Het doel van dit werk is het ontwikkelen van een methode om cardiomyocyten reproduceerbaar te isoleren van het volwassen hart en het DNA-gehalte en nucleatie te meten.
Methodenartikel
* These authors contributed equally
Het doel van dit werk is het ontwikkelen van een methode om cardiomyocyten reproduceerbaar te isoleren van het volwassen hart en het DNA-gehalte en nucleatie te meten.
Het volwassen zoogdierhart bestaat uit verschillende celtypen, waaronder cardiomyocyten, endotheelcellen en fibroblasten. Omdat het moeilijk is om op betrouwbare wijze kernen van cardiomyocyten op histologische secties te identificeren, vertrouwen veel groepen op het isoleren van levensvatbare cardiomyocyten voorafgaand aan fixatie om immunostaining uit te voeren. Deze live cardiomyocyte isolatietechnieken vereisen echter optimalisatie om de opbrengst, levensvatbaarheid en kwaliteit van de monsters te maximaliseren, met inherente schommelingen van monster tot monster ondanks maximale optimalisatie. Hier rapporteren we een reproduceerbaar protocol, waarbij fixatie voorafgaand aan de enzymatische vertering van het hart, die leidt tot maximale opbrengst met behoud van de in vivo morfologie van individuele cardiomyocyten. We ontwikkelden verder een geautomatiseerd analyseplatform om het aantal kernen en DNA-inhoud per kern voor individuele cardiomyocyten te bepalen. Na het blootstellen van de borstholte, werd het hart gearresteerd in diastole door perfusie met 60 mM KCl in PBS. Vervolgens werd het hart bevestigd in 4% paraformaldehyde (PFA) oplossing, en vervolgens verteerd met 60 mg/mL collagenase oplossing. Na de spijsvertering werden cellen ge singulariseerd door trituratie, en de cardiomyocyte fractie werd verrijkt via differentiële centrifugatie. Geïsoleerde cardiomyocyten werden gekleurd voor Troponin T en α-actinine om de zuiverheid van de verkregen populatie te beoordelen. Verder ontwikkelden we een beeldanalyseplatform om cardiomyocyte nucleatie en ploidy status te bepalen na DAPI-kleuring. Image based ploidy assessments leidden tot consistente en reproduceerbare resultaten. Met dit protocol is het dus mogelijk om inheemse morfologie van individuele cardiomyocyten te behouden om immunocytochemie en DNA-inhoudsanalyse mogelijk te maken en tegelijkertijd een maximale opbrengst te bereiken.
Hart-en vaatziekten is de belangrijkste doodsoorzaak in de meerderheid van de westerse landen voor vele decennia1,2. Hoewel veel verbeteringen in de behandeling van hart- en vaatziekten de overleving hebben verbeterd, zijn er momenteel geen behandelingen die verloren cardiomyocyten kunnen vervangen. Daarom zijn en blijven studies met betrekking tot cardiomyocytefunctie, proliferatie, apoptose en hypertrofie een belangrijke focus van de wetenschappelijke gemeenschap. Aangezien het volwassen zoogdierhart een zeer beperkte regeneratieve capaciteit heeft, met een geschatte cardiomyocytevernieuwingsgraad van minder dan 1% per jaar, is het van cruciaal belang om cardiomyocyte proliferative events3,4betrouwbaar te identificeren. De meeste strategieën die proliferative gebeurtenissen meten, zijn afhankelijk van kleuring voor opgenomen DNA-nucleotideanaana's om eerdere of huidige proliferatie te beoordelen, of vlek voor nucleaire markers van actieve proliferatie5. Het is vooral belangrijk om cardiomyocyte proliferative gebeurtenissen betrouwbaar te identificeren, omdat het totale aantal proliferative cardiomyocyten zo laag is3,6. Bijvoorbeeld, op basis van een 1% vernieuwing tarief van endogene cardiomyocyten per jaar, kan men verwachten te vinden tussen de 25 en 50 cardiomyocyten te worden proliferative op een bepaald moment in de volwassen muis hart7,8. Eventuele onnauwkeurigheden bij de identificatie van cardiomyocyte kernen kunnen leiden tot vals-positieve resultaten. Daarom is het van cruciaal belang om cardiomyocyte kernen betrouwbaar te identificeren, die moeilijk en onbetrouwbaar is gebleken uit histologische secties9. Identificatie van cardiomyocyten is veel nauwkeuriger uit enkele cellen dan van weefselsecties omdat het moeilijk kan zijn om cardiomyocyten te onderscheiden van andere celtypen, zelfs bij het gebruik van markers zoals α-actinine, hoewel PCM1 een betrouwbare marker van cardiomyocyte kernen in histologische secties10zou kunnen zijn.
