November 13th, 2015
ここでは、レトロウイルスを媒介としたGata4、Tbx5、Mef2cのポリシストロニックコンストラクトによる送達を使用したiCMの生成のためのプロトコルについて説明します。このプロトコルは、効率と品質が向上した比較的均質な再プログラムされた細胞集団をもたらし、iCMリプログラミングの将来の研究に価値があります。
このプロトコルの全体的な目標は、ポリシオン性 MGT コンストラクトを使用して、心線維芽細胞から誘導心筋細胞を効率的に生成する方法を実証し、ガタ 4、F 2 C、および TBX 5 の最適な比率を発現する方法を実証することです。この方法は、人工心筋細胞研究のための貴重なプラットフォームを提供し、人工心筋細胞プログラミングのスクリーニング後および機構研究を通じて高額な研究を促進すると同時に、この分野を臨床応用に向けて前進させます。この技術の主な利点は、単一のレトロウイルスコンストラクトのみを使用して、心筋線維芽細胞を効率的に心筋細胞に変換できることです。
新生児αミオシン重鎖GFPトランスジェニックマウスを75%の容量で洗浄します。エタノールは安楽死を行います。次に、滅菌された鈍く曲がった鉗子を使用して、一方の脇の下からもう一方の脇の下まで水平に切開することにより、体腔を開きます。
心臓を解剖し、氷が入った24ウェルプレートの1つのウェルに入れます。コールドPBSは、蛍光顕微鏡を用いて心臓全体のGFP発現を観察します。滅菌鉗子とハサミを使用して、3〜4G FP陽性の心臓を60ミリメートルセンターウェル培養皿に入れ、心臓を1立方ミリメートル未満の小片にミンチします。
みじん切りにした心臓を10センチの皿に移し、2ミリリットルのファイバーブラストまたはFBメディウムで覆います。プレートを摂氏37度のインキュベーターで少なくとも3時間邪魔しないままにします。インキュベーション後、ミンチした心臓組織を含む皿に8ミリリットルの予温FB培地をゆっくりと加えます。
その後、3日ごとに培地を交換する以外は、支障なく組織をインキュベートします。7日目に、培地を吸引し、細胞をDPBSで洗浄します。各プレートに3ミリリットルの0.05%trips溶液EDTAを加え、摂氏37度で5分間インキュベートします。
5ミリリットルのFB培地を加えてトリプシンを不活性化し、次に細胞スクレーパーで細胞を穏やかに剥離します。次に、細胞を採取し、40ミクロンのセルストレーナーでろ過して、心臓組織の断片による汚染を防ぎます。単離された新生児マウスの心臓から始めて、Gの200倍で5分間遠心分離することにより、細胞をペレット
化します。各ハートを4つに切り、まだゆるやかにつながっています。心臓を8ミリリットルの温かい0.05%tripsin EDTAを含む15ミリリットルの円錐形チューブに移し、摂氏37度で15分間インキュベートします。インキュベーション後、トリプシンEDTAを廃棄し、5ミリリットルの温かいタイプ2コラゲナーゼボルテックスを中速で1分間加え、次にチューブを摂氏37度の水浴で3〜5分間インキュベートします。
その後、チューブを再び1分間ボルテックスします。ティッシュピースが落ち着くのを待ち、上清を5ミリリットルの冷たいFB培地を含む新しいチューブに集めます。5ミリリットルの新鮮なタイプ2コラゲナーゼを組織片に加え、ボルテックスとインキュベーションのステップを繰り返します。
上清を含むすべての細胞を40ミクロンの細胞ストレーナーでろ過して組み合わせます。これらの細胞をGの200倍で摂氏4度で5分間遠心分離します。いずれかの心臓線維芽細胞分離法に従います。
最終的な細胞ペレットを10ミリリットルの磁気活性化細胞選別または最大緩衝液で1回洗浄します。生細胞計数のために10マイクロリットルを取り出し、残りの細胞をGの200倍で摂氏4度で5分間遠心分離し、10の1倍未満を7番目の細胞に遠心分離します。細胞ペレットを10マイクロリットルの大腿部1.2結合磁気マイクロビーズで90マイクロリットルの冷却最大緩衝液に再懸濁し、混合します。
ビーズを摂氏4度で30分間インキュベートします。細胞をペレット化するには、10ミリリットルの最大バッファーを加え、サンプルをGの200倍で5分間遠心分離します。10ミリリットルの最大緩衝液で1回洗浄し、細胞培養フード内で細胞ペレットを総容量2ミリリットルに再懸濁します。
