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Article de méthode

Évaluation des cardiomyocytes types suivants Reprogrammation Transcription Factor médiée par des fibroblastes embryonnaires de souris

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DOI :

10.3791/55456

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22 mars 2017

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Dans cet article

Résumé

Ce manuscrit décrit un protocole étape par étape pour la génération et la quantification de divers sous-types cardiaques reprogrammés à l’aide d’une administration médiée par un rétrovirus de Gata4, Hand2, Mef2c et Tbx5.

Résumé

La reprogrammation directe d’un type de cellule en un autre est récemment apparue comme un paradigme puissant pour la médecine régénérative, la modélisation des maladies et la spécification de lignée. En particulier, la conversion des fibroblastes en myocytes induits de type cardiomyocytes (iCLM) par Gata4, Hand2, Mef2c et Tbx5 (GHMT) représente une voie importante pour générer des myocytes cardiaques de novo in vitro et in vivo. Des preuves récentes suggèrent que la GHMT génère une plus grande diversité de sous-types cardiaques qu’on ne le pensait auparavant, soulignant ainsi la nécessité d’une approche systématique pour mener des études supplémentaires. Cependant, avant que la reprogrammation directe puisse être utilisée comme stratégie thérapeutique, les fondements mécanistes de la conversion de lignée doivent être compris en détail pour générer des sous-types cardiaques spécifiques. Nous présentons ici un protocole détaillé pour générer des iCLM par reprogrammation de fibroblastes embryonnaires de souris (MEF) médiée par GHMT.

Nous décrivons des méthodes pour l’isolement des MEF, la production de rétroviraux et l’infection par les MEF afin d’accomplir une reprogrammation efficace. Pour déterminer l’identité du sous-type des cellules reprogrammées, nous détaillons une approche étape par étape pour effectuer l’immunocytochimie sur des iCLM à l’aide d’un ensemble défini d’anticorps compatibles. Des méthodes de microscopie confocale, d’identification et de quantification des iCLM et des sous-types individuels auriculaires (iAM), ventriculaires (iVM) et stimulateurs cardiaques (iPM) sont également présentées. Enfin, nous discutons des résultats représentatifs d’expériences de reprogrammation directe prototypiques et soulignons les aspects techniques importants de notre protocole pour assurer une conversion efficace de la lignée. Dans l’ensemble, notre protocole optimisé devrait fournir une approche par étapes aux chercheurs pour mener des expériences de reprogrammation cardiaque significatives qui nécessitent l’identification de sous-types individuels de MC.

Introduction

Le cœur est le premier organe fonctionnel à se développer dans l'embryon 1, 2. En conjonction avec le système circulatoire, il fournit de l'oxygène, des nutriments, et un mécanisme d'élimination des déchets au cours du développement. Trois semaines après la fécondation, le cœur humain bat pour la première fois et sa réglementation appropriée est maintenue par cardiomyocytes (SGC). La perte irréversible de ces cellules spécialisées est donc la question fondamentale qui sous-tend l'insuffisance cardiaque progressive. Tandis que certains organismes , tels que le poisson zèbre et Xenopus ont un po....

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Protocole

Toutes les procédures expérimentales impliquant des pratiques animales ont été approuvées par le soin et l'utilisation des animaux Commission institutionnelle à l'UT Southwestern Medical Center.

1. Isolement de HCN4-GFP E12.5 souris embryonnaires fibroblaste (MEF)

  1. Mettre en place des accouplements chronométrés entre homozygotes mâles HCN4-GFP et CD-1 femelles.
  2. Sacrifiez femme enceinte à E12.5 par le dioxyde de carbone et l'euthanasie dislocation cervicale postérieure.
    1. Retirer cornes utérines avec des pinces à dissection comme décrit précédemment 22,

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Résultats

Profitant de la souris reporter PM-spécifique, nous avons développé une stratégie d'immunocoloration multiplex pour identifier divers myocytes endogènes comme le montre la figure 1. Après les étapes de reprogrammation de la figure 2, l' induction de CMs spécifiques du sous-type peut être détectée dès le jour 4 21, mais à un faible taux. Au jour 14, l'expérience peut être arrêté et évalué pour l' organisation sarcom.......

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Discussion

La présente étude fournit une stratégie directe reprogrammation pour la conversion de MEFs dans un ensemble diversifié de sous-types cardiaques via l'expression de retrovirus de la transcription cardiaque Facteurs Gata4, MEF2C, Tbx5 et Hand2 (GHMT). En utilisant une approche d'immunocoloration multiplex en combinaison avec une souris reporter PM-spécifique, nous sommes en mesure d'identifier iAM, IVM, et IPMS à la résolution d'une seule cellule. Un tel essai permet une expérimentation dans le sy.......

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Déclarations de divulgation

Les auteurs n’ont rien à divulguer.

Remerciements

A.F.-P. a été soutenu par la bourse de recherche supérieure de la National Science Foundation dans le cadre de la subvention n° 2015165336. N.V.M a été soutenu par des subventions du NIH (HL094699), du Burroughs Wellcome Fund (1009838) et de la March of Dimes (#5-FY14-203). Nous reconnaissons Young-Jae Nam, Christina Lubczyk et Minoti Bhakta pour leurs importantes contributions au développement de protocoles et à l’analyse des données. Nous remercions également John Shelton pour sa précieuse contribution technique et les membres du laboratoire Munshi pour la discussion scientifique.

