشتقات خلايا القلب 5,6. ومع ذلك، ما إذا كان يمكن إعادة تكوين القلب في المختبر لدراسة نمو القلب وتوليد خلايا القلب الخاصة بغرفة البطين لا يزال غير واضح.
خلال النمو الجنيني المبكر، الخلايا الجلدية تحت تأثير مورفيوجينات مفرزة مثل BMP4، Wnts وActivin A شكل سلسلة البدائية7. خلايا القلب الأدمة التي تميزت بالتعبير عن Mesp1، تهاجر بشكل أمامي وأخير لتشكيل الهلال القلبي ثم أنبوب القلب البدائية7،8. هذه المجموعة المهاجرة من الخلايا تشمل اثنين من السكان متميزة جدا من خلايا السلف القلبية (CPCs)، وهما حقل القلب الأول والثاني (FHF وSHF)9،10. الخلايا من SHF هي تكاثرية للغاية والهجرة وهي مسؤولة في المقام الأول عن اطالة وحلقة من أنبوب القلب. بالإضافة إلى ذلك، خلايا SHF تفرق لخلايا القلب والخلايا الليفية والعضلات الملساء والخلايا البطانية عند دخولها إلى أنبوب القلب لتشكيل البطين الأيمن، والقناة الهوائية اليمنى والجزء الأكبر من كلا الأذين7،10. وعلى النقيض من ذلك، خلايا FHF هي أقل تكاثرية والهجرة وتفرق أساسا لخلايا القلب كما أنها تؤدي إلى البطين الأيسر وجزء أصغر من الأذين11. وعلاوة على ذلك، تتميز السلف SHF من خلال التعبير عن Tbx1، FGF8، FGF10 و Six2 في حين أن الخلايا FHF التعبير عن HCN4 و Tbx511،12،13،14،15.
يمكن لـ PSCs التفريق بين الطبقات الجرثومية الثلاث وبالتالي إلى أي نوع من الخلايا في الجسم4و16 . ولذلك، فإنها توفر إمكانات هائلة لفهم نمو القلب ونمذجة عيوب نمو محددة تؤدي إلى أمراض القلب الخلقية، والسبب الأكثر شيوعا للعيوب الخلقية17. مجموعة كبيرة من أمراض القلب الخلقية تشمل تشوهات القلب الخاصة بغرفة18,19. ومع ذلك، فإنه لا يزال من غير الواضح ما إذا كانت هذه تنبع من تطور حقل القلب الشاذة. وبالإضافة إلى ذلك، نظرا لعدم قدرة خلايا القلب في الانتشار بعد الولادة، كانت هناك جهود واسعة النطاق لخلق أنسجة القلب لتجديد القلب1،7،20. وبالنظر إلى الاختلافات الفسيولوجية والمورفولوجية بين غرف القلب، فإن توليد أنسجة القلب الخاصة بالحجرات باستخدام مراكز الأمن العام أمر ذو أهمية كبيرة. في حين أن التقدم الأخير في أمراض القلب التنموية قد أدى إلى توليد قوي من خلايا القلب من مراكز الأمن العام، فإنه لا يزال من غير الواضح ما إذا كان يمكن أن يسبب هاتي في مجالي القلب في أنظمة PSC.
لتلخيص توليد القلب في المختبر ودراسة مواصفات وخصائص CPCs، استخدمنا سابقا نظام يستند إلى تمييز SPHeroids القلب المشتقة PSC21،22،23،24. في الآونة الأخيرة، قمنا بإنشاء الخلايا الجذعية الجنينية الماوس (mESCs) مع GFP ومراسلي RFP تحت سيطرة الجين HCN4 FHF وجين SHF Tbx1، على التوالي (mESCsTbx1-Cre؛ روزا- طلب تقديم العروض؛ HCN4-GFP) 25. في المختبر mESCs متباينة شكلت كرويات القلب التي GFP + وخلايا RFP + ظهرت من منطقتين متميزتين من الخلايا الأدمية ومنقوشة بطريقة تكميلية. وأظهرت الخلايا الناتجة عن ذلك GFP+ وRFP+ خصائص FHF وSHF، على التوالي، التي تحددها التحليلات تسلسل الحمض النووي الريبي والتحليلات الكلونية. الأهم من ذلك، باستخدام mESCs تحمل مراسل Isl1-RFP (mESCIsl1-RFP)،اكتشفنا أن خلايا SHF تميزت بإخلاص من قبل بروتين سطح الخلية CXCR4، وهذا يمكن أن تمكن عزل خلايا القلب الميدانية الخاصة دون transgenes. وسيصف هذا البروتوكول توليد وعزل مراكز القلب الأساسية الخاصة بحقول القلب عن الشركات الصغيرة والمتوسطة الحجم، مما قد يكون بمثابة أداة قيمة لدراسة أمراض القلب الخاصة بالحجرات.
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
ملاحظة: في المختبر جيل من خلايا القلب القلب القلب حقل محدد (الشكل 1).