最大セパレータを設定し、LS列を追加します。カラムを最大バッファー3ミリリットルで平衡化します。細胞懸濁液をLSカラムに通し、最大緩衝液2ミリリットルで3回洗浄します。
次に、LSカラムをセパレーターから取り外し、最大バッファー2ミリリットルで3回溶出させます。EITを50ミリリットルの円錐形チューブに集めます。EITをGの200倍で5分間遠心分離します。
単離された線維芽細胞を10ミリリットルのFB培地に再懸濁し、細胞をカウントし、事前にコード化されたゼラチン24ウェルプレート内の適切な密度で細胞を組織培養皿に播種して、心臓線維芽細胞を再プログラムします。細胞が装着された24ウェルプレートの各ウェルに、500マイクロリットルの誘導心筋細胞またはポリブレインを含むICM培地を追加します。単離された線維芽細胞の各ウェルに10マイクロリットルのレトロウイルスを加えます。
プレートをレトロウイルス粒子と細胞培養インキュベーターで24〜48時間インキュベートします。次に、ウイルスを含む培地を500マイクロリットルの新鮮なICM培地と交換し、2〜3日ごとに培地を交換します。ウイルス形質導入細胞の正選択を開始するには、ICM培地にpur mycin1ミリリットルあたり2マイクログラムを添加します。
選択から3日後、培地をpurマイシン1ミリリットルあたり1マイクログラムの維持用量に変更して、心筋細胞への心線維芽細胞の変換を視覚化します。倒立顕微鏡を使用して、GFP発現のためのpurマイシン選択プレートを観察します。最後に、ウイルス処理の14日後、ICM培地をB 27と交換します。
中程度の自発的な拍動細胞座は、心筋トロポニンtおよびαを含む心臓マーカーのウイルス形質導入発現後3〜4週間で現れることがあります。アクチニンは、10日目から14日目までに免疫化学によって検出できます。ここでは、線維芽細胞から変換されたI CMSで心筋トロポニンTの発現が見られ、ICMではGFPαアクチニンの発現が見られます。
フローサイトメトリーによる解析では、特に誘導された心筋細胞のpurマイシン選択後に、心筋トロポニンTの発現が同様に増加していることが示されています。ここで述べた神話は、単一のコンストラクトにおけるNGT転写因子のレトロウイルス送達に基づいて、誘導された心筋細胞の効率的な生成を可能にする。
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このプロトコルは、多シストロニック構築体を使用して心臓線維芽細胞から誘導心筋細胞(iCM)を生成する方法を概説しています。この方法は、再プログラムされた細胞の効率性と品質を向上させ、将来のiCM再プログラミング研究を促進します。
Efficient generation of induced cardiomyocytes (iCMs) from cardiac fibroblasts addresses a key bottleneck in cardiac disease modeling and regenerative medicine. By optimizing transcription factor stoichiometry via a single polycistronic construct, this method improves reprogramming efficiency and cellular homogeneity, enabling more reliable mechanistic studies and preclinical screening. The approach supports target validation and lead identification efforts by providing a scalable, reproducible human-relevant disease model.
The method fits within the early discovery continuum, supporting hypothesis testing in cardiovascular biology and enabling scalable production of iCMs for assay deployment.