Informatie over commerciële reagentia en instrumenten is opgenomen in de tabel met materialen.
De AC16 menselijke cardiomyocytencellijn is afgeleid van de fusie van primaire cellen uit volwassen ventriculair hartweefsel met SV40-getransformeerde menselijke fibroblasten17, die werden gekocht van BLUEFBIO (Shanghai, China). De cellijn ontwikkelt veel biochemische en morfologische kenmerken die kenmerkend zijn voor cardiomyocyten. Bovendien wordt de cellijn veel gebruikt om myocardschade en myocardfunctie in vitro te evalueren18,19.
1. Celcultuur
OPMERKING: Het basale kweekmedium bestaat uit serumvrij Dulbecco's gemodificeerde Eagle's medium (DMEM), 10% foetale runderserum (FBS), 1% cardiale myocytgroeisupplement en 1% penicilline/streptomycineoplossing. Bewaar het medium bij 4 °C en verwarm voor gebruik tot 37 °C.
- Verwijder de cryopreserved human cardiomyocyte (HCM) cellen uit vloeibare stikstof en ontdooi ze in een waterbad bij 37 °C.
- Schud de flacon voorzichtig (<1 minuut) in een waterbad van 37 °C totdat er slechts een klein stukje ijs in de flacon achterblinkt.
- Breng de flacon over in een steriele laminaire stromingskap. Veeg de buitenkant van de flacon af met een wattenbolletje gedrenkt in 70% alcohol.
- Breng 4 ml voorverwarmd volledig groeimedium druppelgewijs over in de centrifugebuis met de ontdooide cellen.
- Centrifugeer de celsuspensie gedurende 10 minuten op 200 × g. Gooi na centrifugeren het supernatant weg en resuspendeer de pellet in 5 ml volledig medium.
- Houd de cellen op 37 °C in een bevochtigde incubator onder een atmosfeer met 95% lucht en 5% CO2.
OPMERKING: Voordat de cellen worden geoogst voor experimenten, mogen de cellen groeien tot ongeveer 60-70% samenvloeiing.
2. Vaststelling van een zuurstof-glucose deprivatie (OGD) model
OPMERKING: Vervang twee uur voor de onderzoeksperiode het groeimedium door een serumvrij medium en de cellen werden gedurende 2 uur bij 37 °C opnieuw opgenomen in een bevochtigde incubator onder een atmosfeer met 5% CO2.
- Aspireer het medium uit een 6-put plaat en was de cellen voorzichtig drie keer met fosfaat gebufferde zoutoplossing (PBS).
- Voeg 2 ml verse suikervrije DMEM per put toe.
- Kweek de cellen op een constante temperatuur in een incubator met drie gassen onder een atmosfeer met een mengsel van 95% N2,5% CO2en 0,1% O2 bij 37 °C gedurende 1, 2, 4, 8, 12 of 16 uur.
- Na de hypoxiebehandeling het medium uit de 6-putplaat aspireren en de cellen driemaal wassen met PBS (pH 7,4).
- Voeg 2 ml complete DMEM per put toe.
- Houd de cellen op 37 °C in een bevochtigde incubator onder een atmosfeer met 95% lucht en 5% CO2.
3. Tijd-temperatuur protocol
OPMERKING: Een standaard tijd-temperatuurprotocol wordt gebruikt tijdens hartchirurgie, zoals eerder beschreven door anderen20,21. Behandel HCM's volgens het volgende protocol (Figuur 1): tijdpunt 1 (T1) geeft het einde van de inductie aan, tijdpunt 2 (T2) geeft het einde van het onderhoud aan en tijdpunt 3 (T3) geeft het einde van de herwarming aan. Analyseer controlecellen die onder continue normothermische omstandigheden (37 °C) worden gehouden. De temperatuuromstandigheden worden gecreëerd met behulp van een tri-gas incubator, die nauwkeurige temperatuurregeling mogelijk maakt.
- Twee uur voor de experimenten, aspireer het kweekmedium van een 6-well plaat en voeg 2 ml verse serumvrije DMEM per put toe.
- Incubeer de cellen opnieuw in een bevochtigde incubator gedurende 2 uur bij 37 °C onder een atmosfeer met 5% CO2.
- Aspireer na 2 uur het medium uit de 6-putplaat en was de cellen driemaal met PBS (pH 7,4).
- Voeg 2 ml verse serumvrije DMEM per put toe.
- Herkauw de cellen in de tri-gas incubator.
OPMERKING: Vervang het medium om niet-vastgemaakte cellen en vuil te verwijderen.
