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Research Article
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Erratum Notice
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Retraction Notice
The article Assisted Selection of Biomarkers by Linear Discriminant Analysis Effect Size (LEfSe) in Microbiome Data (10.3791/61715) has been retracted by the journal upon the authors' request due to a conflict regarding the data and methodology. View Retraction Notice
骨骼肌微血管内皮细胞 (mmec) 塑造了肌肉毛细血管的内壁, 并调节两者, 流体分子的交换和 (免疫) 细胞在肌肉组织和血液之间的迁移。分离原生小鼠 mmeec, 如下所述, 使 "我的血管单位" 能够进行全面的体外调查。
骨骼肌毛细血管内皮细胞 (肌肉微血管内皮细胞, mmec) 在调节液体和营养物质的交流以及对感染的免疫反应之间建立了障碍通过控制免疫细胞迁移的代理。对于这些功能, mmec 形成一个功能性的 "肌血管单位" (mvu), 具有更多的细胞类型, 如成纤维细胞、周细胞和骨骼肌细胞。因此, mmec 的功能障碍, 因此 mvu 有助于各种各样的肌病。然而, mmec 在健康和疾病方面的监管机制仍然没有得到充分的了解, 它们的阐明先于治疗肌病的更具体的方法。在 mvu 的背景下对主要 mmec 功能进行隔离和深入调查, 可能有助于更好地了解这些过程。
本文提供了一种通过机械和酶解分离分离骨骼肌原生小鼠 mmec 的方案, 包括纯化和培养维持步骤。
通过血液, 细胞和器官提供氧气、底物和其他必要的分子。这种交换发生在毛细血管中, 是最小的船只。毛细血管是由内皮细胞 (ec) 内层形成的, 其完整性仍然是成功调节血管内和间质间隙之间肌肉稳态的先决条件。为了确保可溶性因子和细胞的选择性过渡, ec 构成了一个单层连接的紧密和粘附连接 1. 除了作为营养或代谢产物的屏障的作用外, ec 还调节炎症过程中白细胞的吸收。炎症或组织损伤导致 ec 表面粘附分子的上调, 并产生促进白细胞附着和转移到目标组织2的趋化因子.因此, ec 严格参与炎症过程的调节, 如防御病原体或组织修复。
ec 功能障碍与血管疾病、慢性肾功能衰竭、静脉血栓形成严重的病原体感染直接相关。此外, ec 几乎总是参与器官特异性自身免疫, 如糖尿病或多发性硬化症3。因此, 血液和器官之间的屏障功能是由不同细胞类型的协同相互作用控制的。在骨骼肌微血管内皮细胞 (mmec) 与肌肉细胞、成纤维细胞和周细胞形成一个功能单元, 即 "myovascular 单位" (mvu)。因此, mvu 功能障碍可能在肌病的病理生理学中起着至关重要的作用。然而, 对这些监管机制的更深入了解仍然缺失, 目前无法确定肌病中新的、急需的治疗目标。
为了研究复杂的生理和病理生理机制, 动物模型是常用的。然而,体外模型通过排除各种混淆因素, 提供了关注感兴趣的主题的优势。为了研究体外过程, 有必要分离出纯和有活力的原代细胞。与细胞系不同的是, 从转基因动物身上分离出的原代细胞能够研究体外基因修饰的后果。
本文介绍了一种利用机械和酶解分离的方法, 然后采用磁性活化细胞分选技术 (mcs) 进行纯化。为此, 使用了针对特定表面标记的磁珠。血小板内皮细胞粘附分子-1 (pecam1, cd31) 主要在 ec 上表达, 可用于丰富这种细胞类型。为了保证高细胞纯度, 对蛋白酪氨酸磷酸酶受体 c 型 (ptprc, cd45) 的否定选择排除了造血源细胞。此外, 还介绍了质量控制、原生小鼠 mmec 的培养、潜在的应用和局限性以及特殊注意事项。
所有动物实验都得到了地方当局的批准, 并根据德国《动物福利法》 (84-02.05.20.13.097) 进行。
1. 动物实验的一般意见
2. 溶液、介质和涂层的制备
3. 原代小鼠肌肉微血管内皮细胞 (mmec) 的分离
4. 原生小鼠 mmec 纯化
5. 质量控制
隔离一天后, 原生小鼠 mmec 和残留的其他细胞形成企业集团, 并坚持到培养的培养物的底部 (图 1a天 1)。从第7天开始, 就可以观察到扁平和拉长的细胞。然而, 其他主要是球状细胞的污染仍然是可见的 (图 1 a 第7天)。因此, 需要通过mcs 进行 cd31 阳性选择的另一个周期。此后, 原生小鼠 mmec 扩散到约80–90% 的密度。在融合时, 它们通常形成一个纵向对齐细胞的非重叠单层 (图 1a第14天)。由于接触抑制, 扩散停止在汇合处。14天后约 5-10 x 10 5 细胞可用于进一步的研究。
通过流式细胞仪进行质量控制,使用可固定活力染料 fvd780 (用于染色死细胞)、pecam1 (cd31) 和 ptprc (cd45, 作为造血源细胞的标记) 显示, 细胞的活力和纯度分别在70% 左右在隔离之后立即 (图 2a)。通过mcs 进行 cd31 阳性选择后培养的细胞在纯度和生存能力方面都显示出令人满意的价值, 每个细胞的含量高达 95% (图 2b)。
为了评价选择步骤的准确性, 通过定量 pcr (qpcr) 进一步研究了获得的细胞在 mrna 水平上对骨髓细胞标记基因配对盒蛋白 7 (pax7) 和 m-cadherin (cdh15) 的基因表达。原代小鼠 mmec (pmmec) 和分化原代小鼠肌肉细胞 (pmmc) 分别作为阴性对照和阳性对照。小鼠肌肉细胞是商业购买的。如预期的那样, 只有 cd45-cd31 -分数以及 pmmc 表示 pmMC 和cdh15, 而 cd45-cd31+和主要小鼠 mec 对这些标记呈阴性反应 (图 2c).
