Methodenartikel

Een op fibroblasten gebaseerd adenoviraal reportersysteem aangestuurd door de muizen collageen type I alfa 1-promotor voor screening van antifibrotische geneesmiddelen

67 weergaven

DOI:

10.3791/71678

14 augustus 2026

* These authors contributed equally

In dit artikel

Samenvatting

Dit protocol beschrijft de ontwikkeling van een op fibroblasten gebaseerd adenoviraal reportersysteem, aangestuurd door een type I collageenpromotor van de muis, om longitudinale monitoring van fibroblastactivatie mogelijk te maken en high-throughput screening van antifibrotische verbindingen te faciliteren.

Samenvatting

Cardiale fibrose, gekenmerkt door aberrante fibroblastactivatie en excessieve depositie van de extracellulaire matrix, kampt met een gebrek aan doelspecifieke therapieën, grotendeels vanwege de afwezigheid van longitudinale, schaalbare en niet-destructieve in vitro screeningplatforms. Traditionele eindpunt-assays en arbeidsintensieve stamcelmodellen sluiten real-time monitoring van de fibrotische progressie inherent uit. Om deze beperkingen te overwinnen, beschrijft dit protocol de generatie, optimalisatie en validatie van een fluorescent reporter-systeem op basis van een adenoviraal mCherry, aangestuurd door de promoter van collageen type I alfa 1 (Col1a1) van de muis (Ad-mCol1a1p-mCherry) in NIH/3T3 fibroblasten. De kritische stappen voor de verpakking van recombinant adenovirus, de optimalisatie van de transductie (multiplicity of infection) om cytotoxiciteit te minimaliseren en de vestiging van een robuust model voor fibrose geïnduceerd door transforming growth factor beta (TGF-β) worden gedetailleerd beschreven. Door het weglaten van celfixatie maakt dit systeem directe en longitudinale monitoring van collageen-transcriptie in levende cellen mogelijk. De specificiteit en betrouwbaarheid van het model zijn farmacologisch gevalideerd met behulp van de TGF‑β type I receptor (ALK5) remmer SB431542, waarbij de fluorescente read-outs correleren met endogene fibrotische markers gekwantificeerd via reverse transcription quantitative polymerase chain reaction en enzyme-linked immunosorbent assay. Uiteindelijk biedt dit kosteneffectieve platform een toegankelijk instrument voor de high-throughput screening van nieuwe antifibrotische middelen, waardoor translationeel cardiovasculair onderzoek wordt versneld.

Inleiding

Het beheer van cardiale fibrose vormt een aanzienlijke klinische uitdaging. Gekenmerkt door de aberrante activatie van quiescente fibroblasten tot myofibroblasten en excessieve depositie van de extracellulaire matrix (ECM), vormt het een irreversibel terminaal traject dat gedeeld wordt door hartfalen, myocardinfarct en andere cardiovasculaire ziekten1,2,3. Echter, huidige behandelstrategieën kennen aanzienlijke beperkingen. Conventionele interventies — zoals diuretica, β-blokkers en remmers van het renine-angiotensine-aldosteronsysteem — verlichten primair systemische hemodynamische stress en mitigeren neurohumorale activatie4,5,6,7. Deze therapieën slagen er niet in om de activatie van fibroblasten direct aan te pakken of de voortdurende collagendepositie te stoppen. Bovendien, hoewel signaleringscascades zoals het transforming growth factor beta (TGF-β)/Smad-pad, oxidatieve stress en metabole herprogrammering deze pathologie aansturen, blijft het vertalen van deze inzichten naar direct werkende antifibrotische therapieën uitdagend vanwege systemische toxiciteit en aspecifieke afleveringsmechanismen8,9,10. Er is daarom een dringende behoefte aan nieuwe, doelspecifieke antifibrotische therapieën. Een belangrijke translationele flessenhals is het gebrek aan functionele evaluatiesystemen die in staat zijn om fibroblastactivatie sensitief en dynamisch te rapporteren. Traditionele experimentele modellen vertonen aanzienlijke beperkingen die een efficiënte farmacologische screening in de weg staan11,12. Hoewel in vivo diermodellen globale cardiale remodellering recapituleren, hebben ze last van interspeciesverschillen, langdurige experimentele tijdlijnen, hoge kosten en een lage doorvoersnelheid11.

Om deze hindernissen te overwinnen, zijn verschillende in vitro screeningplatforms ontwikkeld; er blijven echter kritieke methodologische tekortkomingen bestaan. High-content immunofluorescentie-assays vereisen destructieve celfixatie en arbeidsintensieve verwerking, waardoor slechts een statische momentopname wordt verkregen in plaats van de real-time kinetiek van fibroblastactivatie. Evenzo lijden platforms die labelvrije impedantiemonitering integreren met massaspectrometrie (MS/MS) aan een gebrek aan specificiteit en een lage schaalbaarheid, aangezien dalingen in impedantie veroorzaakt door algemene cellulaire toxiciteit gemakkelijk kunnen worden verward met werkelijke antifibrotische effectiviteit. Bovendien presenteren reporter-systemen die zijn ontwikkeld met clustered regularly interspaced short palindromic repeats (CRISPR) en gebruikmaken van geïnduceerde pluripotente stamcellen (iPSCs) om cytoskeletale markers (bijv. alpha-smooth muscle actin [α-SMA]/ACTA2) te volgen, aanzienlijke translationele barrières13. Deze iPSC-gebaseerde modellen zijn prohibitief duur, technisch veeleisend en grotendeels ontoegankelijk voor routinematige high-throughput screening. Bovendien weerspiegelt de afhankelijkheid van cytoskeletale markers zoals α-SMA mogelijk niet nauwkeurig het pathologische eindpunt, aangezien hun expressie niet strikt correleert met de functionele secretie en overmatige depositie van ECM14. Bijgevolg zijn deze systemen onvoldoende om cellulaire responsen in een vroeg stadium op farmacologische interventies longitudinaal in kaart te brengen.

In tegenstelling hiermee beschrijft dit protocol een longitudinaal functioneel reportersysteem dat wordt aangestuurd door de promoter van collageen type I alfa 1 (Col1a1), met als doel een niet-destructief en robuust platform te creëren om fibroblastactivatie te monitoren. Omdat type I collageen de belangrijkste ECM-component is die tijdens cardiale remodellering wordt afgezet, dient het vastleggen van de transcriptionele activatie van het coderende gen, Col1a1, als een directe en pathologisch relevante readout voor fibroblastactivatie. Dit model op basis van de Col1a1-promoter maakt continue monitoring van fibrotische processen op moleculair niveau mogelijk en biedt een gevoelig, longitudinaal en kwantificeerbaar platform dat is geoptimaliseerd voor mechanismegebaseerde drugscreening.

Protocol

Wij bevestigen dat alle experimenten zijn uitgevoerd in overeenstemming met de institutionele en nationale richtlijnen. Omdat deze studie uitsluitend gebruikmaakte van de gevestigde NIH Swiss muis embryo fibroblast cellijn (NIH/3T3) en het mCol1a1p-mCherry reporter-systeem, en geen gewervelde dieren, embryo's of menselijke proefpersonen betrok, was ethische goedkeuring van een institutionele toetsingscommissie niet vereist voor de in dit manuscript beschreven procedures.

