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Department of Biomedical Engineering, Cornell University
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Gould, R. A., Butcher, J. T. Isolation of Valvular Endothelial Cells. J. Vis. Exp. (46), e2158, doi:10.3791/2158 (2010).
심장 판막은 심장 혈관 시스템을 통해 단방향 혈액 흐름을 유지하는 책임은 전적으로 귀하에게 있습니다. 이 얇고 섬유질 조직들은 수명 동안 억 여러 번 열고 닫는 등 상당한 기계적 스트레스를 받게됩니다. 이러한 조직의 놀라운 인내력은 내피 거주 판막병 (VEC)와 중간 세포에 의한 (VIC)는 지속적으로 지방 기계 및 생물 학적 신호에 대한 응답으로 수리 및 개조. 최근 우리는 시험 관내 실험에서 중요한 역할을 담당해 왔습니다있는 이들 세포의 독특한 행동을 이해하기 시작했다. 특히 도전은 VEC의 격리와 문화입니다. 특별한주의는 순간부터 조직이 최종 도금을 통해 호스트에서 제거됩니다 사용해야합니다. 여기 우리는 직접적인 고립, 측면 구체적인 고립, 문화, VEC의 순수한 인구의 검증을위한 프로토콜을 제시한다. 우리는 표면 세포를 이동시키다하는 부드러운 면봉 사장을 때릴 때의 기술 다음 효소 소화를 사용합니다. 이러한 세포는 다음 튜브에 수집하여 펠렛으로 centrifuged 있습니다. 펠렛은 다음 resuspended과 콜라겐 I 매트릭스 사전 코팅 문화 flasks로 도금입니다. VEC의 표현형가 접촉에 의해 확인하는 것은 성장과 같은 PECAM1 (CD31)로 내피 특정 마커의 표현을 저해, 폰 Willebrand 팩터 (vWF), 그리고 알파 - 부드러운 근육 굴지 (α - SMA)의 부정적인 표현. VEC의 기능적 특성은 acetylated LDL 높은 수준의와 관련된 있습니다. 혈관 내피 세포와는 달리, VEC는 일반적으로 배아 밸브 형성 한 동안 발생 mesenchyme로 변환하는 독특한 능력을했습니다. 이것은 또한 체외 문화에 크게 연장 게시물 합류하는 동안 발생할 수 있으므로주의가 합류 또는 가까운 통로로하여야한다. VEC 분리 후, VIC의 순수한 인구 그때 쉽게 취득하실 수 있습니다.
1. 준비
2. 심장 밸브 전단지의 분리
3. 내피 층의 분리
4. 사이드 특정 절연을위한 60mm 문화 요리의 준비
5. 사이드 특정 내피 층의 분리
6. 중간 세포의 분리
7. 대표 이미지

그림 1. 2-3일 게시물 절연의 절연 세포의 형태. (A) VEC는 일반 내피 형태학 및 형태의 성장을 촉진하기 위해 클러스터를 나타냅니다. (B) VIC의 형태는 일반적으로 스핀들 모양과 술병에 걸쳐 균등하게 분산시키고 myofibroblasts 비슷합니다.

그림 3. 격리 세포의 기능 특성 6. (A) VEC는 acetylated LDL 이해 높은 수준의 (적색)과 연결되어 있습니다. (B) VIC는 acetylated LDL 이해의 낮은 수준과 관련됩니다.

그림 4. 절연 세포 6 세포 마커. (A) VEC의 표현형는 본 Willebrand 팩터 (녹색), 파랑 (핵)에 대한 긍정적인 얼룩에 기여합니다. (B) VIC의 표현형는 본 Willebrand 팩터에 대한 부정적인 얼룩에 기여합니다.