De huidige protocollen zijn gebaseerd op het isoleren van levende cardiomyocyten voorafgaand aan fixatie, waarvan bekend is dat het de dood van ten minste 30% van de cardiomyocyten veroorzaakt en kan leiden tot onbedoelde selectie van specifieke populaties cardiomyocyten11. Bovendien zijn deze protocollen notoir moeilijk te optimaliseren om reproduceerbare resultaten te leveren. Zelfs geoptimaliseerde isolatietechnieken kunnen doorgaans niet meer dan 65% live, staafvormige cardiomyocyten met verschillende opbrengstenproduceren 12.
Om deze problemen op te lossen, ontwikkelden we een protocol waarmee onderzoekers vaste cardiomyocyten kunnen isoleren. Aangezien de monsters zijn vastgesteld voorafgaand aan isolatie, wordt de opbrengst gemaximaliseerd en is in vivo morfologie goed bewaard gebleven. Bovendien is het met dit protocol mogelijk om cardiomyocyten te isoleren van klinische monsters, die doorgaans direct na de aanschaf worden vastgesteld. Bovendien, om nieuw gegenereerde cardiomyocyten te identificeren, is het belangrijk om de nucleatie en ploidy status van individuele cardiomyocyten te meten, omdat alleen diploïde cardiomyocyten doorgaans worden verondersteld nieuw gevormd te zijn. Flow cytometrie kan multinucleatie niet onderscheiden van polyploïdie en is een relatief tijd- en resource-intensief protocol. Handmatige uitstrepen en meten van kernen in beelden is zeer lage doorvoer en gevoelig voor menselijke bias. Geautomatiseerde kwantificering van beelden van vaste, geïsoleerde DAPI-gekleurde cardiomyocyten lost beide problemen op. Imaging-gebaseerde bepaling van nucleatie en ploidy distributies kunnen worden verkregen met een minimum aan tijd en reagentia met behulp van basisapparatuur.
Alle dierproeven werden uitgevoerd in overeenstemming met de National Institutes of Health richtlijnen en goedgekeurd door de Universiteit van Minnesota Institutional Animal Care and Use Committee (IACUC).
1. Voorbereiding van de oplossingen en chirurgische apparatuur
2. Perfusie en fixatie van het hart
3. Isolatie van vaste cardiomyocyten
4. Kleuring cardiomyocyten
5. Software voor het instellen van beeldvorming
OPMERKING: Volg deze stappen met behulp van Supplementy File 1-SoftwareScreenshots.pdf.