Alle procedures met recombinante adenovirale vectoren werden uitgevoerd in overeenstemming met de institutionele regelgeving voor bioveiligheid en standaardpraktijken voor Biosafety Level 2 (BSL-2). De omgang met virussen, transductie, opslag en afvalverwerking werden uitgevoerd met behulp van gecertificeerde biologische veiligheidskasten en geschikte persoonlijke beschermingsmiddelen. Vloeibaar afval dat adenoviraal materiaal bevatte, werd vóór verwijdering gedecontamineerd met een vers bereide bleekoplossing, en besmette verbruiksartikelen werden geautoclaveerd volgens de institutionele bioveiligheidsprotocollen. Per ongeluk veroorzaakte morsingen werden onmiddellijk gedesinfecteerd met goedgekeurde virucide middelen volgens de institutionele procedures voor het reageren op morsingen.

1. Overzicht van de experimentele workflow

  1. Genereer een muis Col1a1 promoter-gestuurd recombinant adenovirus zoals beschreven in stap 2.
  2. Optimaliseer de virale transductiecondities in NIH/3T3-fibroblasten zoals beschreven in stap 3.
  3. Stel een TGF-β-responsieve in vitro fibrose-reportermodel zoals beschreven in stap 4.
  4. Valideer de modelstabiliteit, specificiteit en biologische reproduceerbaarheid met behulp van tijd- en dosisafhankelijke TGF-β-stimulatie, zoals beschreven in stap 4.
  5. Voer de farmacologische inhibitie uit met SB431542 zoals beschreven in stap 5.
  6. Voer de daaropvolgende enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA) en kwantitatieve real-time polymerasekettingreactie (qPCR) analyses uit zoals beschreven in Stap 5.
    OPMERKING: Raadpleeg Figuur 1A voor een schematisch overzicht van de experimentele workflow. Raadpleeg de Tabel met materialen voor experimentele apparatus en reagentia.

Diagram van de mCol1a1p-mCherry adenovirale reporter; PCR, plasmidclonering, screeningsproces van fibroblasten.
Figuur 1. Workflow voor de totstandkoming en validatie van het mCol1a1p-mCherry adenovirale reportersysteem in fibroblasten. (A) Schematisch overzicht van de constructie van het adenovirale (AdV) mCol1a1p-mCherry reportersysteem en de experimentele workflow voor modelvalidatie in NIH/3T3 fibroblasten. De workflow omvat promoterclonering, assemblage van het recombinant adenovirus, virale verpakking in HEK293-cellen, optimalisatie van de multiplicity of infection (MOI) en daaropvolgende high-content fluorescentiescreening. (B) Representatieve fluorescentiebeelden van NIH/3T3 fibroblasten geïnfecteerd met het Ad-mCol1a1p-mCherry adenovirus bij MOI's van 0, 1, 10, 100 en 1000. Kernen werden gekleurd met Hoechst 33342 (blauw), en mCherry fluorescentie (rood) geeft Col1a1 promoteractiviteit aan. De fluorescentie-intensiteit werd gekwantificeerd met high-content imaging en genormaliseerd naar de aanwezige kernen. Een MOI van 100 werd geselecteerd voor opeenvolgende experimenten op basis van robuuste en homogene reporterexpressie met minimale morfologische veranderingen. Schaalbalken = 200 µm. Deze figuur is gemaakt met BioRender.com onder goedgekeurde licenties. Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.

2. Constructie, verpakking en amplificatie van mCol1a1-promotor adenovirus

  1. Constructie van de recombinante adenovirale vector
    1. Kloon het 2354 bp muis Col1a1 promoterfragment (genomische coördinaten: chr11:94824779–94827132; −2271 tot +83 bp ten opzichte van de transcriptiestartplaats [TSS]) stroomopwaarts van het mCherry reportergen in de pDC315 adenovirale shuttlevector.
      OPMERKING: De volledige sequentie van de Col1a1 promoter en de gedetailleerde pDC315-mCol1a1p-mCherry plasmidenkaart zijn opgenomen in Aanvullend Bestand 1 en Aanvullende Figuur 1.
    2. Lineariseer de pDC315 vector met BamHI en KpnI. Amplificeer het promoterinsert met primers die 15–25 bp homologiearmen bevatten.
      OPMERKING: Gebruik een naadloze kloonstrategie op basis van homologe recombinatie om in vitro recombinatie te faciliteren.
    3. Verifieer het resulterende plasmide via PCR-screening en Sanger-sequencing.
      OPMERKING: Inspecteer de sequentie van de overgang tussen promoter en reporter zorgvuldig om er zeker van te zijn dat er geen frameshifts of voortijdige stopcodons aanwezig zijn.
    4. Genereer het recombinante adenovirus met behulp van het AdMax-systeem via intracellulaire Cre-gemedieerde recombinatie.
      OPMERKING: Het pBHGloxΔE1,3Cre backbone-plasmide bevat een niet-replicatief Ad5-genoom met E1/E3-deleties en een Cre-recombinase expressiecassette die site-specifieke recombinatie met de loxP-site op de shuttlevector faciliteert.
    5. Co-transfecteer HEK293-cellen met de gevalideerde pDC315-mCol1a1p-mCherry shuttlevector en het pBHGloxΔE1,3Cre adenovirale backbone-plasmide.
  2. Adenovirus packaging en amplificatie
    1. Kweek HEK293-cellen in Dulbecco’s Modified Eagle Medium (DMEM) aangevuld met 10% foetaal kalfserum (FBS). Gebruik cellen met een laag passagegetal (<20 passages) voor adenovirale packaging.
    2. Zaai HEK293-cellen uit bij 30%–40% confluentie 24 u voor de transfectie om 50%–60% confluentie te bereiken op het moment van transfectie.
    3. Co-transfecteer HEK293-cellen met 5 µg shuttleplasmide en 5 µg pBHGloxΔE1,3Cre helperplasmide met behulp van Lipofectamine 2000 transfectiereagens.
      OPMERKING: Houd een DNA-tot-reagensverhouding van 1:1 aan (10 µg totaal DNA op 10 µL transfectiereagens).
    4. Cultureer de getransfecteerde cellen bij 37°C met 5% CO₂ en controleer deze dagelijks op cytopathische effecten.
      OPMERKING: De eerste CPE kan 7–14 dagen duren om te verschijnen. Als het medium zuur wordt (geel), voer dan een voorzichtige half-mediumwissel uit zonder de cellen te verstoren.
    5. Oogst de cellen en het supernatant wanneer typische CPE, gekenmerkt door celronding en krimp, wordt waargenomen en ten minste 50% van de cellen is losgekomen van het cultivoppervlak.
      OPMERKING: Deze fase wordt gewoonlijk 10–15 dagen na transfectie bereikt.
    6. Voer drie vries-dooi-cycli uit door de monsters 30 min bij −70°C te bevriezen en te ontdooien in een 37°C waterbad.
    7. Vortex de suspensie 30 s na elke ontdooistap om celyse te faciliteren.
      OPMERKING: Vermijd langdurige incubatie bij 37°C tijdens het ontdooien om de virale stabiliteit te behouden.
    8. Maak 10-voudige seriële verdunningen van het virale lysaat (10−1 tot 10−13) met compleet DMEM. Voeg 90 µL van elke virale verdunning toe aan HEK293-cellen die zijn uitgezaaid in 96-well platen, met 10 replica-wells per verdunning.
      OPMERKING: Een virale titer van ≥1 × 109 PFU/mL werd gedefinieerd als voldoende amplificatie-eindpunt voor downstream zuivering.
    9. Klaar het ruwe virale lysaat van 10 mL op via een 0,45 µm filter om cellulair debris te verwijderen.
    10. Behandel het geklaarde lysaat met Benzonase nuclease (10 U/mL) bij 37°C gedurende 30 min.
    11. Zuiver het recombinante adenovirus met de Adeno-X Virus Purification Kit volgens de instructies van de fabrikant.
      OPMERKING: Meng het lysaat met 1× verdunningsbuffer voordat het op het vooraf geëquilibreerde zuiveringsfilter wordt geladen. Was het filter met 1× Wash Buffer en elueer het gezuiverde virus met 3 mL 1× Elution Buffer.
    12. Incubeer de platen gedurende 10 dagen en evalueer de cytopathische effecten (CPE) onder een lichtmicroscoop. Scoor positieve CPE op basis van kenmerkende celronding en loslating. Bereken de infectieuze virale titer met de Spearman–Karber methode op basis van de CPE-score.
      OPMERKING: Zorg ervoor dat de uiteindelijke virale stock ten minste 1 × 1011 PFU/mL bereikt voor downstream toepassingen.
    13. Verdeel het gezuiverde adenovirus in aliquoten en bewaar de virale stock bij −80°C.
      OPMERKING: Bewaar gezuiverde adenovirale aliquoten bij −80°C voor langdurige bewaring. Vermijd herhaalde vries-dooi-cycli om de virale infectiviteit te behouden.

