ヒト伏在静脈内皮細胞(hSVEC)を単離および培養するためのプロトコルについて述べる。また、hSVECの機械的応力を研究するために、せん断応力と伸張を生成するための詳細な方法も提供しています。
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方法論記事
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ヒト伏在静脈内皮細胞(hSVEC)を単離および培養するためのプロトコルについて述べる。また、hSVECの機械的応力を研究するために、せん断応力と伸張を生成するための詳細な方法も提供しています。
冠動脈バイパスグラフト(CABG)手術は、虚血性心筋を血行再建する手順です。伏在静脈は、動脈導管と比較して長期的な開存性が低下しているにもかかわらず、CABG導管として使用され続けています。移植片動脈化に関連する血行動態ストレスの急激な増加は、伏在静脈移植片(SVG)の低い開存性に影響を与える可能性のある血管損傷、特に内皮をもたらします。ここでは、ヒト伏在静脈内皮細胞(hSVEC)の単離、特性評価、および増殖について説明します。コラゲナーゼ消化によって単離された細胞は、典型的な石畳の形態を示し、内皮細胞マーカーCD31およびVE-cadherinを発現します。機械的ストレスの影響を評価するために、この研究ではプロトコルを使用して、動脈化されたSVGに対する2つの主要な物理的刺激であるせん断応力と伸張を調査しました。 hSVECは、平行プレートフローチャンバーで培養されてせん断応力を生成し、流れの方向に整列し、KLF2、KLF4、およびNOS3の発現が増加しました。hSVECは、静脈(低)および動脈(高)の伸展を模倣した細胞伸長を制御できるシリコン膜で培養することもできます。内皮細胞のF-アクチンパターンと一酸化窒素(NO)分泌は、動脈の伸展によってそれに応じて調節されます。要約すると、内皮表現型に対する血行力学的機械的ストレスの影響を研究するために、hSVECを単離するための詳細な方法を提示します。
内皮細胞(EC)機能不全は、伏在静脈グラフト不全の重要なプレーヤーです1,2,3,4。せん断応力と周期的伸展の持続的な増加は、ヒト伏在静脈内皮細胞(hSVEC)の炎症誘発性表現型を誘導します3,4,5,6。基礎となる分子経路はまだ完全には理解されておらず、in vitro研究のための標準化されたプロトコルは、この分野における新しい洞察のための努力を活用する可能性があります。ここでは、hSVECを単離、特性評価、拡張するための簡単なプロトコルと、静脈および動脈の血行動態状態を模倣して、hSVECをさまざまなレベルのせん断応力と周期的伸展にさらす方法について説明します。
hSVECはコラゲナーゼインキュベーションによって単離され、継代8まで使用することができます。このプロトコルは、平滑筋細胞および線維芽細胞による汚染を減少させる他の利用可能なプロトコル7と比較して、血管の操作が少なくて済む。一方、効率的なEC抽出を行うには、少なくとも2cmのより大きな血管セグメントが必要です。文献では、大型容器からのECは機械的除去によっても得られることが報告されています7,8。物理的アプローチは効果的であるが、EC収率が低く、線維芽細胞汚染が高いという欠点がある。純度を上げるには、磁気ビーズまたは細胞ソーティングを使用した追加のステップが必要であり、ビーズと抗体の取得によりプロトコルのコストが増加します7,8。酵素法は、ECの純度と生存率に関してより速く、より良い結果をもたらします7,8。
内皮機能障害の研究に最も頻繁に使用されるECは、ヒト臍帯静脈内皮細胞(HUVEC)です。EC表現型は血管床によって変化することが知られており、調査中の血管を表す方法を開発することが不可欠である9,10。この点で、hSVECを単離し、機械的ストレス下で培養するためのプロトコルの確立は、静脈移植疾患におけるhSVEC機能障害の寄与を理解するための貴重なツールです。
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伏在静脈の未使用のセグメントは、サンパウロ大学医学部の心臓研究所(InCor)で大動脈バイパス手術を受けている患者から得られました。すべての個人が研究に参加することにインフォームドコンセントを与え、地元の倫理委員会によってレビューおよび承認されました。
1. 初代ヒト伏在静脈内皮細胞(hSVEC)の単離、培養、および特性評価