6. Beeldkwantificering
7. Gegevensanalyse
OPMERKING: De geproduceerde csv-bestanden kunnen handmatig worden geanalyseerd. Elke geanalyseerde afbeeldingssubset produceert een triplet csv-bestanden met de naam "nuclei(metadata).csv", "nucleilink(metadata).csv" en "cardiomyocyten(metadata),csv", waarbij (metadata) wordt vervangen door een reeks naam-waardeparen van het formulier "_(name)=(waarde)", waarbij (naam) en (waarde) sequenties van alfanumerieke tekens zijn die zijn afgeleid van tekenreeksen die overeenkomen met de reguliere expressie die eerder is gegeven. (Als bijvoorbeeld rij en kolom in de bestandsnamen zijn aangegeven, zijn tekenreeksen als '_row=F' en '_column=8' aanwezig). De naamloze linkerste kolom van elke kernen en kernenlink bestand is een kern-ID-nummer. De "Min" kolom van de kernenlink bestand is de id van de cardiomyocyte die bevatte zei kern geheel of 0 anders. De "Max" kolom van de kernen is de ID van de hoogst genummerde cardiomyocyte die deze kern voor een deel bevatte, of 0 anderszins. De "Gemiddelde" kolom van het cardiomyocyten-bestand is het cardiomyocyte id-nummer.
Cardiomyocyten werden geïsoleerd volgens het hierboven beschreven protocol. Met behulp van deze methode krijgen we meestal uniform ge singulariseerde cardiomyocyten die relatief zuiver zijn zonder niet-cardiomyocytecellen te besmetten(figuur 1A). Cardiomyocyten zijn gemakkelijk te herkennen onder heldere veldmicroscopie vanwege hun karakteristieke grootte en birefringence. Deze techniek is eenvoudig te implementeren en levert consistente resultaten van verschillende isolaties met vergelijkbare cardiomyocyte opbrengsten en kwaliteit(figuur 1B). Geïsoleerde cardiomyocyten kunnen enkele weken voor verder gebruik bij 4 °C worden bewaard.
Cardiomyocyten die volgens het bovenstaande protocol geïsoleerd waren, kunnen worden gebruikt voor verschillende downstream-toepassingen, zoals het meten van cardiomyocytegrootte, cardiomyocyte ploidy en immunocytochemie. Als representatief resultaat tonen we aan dat cardiomyocyten geïsoleerd volgens dit protocol kunnen worden gekleurd met behulp van antilichamen en fluorochrome-geconjugeerde azides voor klikchemie om lokalisatie van specifieke eiwitten te detecteren of om cardiomyocyte DNA-replicatie te detecteren, respectievelijk. We bevlekten bijvoorbeeld cardiomyocyten met antilichamen die α-actinine herkennen om het karakteristieke z-line kleurpatroon van sarcomeres(figuur 2A)te laten zien. In een apart experiment hebben we de thymidine analoge 5-Ethynyl-2'-deoxyuridine (EdU) toegediend aan muizen voordat we vaste cardiomyocyten hadden geïsoleerd. Na cardiomyocyte isolatie, we bevlekt voor opgenomen EdU met behulp van standaard protocollen13, en waren in staat om cardiomyocyten die S-fase had ondergaan in een mononucleated, binucleated en trinucleated cardiomyocyten (Figuur 2B) op te sporen.
Om het nut van de isolatiemethode verder uit te breiden, ontwikkelden we een pijplijn die kwantificering van cardiomyocyte ploidy mogelijk maakt op basis van geïntegreerde DNA-kleuring. Om de ploidy-status van cellen of kernen te kunnen meten, moesten we kernen en cardiomyocyten segmenteren. Figuur 3 toont een weergave van de strategie die we gebruikten om individuele kernen te identificeren. Ten eerste wordt de oorspronkelijke beeld-DNA-bevlekte afbeelding(figuur 3A) drempels op basis van intensiteit(figuur 3B). Hier gebruikten we DAPI om te vlekken voor DNA, maar elke andere nucleaire kleurstof die een lineaire correlatie met DNA-gehalte toont zou werken. Het programma maakt het mogelijk voor een van fiji's intensiteit thresholding methoden worden gekozen, maar in dit voorbeeld Otsu's methode werd gebruikt. Kernmaskers die de rand van de afbeelding raken of kleiner zijn dan de opgegeven minimumpixelgebieddrempel, zijn uitgesloten. Dan zijn ellipsen geschikt voor de kernmaskers, waardoor individuele kernen worden gesegmenteerd. Figuur 3C toont deze ellipsen bedekt op de oorspronkelijke afbeelding. Vervolgens worden gaten opgevuld in de maskers, en de pixels van de afbeelding worden vervolgens verdeeld in gebieden op basis van welke ellips ze het meest proximaal aan (Figuur 3D). De grenzen van deze gebieden worden vervolgens gebruikt om lijnen te trekken door middel van nucleaire clusters, afwerking van de nucleaire segmentatie proces (Figuur 3E).