3. Celcultuur en optimalisatie van virale infectiecondities

  1. Kweek NIH/3T3-fibroblasten in DMEM/Nutrient Mixture F-12 (DMEM/F12) aangevuld met 10% FBS en 1% penicilline-streptomycine.
    OPMERKING: Gebruik cellen tussen passage 3 en 8 die een confluentie van 70%–80% hebben bereikt in de oorspronkelijke kolf om een consistente celstatus te waarborgen.
  2. Zaai NIH/3T3-fibroblasten uit in 384-wellsplaten met een dichtheid van 4 × 103 cellen per putje in 40 µL volledig kweekmedium.
  3. Incubeer de cellen bij 37°C met 5% CO₂ gedurende 12 uur om celhechting en intrede in de logaritmische groeifase mogelijk te maken.
    OPMERKING: Om een ongelijkmatige celverdeling en randeffecten te minimaliseren, moeten de platen 20–30 min bij kamertemperatuur rusten vóór de incubatie. Vul de buitenste putjes met steriele fosfaatgebufferde zoutoplossing (PBS) of steriel water.
  4. Infecteer de cellen met het recombinante adenovirus bij multiplicities of infection (MOI's) variërend van 1–1.000, naast een niet-geïnfecteerde controle.
    OPMERKING: Bereken het benodigde adenovirale volume met de volgende formule:

    Virale load-formule V=N×MOI/T, wiskundige vergelijking voor virologisch onderzoek en analyse.
    Hier is V het volume van de adenovirale stock (mL) en N het aantal gezaaide cellen per well (4 × 103), MOI is de gewenste multipliciteit van infectie en T is de infectieuze virustiter (PFU/mL). De virale stok gebruikt in deze studie had een infectieuze titer van 1 × 1011 PFU/mL, bepaald via de Spearman-Karber-methode zoals beschreven in stap 2.2.12.
  5. Zorg ervoor dat het toegevoegde volume van de virale stock niet meer dan 10% van het totale well-volume bedraagt.
    OPMERKING: Excessieve volumes van de virale voorraad kunnen de pH van het medium beïnvloeden en aspecifieke cytotoxiciteit induceren.
  6. Vervang het virusbevattende medium door 40 µL vers compleet kweekmedium 24 u postinfectie.
    OPMERKING: Gebruik DMEM/F12 aangevuld met 10% FBS en 1% penicilline-streptomycine, in overeenstemming met stap 3.1.
  7. Voer de mediumverversing uit met een geautomatiseerde vloeistofhandler op lage snelheid of door multichannelpipetpunten voorzichtig tegen de bovenste zijwand van elke well aan te houden.
    OPMERKING: Vermijd standaard vacuümaspiratie bij het hanteren van 384-wells platen om celdetachering te minimaliseren.
  8. Definieer de optimale MOI als de laagste virale dosis die zichtbare en homogene mCherry fluorescentie, terwijl de celmorfologie en de aantalkernen vergelijkbaar blijven met die van niet-geïnfecteerde controlecellen.
    OPMERKING: Beoordeel de expressie van de reporter aan de hand van Hoechst-gekleurde kerntellingen en fluorescentie-imaging. De cellen moeten hun karakteristieke spoelvormige morfologie behouden, zonder afronding of loslating. Excessief hoge MOI's kunnen basale mCherry activatie via cellulaire stressresponsen. Representatieve fluorescentieresultaten bij verschillende MOI's worden getoond in Figuur 1B.
  9. Selecteer de geoptimaliseerde MOI voor alle daaropvolgende experimenten.
    OPMERKING: In deze studie is een MOI van 100 gekozen voor de daaropvolgende experimenten.