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Matériaux

Liste des matériaux utilisés dans cet article
NomEntrepriseNuméro de catalogueCommentaires
DMEMSigmaD5796Composant des milieux iCLM, Plat-E, fibroblaste et milieu de transfection
Milieu 199Thermo Fisher Scientific11150059Composant du milieu iCLM
Sérum de veau fœtal (FBS)SigmaF2442Composant du milieu iCLM, du milieu Plat-E, du fibroblaste et du milieu de transfection
Insuline-Transferrine-Sélénium GThermo Fisher Scientific41400-045Composant du milieu iCLM
Solution vitaminique MEMThermo Fisher Scientific11120-052Composant du milieu iCLM
Acides aminés MEMThermo Fisher Scientific1601149Composant du milieu iCLM
Acides aminés non essentiels ThermoFisher Scientific11140-050Composant du milieu iCLM
Antibiotiques-antimycosiquesThermo Fisher Scientific15240062Composant du média iCLM
Supplément B-27Thermo Fisher Scientific17504044Composant du média iCLM Sérum de
cheval inactivé par la chaleurThermo Fisher Scientific26050-088Composant du média iCLM
NaPyruvateThermo Fisher Scientific11360-70Composant du média iCLM
Pénicilline/StreptomycineThermo Fisher Scientific1514022Composant du milieu Plat-E et du milieu fibroblastique
Puromycine  ;Thermo Fisher ScientificA11139-03Composant de Plat-E media
Blasticidine  ;   ;Gemini Bio-Products400-128PComposant du média Plat-E
GlutamaxThermo Fisher Scientific35050-061Composant du média Fibroblaste
Balayage laser confocal LSM700Zeiss Pour l’analyseconfocale
FuGENE 6 Réactif de transfectionPromegaE2692Réactif de transfection  ;
Opti-MEM Sérum Réduit MediumThermo Fisher Scientific31985-070Réactif de transfection  ;
PolybreneMilliporeTR-1003-GRéactif d’induction. Utilisation à une concentration finale de 8 &mu ; M/mL
Lignée cellulaire rétrovirale packagin platinium-E (PE), cellule écotropiqueBiolabsRV-101Lignée cellulaire rétrovirale pacaking
Trypsine 0,25 % EDTAThermo Fisher ScientificPour les MEF et la dissociation Plat-E
Souris anti &alpha ;-actinine (clone EA-53)Anticorps SigmaA7811pour l’analyse confocale. Utiliser à 1:200
Poulet anti-GFP IgYThermo Fisher ScientificA10262Anticorps pour l’analyse confocale. Utilisation à 1:200
Rabbit Pab anti-NPPA  ;Anticorps AP8534A Abgentpour l’analyse confocale. Utilisation à 1:400
Rabbit Pab anti Myl2 IgG  ;ProteinTech10906-1-APAnticorps pour l’analyse confocale. Utilisation à 1:200
Solution Vectashield avec DAPI (4',6-Diamidino-2-Phénylindole, dichlorhydrate)Vector LabsH-1500Colorant pour l’analyse confocale
Lames de microscope Superfrost Plus ThermoFisher Scientific12-550-1525 x 75 x 1,0 mm
BioCoat Fibronectine 12 mm Couvre-objectifsNeuVitro CorpGG-12-1.5pour l’analyse confocale
100 &mu ; crépine à cellules mThermo Fisher Scientific08-771-19
0.45 &mu ; m Seringues filtres SFCA 25MMThermo Fisher Scientific09-740-106Pour filtration virale
6 mL SeringuesCovidien8881516937Pour filtration virale
Chèvre anti-Poulet IgY (H& L) A488AbcamAB150169Anticorps secondaire pour l’analyse confocale. Utilisation à 1:400
Âne anti-lapin A647 IgG(H+L)  ;Thermo Fisher ScientificA31573Anticorps secondaire pour l’analyse confocale. Utilisation à 1:400
Chèvre anti-souris IgG(H+L) A555Thermo Fisher ScientificA21422Anticorps secondaire pour l’analyse confocale. Utilisation à 1:400
Triton X-100Sigma93443-100mlPour la perméabilisation cellulaire  ;
PBS de Dulbecco sans CaCl2 et MgCl2 (D-PBS)SigmaD8537
Power Block 10x Réactif de blocage universelThermo Fisher ScientificNC9495720Diluer à 1x dans H2O
16 % Solution aqueuse de paraformaldéhyde (PFA)Microscopy Sciences  ;15710Utilisation à 4 % diluée dans le dH2O
Plaques de 6 cmOlympus25-260
Plaques à 6 puitsGenesee Scientific25-105
Plaques à 24 puitsGenesee Scientific25-107
10 cm Boîtes de culture tissulaireCorning4239
15 cm ; Boîtes de culture tissulaireThermo Fisher Scientific5442
15 mL Tubes coniquesCorning4308
50 mL Tubes coniquesCorning4249
0,4 % Trypan blue solutionSigmaT8154Pour la viabilité
Alcool éthylique 200 proofThermo Fisher Scientific7005
Eau de JavelThermo Fisher Scientifique6009
Electro

Références

  1. Sissman, N. J. Developmental landmarks in cardiac morphogenesis: comparative chronology. Am J Cardiol. 25 (2), 141-148 (1970).
  2. Buckingham, M., Meilhac, S., Zaffran, S. Building the mammalian heart from two sources of myocardial cells. Nat Rev Genet. 6

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Réimpressions et autorisations

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