그림 5. 격리 세포의 세포 마커. (A) VEC의 표현형는 알파 SMA (녹색), 파랑 (핵)에 대한 부정적인 얼룩에 기여합니다. (B) VIC의 표현형는 알파 SMA에 대한 긍정적인 얼룩에 기여합니다.
| 해리 에이전트 | 분리 기술 | 셀 컬렉션 | 셀 수량 | 세포 퓨리티 | 오염 |
| CaCl 2없이 EDTA (에틸렌 다이아 민 테트라 초산) (3mM) | 5, 20, 60 분. CaCl 2뿐만 아니라 전 | 20, 60, 120 분. 수령 전에 | - | + / - | + + + |
| CaCl 2없이 EDTA (에틸렌 다이아 민 테트라 초산) (6mM) | 5, 20, 60 분. CaCl 2뿐만 아니라 전 | 20, 60, 120 분. 수령 전에 | + / - | + | + + + |
| 트립신 - EDTA (에틸렌 다이아 민 테트라 초산) (0.5 g / L) | 5, 10, 15 분. 비활성화하기 전에 | 매체 즉시 수집 | + | + | + + |
| Collagenase II (300 U / ML) | 5, 10, 15 분. 비활성화하기 전에 | 매체 즉시 수집 | -, +, + + | - + + + | + |
| Collagenase II (600 U / ML) | 5, 10, 15 분. 비활성화하기 전에 | 매체 즉시 수집 | +, + +, + + + | + +, + +, - | - |
표 1. 예비 밸브 모양의 내피 세포 격리 프로토콜의 결과.
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밸브 모양의 생물학의 이해는 분리 기술적인 문제 및 밸브 모양의 내피 세포의 culturing 순수 인구에 의해 장애인되었습니다. 일반 절연 기술 기본 기초 매트릭스 또는 내피 접착 채권 2,3의 화학 분해 효소의 소화를 포함. 예비 분리 실험은 질적으로 분리 직원과 부화 기간 변화에 의해 평가되었다. 이러한 실험의 결과는 최대 60 분 동안 그 EDTA (에틸렌 다이아 민 테트라 초산) (또는 트립신 - EDTA (에틸렌 다이아 민 테트라 초산)) 부화가 dislodging 세포에 실패했습니다했다. 그러나, 50~10분위한 collagense의 소화는 순수한 밸브 모양의 내피 세포 (표 1)의 사용 가능한 번호를 검색하는 효과 입증. 기타 효소 솔루션은 이러한 dispase, 특히 기본 매트릭스 4의 주요 구성 요소입니다 콜라겐 유형 IV 및 fibronectin를 대상으로 수있는 metalloprotease과 보완으로 제안되었습니다. 해방 세포는 같은 clonal 확장이나 자기 선택 방법 5 추가 처리를 통해 정화 수 있습니다.
최근 증거는 대동맥 밸브가 세포 phenotypes을 평가하면 문제가 발생할 수 있습니다 셀 유형의 매우 이질적인 분포를 포함 것을 제안했다. 혈관 내피와는 달리, VEC는 유체 흐름 6 방향으로 수직 정렬해야합니다. VEC의 Transcriptional 프로필 측면 특이성 및 기계적 환경에 모두 의존하고 있습니다. 대동맥 대 심실 사이드 내피는 생체내에 별개의 내피 phenotypes 것으로 확인되었습니다. 유전자 발현 프로파일은 대동맥 측면 밸브에 내피가 석회화 측면하는 경향이 있지만 산화 방지 메커니즘 7 염증 개시으로부터 보호하는 것이 좋습니다. 전단 흐름의 존재에서 내피 세포가 다운 그들의 정지 표현형을 유지하기 위해 BMP - 4 및 POSTN로 calcific 유전자를 규제. 전단 흐름은 심실 내피 보호 8 가능한 설명입니다 chondro / osteogenic 차별화에서 내피 세포 유형에 대한 보호 조치 역할을 보인다.