De volgende stap is de detectie van cardiomyocyten. Voor cardiomyocyte beelden die worden verkregen op basis van fluorescerend gekleurde cellen(figuur 4A), het proces is zeer vergelijkbaar met die voor kernen. De afbeelding wordt voordrempels berekend op basis van een intensiteitswaarde die wordt berekend door de geselecteerde drempelmethode, in dit geval de driehoeksmethode. Geïdentificeerde cardiomyocyte maskers die de grens van de afbeelding raken of onder een bepaalde grootte zijn uitgesloten en gaten worden gevuld in de maskers om goed gesegmenteerde cardiomyocyten te bieden (figuur 4B). Omdat cardiomyocyten een onregelmatigere vorm hebben dan kernen, wordt er geen poging gedaan om cardiomyocyte clusters te segmenteren. In plaats daarvan worden deze clusters uitgesloten op basis van de diameter van hun hoge minimum feret tijdens de analysestap. Segmentatie van heldere veldbeelden verloopt iets anders. Eerst wordt de oorspronkelijke heldere veldafbeelding(figuur 4C)verwerkt met een Sobel-randfilter. Dit filter berekent de absolute waarde van het verloop van elke pixel in de afbeelding. Pixels in regio's met snelle wijzigingen ontvangen hoge waarden en pixels in vloeiende gebieden van de afbeelding ontvangen lage waarden. Deze rand gefilterde afbeelding wordt vervolgens drempels door intensiteit, met behulp van de Driehoek methode, wat resulteert in gemaskerde cardiomyocyten (Figuur 4D). Deze zeer onregelmatige maskers worden vervolgens gladgestreken en met elkaar verbonden via morfologische sluiting met behulp van een cirkel met een straal van 2 pixels, die alle witte gebieden in het beeld opvult waar de cirkel niet kan passen zonder een zwart gebied te overlappen(figuur 4E). Ten slotte worden gaten in de maskers gevuld, zijn gebieden die de grens raken uitgesloten en worden kleine deeltjes verwijderd, waarbij het cardiomyocyte segmentatieproces wordt afgewerkt (figuur 4F).
Met behulp van de geschetste segmentatiestrategie kunnen we vervolgens de nucleatiestatus van individuele cardiomyocyten bepalen. Met behulp van deze aanpak hebben we de nucleatiestatus van cardiomyocyten geïsoleerd uit harten van outbred CD-1 muizen op vroege postnatale tijdspunten. Harten van pasgeboren muizen (eerste dag van het leven) bleek dat de meerderheid van de cardiomyocyten op dat punt zijn mononucleated (Figuur 5: neonatale). Deze hoge frequentie van mononucleated cardiomyocyten is veel lager bij jonge muizen (2 weken oud), waar mononucleated cardiomyocyten ongeveer 25% van de totale cardiomyocytepopulatie uitmaken(figuur 5: jeugd). Ten slotte kunnen we de ploidy status van individuele kernen binnen cardiomyocyten meten en bepalen of ze diploïde of tetraploïde zijn. Deze resultaten tonen een hogere frequentie van tetraploïde kernen bij adolescente muizen(figuur 6).

