Dieses Protokoll soll veranschaulichen, wie zu verwenden Maus neonatale Kardiomyozyten als Modellsystem um zu untersuchen, wie verschiedene Faktoren Sauerstoffverbrauch im Herzen ändern können.
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Dieses Protokoll soll veranschaulichen, wie zu verwenden Maus neonatale Kardiomyozyten als Modellsystem um zu untersuchen, wie verschiedene Faktoren Sauerstoffverbrauch im Herzen ändern können.
Mitochondrien und oxidativen Stoffwechsel sind entscheidend für die Aufrechterhaltung der Funktion des Herzmuskels. Forschung hat gezeigt, dass mitochondriale Dysfunktion ein wichtiger Faktor für beeinträchtigte Herzfunktion bei Herzinsuffizienz gefunden. Im Gegensatz dazu möglicherweise Wiederherstellung defekter mitochondriale Funktion wohltuende Wirkung auf die Verbesserung der Herzfunktion bei Herzinsuffizienz. Daher könnte die regulatorischen Mechanismen und Identifizierung neuer Regler für mitochondriale Funktion Einblicke die genutzt werden könnten, um neue therapeutische Zielstrukturen für die Behandlung von Herzkrankheiten zu entwickeln. Hier ist kardialen Myozyten mitochondriale Atmung mit einer einzigartigen Zellkultursystem analysiert. Zunächst wurde ein Protokoll optimiert, um schnell zu isolieren und hohe Rentabilität Neugeborenen Maus Herzzellen Kultur. Dann ist eine 96-Well-Format extrazelluläre Flussmittel Analyzer verwendet, um den Sauerstoff-Verbrauch von diesen Kardiomyozyten zu beurteilen. Für dieses Protokoll wir säen Bedingungen optimiert und demonstrierte, dass Neugeborenen Maus Herzzellen Sauerstoff-Verbrauch leicht in eine extrazelluläre Flux-Analysator beurteilt werden kann. Wir beachten, dass unser Protokoll auf eine größere Größe der Kultur auch kann und andere Studien, wie z. B. die intrazelluläre Signal- und kontraktile Analyse Funktion.
Um eine stetige kardiale kontraktile Funktion aufrecht zu erhalten, müssen die Herzzellen eine konstante Versorgung mit zellulären Energie hauptsächlich in Form von ATP1pflegen. Im Herzen entsteht etwa 95 % der ATP durch Mitochondrien, vor allem durch Oxidative Phosphorylierung, zeigt, dass Mitochondrien Herzfunktion2,3bioenergetische maßgeblich beteiligt. Unterstützen diese Vorstellung ist, dass Dysregulation der mitochondrialen Funktion zu Kardiomyopathie und Herzinsuffizienz4,5führen kann. Umgekehrt, Wiederherstellung der Funktion der Mitochondrien hat gezeigt, dass das Versagen der Herzfunktion verbessern Herz-6,7. Daher konnte studieren des Mechanismus der mitochondrialen Bioenergetik und Identifizierung neuartige Regulatoren der mitochondrialen Funktion in Kardiomyozyten verraten nicht nur mechanistische Einblicke der kardialen Energieerzeugung aber auch Einblick, der führt zur Entwicklung neuer therapeutischer Ziele zur Behandlung von Herz-Kreislauferkrankungen6,8.
Im Vergleich zu das ganze Herz, die enthält einer Mischungaus von Myozyten und nicht Myozyten9, Cardiomyocyte Kulturen sind hochrein, mit minimalen Kontamination von nicht-Myozyten aus dem Herzen, wie z. B. Fibroblasten und Endothelzellen10. Darüber hinaus ermöglicht isolieren Herzzellen von neugeborenen Welpen züchten eine große Anzahl von Zellen in einer kleinen Menge der Zeit, im Vergleich zu isolierenden Zellen von Erwachsenen Herzen10,11. Vor allem primäre kultivierten erwachsenen Maus Herzzellen haben kurze überleben Zeiten (z.B. 24 h) und auf längere Zeit de-Punkte unterscheiden. Neugeborenen Maus Herzzellen können überleben und für mehr als 7 Tage in der Kultur, wodurch sie ideal für die Prüfung der Auswirkungen der Wirkstoffe und Genmanipulation auf die Funktion der Mitochondrien in Kardiomyozyten10manipuliert werden. Natürlich gibt es biologische Unterschiede zwischen den Erwachsenen und Neugeborenen Zellen, aber die längere Dauer, die für Kultur neonatale Zellen macht sie geeignet für viele verschiedene Arten von Studien, einschließlich der Funktion der Mitochondrien.