1- صيانة المعدات الاستراتيجية للفأرة
2. جيل من خلايا القلب الاستباقية باستخدام كرويات القلب
3. عزل القلب حقل خلايا محددة القلب Progenitor باستخدام مراسلين الفلورسنت
4. عزل القلب حقل محدد خلايا القلب Progenitor باستخدام Cxcr4 كعلامة بروتين سطح الخلية
5. تحليل الخلايا القلبية محددة القلب حقل محدد
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
وبعد ما يقرب من 132 ساعة من التمايز، يمكن الكشف عن Tbx1-RFP وHcn4-GFP CPCs باستخدام المجهر الفلورسنت (الشكل2). بشكل عام، GFP وRFP تظهر الخلايا تقريبا في نفس الوقت. ولا يزال السكان في مراكز اللاجئين يتوسعون على مقربة من بعضهم البعض ونمطا تكميليا. إن ضبط تركيزات أكتيفين أ وBMP4 سيغير النسب المئوية لـFHF مقابل مراكز المعالجة بالموجات فوق الـ SHF (الشكل 3). تم تحديد مواصفات التصنيف المركزي للمنتجات في المختبر في المقام الأول من خلال تركيز BMP4. ولذلك، يمكن استخدام ن...
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
في بروتوكولنا، فإننا نوصف منهجية لتوليد كرويات القلب والقلب معزول حقل مراكز المعالجة بالقلب. ويمكن استخدام هذه الآليات لدراسة آليات مواصفات CPC وخصائصها، وكذلك لنمذجة الأمراض الخاصة بغرفة القلب. واحدة سابقا نشر عمل استعمل [مسك] خطّ مع اثنان [فلسنت] مراسلات ([مف2ك/نكإكس2.5]) أن يدرس [كرديوجنسس] في مختبر, مهما, عبّر عن كلا أنّ علامات في يوم جنينيّة 9.5-10 عندما [كرديوووسكتس] يكون سابقا شكّلت26. على حد علمنا، لا توجد حاليا أي طرق لعزل القلب في مجال محدد من مراكز المعالجة القلبية الاستراتيجية في المخت...
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
ولا يملك أصحاب البلاغ أي شيء للكشف عن المعلومات.
E. T. كان مدعوما من قبل السحر الذي يهم وAHA. C. K. كان مدعوما من قبل المنح من NICHD/NIH (R01HD086026)، AHA، وMSCRF.
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
| الاسم | الشركة | رقم فهرسي | التعليقات |
|---|---|---|---|
| & بيتا ؛ ميركابتو إيثانول | سيجما | M6250 | |
| 0.1٪ (وزن / حجم) الجيلاتين | EMD Millipore | ES-006-B | |
| 100 ملي مولار بيروفات الصوديوم | جيبكو | 11360 | |
| 100x القلم / البكتيريا | Gibco | 15070-063 | |
| 1x PBS بدون الكالسيوم والمغنيسيوم | الحرارية فيشر العلمية | 21-040-CV | |
| 20٪ بارافورمالدهايد | ثيرمو فيشر العلمي | 50-980-493 | |
| 5 مل أنبوب دائري القاع من البوليسترين مع 40 & mu ؛ مصفاة الخلايا المتحركة | BD Falcon | 35223 | |
| Activin A | R & أنظمة D | 338-AC-010 | |
| حمض الأسكوربيك | سيجما | A-4544 | |
| B27 ناقص فيتامين أ (50x) | 12587010 | ثيرمو فيشر العلمي | |
| BMP4 | R & D Systems | 314-BP | |
| مصل الأبقار الألبومين | Sigma | A2153 | |
| فارز الخلايا | Sony | SH800 | Sony أو أي فارز خلوي آخر منشط |
| بالفلورة مصفاة الخلية 70 & mu ؛ م | ثيرمو فيشر العلمي | 08-771-2 | |
| أجهزة الطرد المركزي سورفال ليجند XT | ثيرمو فيشر | 75004508 CHIR99021 | |
| سيليك للكيماويات | S2924 | ||
| CO2< / sub> حاضنة | ثيرمو فيشر العلمي | 51030285 | |
| كورنينج مرفق منخفض للغاية T75 قارورة | كورنينج | 07-200-875 | |
| عدد لا يحصى من عداد الخلايا الآلي II FL | IgG المضاد للفأر | ||
| ، Alexa Fluor 647 المترافق | Thermo Fisher Scientific | A-31571 ، Lot # 1757130 | |
| Dulbecco's Modified Eagle's Medium High Glucose (DMEM) | Gibco | 11965-092 | |
| EDTA | Sigma | E6758 | |
| ESGRO (LIF) | Millipore | ESG1106 | |
| EVOS FL المجهر | Thermo Fisher Scientific | AMF4300 | |
| مصل الأبقار الجنيني | Invitrogen | SH30071.03 | |
| غلاسكو ' s MEM (GMEM) | جيبكو | 11710035 | |
| جلوتا ماكس (100x) | جيبكو | 35050-061 | |
| لحم الخنزير s F12 | Gibco | 10-080-CV | |
| HEPES | Sigma | H3375 | |
| IMDM | Gibco | 12440053 | |
| Monothioglycero (MTG) | Sigma | M-6145 | |
| الفأر المضاد للتروبونين T الجسم المضاد | ثيرمو فيشر العلمي | MS-295-P1 | |
| N2-SUPPLEMENT | Gibco | 17502-048 | |
| غير ضروري محلول الأحماض الأمينية (NEAA | Invitrogen | 11140-050 | |
| PD0325901 | Selleckchem | S1036 | |
| PerCP-efluor 710 الجسم المضاد المترافق المضاد ل Cxcr4 | Thermo Fisher Scientific | 46-9991-82 | |
| طبق ثقافة التعليق 150 مم × 25 | مم قوارير Corning | 430597 | |
| T25 | Corning | 353109 | |
| TrypLE (Trypsin) | جيبكو | 12604 | |
| Y-27632 (مثبط ROCK) | تقنيات الخلايا الجذعية | 72304 |
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.