이 연구는 혈관벽 상주 CD34+ 줄기세포(CD34+ VW-SC)의 분리, 배양 및 기능적 결정을 위한 안정적이고 효율적인 방법을 확립했습니다. 이 따르기 쉽고 시간 효율적인 분리 방법은 다른 연구자가 심혈관 질환과 관련된 잠재적 메커니즘을 연구하는 데 사용할 수 있습니다.
방법 논문
이 연구는 혈관벽 상주 CD34+ 줄기세포(CD34+ VW-SC)의 분리, 배양 및 기능적 결정을 위한 안정적이고 효율적인 방법을 확립했습니다. 이 따르기 쉽고 시간 효율적인 분리 방법은 다른 연구자가 심혈관 질환과 관련된 잠재적 메커니즘을 연구하는 데 사용할 수 있습니다.
상주 CD34+ 혈관벽 상주 줄기 세포(VW-SC)는 혈관 손상 및 복구를 조절하는 데 중요한 역할을 하는 것으로 점점 더 인정받고 있습니다. 기능성 쥐 CD34+ VW-SC를 배양하기 위한 안정적이고 효율적인 방법을 확립하는 것은 다양한 생리학적 및 병리학적 조건에서 이러한 세포의 증식, 이동 및 분화와 관련된 메커니즘을 추가로 조사하는 데 필수적입니다. 설명된 방법은 마그네틱 비드 스크리닝과 유세포 분석을 결합하여 1차 배양 상주 CD34+ VW-SC를 정제합니다. 그런 다음 정제된 세포는 면역형광 염색 및 Ca2+ 이미징을 통해 기능적으로 식별됩니다. 간략하게, 쥐 대동맥 및 장간막 동맥의 외래에서 혈관 세포는 조직 블록 부착을 통해 얻은 다음 세포 수가 1 × 107 이상에 도달할 때까지 하위 배양이 이루어집니다. 그 후, CD34+ VW-SC는 마그네틱 비드 분류 및 유세포 분석을 사용하여 정제됩니다. CD34+ VW-SC의 식별에는 세포 면역형광 염색이 포함되며, 기능적 다능성은 지향적 분화를 위해 세포를 특정 배양 배지에 노출시켜 측정합니다. 또한, ATP, 카페인 또는 탑시가르진(TG)에 노출된 Fura-2/AM 부하 세포에서 상업적으로 이용 가능한 이미징 워크스테이션을 사용하여 기능적 내부 Ca2+ 방출 및 외부 Ca2+ 진입을 평가합니다. 이 방법은 혈관벽 상주 CD34+ 줄기 세포를 분리, 배양 및 식별하기 위한 안정적이고 효율적인 기술을 제공하여 VW-SC의 조절 메커니즘 및 표적 약물 스크리닝에 대한 시험관 내 연구를 위한 기회를 제공합니다.
혈관 벽은 혈관 발달, 항상성 조절 및 혈관 질환의 진행에 중추적인 역할을 합니다. 최근 몇 년 동안 수많은 연구에서 동맥에 다양한 줄기 세포 계통이 존재한다는 사실이 밝혀졌습니다. 2004년 Qingbo Xu 교수 그룹은 성인 혈관 벽 주변에 혈관 줄기/전구 세포가 존재한다고 처음으로 보고했으며, CD34, Sca-1, c-kit 및 Flk-11을 발현했습니다. 이러한 혈관 줄기 세포는 다방향 분화 및 증식 잠재력을 나타냅니다. 정상적인 조건에서는 상대적으로 조용한 상태를 유지합니다. 그러나 특정 요인에 의해 활성화되면 평활근 세포, 내피 세포 및 섬유 아세포로 분화할 수 있습니다. 대안적으로, 그들은 파라크린 효과를 통해 혈관 주위 기질 및 미세혈관 형성을 조절하여 손상된 혈관의 수리 또는 개조를 촉진할 수 있습니다 2,3,4,5,6. 최근에는 대퇴동맥 가이드와이어 손상 후 혈관벽에 상주하는 CD34+ 줄기세포가 내피세포 재생에 중요한 역할을 하는 것으로 밝혀졌다2. 결과적으로, CD34+ VW-SC의 분리 및 정량화와 CD34+ 줄기 세포의 기본 생물학적 특성 검사는 CD34+ VW-SC의 조절과 관련된 신호 경로를 추가로 연구하는 데 중요합니다.