ec 来源于骨骼肌内膜内的毛细血管, 表达紧密的结节蛋白4,5。采用 qpcr 技术, 评价了第二次 Cld5 mcs 步骤后, 融合原生小鼠mmec 的 claudin-5 (cld5)、闭合素 (cln) 和 zonula 遮挡-1 (tjp1或zonula) 的表达.pmmc 被用作控件 (图 2d)。原生小鼠 mmec 的cld5、 oln和tjp1水平较高, 而 pmmc 的 tjp1 表达率较低。此外, 免疫荧光染色作为质量控制, 证实了内皮特异性标记 pecam1 在原代小鼠 mec 中的表面表达 (图 2e)。

图 1: 原生小鼠 mmeec 的形态.(a) 用相色对比显微镜观察第1天至第14天培养的原生小鼠 mec 的代表性图像。d1 = 第1天, d1 = 第7天, d1 = 第14天。请点击这里查看此图的较大版本.

图 2: 原生小鼠 mmec 的质量控制.利用 (i) fsc/ssc、(ii) fvd780 和 (iiiia) cd45 (iiib) cd31 (虚线 = 同型控制), 在分离 (a) 后和第15天 (b) 立即进行原生小鼠 mmec 流式细胞化分析的分型策略.(c) pax7和 m-cadherin (cdhn15) 在 mcs 隔离后的 cd45-cd1- 、cd45-cd31+组分以及原代小鼠 mec (pmmmec) 和原代小鼠肌肉细胞 (pmMMEC) 中的表达水平).表达水平显示为c t 值(样本-18s rrna), n. d. = 未确定。(d) pmmec 和 pmmc 的紧密连接蛋白 claudin-5 (cldn5)、遮挡素 (olcn) 或 zonula 闭塞-1 (tjp1或zo-1) 的表达水平, 如c t 值所示。(e) 第二次 cd31 阳性选择后, 在培养的原代小鼠 mmeec 24小时内进行 pecam1 (红色) 免疫荧光染色。含 dapi (蓝色) 安装介质的核染色;左 = 反 pecamdudapi, 右: 负控制/dapi。请点击这里查看此图的较大版本.
