2018年2月28日
この記事では、催不整脈性心筋症患者の心内膜心筋生検サンプルから心臓の間葉系間質細胞を分離するメソッドが提供されます。その特性とその脂肪細胞分化を促進するためのプロトコルを説明します。
このプロトコルの全体的な目標は、不整脈原性心筋症患者から心臓間葉系間質細胞を分離し、脂肪原性分化適性をテストし、表面マーカーを表現型化することです。この方法は、アディポ置換における心間質細胞の関与や分子メカニズムの強調など、不整脈原性心筋症領域における重要な疑問に答えるのに役立ちます。この技術の主な利点は、ストーマ細胞の単離を、非常に小さな心臓標本からいくつかの簡単な継代で実施できることです。
この方法は、不整脈原性心筋症の研究に洞察を提供することができます。また、心内膜心筋生検が適応となる心血管疾患の研究など、他のシステムにも適用できます。私たちがこの方法のアイデアを最初に研究したのは、ストーマ細胞の単離の手順を縮小して、心臓生検とそれが提供できる電気生理学に適用できることを理解したときでした。
このプロトコルでは、統合された電気解剖学的マッピングと心臓透視法を使用して、ACM 患者の右心室から心内膜心筋生検を収集します。約5グラムの組織を採取し、TMES培地でラボに発送します。ラボでは、必要に応じて生物学的安全キャビネットを設置し、エンソマティック消化までの手順を実行します。
次に、生検をプレートに移し、PBSで2回洗浄します。この時点で、生検は顕微鏡下で写真に記録される場合があります。次に、生検を1ミリリットルのコラゲナーゼ溶液を含む2ミリリットルのチューブに移します。
そこで、サンプルを幅0.5〜1ミリメートルの小さな断片にカットします。次に、組織を摂氏37度で90分間インキュベートし、連続的に回転させながら攪拌します。次に、消化した溶液を遠心分離し、上清を取り除き、ペレットを1ミリリットルのPBSに再懸濁します。
次に、チューブを再度遠心分離し、上清を取り除き、ペレットを1ミリリットルのTMESに再懸濁します。次に、サスペンションを60ミリメートルプレートにプレートし、TMESを使用してプレートを最大3ミリリットルまで充填しますが、それ以上は充填しません。次に、テキストプロトコルに従って細胞を培養および増殖します。
開始する前に、細胞解離試薬、洗浄バッファー、および必要な抗体を使用できるように準備します。培養物の推定細胞数が300万に達したら、100ミリメートルプレートを10ミリリットルの滅菌PBSで2回洗浄します。次に、細胞解離試薬5ミリリットルを細胞に加え、プレートを室温で7〜10分間インキュベートして細胞を剥離します。
細胞が剥離したら、15ミリリットルのPBSを細胞に加え、懸濁液を50ミリリットルのチューブに移します。次に、細胞を遠心分離し、ペレットを1ミリリットルの洗浄バッファーに再懸濁します。次に、細胞を数え、300万個を新しいチューブに移し、最終容量1.5ミリリットルの洗浄バッファーに入れます。
次に、サスペンションを12本のファックスチューブに分割します。各チューブに、推奨濃度でCMSCの特性評価に使用する抗体を加えます。アイソタイプコントロールを必ず含めてください。
調製したら、チューブを室温で15分間インキュベートし、光から遮蔽します。その後、各チューブに1ミリリットルの洗浄バッファーを追加して、反応を停止します。次に、細胞を遠心分離し、上清を取り除き、ペレットを250マイクロリットルの洗浄バッファーに再懸濁します。
次に、フローサイトメトリーを使用して細胞の特性評価に進みます。細胞の脂肪分化後、ORO染色を使用して脂質蓄積をテストします。開始する前に、OROが機能するソリューションがあることを確認してください。
細胞を染色する前に、培地を取り出し、2ミリリットルのPBSで細胞を2回洗浄します。次に、細胞を4%パラホルムアルデヒドで覆い、室温で5分間固定します。次に、パラホルムアルデヒドを廃棄し、細胞を2ミリリットルのPBSで2回洗浄します。
2回目の洗浄後、細胞を覆うのに十分なORO作業溶液を追加します。次に、プレートを室温で1時間インキュベートします。このインキュベーションは、自動解が作動しない環境で実施する必要があるため、部屋がいっぱいになることはお勧めしません。
インキュベーション後、ORO溶液を吸引し、PBS洗浄液で染色物が見えなくなり、顕微鏡で観察したときに非特異的な染色が検出されなくなるまで、細胞を2ミリリットルのPBSで数回洗浄します。次に、倒立組織培養位相差顕微鏡を使用して、各ウェルの画像を20倍に拡大して20枚の画像をキャプチャします。詳細はテキストプロトコルで提供されます。
CMSCは、記載されているように心内膜心筋生検から単離されました。それらの間葉系譜を確認するために、細胞を適切なフローロファー標識抗体とインキュベートし、フローサイトメトリーで分析しました。CMSCは、特異的間葉系表面抗原CD29、CD44、およびCD105に対して陽性でした。
CD90陽性細胞の割合は変動することが知られています。内皮遺産、単球またはマクロファージ遺産、オノマトペ遺産、および主要な組織適合性複合体のマーカーは発現しませんでした。次に、CMSCをT.ADIPO培地で培養して脂肪分化し、OROで染色して細胞内脂肪滴を探しました。
不整脈原性心筋症患者のCMSCは、健康な対照群の細胞よりも多くの脂肪滴を蓄積しました。これらの差は、72時間後と7日後の分化条件下で測定されました。習得すれば、細胞の分解能は3時間、染色は2時間、ファックス分析は3時間で完了します。
この手順に続いて、薬物検査などの他の方法を実行して、同じ患者のストーマ細胞をさまざまな刺激に反応させることができるかなどの追加の質問に答えることができます。その開発後、この技術は、不整脈原性心筋症の分野の研究者が、疾患の病因におけるヒト心間質細胞の関与を探求する道を開きました。
本記事では、不整脈源性心筋症患者の内膜心筋生検組織から心臓間葉系ストローマ細胞(CMSCs)を単離する方法を提示します。これらの細胞の特性解析の詳細と、脂肪分化を促進するためのプロトコルについて解説します。
不整脈源性心筋症患者から心臓間葉系ストローマ細胞を単離することで、疾患病理の特徴である脂肪細胞沈着におけるストローマ細胞の関与について、メカニズムに基づいたリスク軽減が可能になります。この初代細胞モデルは、細胞表現型を疾患メカニズムに関連付けることで標的バリデーションをサポートし、初期探索における予測の信頼性を向上させます。本手法は、心血管疾患の進行に対するストローマ細胞の寄与を研究するための、スケーラブルで再現性のあるシステムを提供します。
本手法は、標的仮説の検証からリード化合物の同定に至る探索の連続過程に適合し、メカニズム解析のための生物学的に妥当な細胞モデルを提供します。