4. Evaluatie van de modelstabiliteit met behulp van TGF-β stimulatie

  1. Infecteer NIH/3T3 fibroblasten met het recombinante adenovirus bij de geoptimaliseerde MOI van 100, zoals bepaald in stap 3.9.
  2. Stel de fibroblasten 12 u voor TGF-β stimulatie bloot aan serumdeprivatie in DMEM/F12 bevattend 0,2% FBS.
    OPMERKING: Serumdeprivatie werd uitgevoerd om de cellen te synchroniseren en de basale activatie van de Col1a1 promotor te minimaliseren.
  3. Bereid een recombinant menselijke TGF-β voorraadoplossing voor met een concentratie van 100 µg/mL met behulp van 4 mM HCl bevattend 0,1% runder-serumalbumine (BSA).
    OPMERKING: Verdeel de TGF-β voorraadoplossing in kleine aliquoten en bewaar deze bij −80°C om herhaalde vries-dooi-cycli te vermijden.
  4. Behandel de cellen met een TGF-β concentratiegradiënt variërend van 0–40 ng/mL in zes onafhankelijke biologische replica's.
    OPMERKING: De conditie van 0 ng/mL diende als de ongestimuleerde controlegroep.
  5. Incubeer de gestimuleerde cellen bij 37°C met 5% CO₂ gedurende 24, 48 of 72 u. Gebruik afzonderlijke parallelle platen voor elk imaging-tijdstip om cumulatieve fototoxiciteit te minimaliseren.
  6. Kleur de cellen 15 min voor imaging met een Hoechst 33342-oplossing bij een uiteindelijke werkconcentratie van 2,5 µg/mL.
    OPMERKING: Bereid de kleuringsoplossing door de 10 mg/mL Hoechst 33342 voorraadoplossing in een verhouding van 1:4.000 te verdunnen in steriele PBS. Voer de kleuring uit onder lichtbeschermde omstandigheden om fotobleking te minimaliseren.
  7. Verwerf fluorescentiebeelden met een high-content imaging-systeem uitgerust met een 10× droge objectieflens.
  8. Leg voor elke experimentele conditie vijf niet-overlappende velden per well vast in het 384-well plaatformaat.
    OPMERKING: Houd identieke imaging-instellingen aan voor alle experimentele groepen om vergelijkbaarheid te waarborgen. Gebruik automatische laser-gebaseerde autofocus en handhaaf omgevingscondities van 37°C met 5% CO₂ tijdens live-cell imaging.
  9. Verwerf mCherry fluorescentiebeelden met 561 nm excitatie, een Bandpass 600/52 (BP600/52) emissiefilter en een belichtingstijd van 200 ms.
  10. Verwerf Hoechst fluorescentiebeelden met 405 nm excitatie, een BP445/45 emissiefilter en een belichtingstijd van 30 ms.
    OPMERKING: Stel de camera gain in op 1,0 en verwerf alle beelden bij volledige cameraresolutie met 1 × 1 binning om lineaire fluorescentiedetectie te behouden en de ruimtelijke resolutie te maximaliseren.
  11. Analyseer de verworven beelden met CellPathfinder beeldanalyse-software.
  12. Identificeer kernen in het Hoechst-kanaal als primaire objecten met een referentiekern-diameter van 20 µm en een oppervlaktebereik van 20–400 µm2.
  13. Definieer cytoplasmatische regions of interest (ROI's) in het mCherry-kanaal door uit te breiden vanuit de kernrand met een referentiecel-diameter van 60 µm.
    OPMERKING: Pas een "Exclude Edge"-filter toe tijdens segmentatie om gedeeltelijke cellen die de randen van het beeld raken te verwijderen.
  14. Bereken de gemiddelde fluorescentie-intensiteit voor elke geïdentificeerde cel en bepaal de gemiddelde fluorescentie-intensiteit per well op basis van alle vijf de vastgelegde velden.

5. Validatie van de betrouwbaarheid van het model met behulp van ELISA en kwantitatieve real-time polymerasekettingreactie

  1. Infecteer NIH/3T3-fibroblasten met het recombinante adenovirus bij de geoptimaliseerde MOI van 100, zoals beschreven in stap 3.9.
  2. Behandel de cellen vooraf met SB431542 gedurende 30–60 min vóór TGF-β-stimulatie.
    OPMERKING: Bereid een 20 mM SB431542-stamsoplossing in dimethylsulfoxide (DMSO) en bewaar de aliquots bij −20°C.
  3. Behandel de cellen met 10 ng/mL TGF-β en SB431542 bij eindconcentraties van 1, 5, 10 en 15 µM. Neem een vehicle-controlegroep op die 0,1% (v/v) DMSO bevat zonder SB431542-behandeling.
    OPMERKING: Houd de uiteindelijke DMSO-concentratie in alle behandelingsgroepen constant op 0,1% (v/v).
  4. Bereid de TGF-β-werkoplossing middels een tweestaps verdunningsmethode.
    OPMERKING: Verdun de 100 µg/mL TGF-β-stamsoplossing (bereid in 4 mM HCl bevatten 0,1% BSA) 1:100 in steriele PBS voordat deze verder wordt verdund in volledig kweekmedium om de uiteindelijke werkconcentratie van 10 ng/mL te bereiken.
  5. Incubeer de behandelde cellen in 6-well platen gedurende 24 u bij 37°C met 5% CO₂.
  6. Verzamel 2 mL kweeksupernatans uit elke well voor ELISA-analyse.
  7. Centrifugeer de verzamelde supernatans bij 1.000 × g gedurende 5 min bij 4°C om celresten te verwijderen.
  8. Verdeel de geklaarde supernatans in aliquots en bewaar deze bij −80°C tot de ELISA-analyse.
    OPMERKING: Geklaarde supernatans kunnen bij −80°C worden bewaard vóór de ELISA-analyse.
  9. Was de adherente cellen voorzichtig met ijskoude PBS na verwijdering van de supernatant.
  10. Voeg 1 mL TRIzol-reagens direct toe aan elke well om de cellen te lyseren.
    OPMERKING: Pipetteer het lysaat meerdere keren om volledige homogenisatie te garanderen voordat de monsters naar microcentrifugebuisjes worden overgebracht. RNA-lysaten kunnen bij −80°C worden bewaard vóór RNA-extractie.
  11. Extraheer totaal RNA uit de lysaten voor analyse middels reverse transcription quantitative polymerase chain reaction (RT-qPCR).
  12. Voer de reverse transcriptie uit met gebruik van 1 µg totaal RNA.
    OPMERKING: Voer de reverse transcriptie uit volgens de volgende reactiecondities: 25°C gedurende 10 min, 42°C gedurende 15 min en 85°C gedurende 2 min.
  13. Voer kwantitatieve PCR uit met PerfectStart Green qPCR SuperMix. Bereid elke reactie in een eindvolume van 20 µL met 5 µL complementair DNA (cDNA) template.
  14. Voer de qPCR-reacties uit volgens de volgende cycluseringscondities: initiële denaturatie bij 94°C gedurende 30 s, gevolgd door 40 cycli van 94°C gedurende 5 s, 60°C gedurende 15 s en 72°C gedurende 10 s.
    OPMERKING: Voer na amplificatie een smeltcurve-analyse uit om de productspecificiteit te bevestigen.
  15. Normaliseer de expressie van het Col1a1-gen ten opzichte van 18S rRNA als interne controle.
    OPMERKING: Alle primersequenties zijn opgenomen in Supplementary Table 1.
  16. Kwantificeer de gesecreteerde Collageen I-proteïneniveaus in de geklaarde supernatans middels ELISA volgens de instructies van de fabrikant. Het bereik van de standaardcurve voor de muis type I collageen ELISA-assay is 0,78–50 ng/mL, met een detectiegevoeligheid van 0,37 ng/mL.
  17. Analyseer alle standaarden en monsters in technische duplicaten en meet de optische dichtheid (OD) bij 450 nm met een microplate-reader.
    OPMERKING: Gebruik onverdunde geklaarde supernatans om de gevoeligheid van de assay voor de detectie van gesecreteerd Col1a1 te maximaliseren.

