방법 논문

인간 탯 줄 혈액에서 내 피 조상 세포의 고립

DOI:

10.3791/56021

2017년 9월 14일

이 논문에서

요약

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이 프로토콜의 목표는 내 피 뿌리 탯 줄 혈액에서 세포를 분리. 조직 설계 만드는 혈관 및 심장 밸브 구성 및 응용 프로그램의 일부는 biomarker로 심혈 관 위험, 허 혈 성 질환 치료 환자를 식별 하는 데 이러한 세포를 사용 하 여 포함 됩니다.

초록

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내 피 조상 세포 (Epc) 말 초 혈액에서의 존재와 vasculogenesis에의 참여 Ashara와 동료1에 의해 처음 보고 되었다. 나중에, 다른 비슷한 유형의 골2,3에서 발생 하는 Epc의 실존 문서화. 더 최근에, 요더와 Epc 탯 줄 혈액에서 파생 했다 잉 그램은 높은 증식 잠재력 성인 주변에서 고립 된 사람에 비해 혈액4,,56했다. 출생 후 vasculogenesis에 참여 하 고, 떨어져 Epc 또한 나타났습니다 약속 만드는 조직 설계 혈관 및 심장 밸브 구조7,8셀 원본으로. 존재 하는 다양 한 격리 프로토콜, 일부는 포함 하는 단 세포 (MNCs) 내 피 및 조 혈 마커의 도움으로 설명한 소스에서 파생 된 셀 정렬 또는 특수 내 피 성장 이러한 MNCs를 경작 중간, 또는 이러한 기법9의 조합. 여기, 선물이 고립에 대 한 프로토콜 및 사용 하 여 Epc의 문화 전문 내 피 중간 immunosorting, 뒤에 서쪽에 게 더 럽 히기을 사용 하 여 격리 된 세포의 특성의 사용 없이 성장 인자를 보충 하 고 immunostaining입니다.

서론

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여러 조사 특성 및 인간의 Epc5,,1011,,1213의 잠재력을 공부 했다. Epc 세포 저 산소 증, 허 혈, 부상, 또는 종양 형성의 사이트에 내 피 조직에 고착 하 고 새로운 혈관 구조4,14의 형성에 기여 하는 능력을가지고 순환 이라고 할 수 있습니다. 출생 후 vasculogenesis의 형태로 neovascularization에 그들의 관찰된 관련 이상 이러한 세포의 치료 응용 프로그램4,15, 에 그들의 사용에 대 한 이해를 주도하 고 있다 16. 개인의 Epc 수 심장 혈관 병 리9,15,,1617,18,19와 상관을 보였다 ,20. 다른 연구는 Epc 밸브 구와 같은 표현 형으로 분화 또한 있고이 세포 조직 공학 심장 밸브7,21사용할 수 제안.

Epc를 분리 하는 데 필요한 특정 세포 표면 분자는 하지 명확 하 게 확인 되었습니다 조사4사이 불일치 때문에. 다양 한 문화 조건에 노출 특정 매트릭스 MNCs의 접착 여러 그룹1,17,,2223, putative Epc 수 있습니다 제안에 의해 수행 되었습니다. 다른 phenotypic 속성을 표시 합니다. 이러한 속성에는 phagocytotic, Matrigel에 관 형성 능력과 Dil acetylated 저밀도 지 단백질의 이해의 부족 포함 됩니다. 높은 clonogenic 및 증식 잠재력 어떤 Epc hierarchized5수 하는 두 개의 속성이 있습니다. Epc 또한 생체 외에서 tubules 때 인간의 태아 폐 섬유 아 세포4cocultured를 형성할 수 있습니다. 이 세포는 내 피 세포 표면 마커를 표현 하 고 조 혈 마커13,,2425의 일부를 공유 하 알려져 있습니다. 긍정적으로 표현된 마커를 형질 Epc에 대 한 널리 받아들여진다는 CD31, CD34, 혈관 내 피 성장 인자 수용 체 2 (VEGFR2), 폰 Willebrand 인자 (vWF), CD133, c-Kit 및 혈관 내 피 cadherin (VE-cadherin)4 , 18. 공동 CD90, CD45, CD14, CD115, 또는 알파-부드러운 근육 걸 (α-SMA)를 표현 하는 세포 phagocytose 박테리아와 드 노 보 인간을 형성 하는 무 능력을 그들의 한정 된 증식 잠재력, 능력 때문에 Epc 수로 간주 되지 않습니다 선박 vivo에서4,7. 이 문서는 수정 된 프로토콜 프로토콜 정렬 셀에 대 한 필요 없이 인간 탯 줄 혈액에서 내 피 조상 세포의 고립에 대 한 설명. 이 문서에 대 한 CD31, CD34, 및 VEGFR2 부정적인 지표로 α-SMA와 긍정적인 마커로 사용 우리.