Figuur 1: Efficiëntie van cardiomyocyte isolatie na fixatie. (A) Representatief beeld van geïsoleerde cardiomyocyten bevlekt met DAPI om kernen te tonen. (DAPI (blauw), Brightfield (grijs)) (B) Opbrengst van cardiomyocyten geïsoleerd van verschillende muizen op 3 maanden oud. Schaalbalken = 50 μm. Klik hier om een grotere versie van dit cijfer te bekijken.

Figuur 2: Immunocytochemie van geïsoleerde cardiomyocyten. (A) Representatief beeld van cardiomyocyten bevlekt voor α-actinine (α-actinine (rood) en DAPI (blauw)). (B) Cardiomyocyten gekleurd voor opgenomen EdU (rood) en DAPI (blauw). Representatieve cardiomyocyten die mononucleated (links), binucleated (midden) en trinucleated (rechts) en EdU positief worden getoond. Schaalbalken = 50 μm. Klik hier om een grotere versie van dit cijfer te bekijken.

Figuur 3: Strategie voor nucleaire segmentatie. (A) Originele DAPI-kanaalafbeelding. (B)Drempelafbeelding (in dit voorbeeld werd de methode van Otsu gebruikt). (C) Maskers die zijn geïdentificeerd op basis van de drempel afbeeldingen bedekt op de oorspronkelijke DAPI gekleurde afbeelding. (D) Voronoi tessellation op basis van kernmaskers. (E) Laatste gesegmenteerde kernen, met gesplitste clusters gemarkeerd. Schaalbalken = 100 μm. Klik hier om een grotere versie van dit cijfer te bekijken.

Figuur 4: Strategie voor cardiomyocyte segmentatie. (A) Originele fluorescerende Troponin ik bevlekte cardiomyocyte beeld. (B) Driehoek-drempel beeld, na het vullen van gaten en met uitzondering van kleine objecten en die het aanraken van de rand. (C) Originele heldere veld cardiomyocyte beeld (D) Edge-gefilterd en driehoek-drempel cardiomyocyte beeld (E) Edge-gefilterde afbeelding na morfologische sluiting met een straal van twee pixels (F) Hetzelfde beeld na het vullen van gaten en met uitzondering van kleine objecten en die het aanraken van de rand. Schaalbalken = 100 μm. Klik hier om een grotere versie van dit cijfer te bekijken.

Figuur 5: Classificatie van cardiomyocyten op basis van het aantal kernen. Neonatale harten (1 dag oud) bevatten meer mononucleated cardiomyocyten dan jonge harten (14 dagen oud). Klik hier om een grotere versie van dit cijfer te bekijken.

Figuur 6: Distributie van cardiomyocyten-DNA-gehalte per kern. In neonaten (links) is 13,5% van de mononucleated CM-kernen tetraploïde en 11,9% van de binucleated CM-kernen tetraploïde. Bij jongeren (rechts) is 33,9% van de mononucleated CM-kernen tetraploïde en 31,2% van de binucleated CM-kernen tetraploïde. Klik hier om een grotere versie van dit cijfer te bekijken.
Aanvullend bestand 1: Softwarescreenshots. Klik hier om dit bestand te bekijken (Klik met de rechtermuisknop om te downloaden).
Aanvullend dossier 2: AnalyzeNucleation.py. Klik hier om dit bestand te bekijken (Klik met de rechtermuisknop om te downloaden).
Aanvullend bestand 3: AnalyzeMultinucleatedServer.R. Klik hier om dit bestand te bekijken (Klik met de rechtermuisknop om te downloaden).
