ミオブラストは、多核化ミオチューブと最終的に骨格筋筋筋筋繊維を形成するために分化する前駆細胞を増殖させる。ここでは、若年成人マウス骨格筋からの原発筋芽生の効率的な単離および培養のためのプロトコルを提示する。この方法は、培養中の筋肉細胞の分子的、遺伝的、代謝的研究を可能にする。
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ミオブラストは、多核化ミオチューブと最終的に骨格筋筋筋筋繊維を形成するために分化する前駆細胞を増殖させる。ここでは、若年成人マウス骨格筋からの原発筋芽生の効率的な単離および培養のためのプロトコルを提示する。この方法は、培養中の筋肉細胞の分子的、遺伝的、代謝的研究を可能にする。
原発性筋芽生児は、骨格筋の未分化増殖前駆体である。彼らは培養し、筋肉の前駆体として研究したり、筋肉の発達の後の段階に区別するように誘導することができます.ここで提供されるプロトコルは、若い成人マウス骨格筋移植から筋芽細胞の高増殖集団の単離および培養のための堅牢な方法を説明する。これらの細胞は、異なるマウスモデルの骨格筋の代謝特性の研究、ならびに外因性DNAによるトランスフェクションやウイルス発現ベクターによるトランスダクションなどの他の下流アプリケーションの研究に有用である。これらの細胞の分化および代謝プロファイルのレベルは、暴露の長さ、および筋芽細胞分化を誘導するために使用される培養物の組成に依存する。これらの方法は、マウス筋細胞代謝ex vivoの研究のための堅牢なシステムを提供する。重要なのは、生体内モデルとは異なり、ここで説明する方法は、高いレベルの再現性で拡張および研究できる細胞集団を提供する。
多くの場合、全体的な代謝健康の指標として引用されているが、複数の研究は、高齢者のボディマス指数(BMI)が一貫して死亡率の高いリスクと関連付けられていないことを示しています。現在までに、この集団における死亡率の低下と一致することが示された唯一の因子は、筋肉量1の増加である。筋肉組織は、体内のインスリン感受性細胞の最大の供給源の1つを表し、したがって、全体的な代謝恒常性2の維持に重要である。運動による骨格筋組織の活性化は、局所インスリン感受性と全体的な代謝健康3の両方の増加に関連している。生体内モデルでは、筋肉の生理学と統合された代謝に対する筋肉機能の影響を研究するために不可欠であるが、ミオチューブの一次培養は、動物研究の複雑さを軽減する扱いやすいシステムを提供する。
出生後の筋肉に由来する筋芽生性は、非常に再現性の高い方法で多数の治療と成長条件の影響を研究するために使用することができます。これは長い間認識されており、筋芽生性分離および培養のためのいくつかの方法が説明されています4,5,6,7, 8,9.これらの方法のいくつかは、新生児の筋肉を使用し、ミオブラスト5、8の比較的低い数を生み出し、より大規模な研究のためにいくつかの動物を必要とします。また、筋芽細胞を培養するための最も広く使用されている方法は、他の細胞型よりも付着性が低い筋芽細胞を濃縮するために「プレメッキ」を使用します。我々は、ここで説明する代替濃縮方法は、非常に増殖性の高い筋芽生性集団を濃縮するためにはるかに効率的で再現性があることを見出した。要約すると、このプロトコルは、培養培地への成長を介して、若い成人筋移植から非常に増殖性の筋芽生性の単離を可能にする。ミオブラストは、数日間にわたって繰り返し収穫することができ、急速に拡大し、ミオチューブに分化するように誘導される。このプロトコルは、自発的にけいれんミオチューブに強く分化する多数の健康な筋芽細胞を再現的に生成します。様々なマウスの一次筋管における代謝と概日リズムを研究することが可能になりました。最後に、96ウェルプレートの酸素消費率の測定値を用いて、酸化代謝の研究のために筋管を調製する方法を取り入れています。
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このプロトコルは、スクリプス研究の動物ケアガイドラインに従っています。
1. 筋肉組織移植の収集と処理
2. 成長する筋芽生の収穫
3. 増殖筋芽の拡大と濃縮
注:P0の収穫は不均一(約60%筋芽生)である。次の2つの通路は、選択的に筋芽生を収穫するためにPBSを使用しています。より多くの付着細胞の多くが取り残され、急速に増殖する筋芽細胞は2つの通路内で≥95%純粋になります。筋芽生が確立されると、自発的な分化を避けるために低密度で維持する必要があります。
4. ミオチューブに対する原発筋芽の分化
5. 96ウェルプレートにおける筋芽生体またはミオチューブにおける酸素消費量の測定
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提供されたプロトコルのセクション1に従って、標準的な光顕微鏡の下で見える移植所から出てくる一次細胞を得るべきである(図2)。異種細胞集団は、各筋肉組織の切除から成長し、周囲に見られる。筋芽生は、小さく、丸く、明るい球として表示されます。プロトコルのセクション2に続いて、組織の移植から筋芽細胞の早期収穫が得られ、これは少数の細胞を含み、不均一になる(図3)。プロトコルのセクション3は、(トリプシンではなく)PBSで早期収穫を通過することを説明し、これはさらに培養するための筋芽生の比較的純粋な集団を提供する。プロトコルのセクション4に従って、さらなる実験操作のために完全に分化されたミオチューブが得られます。筋芽細胞の分化は通常4〜6日かかり、その間に細胞の形態は単一の円形球から細長い、融合された、長い多核繊維に変化する(図4)。プロトコルのセクション5に続いて、酸素消費量および細胞外酸性化
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骨格筋は、代謝恒常性11の確立と維持のために不可欠である。筋肉生理学の研究は、特に人間の研究の場合には、個々の変動、ならびにサンプルを得ることの困難によって複雑である。培養された原発性筋管は、カルシウム恒常性12、損傷した筋肉組織5の再生、運動13に応答する代謝変化を含む筋肉生理学の多くの特徴を要約することが示されている。糖尿病などの疾患に起因する代謝の変化14.マウスからの筋芽細胞および筋管の一次培養は、よく定義された遺伝子操作を有する筋肉細胞の研究を可能にし、ヒトの筋肉生検に由来する筋管の研究を補完する12,15 、16.したがって、マウス原発性筋芽細胞および筋管の単離および培養のための方法は、筋肉細胞機能ex ...