이 문서에서는, 우리는 분리 하 고 셀을 사용 하 여 정렬 없이 탯 줄 혈액에서 내 피 뿌리 세포를 배양 하는 방법 전문 성장 요인 (EGM) 보충 하는 내 피 성장 매체 제안 합니다. 이 EGM이 혈관 내 피 성장 인자 (VEGF)와 섬유 아 세포 성장 인자 (FGF), 생존, 확산, 그리고 내 피 세포26의 마이그레이션 향상 포함 되어 있습니다. 그것은 또한 포함 하는 셀;의 조약돌 형태를 유지 하는 의약품 인슐린 같은 성장 인자-1 (IGF-1), 신생 및 철새 기능; 그리고 헤 파 린,26의 중간 성장 요인의 향상 된 장기 안정성을 하면. 내 피 세포 배양에 추가 다른 성장 인자 자극 세포 증식 및 분화, EGF26 하 셀 sensitizes 날린 데 도움이 표 피 성장 인자 (EGF)와 보완을 포함 . 우리는이 특정 성장 매체를 사용 하 여 내 피 기저 매체 (EBM) 또는 Dulbecco의 수정이 글 중간 (DMEM)에 비해 Epc의 높은 숫자를 생성 보여줍니다.

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프로토콜

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이 연구 아칸소 기관 검토 위원회 (승인 번호 16-04-722) 대학교의 승인을 실시 되었다. 탯 줄 혈액 단위 구 연산 인산 포도 당 (일일) 솔루션 아칸소 코드 혈액 은행에서 수집 그리고 저장에 대 한 요구 사항을 충족 하지 않았다 단위 연구에 대 한 기증 했다. 코드 혈액 단위 했다 주위 온도에 컬렉션의 24 시간 이내 실험실에 couriered.