Resultaten

Een schematisch overzicht van de constructie en verpakking van het mCol1a1p-mCherry recombinant adenovirus is weergegeven in Figuur 1A. De muis Col1a1 promotor werd gekloond stroomopwaarts van het mCherry reportergen en ingebouwd in een adenovirale vector, gevolgd door virale verpakking en amplificatie in HEK293-cellen. De workflow illustreert de belangrijkste experimentele stappen, waaronder virale infectie, fibrotische stimulatie, farmacologische interventie en fluorescentie-gebaseerde signaalmeting. Dit schema biedt een visueel kader voor de implementatie van het reportersysteem en ondersteunt de interpretatie van de daaropvolgende functionele validatie-experimenten.

Om de optimale omstandigheden voor virale infectie te bepalen, werden NIH/3T3 fibroblasten geïnfecteerd met het mCol1a1p-mCherry adenovirus bij een reeks MOI's. Zoals te zien is in Figuur 1B, nam de mCherry fluorescentie-intensiteit toe bij een stijgende MOI. Bij lage MOI's was de expressie van de reporter zwak en heterogeen, wat een suboptimale conditie vormde voor kwantitatieve analyse. Bij hoge MOI's vertoonden de cellen een veranderde morfologie, waaronder afronding en loslating, wat duidt op cytotoxische effecten. Een MOI van 100 resulteerde in een sterke en homogene fluorescentie met behoud van de celmorfologie en werd daarom gekozen als de optimale conditie voor daaropvolgende experimenten.

Bij de geoptimaliseerde MOI werden NIH/3T3-fibroblasten gestimuleerd met toenemende concentraties TGF-β. De fluorescentie van de reporter werd gemeten na 24, 48 en 72 u na stimulatie. Zoals weergegeven in Figuur 2A–C, nam de mCherry-fluorescentie-intensiteit op alle tijdstippen toe op een concentratie-afhankelijke wijze. De signaalintensiteit nam progressief toe van 24–72 u, wat duidt op een tijd-afhankelijke respons. Deze resultaten vertegenwoordigen een positief resultaat, wat aangeeft dat het reportersysteem longitudinaal en reproduceerbaar reageert op fibrotische stimulatie.

Fluorescentiemicroscopiebeelden die de effecten van TGF-β op de mCherry-intensiteit van cellen tonen, met resultaten in een staafdiagram.
Figuur 2. Tijd- en dosisafhankelijke activatie van de mCol1a1p-mCherry reporter door stimulatie met transforming growth factor beta (TGF-β). NIH/3T3 fibroblasten geïnfecteerd met het Ad-mCol1a1p-mCherry adenovirus bij de geoptimaliseerde MOI werden gestimuleerd met toenemende concentraties TGF-β. Representatieve fluorescentiebeelden en overeenkomstige kwantitatieve analyses van de mCherry reporteractiviteit worden getoond na 24 u (A), 48 u (B) en 72 u (C) na stimulatie. mCherry fluorescentie (rood) weerspiegelt de Col1a1 promoteractiviteit, en kernen werden tegengekleurd met Hoechst 33342 (blauw). De fluorescentie-intensiteit werd gekwantificeerd met high-content imaging en genormaliseerd naar het aantal kernen. Gegevens worden gepresenteerd als gemiddelde ± standaardfout van het gemiddelde (SEM) van zes onafhankelijke biologische replica's per conditie. Statistische vergelijkingen werden uitgevoerd ten opzichte van de onbehandelde controlegroep met behulp van eenrichtingsvariantieanalyse (ANOVA), gevolgd door de multiple-comparisons test van Tukey. De imaging-parameters werden constant gehouden over alle experimentele condities. Schaalbalken = 200 µm. Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.

Om de specificiteit van het signaalpad te evalueren, werden NIH/3T3-fibroblasten behandeld met de TGF‑β type I receptor (ALK5) inhibitor SB431542 onder TGF-β stimulatie. Zoals te zien is in Figuur 3A–C, reduceerde SB431542 de mCherry fluorescentie-intensiteit op een dosisafhankelijke wijze. Remming van de reporteractiviteit werd waargenomen op alle onderzochte tijdstippen, met een sterkere onderdrukking bij hogere inhibitorconcentraties. Deze resultaten vertegenwoordigen een positieve uitkomst, wat aangeeft dat de reporteractivatie afhankelijk is van TGF-β signalering en farmacologisch gemoduleerd kan worden.

Fluorescentiemicroscopie, mCherry, Hoechst, 24-72u TGF-β+SB43 assay, intensiteitsanalyse, grafieken.
Figuur 3. SB431542 remt de TGF-β-geïnduceerde activering van de mCol1a1p-mCherry reporter op een tijd- en dosisafhankelijke wijze. NIH/3T3 fibroblasten geïnfecteerd met het Ad-mCol1a1p-mCherry adenovirus werden gestimuleerd met TGF-β (10 ng/mL) in aanwezigheid van toenemende concentraties van de transforming growth factor bèta type I receptor (ALK5) remmer SB431542 (0, 1, 5, 10 en 15 µM; in de figuurpanelen afgekort als SB43). Representatieve fluorescentiebeelden en de bijbehorende kwantitatieve analyses worden getoond na 24 u (A), 48 u (B) en 72 u (C) na behandeling. mCherry fluorescentie (rood) weerspiegelt de Col1a1 promoteractiviteit, en kernen werden tegengekleurd met Hoechst 33342 (blauw). De fluorescentie-intensiteit werd gekwantificeerd met high-content imaging en genormaliseerd naar de kernenaantallen. Gegevens worden gepresenteerd als gemiddelde ± SEM van zes onafhankelijke biologische replica's per conditie. Statistische vergelijkingen werden uitgevoerd ten opzichte van de met TGF-β behandelde groep met behulp van eenweg-ANOVA gevolgd door de multiple-comparisons test van Tukey. De beeldparameters bleven constant voor alle experimentele condities. Schaalbalken = 200 µm. Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.

Om vast te stellen of de reporteractiviteit de endogene fibrotische responsen weerspiegelt, werden NIH/3T3 fibroblasten geanalyseerd onder geoptimaliseerde infectie-, stimulatie- en inhibitiecondities. De experimentele workflow die is gebruikt voor de validatie van het reportersysteem is samengevat in Figuur 4A. Fibrose-geassocieerde markers werden gemeten op eiwit- en mRNA-niveau. Zoals getoond in Figuur 4B–C, demonstreerde ELISA een verhoogde secretie van fibrose-geassocieerde eiwitten na stimulatie met TGF-β, wat werd verminderd na behandeling met SB431542. In overeenstemming hiermee toonde RT-qPCR overeenkomstige veranderingen in de expressie van fibrose-gerelateerde genen, waaronder Col1a1. De overeenkomst tussen de fluorescentie-uitlezing, eiwitsecretie en genexpressie vertegenwoordigt een positief validatieresultaat, wat aangeeft dat het reportersysteem de fibrotische activatie onder deze condities weerspiegelt.