2. hSVECのせん断応力
3. hSVECのサイクリックストレッチ
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典型的には、付着ECは抽出後3〜4日で観察することができる。hSVECは、最初は細胞のクラスターを形成し、典型的な「石畳」の形態を示します(図1B)。それらはECマーカーCD31(図1C、D)およびVE-カドヘリン(図1D)を発現する。hSVECは、コーティングされていない処理済み細胞培養皿上で容易に増殖することができ、培養中の内皮表現型を最大8継代まで保持します。
hSVECは、剪断応力下で培養すると、流れの方向に整列する(図2A)。72時間にわたる20dyn/cm2のせん断応力は、典型的な機械感受性遺伝子であるKLF2、KLF4、およびNOS3の発現を誘導し、hSVECにおけるせん断刺激の有効性を示しています(図2B)12、
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伏在静脈セグメントは、hSVECを正常に分離するために少なくとも2 cmである必要があります。小さなセグメントは、細胞を単離するためのコラゲナーゼ溶液を維持するために、取り扱いや血管の端を結ぶのが困難です。管腔表面積の減少は、培養を拡大するのに十分な細胞を生じさせない。非ECによる汚染のリスクを最小限に抑えるために、伏在静脈セグメントの操作は、手順全体を通して非常に穏やかである必要があります。血液を除去するためにピペットチップを管腔表面に導入するとき、およびコラゲナーゼ溶液を導入するときは注意が必要です。酵素溶液への曝露は、非ECによる培養物の汚染を減らすために、非常によく制御されるべきである(1時間以内)。成長因子カクテルを添加した特定のEC培地の使用は、hSVEC培養の成長にとって非常に重要です。培養の最初の数日間の追加のヘパリンは、静脈セグメントからの残留赤血球を減らし、平滑筋細胞の増殖を阻害するために重要です15。実験または培養の維持のために細胞を通過させる場合は、必ず40%を超えるコンフルエンスで細胞をプレートしてください。ECは、良好な増殖と生存を確保するために最小限の接触を必...
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著者は、開示すべき利益相反はありません。
JEKは、サンパウロ国立科学財団(FAPESP-INCT-20214/50889-7および2013/17368-0)および国立科学芸術財団CNPq(INCT-465586/2014-7および309179/2013-0)からの助成金によって支援されています。AAMは、サンパウロ国立財団(FAPESP 2015/11139-5)およびコンセリョ・ナシオナル・デ・デセンボルビメント・シエンティフィコ・エ・テクノロジコ-CNPq(ユニバーサル-407911/2021-9)からの助成金によって支援されています。
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| 名前 | 会社 | カタログ番号 | コメント |
|---|---|---|---|
| 0.25% トリプシン-0.02% EDTA溶液 | Gibco | 25200072 | |
| 15 & micro; slide I 0.4 Luer | 同上 | 80176 | |
| 4',6-ジアミジノ-2-フェニルインドール、二乳酸 (DAPI) | サーモフィッシャーサイエンティフィック | D3571 | |
| 25 mm | フレックスセルインターナショナルコーポレーション | LS-3000B25。取り外し可能なウェル付きVJW | |
| 8ウェルチャンバースライド | サーモフィッシャーサイエンティフィック | 154453 | |
| 酢酸(氷) | ミリポア | 100063 | |
| アクリルシート 厚さ1cm | 、プレキシガラス | ||
| 抗CD31抗体 | Abcam | ab24590 | |
| 抗CD31、FITC抗体 | サーモフィッシャーサイエンティフィック | MHCD3101 | |
| 抗VE-カドヘリン抗体 | 細胞シグナル伝達 | 2500 | |
| バイオフレックスプレート コラーゲン I | Flexcell International Corporation | BF3001C | |
| ウシ血清アルブミン溶液 | Sigma-Aldrich | A8412 | |