1. 절연의 내 피 조상 세포 탯 줄 혈액에서

  1. 시 약의 준비. 인슐린 같은 성장 인자 (IGF)의 20 ng/mL, 1 µ g/mL 의약품, 5 ng/mL 재조합 인간 표 피 성장 인자 (rhEGF), 22.5 µ g/mL
    1. 준비 EGM 10% 태아 둔감 한 혈 청 (FBS)에 내 피 기저 매체 (EBM)을 추가 하 여 보완 헤 파 린, 그리고 0.5 ng/mL 혈관 내 피 성장 인자 (VEGF)와 10 ng/mL의 재조합 인간 섬유 아 세포 성장 인자 B (rhFGF-B), 0.2 µ g/mL 날린, 2% 페니실린-스-글루타민. 0.2 µ m polyethersulfone (PES) 멤브레인 진공 필터를 사용 하 여 배양 소독.
    2. 준비 쥐 나 콜라겐 솔루션 0.02 N 초 산을 사용 하 여 50 µ g/mL의 농도에서 꼬리. 0.2 µ m 주사기 필터를 사용 하 여이 솔루션을 소독.
    3. 사전 코트 6-잘 접시 준비 쥐의 2 개 mL 나 각 잘 콜라겐 솔루션 꼬리. 뿌리기 전에 5% CO 2와 적어도 1 시간 동안 37 ° C에서 유지 하는 인큐베이터에 배치.
    4. 탯 줄 혈액으로 행 크 균형 소금 솔루션 (HBSS) 1:1 농도의 약 25 mL를 희석.
    5. 준비 라디오 면역 강 수 분석 결과 150 m m 염화 나트륨, 1% 트라이 톤 X-100, 0.5% 나트륨 deoxycholate, 1 m m β-glycerophosphate, 0.1 %SDS, 및 50 mM Tris (pH 8.0)를 사용 하 여 (RIPA) 버퍼.
  2. 내 피 조상 세포의 고립.
    1. 따뜻한 모든 준비 물 목욕 격리 전에 37 ° C에서 유지 시 약.
    2. 밀도 그라데이션 중간 시 약 20 mL 50 mL 원심 분리기 튜브 추가.
    3. 신중 하 게 20 mL 튜브의 측면 벽 쪽으로 피 펫을 목표로 하 여이 레이어를 깨지 않고 밀도 그라데이션 매체를 포함 하는 원심 분리기 튜브에 희석된 코드 혈액의 레이어.
    4. 에서 원심 분리기 회전자의 브레이크와 함께 실 온에서 30 분 동안 800 x g에서 centrifuging 그들의 밀도 ( 그림 1)에 따라 혈액의 구성 요소를 구분 합니다. 다른 레이어를 방해 하지 마십시오.
    5. 다른 셀 피 펫 팁 MNC에 도달할 수 있게 될 때까지 레이어 레이어 ( 그림 1 참조)을 방해 하지 않고 튜브에서 신중 하 게 pipetting으로 플라즈마 레이어를 제거 합니다. 제거 된 플라즈마 삭제.
      참고: 피 펫 팁을 사용 하 여 플라즈마를 제거를 하는 동안 떠나 MNC 레이어 ( 그림 1) 장애를 줄이기 위해 위에 플라즈마의 작은 층.
    6. MNCs 18 게이지 바늘에 장착 한 주사기를 사용 하 여 포함 된 버 피 코트를 수집 하 고 신선한 원심 분리기 튜브 전송.
    7. EBM의 동일한 볼륨 수집된 MNCs. 원심 분리기를이 관에 추가 10 분 동안 500 x g 4에 ° C. 삭제는 상쾌한.
      참고: 셀 펠 릿 나타납니다 붉은 적혈구/적혈구의 존재 때문에.
    8. 붉은 혈액 세포를 lyse 염화 염화 물 해결책의 5 mL를 추가 합니다. 가끔 흔들어와 5-10 분 동안 얼음이 튜브를 품 어.
      참고: 주의 고려 해야한다이 단계 동안에 지속 시간을 초과 하지 그것은 MNCs에 유해할 수 있다.
    9. 원심 4 ° C에서 10 분 동안 500 x g에서 튜브와 삭제는 상쾌한. 적혈구 계속 되 면, 단계 단계를 반복 1.2.8 및 1.2.9 아니 붉은 색 펠 릿에서 관찰 됩니다.
    10. 준비 EGM에 펠 릿을 resuspend를 사용 하는 hemocytometer는 MNCs 계산.
    11. Aspirate 쥐 꼬리를 나 콜라겐 코팅 6 잘 플레이트 (1.1.3 단계)에서 고 인산 염 버퍼 식 염 수 (PBS) x 1와 3 번 웰 스 세척.
    12. 1 x 10 7에 각 잘 MNCs의 농도에 콜라겐 플레이트 EGM에 resuspended MNC 펠 렛 씨앗. 37 ° C, 5% CO 2 배양 기에.
    13. 후 24 h 매체를 발음 하 고 한번 EGM와 웰 스를 씻어. 각 잘을 EGM 매체의 3 mL를 추가 하 고 37 ° C, 5% CO 2 배양 기에 다시 배치.
    14. 신선한 EGM 매체와 접시 7 일 동안 매일 보충. 7 일 후 변경 EGM 매체 매일.
    15. 식민지 내 피 세포의 진행을 추적 하기 위해 매일 6 잘 플레이트의 이미지를 받아 밝은 분야 현미경을 사용 하 여. 식민지 그들의 성장을 위해 발생 하는 플레이트 표시.
      참고: 그것은 일반적으로 5 ~ 9 일 문화에 식민지를 위한 걸립니다.
  3. 내 피 조상 세포의 확장.
    1. 코트 쥐와 T-25 문화 플라스 크 나 콜라겐 (50 µ g/mL) 꼬리를 37 ° C, 5% CO 2 인큐베이터 적어도 60 분 Aspirate에에서 배치 하 고 셀을 뿌리기 전에 1 x PBS와 세 번 T-25 셀 문화 플라스 크를 씻고.
    2. Trypsinize 내 피 세포 식민지 각 우물에서 0.05% 트립 신-EDTA 용액의 150 µ L를 사용 하 여 크기 약 3 m m를 도달할 때. 6 잘 플레이트 37 ° C, 5% CO 2 배양 기 2-3 분에 대 한 다시 넣습니다
    3. 는 부드럽게 연결 된 셀을 꺼내 려 6 잘 플레이트를 누릅니다. 즉시 EGM의 2 개 mL를 추가 하 고 15 mL 원심 분리기 튜브에 세포를 복구.
    4. 는 hemocytometer를 사용 하 여 셀의 개수 및 초기 시드 밀도 계산.
    5. 스핀 15 mL 원심 분리기 튜브 5 분에 대 한 400 x g에서 EGM에 셀 펠 릿 Resuspend 고 ~ 500000 셀 T-25 플라스 크를 시드합니다. 통로 1이 술병을 표시 하 고 37 ° C, 5% CO 2 배양 기에 다시 T-25 플라스 크를 배치.
      참고: 셀은 EBM과 DMEM EGM와 성장 비교에서 도금 될 수 있다.
    6. 추가 구절에 대 한 플라스 크에 도달 하면 90% 합류, 단계 1.3.1-1.3.5 고 T-75 또는 T-175 셀 문화 플라스 크에 10 4 셀/c m 2에서 셀을 다시 시드합니다. 고립 된 세포 (2 단계와 3 단계)의 특성을.