현재 세포 배양 특성 또는 밀도 구배 원심분리와 같은 세포의 물리적 특성에 기반한 기술을 포함하여 세포 분리를 위한 다양한 방법을 사용할 수 있으며, 이로 인해 많은 비표적 세포를 포함하는 정렬된 세포와 상대적으로 낮은 순도 7,8,9,10,11,12를 얻을 수 있습니다 . 일반적으로 사용되는 또 다른 기술은 형광/자기 보조 세포 분류입니다. 형광 활성화 세포 분류(FACS)는 높은 기술적 요구 사항을 가진 복잡한 시스템이며, 상대적으로 비용이 많이 들고 시간이 많이 소요되며 잠재적으로 분류된 세포의 활성에 영향을 미칩니다13,14. 그러나 MACS(magnetic-activated cell sorting)는 회수율과 세포 활성이 높고 다운스트림 응용 분야에 미치는 영향이 적어 더 효율적이고 편리합니다8. 따라서 이 프로토콜에서는 MACS를 적용하여 CD34+ VW-SC를 정제하고 유세포 분석을 통해 세포를 추가로 식별했습니다. 혈관벽 줄기 세포를 연구하기 위한 MACS 기반 분리 방법의 확립은 매우 중요할 것입니다. 첫째, 실험적 유전자 및 세포 생물학 연구를 허용합니다. 둘째, 혈관벽 상주 줄기세포의 효율적인 분리 및 배양은 줄기세포 기능을 조절하는 신호인자에 대한 체계적인 평가와 스크리닝을 가능하게 합니다. 셋째, 줄기세포에서 중요한 표현형을 식별하는 것은 세포 상태를 평가하는 데 중요한 '품질 관리'를 제공합니다. 따라서, 정제 방법을 식별하는 것은 혈관에서 유래한 유사한 줄기 세포에 대한 유사한 응용 분야에 유용할 수 있습니다.
이 보고서는 유세포 분석, 면역형광 염색 및 Ca2+ 신호 측정에 의해 수행되는 세포 식별 및 기능 평가를 포함하여 CD34+ VW-SC의 배양을 위한 안정적이고 신뢰할 수 있는 방법에 대한 자세한 시연을 제공합니다. 이 연구는 CD34+ VW-SC의 기능과 생리학적 및 병리학적 조건에서 조절 메커니즘에 대한 심층적인 연구를 위한 기초를 제공합니다.
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이 연구는 승인되었으며, 동물은 중국의 실험 동물 관리 및 사용 지침에 따라 처리되었습니다. 이 연구는 동물윤리위원회(승인번호: SWMU2020664)의 승인을 받아 동물실험의 윤리적 요건을 철저히 준수하였습니다. 본 연구에는 18-20g 무게의 남녀 8주 된 건강한 C57BL/6 마우스가 활용되었습니다. 동물들은 사우스웨스트 의과대학(SWMU)의 실험동물센터에 수용되었다.
1. 대동맥 및 장간막 동맥에서 외래의 조직 블록 배양
2. 면역형광에 의한 세포 동정
3. CD34+ VW-SC의 유도 분화 및 특성화
4. 혈관 CD34+ 줄기세포에서 세포내 Ca2+ 신호전달 검출
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CD34+ VW-SC의 분리 및 정제
CD34+ VW-SC의 고순도는 조직 부착 및 자기 마이크로비드 분류를 통해 마우스 대동맥 및 장간막 동맥의 외래에서 얻어집니다. 혈관 벽에서 CD34+ 세포의 비율은 일반적으로 10%-30%입니다. 유세포 분석은 자기 비드 분류로 얻은 CD34+ 세포의 순도가 90% 이상임을 확인합니다(그림 1A). 세포 면역형광 염색은 CD34+ VW-SC가 주로 CD34, c-kit, Flk-1 및 Ki-67을 발현하며 Sca-1의 발현은 상대적으로 낮다는 것을 보여줍니다(그림 1B).
CD34+ VW-SC의 차별화
CD34+ VW-SC는 <...