Bisher wurden primäre kultivierte Neugeborene Maus und Ratte Kardiomyozyten als Modelle zur kardialen Bioenergetik12,13zu studieren. In den letzten Jahren verwendet Studien einen extrazelluläre Flux-Analysator Sauerstoff-Verbrauch (OCR) messen und auswerten oxidative Kapazität bei Maus und Ratte neonatale Kardiomyozyten14,15. Während mit Ratten verglichen, die Zellviabilität des Neugeborenen Maus Herzzellen ist niedriger und hat größere Variabilität16. Außerdem macht die Fähigkeit, Zellen aus gentechnisch veränderter Mausmodelle im Mausmodell Zelle sehr wichtig. Da die OCR-Studien so empfindlich auf Zell-Zahl und Dichte Aussaat sind, braucht man Entwicklung eines reproduzierbaren, zuverlässig und einfach Protokolls, konsequente Zellausbeute und Rentabilität zu erzielen.
Hier berichten wir über ein optimiertes Protokoll, das entwickelt worden ist die kultivierte Maus neonatale Herzzellen zusammen mit einem 96-Well-Format extrazelluläre Flux-Analysator für OCR-Analyse verwendet. Dieses Protokoll wird die Reproduzierbarkeit des Assays stark erhöht. Darüber hinaus das Protokoll nicht nur bietet eine neuartige und reproduzierbare Methode für OCR-Analyse, sondern könnte auch zu einer größeren Größe Kultur für andere experimentelle Zwecke, wie die möglicherweise notwendigen myofibrillären Funktionen zu studieren und intrazellulären angepasst werden Signalwege.
Dieses Protokoll beschreibt insbesondere eine eintägige Verfahren zur Isolierung und Kultur des Neugeborenen Maus Herzzellen in eine 96-Well Zellplatte Kultur. Darüber hinaus beschreibt es die Verfahren zur Messung der Sauerstoff-Verbrauch mit einem extrazellulären Flux-Analyzer. Alle Lösungen sind steril oder steril filtriert. Alle Werkzeuge werden mit 75 % igem Ethanol sterilisiert. Wir bieten eine Tabelle von Materialien für verschiedene Teile des Verfahrens. Für die Kultivierung von Kardiomyozyten, erfolgen alle Abläufe und Schritte in eine Standardzelle Kultur Kapuze. Dieses Protokoll ist für die Isolierung von Neugeborenen Mäuseherzen aus einem Wurf (ca. 8-10 Welpen) entwickelt. Das Protokoll kann jedoch auch zur Isolierung von Herzzellen aus mehreren Würfen angepasst.
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Für die Arbeit mit Neugeborenen Mäusen Bitte verweisen auf lokale Hochschulinstitut Leitlinien Satz her durch die Pflege der Tiere-Programme und die institutionellen und anderen einschlägigen Bestimmungen einhalten. Alle in diesem Protokoll beschriebene Methoden wurden von der UC San Diego institutionelle Animal Care und Nutzung Committee (IACUC) genehmigt und Bundes- und einzelstaatlichen Vorschriften einhalten.
1. Vorbereitung der Reagenzien
(2) Ernte- und Pre-Verdauung von Herzen von neugeborenen Mäusen (Tag 1)
3. bereiten Sie eine Kultur 96-Well-Platte (Tag 1)
(4) enzymatische Verdauung und Beschichtung von Zellen (Tag 1)
5. zählen Zellen und Beschichtung in einer 96-Well Zellplatte Kultur (Tag 1)
6. Sauerstoff-Verbrauch-Assay mit einer 96-Well-Format extrazelluläre Flux Analyzer (Tag2)
Hinweis: Sauerstoff-Verbrauch-Assay kann einen Tag nach der galvanischen Zellen durchgeführt werden oder später. Neonatale Kardiomyozyten kultiviert unter Verwendung dieses Protokolls bis zu 7 Tage überleben kann, post isoliert.
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Mithilfe des Protokolls beschrieben, waren die Herzen von Tag 0 neugeborenen Welpen isoliert. 5 x 105 Zellen/Pup stammen, und Herzmuskelzellen bei dichten von 10 x 103, 20 x 103oder 30 x 103 Zellen/Brunnen, in 96-well-Platten (Abbildung 2A) ausgesät wurden. Nach Übernachtung Kultur fanden sich Kardiomyozyten Kunststoff beschichteten Oberfläche gut an und es gab sehr wenige ungebundene Zellen (ungebunden Zellen werde...
