פרוטוקול זה מתאר שיטה של הדמיית תאים חיים באמצעות קרדיומיוציטים ראשוניים של חולדות לאחר התמרה לנטיוויראלית ואדנוויראלית באמצעות מיקרוסקופ דיסק מסתובב קונפוקלי. זה מאפשר תצפיות מפורטות על תהליכים תאיים בקרדיומיוציטים חיים.
הרשמה ל-JoVE נדרשת לצפייה בתוכן זה. התחברו או התחילו בגרסת ניסיון בחינם.
מאמר שיטה
פרוטוקול זה מתאר שיטה של הדמיית תאים חיים באמצעות קרדיומיוציטים ראשוניים של חולדות לאחר התמרה לנטיוויראלית ואדנוויראלית באמצעות מיקרוסקופ דיסק מסתובב קונפוקלי. זה מאפשר תצפיות מפורטות על תהליכים תאיים בקרדיומיוציטים חיים.
שריר לב בילוד חולדה העיקרית הם שימושיים בבסיסי במחקר לב וכלי דם במבחנה כי הם יכולים להיות מבודדים בקלות במספרים גדולים בהליך אחד. בשל התקדמות טכנולוגית מיקרוסקופ זה קל יחסית כדי ללכוד תמונות תא חיות לצורך חקירת אירועים הסלולר בזמן אמת בדאגה מינימאלית בנוגע phototoxicity לתאים. פרוטוקול זה מתאר כיצד לקחת תמונות timelapse התא חיות של שריר לב בילוד חולדה העיקרית באמצעות מיקרוסקופ דיסק ספינינג confocal הבא התמרה lentiviral וadenoviral לווסת את המאפיינים של התא. היישום של שני סוגים שונים של וירוסים עושה את זה יותר קל להשיג רמות שיעור התמרה והביטוי הולמות לשני גנים שונים. ניתן לקבל תמונות תא חיות גם התמקדו באמצעות מערכת פוקוס אוטומטי של מיקרוסקופ, אשר שומרת על מיקוד יציב לתקופות זמן ארוכות. יישום שיטה זו, תפקידיו של מהנדס אקסוגניחלבוני ed לידי ביטוי בתאים ראשוניים בתרבית ניתן לנתח. בנוסף, מערכת זו יכולה לשמש כדי לבחון את הפונקציות של גנים באמצעות siRNAs כמו גם של מאפננים כימיים.
שריר לב בילוד חולדה עיקרי כבר מזמן משמש לחקירת תפקוד cardiomyocyte במבחנה 1. הם קלים לבודד מגורי חולדה על ידי מספר שיטות מבוססות היטב 2-4. השיטה הנפוצה ביותר מעסיקה collagenase או טריפסין לעיכול רקמת חיבור של הלב לפני בידוד תא. גם חוקרים פיתחו שיטות לבידוד שריר לב ממכרסמים בוגרים 5-8, כמו גם עכברי יילודי 9,10.
פרוטוקול זה מתאר שיטה לבידוד שריר לב מגורי חולדה ילודים, העסקת הליך עיכול אנזים שני שלבים. טריפסין משמש ראשון O / N ב 4 ° C, ולאחר מכן collagenase מטוהר ב 37 ° C. דגירה של רקמת הלב עם O טריפסין / N ב 4 ° C מפחיתה את הצעדים הדרושים לתאי קציר בהשוואה לשיטות באמצעות incubations הרציף בפתרון אנזים חם 2. בנוסף, באמצעות שיתוף מטוהרllagenase ולא אנזימים גולמיים, ניתן לבטל את שונות הרבה להרבה, ובכך לספק שחזור משופר.
מחקרים תפקודיים של חלבון מסוים לעתים קרובות להעסיק מערכת ביטוי חלבונים באמצעות adenovirus 11-13 ו / או 14-16 lentivirus. [הערה אזהרה] הייצור והמניפולציה הנגיפי צריכים להתבצע על פי הנחיות NIH.
Adenovirus לא להשתלב בגנום המארח. יש לו יעילות גבוהה מאוד של התמרה ברוב סוגי תאים, כוללים תאים להתחלק ותאים שאינם מתחלקים, כמו גם תאים ראשוניים ושורות תאים הוקמו. זה הופך את adenovirus וקטור אמין על ביטוי גנים. רמות גבוהה של החלבון המקודד על ידי וקטור אדנו להתפתח בתוך 48 שעות הבאות התמרה, והם יכולים להימשך מספר שבועות 17. עם זאת, חסרון אחד לשימוש adenovirus לביטוי חלבון הוא כי הפיתוח של ADE רקומביננטיnovirus הוא גם מסובך וגוזל זמן. חסרון זה מסביר באופן חלקי מדוע חוקרים רבים היו פונים לlentiviruses לביטוי גני רקומביננטי. בניגוד למבני adenoviral, יצירת מבנה lentiviral היא מהירה וקל. למרות שיש לי lentiviruses בדרך כלל יעילות נמוכה יותר של התמרה מ adenoviruses, הן בתאים מתחלקים ולא החלוקה, הם להשתלב בגנום המארח. כתוצאה מכך, הביטוי של גן transduced הוא יציב יותר לlentiviruses מאשר לadenoviruses.