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이 연구는 마우스의 대동맥 및 장간막 동맥에서 기능적 CD34+ VW-SC를 얻는 빠르고 편리한 방법을 제공합니다. 이 방법으로 얻어진 CD34+ VW-SC는 증식 활성과 다방향 분화 특성을 갖는다. 트리포스페이트 이노시톨 1,4,5-트리스포스페이트 수용체(IP3Rs), 리아노딘 수용체(RyRs) 및 매장 작동 칼슘 채널은 CD34+ VW-SC에서 Ca2+ 방출 및 진입을 매개합니다. 이 기술의 확립은 심혈관 질환에서 구조적 및 기능적 리모델링에 참여하는 CD34+ VW-SC와 관련된 메커니즘에 대한 추가 연구를 위한 토대를 마련할 것입니다.
일차 세포 분리를 위한 가장 일반적인 방법에는 조직 블록 부착 및 효소 해리가 포함됩니다15,16. 본 보고서에서는 조...
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저자는 공개할 이해 상충이 없습니다.
이 연구는 중국 국립자연과학재단(No. 82070502, 31972909, 32171099), 쓰촨성 쓰촨성 과학기술프로그램(23NSFSC0576, 2022YFS0607)의 보조금으로 지원되었습니다. 저자들은 세포 배양에 도움을 준 Zhejiang University의 Qingbo Xu에게 감사의 뜻을 전하며, Southwest Medical University의 유세포 분석 플랫폼의 과학적, 기술적 지원을 인정합니다.
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| 이름 | 회사 | 카탈로그 번호 | 댓글 |
|---|---|---|---|
| 2% 젤라틴 용액 | Sigma | G1393 | |
| Anti-CD31 항체 | R& D | AF3628 | |
| Anti-CD34 항체 | Abcam | ab81289 | |
| Anti-c-kit 항체 | CST | 77522 | |
| Anti-FITC MicroBeads | Miltenyi Biotec | 130-048-701 | |
| Anti-FITC MicroBeads MACS | Miltenyi Biotec | 130-048-701 | |
| Anti-Flk- 1 항체 | Abcam | ab24313 | |
| Anti-Ki67 항체 | CST | 34330 | |
| Anti-PDGFRα 항체 | Abcam | ab131591 | |
| Anti-Sca- 1 항체 | Invitrogen | 710952 | |
| CD140a (PDGFRA) 단클론 항체(APA5), FITC | eBioscience Invitrogen | 11-1401-82 | |
| CD31 (PECAM-1) 단클론 항체 (390), APC | eBioscience Invitrogen | 17-0311-82 | |
| CD34 항체, 안티-마우스, FITC, REAfinity 클론 REA383 | Miltenyi Biotec | 130-117-775 | |
| 세포 배양 후드 | JIANGSU SUJING GROUP CO.,LTD | SW-CJ-2FD | |
| 원심분리기 | 센스 | L530 | |
| CO2 인큐베이터 | Thermofisher Scientific | 4111 | |
| 컨포칼 레이저 스캐닝 현미경 | 자이스 | 자이스 980 | |
| DMEM 고포도당 매체 | ATCC | 30-2002 | |
| EBM-2 배양 매체 | Lonza | CC-3162 | |
| FACSMelody | BD Biosciences | ||
| FACS멜로디&트레이드; 시스템 | |||
| 태아 소 혈청 | Millipore | ES-009-C | |
| FM-2 배양 매체 | ScienCell | 2331 | |
| Fura-2/AM | Invitrogen | M1292 | |
| 염소 항-토끼 IgG (H+L) 고-교차 흡착 2차 항체, Alexa Fluor Plus 488 | 써모피셔 사이언티픽 | A32731 | |
| 백혈병 억제 인자 | Millipore | LIF2010 | |
| 현미경 | 올림푸 | IX71 | |
| 미니맥스 시작 키트 | Miltenyi Biotec | 130-090-312 | |
| 페니실린-스트렙토마이신-암포테리신 B 솔루션 | Beyotime | C0224 | |
| 정제된 쥐 안티-마우스 CD16/CD32 (마우스 BD Fc 블록) | BD Pharmingen | 553141 | |
| 스테레오 현미경 | 올림푸스 | SZX10 | |
| TILLvisION 4.0 프로그램 | T.I.L.L.Photonics GmbH | 폴리크롬 V | |
| VWF 단클론 항체 (F8/86) | Thermofisher Scientific | MA5-14029 | |
| β-메르캅토에탄올 | 써모피셔 사이언티픽 | 21985023 |
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