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In dieser Studie haben wir ein einfaches Protokoll für die Isolierung und Kultivierung Maus neonatale Kardiomyozyten etabliert. Durch die Verwendung dieser Kardiomyozyten, haben wir auch die Voraussetzungen für die Sauerstoff-Verbrauch messen mit einem extrazellulären Flussmittel Analyzer System optimiert. Das Protokoll erlaubt verwenden Maus neonatale Kardiomyozyten als Modellsystem um zu untersuchen, wie verschiedene Faktoren Sauerstoffverbrauch in den wichtigsten arbeitenden Zellen des Herzens, vergleichbar mit, was i...
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Die Autoren erklären, dass sie keine finanziellen Interessenkonflikte.
Wir möchten alle Ross Lab und Murphy Lab Mitgliedern danken. Diese Arbeit wird unterstützt durch die American Heart Association (14SDG17790005), Y.C NIH (HL115933, HL127806) und VA Verdienst (BX003260), R.S.R.
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| Name | Unternehmen | Katalognummer | Kommentare |
|---|---|---|---|
| Antimycin A | SIGMA | A8674 | Hemmt den Komplex III der Mitochondrien |
| Zellsieb 100 μ m Poren | FALCON | 352360 | Zur Erfassung von unverdauter |
| Gewebe Kollagenase Typ II | Worthington | LS004176 | Zur Herstellung von Kollagenase-Aufschlusslösung |
| D-Glucose | SIGMA | 75351 | Zur Herstellung von mitochodriellen Stresstests Medium |
| DMEM High Glucose | Life Technologies | 11965-092 | Zur Herstellung von Zellkulturmedium |
| DMEM ohne NaHCO3, Glukose, Pyruvat, Glumanin und Hepes | SIGMA | D5030-10X1L | Zur Herstellung des mitochodnialen Stresstestmediums |
| FCCP (Carbonylcyanid 4-(trifluormethoxy)phenylhydrazon) | SIGMA | C2920 | Entkoppelt die mitochondriale Atmung |
| Fötales Rinderserum (FBS) | Life technologies | 26140-079 | Zur Herstellung von Zellkulturmedium |
| Fibronektin aus Rinderplasma | SIGMA | F1141-5MG | Zur Herstellung von Beschichtungslösung für Gewebekulturplatten |
| Feine Schere | Fine Sciences Tools | 14060-10 | Zum Sezieren von Herzen |
| Gelatine aus Schweinehaut | SIGMA | G-1890 | Zur Herstellung von Beschichtungslösung für Gewebekulturplatten |
| HBSS (Hank's balanced salt solution, ohne Ca2+, Mg2+) | Cellgro | 21-022-CV | Zum Waschen von Herzen und zur Herstellung von Lösung für den Vorverdauungs- und Collagnase-Aufschluss |
| HEPES (1 M) | Fisher Scientific | 15630080 | Zur Herstellung eines mitochodnialen Stresstestmediums |
| Pferdeserum | Life technologies | 26050-088 | Zur Herstellung eines Zellkulturmediums |
| L-Glutamin | SIGMA | G-3126 | Zur Herstellung eines mitochodnialen Stresstestmediums |
| M-199 | Cellgro | 10-060-CV | Zur Herstellung von Zellkulturmedium |
| Moria Löffel | Fisher wissenschaftliche | NC9190356 | Zum Waschen von Herzen |
| Oligomycin | SIGMA | 75351-5MG | Hemmt die mitochondriale ATP-Synthase |
| RIPA-Puffer | Fisher scientific | 89900 | Zur Lyse der Zellen für den Proteinassay |
| Rotenon | SIGMA | R8875 | Hemmt den Komplex I der Mitochondrien |
| Seepferdchen XFe96 Extrazellulärer Flux -Analysator | Agilent | Gerät zur Analyse der Sauerstoffverbrauchsrate | |
| Seahorse XFe96 FluxPak | Agilent | 102601-100 | Packung mit Flussmittelanalysator-Kulturplatten, Sensorkartuschen und Kalibrant |
| Natriumpyruvat | SIGMA | P2256 | Zur Herstellung von mitochodnialem Stresstestmedium |
| Gerade Schere Fine | Sciences Tools | 91401-12 | Zum Sezieren von Herzen |
| Spritzenfilter 0,2 & mu; m Größe | Für die Sterilfiltration von Aufschlussmedium | ||
| Trypsin | USB Corporation | 22715 25GM | Zur Herstellung von Lösung vor dem Aufschluss |
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