여기서, 우리는 성인 마우스와 쥐 심근세포의 격리, 형질 전환 및 장기 문화에 대한 프로토콜을 제시합니다.
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여기서, 우리는 성인 마우스와 쥐 심근세포의 격리, 형질 전환 및 장기 문화에 대한 프로토콜을 제시합니다.
성인 포유류 심근세포(CM)의 전 생체 배양은 심장 생물학의 체외 연구를 위한 가장 관련성이 있는 실험 시스템을 제시합니다. 성인 포유류 CM은 최소한의 증식 능력을 가진 말기 분화 세포입니다. 성인 CM의 미토틱 후 상태는 심근세포 세포 주기 진행을 제한할 뿐만 아니라 CM의 효율적인 배양을 제한합니다. 더욱이, 성인 CM의 장기 배양은 CM 증식 및 유전자 발현의 분석과 같은 많은 연구 결과에 필요합니다.
마우스와 쥐는 심근세포 분리에 사용되는 두 가지 가장 바람직한 실험실 동물이다. 쥐 CM의 장기 문화가 가능하지만 성인 마우스 CM은 사망에 취약하며 정상적인 조건에서 5 일 이상 배양 할 수 없습니다. 따라서 성인 뮤린 CM에 대한 세포 격리 및 장기 배양 프로토콜을 최적화해야 하는 중요한 필요성이 있습니다. 이 수정된 프로토콜을 사용하면 성인 마우스와 쥐 CM을 20일 이상 성공적으로 분리하고 배양할 수 있습니다. 더욱이, 고립된 CM의 siRNA 경질 효율은 이전 보고에 비해 현저히 증가된다. 성인 마우스 CM 절연의 경우, 랑엔도르프 관류 방법은 최적의 효소 용액과 완전한 세포 외 매트릭스 해리를위한 충분한 시간으로 활용됩니다. 순수한 심실 CM을 얻기 위해, 모두 분리 및 도금을 진행하기 전에 해부 및 폐기되었다. 세포는 효율적이고 신속한 부착을 허용 라미닌 코팅 플레이트에 분산되었다. CM은 siRNA 경질 전에 4-6 h에 정착할 수 있었습니다. 배양 매체는 20일마다 24시간마다 리프레시되었고, 그 후, CM은 KI67과 같은 세포 주기의 트로포닌 및 마커와 같은 심장 특정 마커에 대해 고정및 염색되었다.
심장 질환은 전 세계적으로 사망의 주요 원인 중 하나입니다. 심장 상해의 거의 모든 모형은 성인 심근세포 (CMs)의 중요한 손실 귀착됩니다. 성인 포유류 심장은 성인 CM1의노화 특성으로 인해 심장 손상을 복구 할 수 없습니다. 따라서, 성인 포유류 심장에 어떤 모욕은 감소 심장 기능 및 심부전으로 이끌어 내는, CMs의 영원한 손실 결과로 초래됩니다. 성인 포유동물과 달리, 제브라피쉬와 새로운 심장과 같은 작은 동물은 기존의 CM 증식2,,3,,4를통해 심장 손상을 재생할 수 있다. 전 세계적으로 확산 및 비 증식 접근 방식을 통해 심장 부상에 대한 새로운 치료 개입을 찾기 위한 노력이 진행중입니다. 지난 수십 년 동안, 유전 마우스 모델의 다양한 유형은 심장 부상과 수리를 연구하기 위해 개발되었습니다. 그러나 생체 내 동물 모델을 사용하는 것은 이차 효과로부터 세포 자율 메커니즘을 해독하기 위한 추가적인 복잡성으로 고가의 접근법이 계속되고 있다. 게다가, 생체 내 시스템은 CM에서 심장 보호 신호를 유도하는 약리학적 개입의 CM 특이적 효과를 분석하기 가 어렵습니다.