- Verander onmiddellijk de temperatuur door de kweekschotels een tri-gas incubator te plaatsen.
- Na 1 uur koelen, snel aspireren het medium van de 6-well plaat en voeg 2 ml verse suikervrije DMEM per put.
- Kweek de cellen in een tri-gas incubator onder een atmosfeer bestaande uit 95% N2,5% CO2en 0,1% O2 bij 37 °C gedurende 12 uur om hypoxie vast te stellen.
- Stel de temperatuur in zoals hieronder beschreven.
OPMERKING: Het protocol begint met 10 uur van een lagetemperatuurbehandeling, gevolgd door een herwarmfase van 2 uur tot 37 °C en 24 uur normothermie (37 °C). Op elk moment worden drie Petrischalen verwijderd voor analyse.
- Na een behandeling op lage temperatuur het medium uit de 6-putplaat aspireren en driemaal wassen met PBS (pH 7,4).
- Voeg 2 ml complete DMEM per put toe.
- Houd de cellen op 37 °C in een bevochtigde incubator onder een atmosfeer met 95% lucht en 5% CO2.
4. Levensvatbaarheidstest CCK-8
- Verwarm de 0,25% trypsine-ethyleenaminetetraazijnzuur (EDTA) oplossing en PBS tot 37 °C voor gebruik.
- Aspireer het medium, spoel de cellen af met 1 ml PBS en voeg vervolgens 0,5 ml 0,25% trypsine toe langs de wand van de put. Incubeer bij 37 °C totdat bijna alle HCM's zijn losgekoppeld (ongeveer 1 min).
- Voeg 1 ml DMEM compleet medium toe aan de putten om de trypsine te neutraliseren.
- Breng de celsuspensie over in een centrifugebuis van 15 ml en pellet de HCM's door centrifugeren bij 500 × g gedurende 3 minuten. Aspireer de supernatant zonder de pellet te verstoren.
- Verdeel 100 μL aliquots van de celsuspensie (5000 cellen/put) in een plaat van 96 putjes. Pre-incubate de plaat gedurende 24 uur in een bevochtigde incubator (bij 37 °C.)
- Gebruik de gekweekte cellen in de 96-putplaten om verschillende behandelingsgroepen te genereren.
- Incubeer de plaat gedurende een geschikte tijdsduur (16 uur) in een incubator.
- Voeg 10 μL CCK-8-oplossing toe aan elke put van de plaat.
- Incubeer de plaat gedurende 1 uur in de incubator.
- Meet de absorptie op 450 nm met behulp van een microplaatlezer.
LET OP: Zorg ervoor dat u geen bellen in de putten introduceert, omdat deze de OD-aflezingsmetingen verstoren.
5. Flow cytometrie voor apoptose analyse
- Voer trypsinisatie- en centrifugeerstappen uit door de stappen 4.2-4.4 te volgen.
OPMERKING: Cellen worden geoogst met trypsine zonder EDTA. Om apoptose te beoordelen, worden zowel zwevende als aanhechtingscellen verzameld.
- Centrifugeer de cellen gedurende 5 min op 1000 × g. Gooi het supernatant weg en resuspend de pellet in 1 ml PBS.
- Tel de cellen met behulp van een hemocytometer. Breng met behulp van een pipet 100 μL met Trypan Blue behandelde celsuspensie over naar een hemocytometer. Tel met behulp van een handtellingsteller de levende, niet-aangetaste cellen in één set van 16 vierkanten en gebruik pbs om een celsuspensie te genereren bij 1×107 cellen/ml.
- Verkrijg 200 μL van de celsuspensie (5 × 105 -1 × 106 cellen).
- Centrifugeer gedurende 5 minuten bij 1000 × g en resuspend de pellet in bijlage V-FITC bindingsoplossing.
- Voeg 5 μL annexine V-FITC toe om de cellen te verven.
- Voeg 10 μL propidiumjodide toe aan de celsuspensie.
- Meng de cellen voorzichtig en incubeer ze gedurende 20 minuten bij kamertemperatuur in het donker.
OPMERKING: De cellen worden tijdens de incubatie 2-3 keer geresuspendeerd om de kleuring te verbeteren.
- Start de flowcytometer en zorg ervoor dat de software op de juiste manier werkt.
- Open twee puntplotvensters in de flowcytometriesoftware.
- Selecteer voorwaarts verstrooid licht (FSC) op de X-as en zijverstrooid licht (SSC) op de Y-as om celresten en/of klonten uit te sluiten in termen van respectievelijk hun grootte en granulariteit.
- Selecteer het PE -detectiekanaal (590 mm) en fitc (530 mm), dat wordt gebruikt om de fluorescentie-intensiteit van de cellen te meten.