Experimentele workflow voor modelvalidatie. ELISA, RT-qPCR analyse van Col1a1 mRNA, collageensecretie.
Figuur 4. Validatie van het mCol1a1p-mCherry reporter-systeem via reverse transcription quantitative polymerase chain reaction (RT-qPCR) en enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA). (A) Schematisch overzicht van de experimentele workflow voor de validatie van het reporter-systeem. NIH/3T3 fibroblasten werden gestimuleerd met TGF-β (10 ng/mL) en behandeld met toenemende concentraties van de TGF-β receptorremmer SB431542 (SB43). Cellysaten en cultuursupernatanten werden verzameld voor downstream analyses. (B) Kwantitatieve analyse van de expressie van Col1a1 messenger RNA (mRNA) bepaald via RT-qPCR onder TGF-β stimulatie over een concentratiegradiënt van SB431542. Relatieve Col1a1 mRNA-expressieniveaus werden genormaliseerd naar 18S ribosomaal RNA (18S rRNA) en uitgedrukt als fold change ten opzichte van de onbehandelde controlegroep. (C) Kwantificering van de niveaus van gesecreteerd collageen type I in celluursupernatanten met behulp van ELISA onder dezelfde experimentele omstandigheden als in paneel B. Collageen type I-concentraties zijn uitgedrukt in ng/mL. Gegevens worden gepresenteerd als gemiddelde ± SEM van zes onafhankelijke biologische replica's per conditie. Statistische vergelijkingen werden uitgevoerd ten opzichte van de TGF-β-behandelde groep met behulp van eenweg-ANOVA gevolgd door de multiple-comparisons test van Tukey. Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.

Aanvullend bestand 1. Volledige nucleotidensequentie van het promoterfragment van het muis Col1a1 dat is gebruikt voor de constructie van de adenovirale reportervector. De promoterregio van 2354 bp komt overeen met de genomische coördinaten chr11:94824779–94827132 (NC_000077.7) en beslaat −2271 tot +83 bp ten opzichte van de TSS. Het promoterfragment is stroomopwaarts van het mCherry reportergen gekloond in de pDC315 shuttlevector voor de generatie van het recombinante adenovirale reportersysteem.Klik hier om dit bestand te downloaden.

Aanvullende tabel S1. Primersequenties gebruikt voor RT-qPCR-analyse. De forward- en reversprimersequenties voor Col1a1 en het interne referentiegen 18S rRNA zijn vermeld in de 5′–3′-oriëntatie.Klik hier om dit bestand te downloaden.

Aanvullende Figuur S1. Plasmidkaart van de pDC315-mCol1a1p-mCherry adenovirale shuttlevector. Het 2354 bp muis Col1a1 promoterfragment werd stroomopwaarts van het mCherry reportergen ingevoegd met behulp van een naadloze kloningsstrategie op basis van homologe recombinatie voor de generatie van het recombinante adenovirale reporterconstruct.Klik hier om dit bestand te downloaden.

Discussie

Cardiale fibrose draagt bij aan de progressie van hartfalen, en de ontwikkeling van effectieve antifibrotische therapieën wordt beperkt door het gebrek aan longitudinale screeningsplatforms2,13. Conventionele methoden voor het evalueren van antifibrotische effectiviteit, waaronder Western blotting, RT-qPCR en immunofluorescentiekleuring, berusten op eindpuntmetingen die cellyse of fixatie vereisen. Deze benaderingen voorkomen real-time monitoring van de fibrotische progressie in levende cellen en beperken hun toepasbaarheid voor longitudinale en high-throughput analyses. Daarnaast wordt de generatie van stabiele reportercellijnen via plasmidtransfectie of lentivirale integratie vaak beperkt door een lage transfectie-efficiëntie in fibroblasten, variabiliteit geassocieerd met willekeurige genomische integratie en progressieve silencing van de reporterexpressie over opeenvolgende passages15.

Hoewel lentivirale vectoren vaak worden gebruikt voor genoverdracht in NIH/3T3-fibroblasten, maakte onze studie specifiek gebruik van een adenovirale reportermethode om de fysiologische getrouwheid van de fibroblasten te bewaren. Lentivirussen integreren permanent in het genoom van de gastheer, wat een inherent risico op insertionele mutagenese met zich meebrengt die onbedoeld endogene signaleringsnetwerken kan verstoren—een kritisch punt bij het evalueren van complexe cascades zoals TGF-β-geïnduceerde fibrogenese. In contrast hiermee blijven adenovirale vectoren episomaal, wat de genomische integriteit waarborgt. Bovendien voorkomt het omzeilen van de langdurige antibioticaselectie die nodig is voor stabiele lentivirale cellijnen therapie-geïnduceerde fenotypische verschuivingen, wat een snelle, robuuste en zeer efficiënte transiënte expressie mogelijk maakt die geschikt is voor high-throughput screening.

Om deze technische beperkingen aan te pakken, biedt het mCol1a1-promotorgestuurde mCherry-adenovirale reportersysteem een methode voor het monitoren van fibroblastactivatie in vitro. Het systeem combineert adenovirale aflevering met de muis Col1a1-promotor, een transcriptionele marker die geassocieerd is met fibroblastactivatie en ECM-depositie16. Door de Col1a1-promotoractiviteit te koppelen aan een fluorescente reporter kunnen fibrotische transcriptionele responsen in levende cellen worden gevisualiseerd en gekwantificeerd. De fluorescentie van de reporter neemt toe na TGF-β-stimulatie op meerdere tijdstippen, wat de longitudinale progressie van fibroblastactivatie weerspiegelt. Remming van de reporteractiviteit door de ALK5-remmer SB431542 duidt op pad-afhankelijke regulatie. De overeenkomst tussen de fluorescentie van de reporter en de expressie van endogene fibrose-geassocieerde genen en eiwitten, gemeten via RT-qPCR en ELISA, ondersteunt het gebruik van deze methode voor het monitoren van fibrotische responsen onder deze omstandigheden.

Recente studies hebben iPSC-afgeleide hartcellen gecombineerd met CRISPR-Cas9-gebaseerde genetische perturbatie voor drugscreening en target-identificatie11,13. Zo zijn CRISPR-gemodificeerde fluorescente reporter-iPSC-afgeleide cardiac fibroblasts toegepast in grootschalige compound-screeningbenaderingen11,17. Hoewel deze methoden een hoge genetische precisie bieden, zijn ze verbonden aan lange differentiatieperiodes, technische complexiteit, batch-to-batch variabiliteit en verhoogde experimentele kosten13,18. In vergelijking hiermee maakt het hier beschreven adenovirale reporterplatform een snellere implementatie mogelijk zonder genoommodificatie of langdurige celdifferentiatie. Deze benaderingen kunnen complementair worden gebruikt, waarbij het mCol1a1p-mCherry reporter-systeem dient als initiële screeningstool en iPSC-gebaseerde modellen worden ingezet voor daaropvolgende validatie11.