또한 CM 증식 분석을 수행하기 위해서는 성인 CM의 장기적인 문화가 필요합니다. CM 증식 분석법은 세포가 세포 주기로 유도되고 그 후에 정확한 데이터를 얻기 위하여 세포에 대한 최소 4-5 일이 필요합니다. 또한, 전기생리학 연구를 위해 고립된 CM을 활용하는 연구, 약물 스크리닝, 독성 연구, Ca++ 항상성 연구는 모두 개선된 배양 시스템5,,6,,7이필요하다. 더욱이, 최근 연구는 CM (심장 카인)8,,9에서분비 된 사이토카인의 심장 보호 의의를 보여줍니다. 심장 수리 및 재생 중에 이러한 심장 키인의 치료 역할 및 분자 메커니즘을 조사하기 위해서는 장기간 문화가 필요합니다.
성인,쥐 CM은 체외시스템(10,11,12)에서단세포 절연 및 장기 배양을 충분히 견고하다., 그러나, 성인용 마우스 CM은 쥐 CM13로는불가능한 다양한 혁신적인 분석의 설계 및 실행을 허용하는 다양한 유전자 변형 마우스 모델의 가용성으로 인해 체외 분석에 큰 관심을 갖는다. 성인 쥐 CM 격리와는 달리, 성인 마우스 심혼에게서 단세포 정지를 얻는 것은 아주 도전적이고, 문화에서 성인 마우스 CMs의 장기 문화는 더욱 도전적입니다.
랑엔도르프 시스템을 이용한 마우스및 쥐 심혼으로부터의 성인 CM 절연은 이전에 CM 기능5,,14,,15를연구하기 위해 설립되었다. 여기서, 우리는 쥐와 마우스 둘 다에서 성인 CM 절연을 위한 프로토콜뿐만 아니라, 격리된 세포의 수정된 장기 배양, 형질, CM 증식을 상세히 기술했습니다.
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모든 실험은 미국 국립 보건원(NIH)에 의해 간행된 실험실 동물의 관리 및 사용을 위한 지침에 따라 수행되어야 합니다. 비디오에 표시된 모든 프로토콜은 신시내티 대학의 기관 동물 관리 및 사용위원회 (IACUC)에 의해 승인되었습니다.
1. 성인 마우스 (및 쥐)에서 심장 추출 전에 준비
2. 성인 마우스 (및 쥐)에서 심장 추출
3. 심장의 소화
4. CM 단세포 서스펜션 준비
5. 비 CM 의 제거
6. 성인 CM 도금
7. 트랜스페션
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현재 수정된 프로토콜은 시험관내에서 쥐와 마우스 CM의 효율적인 격리 와 배양을 허용한다. 쥐 CM 격리의 경우, 총 3 명의 성인 (12 주 된) 남성 피셔 344 랫트가 이 시술에 사용되었습니다. 도 1은 수술에 필요한 수술 장치 및 격리 설정을 나타낸다; 각 부품이 그림 범례에 표시되고 설명되었습니다. 콜라게나아제 타입 2는 소화에 사용되었으며, 이는 성공적인 절연으로부터 고품질 의 CM의 높은 양을 산출한다(그림2A). 24시간 후 격리, 이들 세포는 Rb1 및 Meis2에대한 특정 siRNA를 유도하는 세포 주기로 전염된 반면, cel-miR-67은실험(11)에서경질 제어로 사용되었다. CM은 형태학적 변화를 관찰하기 위해 7일(도2B)또는 최대 20일(도
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세포 특정 기계학 연구를 수행하기 위해 성인 심근 세포 격리 및 장기 배양을위한 프로토콜을 수립해야 하는 중요한 필요가 있습니다. 성인 CM 격리 프로토콜에 대해 논의하는 보고서는 몇 가지뿐이며, 그 중 더 적은 수의 성인 마우스 CM15,,16,,17의장기 배양에 사용된다. 성인 쥐 CM은 성인 마우스 CM10,,11,,12보다체외 배양에 더 높은 내성을 갖는다는 것을 보여 주었다. 이 보고서에서, 우리는 정기적으로 사용되는 프로토콜에 최소한의 수정과 함께 성인 쥐와 마우스 CM 격리, siRNA 트랜스포션, 장기 배양 및 유도 된 확산의 다운스트림 분석을위한 프로토콜을 수립합니다.