2. 격리 된 셀 사용 하 여 서 부 럽의

격리 된 셀 특성 확장 단계를 따라 모든 통로에
  1. 추가 50-100 µ L의 세포의 용 해 버퍼. 약 500000 이상의 세포에서 단백질을 수집.
  2. 세포 파열 풀어 단백질을 적극적으로 위쪽 및 아래쪽 플라스틱. 수집 하 고 전송 버퍼 microcentrifuge 튜브.
  3. 500 x g에서 microcentrifuge 튜브를 회전 하 고 신중 하 게 새로운 microcentrifuge 튜브에는 상쾌한 전송. 레이블 및 장기 저장을 위한-80 ° C에서 튜브를 저장.
  4. 어느 브래드 퍼 드를 사용 하 여 각 튜브에 있는 단백질의 양을 계량 ' s 또는 BCA 시험 27 , , 28 29.
  5. 서양 blotting 표준 절차 27 , , 28 29를 사용 하 여 수행 합니다. 5 µ g CD31, CD34, VEGFR2, 및 α-SMA의 표현에 대 한 총 단백질의 분석. 데이터 정규화에 대 한 α-tubulin 사용.

3. 간접 면역 형광

  1. Sonicate 50% 에탄올에서 18 m m 유리 coverslips 고 그들을 건조. 두고 깨끗 한 coverslips biosafety 두건에서 하룻밤 12-잘 접시에 UV 빛에 그들을 소독.
  2. 코트 50 & # 18와 coverslips1; g/mL의 쥐 나 콜라겐 꼬리 및 접시를 37 ℃, 5% CO 2 배양 기 적어도 60 분에 대 한 전송
  3. 는 콜라겐을 발음 하 고 씻고는 coverslips 12-잘 접시에 1 x PBS의 1 mL를 추가 합니다. 1 x PBS를 발음 하 고 두 번 반복.
  4. 씨앗 250000 경작에 각 잘 37 ° C, 5% CO 2 배양 기 immunostaining를 수행 하기 전에 적어도 3 일 동안 다시 Epc.
  5. 세척 3 번 1 x PBS 가진 접시. 각 우물에 얼음 처럼 차가운 메탄올의 1 mL을 추가 하 고 셀을 해결 하기 위해 15 분 동안 실 온에서 품 어.
  6. Immunostaining 표준 프로토콜 27 , , 28 29를 사용 하 여 수행 합니다. 그들의 적절 한 희석에 항 체를 사용 하 여 (예를 들어, CD31 (1:20), CD34 (1:50), α-SMA (1: 100), 및 VEGFR2 (1:50)).
  7. Epifluorescence 현미경을 사용 하 여 immunostained coverslips의 이미지.

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결과

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절연 및 내 피 조상 세포의 확장:
회로도 (그림 1) 전체 프로토콜을 묘사한 제공 됩니다. 다른 혈액 구성 요소 레이어 밀도 밀도 그라데이션 매체와 인간 탯 줄 혈액의 그라데이션 원심 다음 관찰 되었다. 콜라겐 치료 접시에 MNCs를 시드 시 식민지의 파생물 일 5와 7 (그림 2A) 사이 처음 관찰 되었다. 이러한 식민지 성장을 계속 하 고 나중 조약돌 모양의 형태 (그림 2E-2 층) 진행 초기 단계에서 스핀 들 모양의 세포 형태학 (그림 2A-2D)를 했다. 그림 3