בשל התקדמות טכנולוגית בתחום של מיקרוסקופיה, זה הרבה יותר קל ללכוד תמונות תא חיות של תאים לבטא חלבונים רקומביננטיים. זה נכון גם במהירויות שיעור וידאו של רכישה. זה מאפשר לחוקר כדי לקבוע כיצד שינויים מסוימים בחלבון של עניין מבחינה תפקודית להשפיע על התאים בזמן אמת. יש מיקרוסקופ confocal הדיסק מסתובב במספר תכונות שהופכים אותו טכניקה אופטימלית לליבתא דואר ההדמיה 18,19. הדיסק מסתובב Yokogawa מאפשר רכישת תמונה מהירה הרבה יותר, ואילו באותו הזמן ניצול הרבה פחות כוח מאשר לייזר המיקרוסקופים confocal סריקת נקודה. שתי תכונות מיוחדות אלה בשל דיסק ספינינג, המכיל חורי confocal רבים שדרכו הלייזר עובר בו זמנית לדגימות. במהלך רכישה, הדיסק עצמו מסתובב במהירות וברציפות 18-20. על ידי שימוש במערכת פוקוס אוטומטי של המיקרוסקופ, פוקוס יציב נשמר על פני תקופות זמן ארוכות. הדבר מאפשר לחוקרים לקחת תמונות תא חיות ממוקדות היטב. תמונות שנרכשו הם שיחקו בחזרה כקובץ סרט. התמונות נותחו באמצעות תוכנת ניתוח תמונה כגון 21,22 ImageJ, פיג'י 23, או תוכנה זמינה באופן מסחרי אחרת.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
1. בידוד של שריר לב בילוד חולדה
| בינוני בסיס | FBS | BrdU (מ"מ) | P / S (U / ml) | |
| בחירה | DMEM | 10% | 0 | 20 |
| היום הראשון | DMEM | 10% | 0.1 | 10 |
| למחרת | DMEM / MEM | 5% | 0.1 | 10 |
| תרבות נוספת | DMEM / MEM | 5% | 0 | 10 |
טבלת 1:. בינוני לשריר לב בילוד חולדה השתמש את המדיה הזו לculturing שריר לב בילוד חולדה. DMEM / MEM הוא 1:1 תמהיל של DMEM ובינוני MEM.
2. התמרה lentiviral
| שמו של פלסמיד | פתק | גודל (KBP) | נפח מוסף (מיליליטר) | סכום סופי ב10 צלחת סנטימטר (מ"ג) | ריכוז סופי בצלחת סנטימטר 10 (PM) |
| וקטור העברת lentiviral | מקודד גנטי כדי להיות ארוז | 9-13 | 3.6-5.2 | 3.6-5.2 | 60 |
| pMDLg / pRRE | מבטא GAG-HIV-1 / POL | 8.8 | 1.76 | 1.76 | 30 |
| pRSV-Rev | מבטא REV-HIV-1 | 4.1 | 0.82 | 0.82 | 30 |
| pMD2.G | מבטא VSV G | 5.8 | 1.16 | 1.16 | 30 |
טבלה 2:. הסכום של פלסמידים לאריזת lentiviral השתמש כמויות פלסמיד אלה transfect תאי HEK293 ב10 מנות סנטימטר. סכום סופי של וקטור העברת lentiviral לכל צלחת עשוי להיות שונה בהתאם לגודלה, לשמור על ריכוז סופי לכל צלחת ב60 PM. משקל מולקולרי הממוצע של זוג בסיס אחד מגדילי הדנ"א הכפול הוא 660 daltons.
3. התמרה adenoviral
הערה: אנא עיין במקורות אחרים לשיטות לבנייה וההפצה של מבני adenoviral 13. טפטפות ו / או עצות aspirating פסטר יש לחטא באקונומיקת 10%. תמיד לטהר את שטח ארון בטיחות הביולוגי ושעשויים להיות נגוע ציוד עם EtOH 70% ללא קשר אם supernatant כבר נשפך. אם השפיכה התרחשה, טיהור יסודית עם 1% SDS בEtOH 70% היא הכרחית.