Het hier beschreven mCol1a1p-mCherry reporter-systeem biedt een methode voor het screenen van kandidaatverbindingen, waaronder metabole modulatoren en natuurproducten, in een fibroblast-gebaseerd model. Om de reproduceerbaarheid van dit protocol te waarborgen, vereisen verschillende kritieke stappen en overwegingen bij het oplossen van problemen aandacht. Ten eerste is de zuiverheid van de adenovirale preparatie essentieel. Het gebruik van ongezuiverde virale lysaten kan gastceldebris en cytotoxische componenten introduceren, wat leidt tot aspecifieke effecten in NIH/3T3 fibroblasten en de uitlezing van de reporter vertroebelt. Bovendien werd, om een strikte reproduceerbaarheid en batch-tot-batch consistentie voor downstream screening-applicaties te garanderen, elke virale preparatie onderworpen aan een gestandaardiseerde zuivering en strikt gekwantificeerd via een endpoint-verdunningsassay. Door een nauwkeurig gedefinieerde multiplicity of infection (MOI) toe te passen op basis van functionele virale titers (PFU/mL) in plaats van volumetrische hoeveelheden, zijn we erin geslaagd inter-batch variaties te neutraliseren, waardoor de reporter-respons over alle onafhankelijke experimentele runs werd gestandaardiseerd. Ten tweede is het bij de optimalisatie van deze MOI belangrijk om ervoor te zorgen dat het volume van het virale inoculum niet meer dan 10% van het totale cultuurvolume bedraagt. Overmatig viraal buffer kan de pH en osmolariteit van het cultuurmedium veranderen, wat potentieel cellulaire stressresponsies kan induceren die onafhankelijk zijn van TGF-β stimulatie.

Bovendien brengt het hanteren van 384-well platen voor high-content imaging technische uitdagingen met zich mee. NIH/3T3 fibroblasten zijn gevoelig voor loslating tijdens mediumvervanging en wasstappen. Voorzichtige vloeistofbehandeling, zoals het gebruik van geautomatiseerde vloeistofhandlers met lage doseersnelheden of het plaatsen van pipetpunten tegen de zijwanden van de wells, kan celverlies verminderen. Om basale activatie van de Col1a1 promoter te minimaliseren en de signaal-ruisverhouding te verbeteren, kan serumdeprivatie gedurende 12–24 h voorafgaand aan TGF-β stimulatie worden toegepast. Tijdens sequentiële live-cell imaging over meerdere tijdstippen (bijv. 24, 48 en 72 h) moet cumulatieve fototoxiciteit en DNA-bindende effecten door herhaalde Hoechst-kleuring worden geminimaliseerd door de belichtingscondities te optimaliseren of door parallelle experimentele platen per tijdstip te gebruiken19.

Er moet rekening worden gehouden met enkele beperkingen van deze methode. Ten eerste is het systeem gebaseerd op een geïmmortaliseerde fibroblasten-cellijn en representeert het niet volledig de cellulaire heterogeniteit van cardiale fibroblasten in vivo. Ten tweede weerspiegelt de reporter de transcriptionele activatie van Col1a1 en legt deze geen post-transcriptionele regulatie of rijping van de extracellulaire matrix vast. Toekomstige aanpassingen kunnen het gebruik van primaire cardiale fibroblasten, co-cultuursystemen of driedimensionale modellen omvatten om de fysiologische relevantie te verbeteren. Samenvattend beschrijft dit protocol een adenoviraal reportersysteem, aangestuurd door de Col1a1-promotor, voor het monitoren van fibroblastactivatie. De methode integreert virale aflevering, farmacologische modulatie en complementaire moleculaire assays om longitudinale en niet-destructieve analyse in levende cellen mogelijk te maken. Deze benadering kan worden toegepast op compound-screening en de studie van fibrotische signaleringsprocessen onder gecontroleerde in vitro-omstandigheden.

Openbaarmakingen

De auteurs hebben geen belangenconflicten om te melden.

Dankbetuigingen

Dit werk werd ondersteund door subsidies van de National Natural Science Foundation of China (32371158 aan H.X.), het National Key R&D Program (2023YFA1800902 aan H.X.), het "Tianchi Talent" programma, het Open Project van het National Key Laboratory of Vascular Homeostasis and Remodeling (Peking University) (202404 aan R.Z; 202403 aan Y.M.W.) en het Open Project van het Key Laboratory of Xinjiang Endemic and Ethnic Diseases, Ministry of Education (Peking University) (KF202404 aan H.X.).