Aangezien cardiomyocyten niet in cultuur kunnen worden gehandhaafd, is het belangrijk om primaire cardiomyocyten te isoleren om hun architectuur en functie11te kunnen bestuderen. Vandaar, cardiomyocyte isolatie technieken zijn op grote schaal gebruikt in het hartveld. Als het doel is om functionele aspecten van cardiomyocyten te bepalen, is het belangrijk om levensvatbare cardiomyocyten te isoleren. Deze levende cardiomyocyten kunnen ook worden gebruikt om immunostaining uit te voeren op geïsoleerde cardiomyocyten. Echter, het optimaliseren van de techniek van het isoleren van levende cardiomyocyten is technisch uitdagend, en zelfs de beste technieken meestal alleen opleveren 60-65% live staafvormige cardiomyocyten, en de resterende cardiomyocyten zijn allemaal balled up en sterven of dood11,12. Hier ontwikkelden we een techniek waarmee onderzoekers eerst het hart kunnen repareren en cardiomyocyten vervolgens efficiënt kunnen isoleren. Dit nieuwe protocol zorgt voor veel hogere opbrengsten van staafvormige cardiomyocyten in vergelijking met eerder gepubliceerde protocollen. Verder ontwikkelden we een imaging analyse platform om cardiomyocyten automatisch te categoriseren op basis van nucleatie en ploidy. Met deze nieuwe methodologieën kunnen groepen cardiomyocyten vlekken voor verschillende eiwitten en cardiomyocyte ploidy en nucleatiestatus bestuderen als surrogaten voor het regeneratieve potentieel van het hart.
Het hier beschreven protocol is relatief eenvoudig en kan worden uitgevoerd zonder geavanceerde apparatuur. De hoeveelheid collagenase en incubatietijd voor de spijsvertering kan variëren afhankelijk van de collagenase partij, en het bedrijf dat het. We gebruikten collagenase type 2, omdat dit het meest wordt gebruikt om het hart te verteren voor het verkrijgen van levende cardiomyocyten. Op basis van onze waarnemingen hebben we vastgesteld dat 's nachts incubatie met 60 mg/mL collagenase type 2 optimaal is voor bijna alle muisharten, ongeacht het niveau van fibrose. We hebben nog nooit een probleem van overdigestie als intracellulaire eiwitten zijn vastgesteld en niet zo toegankelijk als extracellulair collageen. Echter, als het hart niet goed wordt verteerd, meer krachtige trituratie nodig zou kunnen zijn, die celfragmentatie veroorzaakt als gevolg van schuifspanning. Zo is het cruciaal om ervoor te zorgen dat het hart goed wordt verteerd voordat u overgaat tot trituratie. Stijfheid van het hart kan worden getest door te knijpen met tangen om de mate van spijsvertering te beoordelen. Na incubatie met collagenase, moeten harten minder stijf en gemakkelijk uit elkaar te scheuren. Andere soorten collagenase kunnen ook worden gebruikt. In een eerder rapport werd een combinatie van collagenases B en D14gebruikt.
Bovendien zijn wij van mening dat dit protocol kan worden gebruikt om het totale aantal cardiomyocyten in het hart te beoordelen15. Echter, als het doel is om te verkrijgen en kwantificeren alle cardiomyocyten uit het hart, is het belangrijk om de harten uit te broeden voor langere tijd in de collagenase oplossing (bijvoorbeeld 3-7 dagen), waar de collagenase oplossing moet worden aangevuld een keer per dag. Dit minimaliseert inconsistenties in isolatie-efficiëntie door het elimineren van de impact van de mate van trituratie op cardiomyocyte opbrengst.