| נתיב | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 |
| שורה | ד | ד | ד | ד | ד | ד | ד | ד | ד | |||
| שורה ב ' | ד | ד | ד | ד | ד | ד | ד | ד | ד | |||
| השורה C | ד | ד | ד | ד | ד | ד | ד | ד | ד | |||
| השורה D | ד | ד | ד | ד | ד | ד | ד | |||||
| שורת E | ד | ד | ד | ד | ד | ד | ד | ד | ד | ד | ד | |
| השורה F | ד | ד | ד | ד | ד | ד | ד | |||||
| השורה G | ד | ד | ד | ד | ד | ד | ד | ד | ||||
| השורה H | ד | ד | ד | ד | ד | ד | ד | ד | ד | ד | ד | |
| מספר הבארות חיוביות בכל שורה | 8 | 8 | 8 | 8 | 8 | 8 | 8 | 6 | 5 | 2 | 2 | 0 |
| היחס של בארות חיוביות בכל שורה | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 0.75 | 0.63 | 0.25 | 0.25 | 0 |
| ד | מציג מעל השפעות cytopathic 50% |
| מציג תחת 50% או ללא תופעות cytopathic |
ליין 1, דילול 3 1 x10 4; מסלול 2, דילול 3 2 x10 4; ...; מסלול 11, דילול 3 2 x10 11; נתיב 12, שליטה.
S = הסכום של היחסים של בארות חיוביות בכל שורה
= 1 +1 +1 +1 +1 +1 +1 +0.75 +0.63 +0.25 +0.25 +0 = 8.875
TCID 50 = 3 x 10 4 x 3 x (8.875-.5) = 2.97 x 10 8
TCID 50 / מיליליטר = 5.94 x 10 9
טבלה 3: דוגמא ל96 נגועים היטב צלחת לאחר דגירה 10 ימים למדוד את השפעות cytopathic היטב כל אחד ולסכם את היחסים של בארות חיוביות בכל שורה..
4. הדמיה תא חי
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
כדי להדגים את הטכניקה, EGFP lentivirus קידוד (חלבון פלואורסצנטי ירוק משופר) מתויג Cx43 (connexin43) או Cx43 מוטציה 32 שימש לבטא חלבונים מתויג EGFP בתאים, וקידוד adenovirus FGFR1DN (קולטן לגורם גדילה פיברובלסטים 1 שלילי דומיננטי ) שימש כדי לכבות את איתות FGF בתא 33-35. שלושה ימים לאחר הבידוד של שריר לב, שריר הלב המבודד היו transduced עם lentivirus כדי לבטא חלבונים מתויג EGFP בתאים. ואז אחרי 3 ימים של התמרה lentiviral, שריר הלב המבודד היו transduced נוסף עם קיד...
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
cardiomyocytes העיקרי מבודדת מחולדות בילוד כבר מזמן משמש ללמוד פונקציות cardiomyocyte במבחנה. פרוטוקול זה מתאר שיטה לבידוד של שריר לב בילוד מגורי חולדה בשיטת עיכול אנזים שני שלבים, לעכל ראשון עם O טריפסין / N ב 4 ° C ולאחר מכן collagenase מטוהר. אחד יתרונות של העסקת צעד collagenase מטוהר הוא שאותה הכיתה של אנזים משמשת עבור כל הבידודים. לכן, את האיכות והכמות של תאים מבודדים היא עקבי מניסוי לניסוי.
בהתחשב ...
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
למחברים אין מה לחשוף.
ברצוננו להודות לד"ר אלנגו ניאמאיאנטו ולד"ר אילזה טימרמן על עצותיהם לגבי אריזות לנטי-ויראליות. עבודה זו נתמכת על ידי מענק פיתוח מדענים של איגוד הלב האמריקאי 10SDG4170137.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
| שם | חברה | מספר קטלוג | הערות |
|---|---|---|---|
| 1 מספריים לעריפת ראש | WPI | 501749 | חיטוי לפני השימוש |
| 1 מספריים עדינים לבידוד לב וקיצוץ | WPI | 14393 | חיטוי לפני השימוש |
| 2 מלקחיים עדינים (דומונט מס' 5) | סיגמא | F6521 | חיטוי לפני השימוש |
| 3 כלי פלסטיק מעוקרים 10 ס"מ | סיגמא | CLS430165 | לבידוד לב |
| 3.5 ס"מ תחתית זכוכית כלי תרבות | MatTek | P35G-1.5-20-C | לציפוי סופי של קרדיומיוציטים להדמיית תאים חיים עתידית. מיקרו-מנות מבית ibidi הן אלטרנטיבה מקובלת. |