提交人声明没有相互竞争的经济利益。
骨骼肌微血管内皮细胞 (mmec) 塑造了肌肉毛细血管的内壁, 并调节两者, 流体分子的交换和 (免疫) 细胞在肌肉组织和血液之间的迁移。分离原生小鼠 mmeec, 如下所述, 使 "我的血管单位" 能够进行全面的体外调查。
这项工作得到了 "else kröner-fre舍enius-stibtung" (2018_A03 到 tr) 的支持, "创新 medizinische forschung (基金组织) münster" (i-ru2001 1811 to tr) 和德国研究基金会 (dfg, inst 2105/27-1--, me 328---1, me 3281-1-1 至 sgm)。黑克·布鲁姆提供的插图图片。
| 0.25% 胰蛋白酶-EDTA | Thermo Fisher | 25200-056 | 即用 |
| ACK 缓冲液 | 150 mM NH4Cl、10 mM KHCO3、0.1 mM EDTA 水溶液,pH 值为 7.3 | ||
| 抗小鼠 CD31-FITC(克隆 MEC13.3) | Biolegend | 102506 | 同种型对照:FITC 大鼠 IgG2a 和 kappa;同种型 Ctrl |
| 抗小鼠 CD45-PE (克隆 30-F11) | Biolegend | 103106 | 同种型对照:PE 大鼠 IgG2b,κ同种型 Ctrl |
| bFGF | Peprotech | 100-18B | 碱性成纤维细胞生长因子 |
| BSA | Sigma Aldrich | A4503 | |
| CD31 微珠小鼠 | Miltenyi Biotec | 130-097-418 | |
| CD45 微珠小鼠 | Miltenyi Biotec | 130-052-301 | |
| 胶原酶分散酶 | Roche | 10269638001 | 来自 V. 溶藻性溶藻 的胶原酶,来自 B. polymyxa |
| Corning Costar TC 处理的多个 6 孔板 | 康宁 | 3516 | |
| Cy3 偶联的抗大鼠 IgG 抗体 | dianova | 712-166-153 | |
| DAPI(含 DSIX 的 ProLong Gold 抗淬灭试剂) | Thermo Fisher | P36935 | |
| 去氧核糖核酸酶 | Sigma Aldrich | D4513 | 来自牛胰腺的脱氧核糖核酸酶 I |
| 焦碳酸二乙酯处理过的水 | Thermo Fisher | AM9916 | |
| DMEM,含有谷氨酸补充剂和丙酮酸 | Thermo Fisher | 31966-021 | 升温至 37 °C;C 使用前 |
| dNTP 混合物 (10 mM) | Thermo Fisher | R0192 | 1 mL |
| EDTA | Sigma Aldrich | E5134 | |
| FACS 管 | Sarstedt | 551,579 | |
| Falcon 70 μm 细胞过滤器 | 康宁 | 352350 | |
| FC 缓冲液 | 0.1% BSA,0.2% NaN3,2 mM EDTA | ||
| 胎牛血清 | Sigma Aldrich | F6178 | 胎牛血清 |
| 可固定活力染料 eFluor780 | Thermo Fisher | 65-0865-14 | |
| 镊子(锯齿状,直,12 cm) | 精细科学工具 | 11002-12 | |
| 镊子(锯齿状,直型,12 cm) | 精细科学工具 | 11009-13 | |
| 胰岛素注射器 100 Solo 1 mL (Omnifix) | Braun | 9161708V | |
| 大型磁力柱(LS 柱) | Miltenyi Biotec | 130-042-401 | 用于 CD45-MACS 步骤 |
| MCS 缓冲液 | 0.5% BSA、2 mM EDTA 的 PBS 溶液,pH 值为 7.2 | ||
| 中等磁性柱(MS 柱) | MiltenyiBiotec | 130-042-201 | 用于 CD31-MACS 步骤 |
| 核酸酶的水 | Thermo Fisher | R0581 | |
| PBS | Sigma Aldrich | 磷酸盐缓冲盐水,即用 | |
| PCR 缓冲液 (5x) | Thermo Fisher | EP0742 | 与逆转录酶 |
| Pecam1 大鼠 &α; | g/mL | ||
| 青霉素-链霉素 | Sigma Aldrich | P4333 | |
| 原代小鼠肌肉细胞 | Celprogen | 66066-01 | |
| 引物 Cdh15(M-钙粘蛋白) | Thermo Fisher | Mm00483191_m1 | FAM 标记 |
| 引物 Cldn5(claudin-5) | ThermoFisher | Mm00727012_s1 | FAM 标记 |
| 引物 Ocln(occludin) | Thermo Fisher | Mm00500912_m1 | FAM 标记 |
| 的引物 Pax-7 | Thermo Fisher | Mm01354484_m1 | FAM 标记 |
| 的引物 Tjp-1(Zonula occludens 1) | Thermo Fisher | Mm00493699_m1 | FAM 标记 |
| 的引物 18s rRNA(真核内源性对照) | Thermo Fisher | 4310893E | VIC 标记 |
| qPCR 缓冲液(Maxima Probe/ROX qPCR Master Mix (2X) | Thermo Fisher | K0231 | 2 x 1,25 毫升;每个反应 200 |
| 单链引物 | 、Thermo Fisher | SO142 | 随机 Hexamer 引物 |
| 逆转录酶 (200 U/μL) + PCR 缓冲液 (5x) | Thermo Fisher | EP0742 | |
| Rnase 抑制剂 (40 U/μL) | Thermo Fisher | EO0381 | |
| 剪刀(刀刃 23 毫米,锋利/锋利) | Fine Science Tools | 14088-10 | |
| 剪刀(刀刃 42 毫米,锋利/钝) | Fine Science Tools | 14001-13 | |
| 快速涂层解决方案 | PeloBiotech | PB-LU-000-0002-00 |