| 綿縫合 EP 3.5 15 x 45 cm | ブラシュート | AP524 | |
| サイクロフィリンフォワードプライマー | サーモフィッシャーサイエンティフィック | カスタム設計 | |
| サイクロフィリン逆プライマー | サーモフィッシャーサイエンティフィ | カスタム設計 | |
| ジメチルスルホキシド(DMSO) | シグマ-アルドリッチ | D4540 | |
| EBM-2 基礎培地 | ロンザ | CC3156 | |
| EGM-2 シングルクォーツ サプリメント | ロンザ | CC4176 | |
| ウシ胎児血清 (FBS) | サーモフィッシャーサイエンティフィック | 2657-029 | |
| Flexcell FX-5000 テンションシステム | Flexcell International Corporation | FX-5000T | |
| フルオロマウント水性封入剤 | Sigma-Aldrich | F4680 | |
| 豚皮ゼラチン | Sigma-Aldrich | G2500 | |
| グリセロール | Sigma-Aldrich | G5516 | |
| ヤギ抗マウスIgG Alexa Fluor 488 | サーモフィッシャーScientific | A11001 | |
| ヤギ抗ウサギIgG Alexa Fluor 488 | サーモフィッシャーサイエンティフィック | A11008 | |
| 豚腸粘膜からのヘパリンナトリウム 5000 IU/mL | Blau Farmacêutica | SKU 68027 | |
| 同上ポンプシステム(ポンプ+流体ユニット) | 同上 | 10902 | |
| KLF2フォワードプライマー | サーモフィッシャーサイエンティフィック | カスタム設計 | |
| のKLF2リバースプライマー | サーモフィッシャーサイエンティフィック | カスタム設計 | |
| KLF4フォワードプライマー | サーモフィッシャーサイエンティフィック | カスタム設計 | |
| のKLF4リバースプライマー | サーモフィッシャーサイエンティフィック | カスタム設計 | |
| NOA 280一酸化窒素分析装置 | シーバース・インスツルメンツ | NOA-280i-1 | |
| NOS3 フォワードプライマー | サーモフィッシャーサイエンティフィック | カスタム設計 | |
| NOS3 リバースプライマー | サーモフィッシャーサイエンティフィ | カスタム設計 | |
| のパラホルムアルデヒド(PFA) | Sigma-Aldrich | 158127 | |
| 灌流セット 15 cm、内径 1.6 mm、赤、10 mL リザーバー | 同上 | 10962 | |
| ファロイジン - Alexa Fluor 488 | サーモフィッシャーサイエンティフィック | A12379 | |
| ファロイジン - Alexa Fluor 568 | サーモフィッシャーサイエンティフィ | A12380 | |
| リン酸緩衝生理食塩水 (PBS)、pH 7.4 | サーモフィッシャーサイエンティフィ | 10010031 | |
| ヨウ化カリウム | Sigma-Aldrich | 221945 | |
| QuanTitec SYBR グリーン PCR キット | Qiagen | 204143 | |
| QuantStudio 12K flex platform | Applied Biosystems | 4471087 | |
| RNeasy マイクロキット | Quiagen | 74004 | |
| スライドガラス (24 mm x 60 mm) | ニットガラス | VD12460Y1D.01 | |
| 亜硝酸ナトリウム | Sigma-Aldrich | 31443 | |
| SuperScript IV ファーストストランド合成システム | サーモフィッシャーサイエンティフィック | 18091200 | |
| Triton X-100 | Sigma-Aldrich | T8787 | |
| トリパンブルーステイン 0.4% | Gibco | 15250-061 | |
| Sigma-Aldrich | C6885 | 由来のII型コラゲナーゼ |
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