Het gebruik van DNA-inhoud om truc te meten is niet nieuw, en is gebruikt in flow cytometrie voor decennia. Onlangs werd aangetoond dat microscopie op dezelfde manier kan worden gebruikt om het DNA-gehalte per kern16te schatten. Hier hebben we deze strategie geïmplementeerd om de ploidie van cardiomyocyte kernen te meten, als een surrogaat voor nieuw gevormde cardiomyocyten. Het dogma op het gebied van hartregeneratie is dat alleen mononucleated, diploïde cardiomyocyten cytokinese kunnen ondergaan en aanleiding kunnen geven tot nieuwe cardiomyocyten. Aangezien het zeer uitdagend is om nieuwe cardiomyocytevorming in vivo te meten, isoleert cardiomyocyten die na toediening van een analoog DNA nucleotide zijn achtervolgd en het bepalen van het niveau van mononucleated, diploïde cardiomyocyten als benadering van het vermogen van het hart om nieuwe cardiomyocyten17te produceren . Hier bieden we een macro voor ImageJ die het mogelijk maakt gemakkelijk kwantificering van cardiomyocyte ploidy. Op zijn minimum moeten 500 kernen worden gemeten om een nauwkeurige schatting van de locatie van de G1-piek te bereiken. Als ervoor wordt gezorgd dat kleuring en beeldvorming consistent zijn in elke put van de afgebeelde plaat, hoeven slechts 500 kernen over het hele monster te worden afgebeeld, anders moeten er 500 kernen per beeldgroep18,19zijn . Beperkingen van beeldvorming-gebaseerde meting van nucleatie en ploidy omvatten moeite om kernen te onderscheiden van aanhangende cellen van de werkelijke cardiomyocyte kernen, bij het gebruik van tweedimensionale beelden. Dergelijke aanhangende cellen kunnen leiden tot overschatting van de hoeveelheid multinucleated cellen en de nauwkeurigheid van metingen van de tetraploïde cardiomyocyte kernpopulatie verminderen. Een mogelijke strategie om dit probleem op te lossen zou zijn om de cardiomyocyte nucleaire marker PCM16,20te gebruiken . We hebben echter problemen gehad om betrouwbare PCM1-vlekken op goed vaste cellen of weefsels te verkrijgen.
Een andere potentiële beperking is dat sommige nucleaire vlek beelden kunnen aanzienlijke achtergrond cytoplasmatische kleuring hebben, het voorkomen van een goede thresholding met behulp van Fiji's ingebouwde methoden zonder uitgebreide voorbewerking. Bovendien vermindert de onregelmatige bijdrage van deze achtergrond fluorescentie in ploidyramen hun nauwkeurigheid. Bovendien, als de cellen niet langer in DNA-kleuringsoplossing achterblijven, zal de fluorescerende kleurstof zich niet binden aan verzadiging binnen de kernen en zal de veronderstelling van een lineaire relatie tussen nucleaire geïntegreerde intensiteit en DNA-gehalte niet langer nauwkeurig zijn.
Opgemerkt moet worden dat de software cardiomyocyte clusters niet kan segmenteren en ze in plaats daarvan uit de analyse verwijdert. Daarom is het van cruciaal belang om cardiomyocyten te zaaien met een relatief lage dichtheid (bijvoorbeeld 1000 cellen/cm2). Verder kan de software geen onderscheid maken tussen twee cardiomyocyten die end-to-end en lange, enkelvoud cardiomyocyten op een rij zetten. Dit soort clusters kunnen ten onrechte multinucleatie schattingen opblazen.
Hoewel de beschreven methode het niet mogelijk maakt om levensvatbare cardiomyocyten te verkrijgen en dus niet kan worden gebruikt om dynamische cellulaire processen te meten, zijn wij van mening dat de beschreven methode superieur is aan bestaande protocollen met hogere opbrengsten van cardiomyocyten en een betere kwaliteit in termen van morfologie en eiwitlokalisatie. Ten slotte kan de beschreven methode worden gebruikt om cardiomyocyten te isoleren van klinische monsters14,21. Wij geloven dat de beschreven methodologie verschillende onderzoekers kan helpen om cardiomyocyten van hoge kwaliteit te verkrijgen en nucleatie en ploidy te meten als surrogaten voor nieuwe cardiomyocytevorming.
De auteurs hebben niets te onthullen.