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著者らは、メルボルン大学のマシュー・ワット博士とジョンズ・ホプキンス大学のアナスタシア・クラリ博士に感謝し、Mokbelらの研究に基づいてこのプロトコルを採用する支援を行っています6.また、サビーヌ・ヨルダン博士が当研究室でこのプロトコルを開発し、採用する支援をしてくれたことに感謝します。この研究は、国立衛生研究所R01s DK097164とK.A.L.へのDK112927によって資金提供されました。
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| 名前 | 会社 | カタログ番号 | コメント |
|---|---|---|---|
| <ストロング>コーティング液: | |||
| DMEM | Gibco | 10569010 | 使用前に必ずゲンタマイシン(1:1,000容量)を追加してください; 24 mL |
| HAMS F12 | Lonza | 12-615F | 使用前に必ずゲンタマイシン(1:1,000容量)を追加してください; 24 mL |
| Collagen Life | Technologies | A1064401 | 1.7 mL |
| Matrigel | Fisher | CB40234A | 1 mL |
| <強>めっき媒体: | |||
| DMEM | Gibco | 10569010 | 使用前に必ずゲンタマイシン(1:1,000容量)を添加してください; 12.5 mL |
| HAMS F12 | Lonza | 12-615F | 使用前に必ずゲンタマイシン(1:1,000体積)を添加してください; 12.5 mL |
| 熱不活化 FBS | Life Technologies | 16000044 | 20mL;通常のFBSとして購入でき、40°Cに置くことで熱不活性化できます。C ウォーターバス 20 分間 |
| Amniomax | Life Technologies | 12556023 | 5 mL |
| 筋芽 培地: | |||
| DMEM | Gibco | 10569010 | 使用前に必ずゲンタマイシン (1:1,000 容量) を追加; 17.5 mL |
| HAMS F12 | ロンザ | 12-615F | 使用前に必ずゲンタマイシン (1:1,000 容量) を追加; 17.5 mL |
| 加熱不活化FBS | Life Technologies | 16000044 | 10 mL; 通常の FBS として購入でき、40 °C に入れることで熱不活化できます。20分間のCウォーターバス |
| Amniomax | Life Technologies | 12556023 | 5 mL |
| Differentiation Media: | |||
| DMEM | Gibco | 10569010 | 使用前に必ずゲンタマイシン(1:1,000容量)を追加してください; 24 mL |
| HAMS F12 | Lonza | 12-615F | 使用前に必ずゲンタマイシン(1:1,000容量)を追加してください; 24 mL |
| ヒート不活化ウマ血清 | Σ | H1138 | 1.5 mL |
| インスリン-セレン-トランスフェリン | ライフ テクノロジー | 41400045 | 0.5 mL |
| <ストロング>その他の材料: | |||
| PBS | ギブコ | 14040133 | |
| ゲンタマイシン | シグマ | G1397 | |
| TrypLE | ギブコ | 12604013 | |
| DMSO | シグマ | 472301 | 細胞を凍結するための筋芽細胞培地に 10% DMSO として調製 |
| 鉗子 | 任意の | ||
| かみそりの刃 | 任意の | ||
| はさみ | 任意の | ||
| ワットマン紙 | VWR | 21427-648 | |
| 60 mm プレート | VWR | 734-2318 | |
| 10 cm プレート | VWR | 25382-428 (CS) | |
| T25 フラ | スコ サーモフィッシャー | 156367 | |
| T75 フラスコ | サーモフィッシャー | 156499 | |
| 遠心チューブ (15 mL) | BioPioneer | CNT-15 | |
| <ストロング>酸素消費率: | |||
| タツノオトシゴ XFe96 アナライザー | アジレント | タツノオトシゴ XFe96 アナライザー | 酸素消費率を測定するために使用される器械は細胞外媒体の酸性化によって読み出 |
| タツノオトシゴ XFe96 FluxPak | Agilent | 102416-100 | 96井戸の版 XFe96 分析装置 |
| タツノオトシゴ XF 細胞水戸のストレス テスト キット | アジレント | 103015-100 | 供給者から購入することができます 一度 アッセイが確立される; いくつかの推奨事項は |
| 、タツノオトシゴ XF パルミテート-BSA FAOの基質の下にリストされています | Agilent | 102720-100 | の部品は、アッセイが確立されると、他の供給者から購入することができます;いくつかの推奨事項は、 |
| 脂肪酸酸化の測定のための | パルミチン酸 | シグマ | P5585-10G |
| 脂肪酸酸化の測定のための | カルニチン | シグマ | C0283-5G |
| 脂肪酸酸化の測定のための | エトモキシル | シグマ | E1905 |
| BSA | Sigma | A7030 | 、脂肪酸酸化の測定に使用するための制御またはパルミチン酸との結合に使用されます |
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