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토론

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앞에서 설명 했 듯이, 점착 Epc 조약돌 형태를가지고 있습니다. 우리의 절연된 MNCs 진행 스핀 들 모양의 셀 식민지 (그림 2A 2D)에서 초기 단계에 조약돌 식민지 (그림 2E-2 층) 문화에 10 일의 기간 동안. Epc는으로 분류 되었습니다 다른 연구 그룹에 의해 다르게 즉 늦은 내 피 조상 세포10, 셀5또는 내 피 조상 세포12형성 내 피 식민지. 이 세포는 기능적으로 동일 및 유사한 세포 표면 마커 익스프레스 주목 한다. 기간 문화 (그림 3) 거의 108 셀 이전 게시에 유사한과 Epc3,

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공개 사항

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저자는 공개 없다.

감사의 글

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이 자료는 부여 번호 아래 국립 과학 재단에서 지 원하는 작업 기반 CMMI 1452943 고 아칸소 대학 명예 대학에 의해. 우리 또한 아칸소 코드 혈액 은행 코드 혈액 단위를 제공 하 고 싶습니다.

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재료

이 논문에 사용된 재료 목록
이름회사카탈로그 번호댓글
A) 격리 및 배양을 위해
EGM-2 BulletKitLonzaCC-3162
Pencillin-Streptomycin-Glutamine (100x)Thermofisher Scientific10378016
Ficoll-PaqueGE Heatlhcare17-1440-02
Hank's Balanced Salt SolutionThermofisher Scientific14170-112
염화암모늄줄기세포 기술7850
1x 인산염 완충액 식염수Thermofisher Scientific14190250
랫 테일 I 콜라겐코닝354236
빙하 아세트산Amresco0714-500ML
0.05% 트립신-EDTAThermofisher Scientific25300054
HEPES 완충액Thermofisher Scientific15630080
Dulbecco's Modified Eagle's MediumThermofisher Scientific10566-016
B) 항체 및 세포 용해물
CD31 Abcamab283641:250 희석  웨스턴 블로팅용
CD34Santa Cruz Biotechnologysc-70451:100 희석용 웨스턴 블로팅
&알파;-SMAabcamab56941:100 희석용 웨스턴 블로팅
&알파;-튜불린abcamab72911:2,500 웨스턴 블로팅용
희석 VEGFR2abcamsc5041:100 희석 for Western blotting
Human umbilical vein endothelial cell lysateSanta Cruz Biotechnologysc24709 
밸브 간질 세포 용해물자체 실험실에서 배양하고 RIPA 완충액으로 용해된 1차 세포주
C) 웨스턴 블로팅 및 면역 염색
10x Tris/Glycine/SDS 완충액Biorad161-0772러닝 완충액으로 사용
10x Tris/Glycine 완충액Biorad161-0771전달 완충액으로 사용
Immobilon-FL 전사 멤브레인Merck MilliporeIPFL0010이것은 45 µ m 기공 크기 및 프로토콜에 Western Blot Membrane
4x Laemmli sample bufferBiorad161-0747
2-mercaptoethanolBiorad161-0710
10% Criterion TGX 프리캐스트 겔Biorad5671033
Prolong Gold antifadeThermofisher ScientificP36930장기 보관을 위한 면역 염색 커버슬립 장착에 사용됩니다
메탄올VWR 분석BDH1135-4LP
이 제품은 내피 성장 매체 태아 소 혈청 Thermofisher Scientific 26140079 를 만드는 데 필요한 모든 성장 인자가 포함되어 있습니다. .

참고문헌

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  12. Melero-Martin, J. M., et al. In vivo vasculogenic potential of human blood-derived endothelial progenitor cells. Blood. 109 (11), 4761-4768 (2007).
  13. Melero-Martin, J. M., Bischoff, J. Chapter 13. An in vivo experimental model for postnatal vasculogenesis. Methods Enzymol. 445, 303-329 (2008).
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  28. Lam, N. T., Muldoon, T. J., Quinn, K. P., Rajaram, N., Balachandran, K. Valve interstitial cell contractile strength and metabolic state are dependent on its shape. Integr Biol (Camb). 8 (10), 1079-1089 (2016).
  29. Tandon, I., et al. Valve interstitial cell shape modulates cell contractility independent of cell phenotype. J Biomech. 49 (14), 3289-3297 (2016).
  30. Cockshell, M. P., Bonder, C. S. Isolation and Culture of Human CD133+ Non-adherent Endothelial Forming Cells. Bio-Protocol. 6 (7), (2016).

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