JHvB wordt ondersteund door subsidies van de NIH, Regeneratieve Geneeskunde Minnesota, en een individuele Biomedical Research Award van The Hartwell Foundation.
| Naam | Bedrijf | Catalogusnummer | Opmerkingen |
|---|---|---|---|
| 96 wells plate for imaging | Corning | 3340 | We gebruiken deze platen omdat ze geschikt zijn voor beeldvorming, hoewel glazen bodemplaten beter zouden zijn voor confocale beeldvorming |
| Alpha actinin | Novus Biologicals | NBP1-32462 | Dit antilichaam wordt gebruikt als marker voor cardiomyocyte sarcomeren |
| Blunt scissors | Fine Scissor Tools | 14072-10 | We geven de voorkeur aan stompe schaar omdat de mogelijkheid om hartweefsel te scheuren lager is bij het blootleggen van het hart |
| C57BL/6J | The Jackson Laboratory | 664 | Gebruikt voor beeldvorming, het beoordelen van ploïdie en nucleatie in cardiomyocytepopulatie |
| CD-1 muizen | Charles river | 22 | Gebruikt voor beeldvorming, het beoordelen van ploïdie en nucleatie in cardiomyocytepopulatie |
| Collageenase 2 | Worthington | LS004177 | Voor het doel van dit protocol zijn de verschillen tussen de batches minimaal en hebben ze geen invloed op de algehele opbrengst en kwaliteit van de isolatie |
| Koper (II) sulfaat pentahydraat | Sigma-Aldrich | 203165-10G | Voor edu-kleuring |
| Cy5 Picolyl Azide | Click Chemistry Tools | 1177-25 | Azide gebruikt voor edu-kleuring |
| Cytation3 | BioTek | - | Gebruikt voor geautomatiseerde beeldvorming voor DNA-analyse |
| DAPI | Life Technologies | D3571 | DAPI gebruikt voor DNA-kleuring. Stockoplossingen werden opgelost in gedistilleerd water. |
| donkey anti-mouse IgG-Alexa568 | Life Technologies | A10037 | Secundair antilichaam gebruikt om alpha actininekleuring binnen cardiomyocyten te detecteren |
| Forceps | ROBOZ | RS-5137 | We gebruiken deze gebogen, stompe forceps, hoewel rechte forceps ook kunnen worden gebruikt |
| Zoutzuur | Fisher Scientific | A144212 | Om de pH van Tris-HCl-buffer op pH 8,5 te stellen |
| ImageJ | imagej.net/Fiji/Downloads | - | Gebruikt voor het analyseren van beelden |
| L-ascorbinezuur | Sigma-Aldrich | 255564-100G | Voor edu-kleuring |
| Naald voor infusie | TERUMO | SV*23BLK | We gebruiken gevleugelde infuussietsels gedurende het protocol omdat het gemakkelijk is om de positie van de naald met deze sets tijdens injectie te manipuleren |
| Nikon A1R HD25 | Nikon | - | Gebruikt om confocale beelden van alpha actininekleuring te maken |
| Nylon gaas 200 micron | Elko filtering | 03-200/54 | Gaas gebruikt voor het filteren van reguliere cardiomyocyten (niet hypertrofische) |
| Nylon gaas 400 micron | Elko filtering | 06-400/38 | Gaas gebruikt voor het filteren van hypertrofische volwassen cardiomyocyten |
| Fosfaatgebufferde zoutoplossing (1X) | Corning | 21-040-CV | Dit kan ook in het lab worden bereid. Hoewel steriliteit belangrijk is in dit experiment, denken we dat het voldoende is om PBS te bereiden en het te filteren |
| Kaliumchloride, Granulair | Mallinckrodt | 6858 | Granulair kaliumchloride werd door ons voorgesteld omdat het minder aggregaten vormt wanneer het op kamertemperatuur wordt bewaard |
| R | r-project.org | - | Gebruikt voor gegevensanalyse van de metingen die zijn verkregen uit afbeeldingen |
| Tris Base | Fisher Scientific | BP152-5 | Gebruikt om de EdU-kleuringsreactie te bufferen |