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이 작품은 병리학 및 실험실 의학의 학과에서 자금 지원, 신시내티 대학, 의과 대학, 박사 오누르 카니시카크; 국립 보건원(R01HL148598)에서 오누르 카니시카크 박사에게 교부금. 오누르 카니시카크 박사는 미국 심장 협회 경력 개발 상(18CDA34111117)의 지원을 받고 있습니다. 퍼웨즈 알람 박사는 미국 심장 협회 박사 후 보조금(AHA_20POST35200267)의 지원을 받고 있습니다. 말리나 J. 아이비 박사는 NIH T32 교부금(HL 125204-06A1)의 지원을 받고 있습니다.
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| 이름 | 회사 | 카탈로그 번호 | 댓글 |
|---|---|---|---|
| 2,3-부탄 디온 모노심 | 시그마-알드리치 | B-0753 | |
| 블레비스타틴 | APExBIO | B1387 | |
| 소 혈청 알부민 | 시그마-알드리치 | A3059 | |
| CaCl2 | Sigma-Aldrich | 449709 | |
| 세포 배양 플레이트 | Corning Costar | 3526 | |
| 세포 여과기 | BD Biosciences | 352360 | |
| Cel-miR-67 | Dharmacon | CN-001000-01-50 | |
| 콜라겐 분해 효소 유형 2 | Worthington | LS004177 | |
| 일회용 졸업 전사 피펫 | Fisherbrand | 13-711-20 | |
| 일회용 폴리스티렌 계량 접시 | Sigma-Aldrich | Z154881-500EA | |
| Dulbecco의 수정 된 독수리's 매체 | Thermo Scientific | SH30022.01 | |
| EdU | Life Technologies | C10337 | |
| 태아 소 혈청 | Corning | 35-015-CV | |
| Fine Point 고정밀 겸자 | Fisherbrand | 22-327379 | |
| 포도 | Sigma-Aldrich | G-5400 | |
| 혈구계 | Hausser Scientific | 1483 | |
| Heparin | Sagent Pharmaceuticals | PSLAB-018285-02 | |
| HEPES | Sigma-Aldrich | H3375 | |
| 고정밀 스트레이트 브로드 스트롱 핀셋 / 집게 | Fisherbrand | 12-000-128 | |
| Hyaluronidase | Sigma | H3506 | |
| 인슐린 | Sigma-Aldrich | I0516-5ML | |
| K2HPO4 | Sigma-Aldrich | P-8281 | |
| KCl | Sigma-Aldrich | 746436 | |
| 광 현미경 | Nikon | ||
| Lipofectamine RNAiMAX | Life Technologies | 13778-150 | |
| MgSO4 | Sigma-Aldrich | M-2643 | |
| NaCl | Sigma-Aldrich | S9888 | |
| NaOH | Fisher Scientific | S318-500 | |
| 천연 마우스 라미닌 | 인비트로겐 | 23017-015 | |
| 페니실린/스트렙토마이신 | 코닝 | 30-002-CI | |
| 펜토바르비탈 | Henry Schein | 24352 | |
| 인산염 완충 식염수 | Life Technologies | 20012-027 | |
| 프로테아제 XIV | 시그마-알드리치 | P5147-1G | |
| 셀레늄 | 시그마-알드리치 | 229865+5G | |
| siMeis2 | Dharmacon | s161030 | |
| siRb1 | Dharmacon | s128325 | |
| 스트레이트 블런트/샤프 해부 가위 | Fisher Scientific | 28252 | |
| 스트레이트 매우 미세한 정밀 팁 집게 | Fisherbrand | 16-100-120 | |
| 타우린 | 시그마-알드리치 | T0625 | |
| 트랜스페린 | 시그마-알드리치 | T8158-100MG | |
| 초매끄럽고 비스듬한 가장자리 마감 가위 | Fisherbrand | 22-079-747 | |
| 수조 | Fisher Scientific | 3006S |
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