Materialen

Lijst van materialen gebruikt in dit artikel
NaamBedrijfCatalogusnummerOpmerkingen
384-wells glasbodem microplaatCellvis, USAP384-1.5H-N384-well glasbodemplaat gebruikt voor het uitplaten van cellen, virale infectie, kleuring en fluorescentie-imaging.
Adenovirale backbone-plasmideMicrobix, CanadapBHGloxΔE1,3CrePlasmid gebruikt voor het genereren van het volledige recombinante adenovirale genoom.
Adenoviraal shuttle-vector: pDC315-mCol1a1p-mCherryGeneChem, ChinaMaatwerkserviceRecombinante adenovirale shuttle-vector die de 2354 bp muis Col1a1-promotor bevat die de expressie van mCherry aanstuurt.
Benzonase-nucleaseMerck Millipore, USA70664-3Endonuclease gebruikt tijdens de zuivering van adenovirussen om contaminerende nucleïnezuren te verwijderen.
Biologische veiligheidskast (Klasse II)Esco Lifesciences Group, SingaporeAC2-4S1Gecertificeerde veiligheidskast voor biologische risico's, gebruikt voor de hantering van recombinant adenovirussen en steriele celkweekprocedures.
Celkweekmedium (compleet DMEM/F12)HyClone, USA12800-017Compleet kweekmedium gebruikt voor het onderhoud van NIH/3T3- en HEK293-cellen.
CellPathfinder-software voor beeldanalyseYokogawa Electric Corporation, JapanVersie 3.08.01Beeldanalyse-software gebruikt voor geautomatiseerde fluorescentiekwantificering en celsegmentatie.
CellVoyager CV8000 High-Content Screening-systeemYokogawa Electric Corporation, JapanCV8000High-content imaging-systeem gebruikt voor mCherry- en Hoechst-fluorescentieacquisitie.
CO2 CelkweekincubatorThermo Fisher Scientific, USA3111Bevochtigde incubator gehandhaven op 37 °C met 5% CO2 voor kweek van zoogdiercellen.
Dimethylsulfoxide (DMSO)Sigma-Aldrich, USAD2650Oplosmiddel gebruikt voor de bereiding van SB431542.
Dulbecco’gemodificeerd Eagle-medium/voedingsmengsel F-12 (DMEM/F-12)Servicebio, ChinaG4610Basaal kweekmedium gebruikt voor NIH/3T3-fibroblasten.
Foetaal runderserum (FBS)Ausbian, AustraliëVS500TSerumsupplement gebruikt in een concentratie van 10% (v/v) voor de bereiding van het volledige kweekmedium.
Hoechst 33342 fluorescerende kleurstofInvitrogen, USAH3570Kernkleuring gebruikt voor fluorescentie-imaging en normalisatie van de kerntelling.
HEK293-cellenATCC, USACRL-1573Packaging-cellijn gebruikt voor de productie en amplificatie van adenovirussen.
Humaan recombinant TGF-β1MedChemExpress, ChinaHY-P78214Cytokine die wordt gebruikt om fibrotische activatie in NIH/3T3-fibroblasten te induceren.
Software voor beeldenacquisitieYokogawa Electric Corporation, JapanVersie 3.08.01.03Software gebruikt voor geautomatiseerde fluorescentiebeeldacquisitie en microscoopbesturing.
Lipide-gebaseerd transfectiereagensInvitrogen, USA11668-019Transfectiereagens gebruikt voor de aflevering van adenoviraal plasmide in HEK293-cellen.
MicrocentrifugebuisjesAxygen, USAMCT-150-CBuisjes gebruikt voor de opslag van RNA-lysaten en monsterverwerking.
MicroplatelezerTecan, ZwitserlandVonkMultimode microplaatlezer gebruikt voor ELISA-absorptiemetingen.
Muis Type I Collageen ELISA-kitMeike Biotechnology, ChinaMK6778AELISA-kit gebruikt voor het kwantificeren van gesecreteerd type I collageen in cultuursupernatanten.
NIH/3T3 muizenfibroblastenProcell Life Science, ChinaCL-0171Muis-fibroblasten-cellijn gebruikt voor de vestiging en validatie van het reportermodel.
PacI-restrictie-enzymNew England Biolabs, USAR0547SRestrictie-enzym gebruikt voor linearisatie van adenovirale plasmiden.
Penicilline–Streptomycine-oplossingGibco, USA15140-122Antibioticaoplossing, aangevuld op 1% (v/v) om bacteriële contaminatie te voorkomen.
PerfectStart Green qPCR SuperMixTransGen Biotech, ChinaAQ602SYBR Green-gebaseerde qPCR-mastermix gebruikt voor kwantitatieve PCR-analyse.
Fosfaatgebufferde zoutoplossing (PBS)Servicebio, ChinaG4202Buffer gebruikt voor het wassen van cellen en de bereiding van reagentia.
pDC315-EGFP shuttlevectorGeneChem, ChinaOmdat er geen brontekst is verstrekt, kan ik geen vertaling genereren. Voeg alstublieft de Engelse tekst toe die u wilt laten vertalen naar het Nederlands.Ouder adenovirale shuttle-vector gebruikt voor de constructie van het reporterplasmid.
qPCR-systeemApplied Biosystems, USAQuantStudio 5Real-time PCR-systeem gebruikt voor kwantitatieve analyse van genexpressie.
Restrictie-enzymen (BamHI en KpnI)Abclonal, ChinaRK21101, RK21104Restrictie-enzymen gebruikt voor linearisatie van de shuttle-vector.
Reverse transcriptiekitTransGen Biotech, ChinaAT311Reverse-transcriptiekit gebruikt voor cDNA-synthese voorafgaand aan RT-qPCR.
RNA-lyseringsreagensInvitrogen, USA15596026Reagens gebruikt voor totale RNA-extractie uit gekweekte cellen.
SB431542MedChemExpress, China301836-41-9TGF-β type I receptorremmer gebruikt voor farmacologische inhibitie-experimenten.
Sanger-sequencingdienst/reagentiaShanghai Boshang Biotechnology Co., Ltd., ChinaKlantenserviceSequencingdienst/reagentia gebruikt voor plasmidsequentieverificatie.
Serologische pipettenCorning, USA4488Steriele pipetten gebruikt voor vloeistofbehandeling tijdens celkweekprocedures.
T30 ThermocyclerLongGene Scientific Instruments, ChinaT30Thermocycler gebruikt voor reverse transcriptie en PCR-amplificatie.
Trypsine-EDTA-oplossingGibco, VS25200-056Cel-dissociatiereagens gebruikt voor routinematige celpassage.
Kit voor virale zuiveringTakara Bio USA631533Kit gebruikt voor de purificatie van recombinant adenovirus.
WaterbadShanghai Yiheng Scientific Instruments, ChinaHWS-12Temperatuurgecontroleerd waterbad gebruikt tijdens het invriezen van adenovirale vectoren–dooi-vriescycli.

Referenties

  1. Frangogiannis NG. Cardiac fibrosis. Cardiovasc Res. 2021;117(6):1450–1488.
  2. Ghazal R, et al. Cardiac fibrosis in the multi-omics era: implications for heart failure. Circ Res. 2025;136(7):773–802.
  3. Kurose H. Cardiac fibrosis and fibroblasts. Cells. 2021;10(7):1716.
  4. Heidenreich PA, et al. 2022 AHA/ACC/HFSA guideline for the management of heart failure. J Am Coll Cardiol. 2022;79(17):e263–e421.
  5. Fang L, et al. A clinical perspective of anti-fibrotic therapies for cardiovascular disease. Front Pharmacol. 2017;8:186.
  6. Khalid A, et al. Breaking new ground in heart failure management: novel therapies and future frontiers. Front Cardiovasc Med. 2025;12:1643971.
  7. González A, et al. New targets to treat the structural remodeling of the myocardium. J Am Coll Cardiol. 2011;58(18):1833–1843.
  8. Tuleta I, et al. Fibroblast-specific TGF-β signaling mediates cardiac dysfunction, fibrosis, and hypertrophy in obese diabetic mice. Cardiovasc Res. 2024;120(16):2047–2063.
  9. Li C, et al. Mechanism of action of non-coding RNAs and traditional Chinese medicine in myocardial fibrosis: focus on the TGF-β/Smad signaling pathway. Front Pharmacol. 2023;14:1092148.
  10. Vistnes M. Hitting the target: challenges and opportunities for TGF-β inhibition for the treatment of cardiac fibrosis. Pharmaceuticals (Basel). 2024;17(3):267.
  11. Cardona-Timoner M, et al. Dressed in collagen: 2D and 3D cardiac fibrosis models. Int J Mol Sci. 2025;26(7):3038.
  12. Garvin AM, et al. Primary cardiac fibroblast cell culture: methodological considerations for physiologically relevant conditions. Am J Physiol Heart Circ Physiol. 2023;325(4):H869–H881.
  13. Zhang H, et al. Multiscale drug screening for cardiac fibrosis identifies MD2 as a therapeutic target. Cell. 2024;187(25):7143–7163.e22.
  14. Bollong MJ, et al. Small molecule-mediated inhibition of myofibroblast transdifferentiation for the treatment of fibrosis. Proc Natl Acad Sci U S A. 2017;114(18):4679–4684.
  15. Stepanenko AA, et al. Transient and stable vector transfection: pitfalls, off-target effects, artifacts. Mutat Res Rev Mutat Res. 2017;773:91–103.
  16. Tallquist MD. Cardiac fibroblast diversity. Annu Rev Physiol. 2020;82:63–78.
  17. Hofbauer P, et al. Modeling acute myocardial infarction and cardiac fibrosis using human induced pluripotent stem cell-derived multicellular heart organoids. Nat Commun. 2024;15:308.
  18. Li Q, et al. Human iPSC-based modeling of central nervous system disorders for drug discovery. Int J Mol Sci. 2021;22(3):1203.
  19. Icha J, et al. Phototoxicity in live fluorescence microscopy, and how to avoid it. Bioessays. 2017;39(8):1700003.

Herprints en machtigingen

Trefwoorden

Fibroblast reportersysteemadenovirale transductiecardiale fibroseTGF b ta modelmCherry reporterhigh throughputscreeningreverse transcriptie PCRextracellulaire matrix