- Plaats de lege (HCMs die niet geverfd zijn) monsterbuis op de flow cytometer.
- Klik op Opnemen om deeltjes uit de suspensie in de lege monsterbuis te verzamelen en vervolgens de celpopulatie te gaten voor verdere analyse in de eerste puntplot.
- Plaats de enkelbevlekte monsters op de steunarm van de buis. Klik op Opnemen om deeltjes uit de suspensie te verzamelen en poort vervolgens de celpopulatie voor verdere analyse in de eerste puntplot.
- Verzamel de HCM's in andere monsterbuizen en optimaliseer de meting door de spanningen van de fluorescentiekanalen aan te passen.
OPMERKING: Niet-bevlekte en enkelbevlekte monsters worden gebruikt als compensatieregelaars tijdens het experiment.
- Geef de statistieken van elke monsterbuis weer en bereken de snelheid van apoptose van elk monster.
6. Mitochondriale depolarisatie beoordeling
- Voer trypsinisatie en centrifugeren uit door de stappen 4.2-4.4 te volgen.
- Resuspend de cellen in 500 μL volledig medium, en pas vervolgens de celdichtheid aan 1 × 105 - 6 × 106 cellen
- Voeg 0,5 ml JC-1 werkoplossing toe aan elke buis.
- Incubeer de cellen gedurende 20 minuten in een celincubator bij 37 °C.
OPMERKING: Voeg tijdens de incubatieperiode 1 ml 5× JC-1-kleurbuffer toe aan 4 ml gedestilleerd water om de JC-1-kleurbuffer voor te bereiden.
- Centrifugeer de cellen na incubatie bij 600 × g gedurende 3 minuten bij 4 °C.
- Gooi het supernatant weg en resuspend de pellet in 1 ml JC-1 kleurbuffer.
- Herhaal stap 6.5 tot 6.6 driemaal.
- Resuspendeer de HCM's in 1 ml ijskoude kleuringsbuffer in een centrifugebuis van 1,5 ml en gebruik de cellen voor analyse binnen 30 minuten.
- Selecteer het PE (590 nm) detectiekanaal en FITC (530 nm) om de fluorescentie-intensiteit van JC-1 kleurstof in de cellen te meten.
OPMERKING: Stel de flowcytometer in door de stappen 5.10-5.17 te volgen.
7. Reactieve zuurstofsoorttest
- Voer trypsinisatie en centrifugeren uit door de stappen 4.2-4.4 te volgen.
- Bevlek de cellen in kweekmedium met 10 μM DCFDA en pas de celdichtheid aan op 1 × 106 - 1 × 107 cellen
- Incubeer gedurende 30 minuten bij 37 °C.
- Pipetteer de cellen voorzichtig elke 3-5 minuten omhoog/omlaag.
- Was de cellen na de incubatie drie keer met een serumvrij celkweekmedium.
- Analyseer de cellen op een flowcytometer door de stappen 5.10-5.17 te volgen.
OPMERKING: DCF wordt opgewekt bij 488 nm en de emissie-intensiteit gemeten bij 530 nm.
8. Meting van Caspase 3/ Caspase 8 Activiteit
- Voer trypsinisatie uit door de stappen 4.2-4.4 te volgen.
- Verzamel de cellen door centrifugeren bij 600 × g bij 4 °C gedurende 5 minuten.
- Voeg 100 μL lysaatbuffer toe per 2 × 106 cellen.
- Lyse de cellen gedurende 15 minuten op ijs.
- Centrifugeer het monster na 15 minuten in een ijsbad op 1,6 × 104 x g bij 4 °C gedurende 15 minuten.
- Breng het supernatant over in een ijskoude centrifugebuis voor gebruik.
OPMERKING: De eiwitconcentratie in het monster moet ten minste 1-3 mg/ml zijn.
- Verwijder Ac-DEVD-pNA (2 mM) en plaats deze op een ijsbad voor gebruik.
- Voeg nauwkeurig 40 μL bufferoplossing toe aan de enzym-gelabelde plaat, voeg 80 μL van het monster toe en voeg ten slotte 10 μL Ac-DEVD-pNA (2 mM) toe.
- Incubeer het monster gedurende 120 minuten bij 37 °C.
- Meet de A405-waarde op een microplaatlezer volgens de instructies van de fabrikant.
OPMERKING: De absorptie die wordt geproduceerd door de door caspase-3/caspase-8 gegenereerde pNA wordt berekend door de A405-waarde van de blancoregelaar af te trekken van die van het monster.