| 3.5 ס"מ כלי תרבות תחתית זכוכית | MatTek | P35G-0.17-14-C | לתמונה TIRF או |
| תמיסת אתנול ברזולוציה גבוהה, 70% (v/v) במים | Sigma | E7148 | |
| 2% ג'לטין | Sigma | G1393 | |
| 1 צלחת פלסטיק מעוקרת 10 ס"מ | Sigma | CLS430165 | לטריפסיניזציה |
| רדיד אלומיניום | כל מותג | ||
| Parafilm | Sigma | P7543 | |
| שני כלי תרבית תאי פלסטיק 10 ס"מ | Sigma | CLS430165 | לבחירה |
| Autopipette | Drummond Scientific | 4-000-300 | לטריטורציה |
| מונה | |||
| צלומטר, מונה תאים אוטומטי | nexcelom | לבדיקה וספירת תאים | |
| מיקרוסקופ והמטוציטומטר | כל מותג | לבדוק ולספור תאים | |
| תמיסה כחולה טריפאן, 0.4% | invitrogen | 15250-061 | |
| CO2 אינקובטור | Sanyo | MCO-19AIC | |
| דגירה שייקר אורביטלי | סיגמא | Z673129 | לנער רקמת לב עם קולגנאז ב-37 מעלות; C ב-170-200 סל"ד |
| 10 מ"ג/מ"ל תמיסת BrdU | BD Pharmingen | 550891 | |
| DMEM, גלוקוז גבוה | invitrogen | 41965039 | ערבוב בינוני כפי שמצוין בפרוטוקול ולחמם לפני השימוש |
| MEM | invitrogen | 31095029 | לערבב בינוני כפי שמצוין בפרוטוקול ולחמם לפני השימוש |
| סרום בקר עוברי | invitrogen | 26140079 | |
| פניצילין-סטרפטומיצין (10,000 יח'/מ"ל) | invitrogen | 15140-122 | |
| סעיף 2 התמרה | |||
| 3 אריזת פלסמידים | |||
| pMDLg/pRRE | Addgene | 12251 | |
| pRSV-Rev | Addgene | 12253 | |
| pMD2.G | Addgene | 12259 | |
| וקטור ההעברה הלנטי-ויראלי, pLVX-IRES-Puro | Clontech | 632183 | |
| Opti-MEM (מדיום נטול סרום) | invitrogen | 31985070 | |
| מגיב | |||
| פוליאתינימין" Max", (40,000 MW) - PEI ליניארי בעוצמה גבוהה (שווה ערך ל-25,000 MW בצורת בסיס חופשי) | Polysciences | 24765-2 | ניתן להחליף אותו ב-X-tremeGENE 9 מבית Roche |
| X-tremeGENE 9 | Roche | 6365779001 | תחליף ל-PEI כמגיב טרנספקציה |
| כלורוקווין | סיגמא | C6628 | להתמוסס במים וליצור תמיסת מלאי של 100 מ"מ. ניתן להשיג עיכוב של החמצה אנדוזומלית עם 10-100 μ מ כלורוקווין. |
| HEPES | Sigma | H3375 | |
| 10 מ"ל מזרק Luer-Lok, BD מעוקר | 309604 | ||
| 0.45 μ m מסננים | Sigma | F8677 | השתמש רק במסנני אצטט תאית או פוליאתרסולפון (PES) (קשירת חלבון נמוכה). אל תשתמש במסנני ניטרוצלולוזה. ניטרוצלולוז קושר חלבונים על פני השטח על המעטפת הלנטי-ויראלית והורס את הנגיף. |
| Hexadimethrine bromide | Sigma | H9268 | ממיסים במים ויוצרים תמיסת מלאי של 8 מ"ג/מ"ל, ולאחר מכן מסננים אותה לעיקור. |
| פוליאתילן גליקול 6,000 | סיגמא | 81260 | |
| נתרן כלורי | סיגמא | S9888 | |
| נתרן הידרוקסיד | סיגמא | S5881 | |
| סעיף 3 טרנסדוקציה | |||
| תאי HEK 293T ATCC | CRL-11268 | ||
| כ-10 ס"מ כלי תרבית תאים | סיגמא | CLS430165 | |
| 96-באר מיקרופלייט עם מכסה, תחתית שטוחה, תרבית רקמות, | בז BD | סטרילי 353072 | לטיטרציה |
| פיפטה רב ערוצית, 10-100 μ l, 8 ערוצים | eppendorf | 3122 000.035 | |
| סעיף 4 הדמיית | |||
| מסתובב מיקרוספופי קונפוקלי | PerkinElmer | L7267000 | |
| תא מבוקר טמפרטורה | כל מותג | כדי לשמור על טמפרטורה של 37 מעלות; C | |
| A CO2 מערכת סביבתית | כל מותג | אופציונלי לשמירה על ריכוז CO2 אופטימלי | |
| CO2 מדיום עצמאי, ללא גלוטמין | invitrogen | 18045-054 | להדמיה דולג זמן ארוך |
| DMEM, גלוקוז גבוה, HEPES, ללא פנול אדום | invitrogen | 21063-029 | להדמיה ארוכת טווח |
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.