인간의 폐 대동맥 밸브에서 Clonal isolations는 내피 progenitors 존재는 α - SMA, CD144, CD31 및 다양한 양의 표현의 스펙트럼을 제안했습니다. 일부는 특별히 학위 9 변화에 TGFB2에 대응, mesenchymal 표현형로 전환 EMT 유사 표시했다. Clonal 격리 세포 인구 정화의 효과적인 방법으로 증명하지만, generalizable되지 phenotypic 특이 사항이있을 수 있습니다 특정 subpopulations에 대한 선택합니다. 이것은 많은 다른 세포 유형 nonzero 수량에 존재로서, 표면 내피를 위해 매우 중요합니다. 이것은 하나 이상의 내피와 같은 특성 10, 11을 표현할 수있는 모든 순환하는 내피 세포, 골수 파생된 세포 및 monocytes를 포함합니다. 또한, clonal 격리는 점 많은 비 전구 phenotypes이 senesced 또는 dedifferentiated됩니다되는 실험에 적합한 휴대폰 번호를 도달하는 많은 세포 분열을 받다. 따라서, 여기에서 설명한 같은 기본 세포 격리는 원래 밸브 내피 인구의 최고의 표현을 제공합니다. 문제는 등장 하위 phenotypes은 고유거나 외부 자극에 차등 반응에서 나오는 여부를 확인할하는 것입니다. 이 방법으로, 하나는 구체적인 치료에 대한 응답으로 각과 결과의 상대적인 유행을 확인할 수 있어야합니다.
자기 정렬 방식 또한 세포 인구를 정화하는 방법을 제공하지만 가지고 항체 상표 조건과 파생 셀 인구에 크게 의존하고 있습니다. 도 증가 이해 밸브 세포 집단 같은 CD31와 같은 내피 마커, CD144, 그리고 α - SMA 부정적으로 순수한 밸브 모양의 인구에 대한 정렬 충분하지 않을 수 있습니다. Clonal isolations은 내피 세포가 정렬 가능 부정확으로 이어지는 마커 표현의 다양한 스펙트럼을 포함 것을 증명했습니다. 정렬 내피 세포가 CD31에 대한 정렬되었을 때, 샘플 순도는 거의 96%로 증가했다. 그러나, 중간 세포는 하루 후 합류 4 성장 문화에 다시 시작했다. 자기 정렬이 옵션이 있지만, 하나는 CAD - 11에 대한 긍정적이고 periostin 6 부정적으로 추가 마커와 표현 수준에 대해 정렬 고려해야한다.
우리는 분리하고 심장 밸브 내피 세포 (VEC)의 culturing 순수한 인구를위한 방법을 제공합니다. 이러한 clonal 고립과 자기 선택 방법으로이 방법을 사용하여 추가 처리 측면 구체적인 내피 세포의 대표적인 인구를 달성하기 위해 제거될 수 있습니다. 인구를 평가하면 셀 형태, 기능 특성, 여러 마커와 표현 수준이 모두 고려되어야합니다.
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관심 없음 충돌 선언하지 않습니다.
이 연구는 NSF 경력 수상, 하트웰 재단, 그리고 미국 심장 협회 (# 0830384N)에 의해 지원됩니다.
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Dulbecco’s Modified Eagle Medium | Mediatech, Inc. | 50-103-PB | |
| Fetal Bovine Serum | GIBCO, by Life Technologies | 26140 | |
| Penicillin Streptomycin | GIBCO, by Life Technologies | 15140-122 | |
| 0.25% Trypsin-EDTA | GIBCO, by Life Technologies | 25200 | |
| Heparin Sodium Salt | Sigma-Aldrich | H4784-1G | |
| Collagenase Type 2 | Worthington Biochemical | LS004176 | |
| DPBS | GIBCO, by Life Technologies | 21300-058 | |
| Rat Tail Collagen | BD Biosciences | 354236 | |
| Critical Swabs | VWR international | 89031-270 | |
| Sodium Bicarbonate | Sigma-Aldrich | 55761 | |
| T25 Flasks | BD Biosciences | 353018 | |
| T75 Flasks | BD Biosciences | 353136 | |
| 24 Well Plate | Falcon BD | 353047 | |
| 60x15 mm Dishes | VWR international | 25384-092 | |
| 60x15 Glass Dishes | VWR international | 89000-310 | |
| Paraffin Embedding Wax | Electron Microscopy Sciences | 19304-01 | |
| Precision Glide Needles | BD Biosciences | 305165 | |
| 500 mL Nalgene Filters | VWR international | 73520-985 | |
| 1L Nalgene Filters | VWR international | 73520-986 | |
| Tissue Forceps | Fine Science Tools | 11023-15 | |
| FSC Tweezers #5 | Fine Science Tools | 11295-00 |