Ta praca opisuje protokół oparty na FACS, który pozwala na łatwą i jednoczesną izolację perycytów typu I i II od mięśni szkieletowych.
Subskrypcja JoVE jest wymagana do oglądania tego materiału. Zaloguj się lub rozpocznij bezpłatny okres próbny.
Artykuł metodologiczny
Ta praca opisuje protokół oparty na FACS, który pozwala na łatwą i jednoczesną izolację perycytów typu I i II od mięśni szkieletowych.
Perycyty to okołonaczyniowe komórki multipotencjalne, które wykazują niejednorodność w różnych organach lub nawet w tej samej tkance. W mięśniach szkieletowych istnieją co najmniej dwie subpopulacje perycytów (zwane typem I i typem II), które wyrażają różne markery molekularne i mają wyraźne zdolności różnicowania. Używając podwójnie transgenicznych myszy NG2-DsRed i Nestin-GFP, udało się wyizolować perycyty typu I (NG2-DsRed+Nestin-GFP-) i typu II (NG2-DsRed+Nestin-GFP+). Jednak dostępność tych podwójnie transgenicznych myszy uniemożliwia powszechne stosowanie tej metody oczyszczania. W pracy opisano alternatywny protokół, który pozwala na łatwą i jednoczesną izolację perycytów typu I i typu II od mięśni szkieletowych. Protokół ten wykorzystuje technikę sortowania komórek aktywowanych fluorescencją (FACS) i jest ukierunkowany na PDGFRβ, a nie NG2, wraz z sygnałem Nestin-GFP. Po izolacji perycyty typu I i typu II wykazują odrębną morfologię. Ponadto perycyty typu I i typu II wyizolowane tą nową metodą, podobnie jak te wyizolowane od myszy podwójnie transgenicznych, są odpowiednio adipogenne i miogenne. Wyniki te sugerują, że protokół ten może być stosowany do izolowania subpopulacji perycytów od mięśni szkieletowych i ewentualnie od innych tkanek.
Dystrofia mięśniowa to zaburzenie zwyrodnieniowe mięśni, które jak dotąd nie ma skutecznego leczenia. Rozwój terapii wspomagających regenerację tkanek zawsze cieszył się dużym zainteresowaniem. Regeneracja i naprawa tkanek po uszkodzeniu zależy od rezydentnych komórek macierzystych/komórek progenitorowych1. Komórki satelitarne są zaangażowanymi miogennymi komórkami prekursorowymi, które przyczyniają się do regeneracji mięśni2,3,4,5,6,7. Ich zastosowanie kliniczne jest jednak utrudnione ze względu na ich ograniczoną migrację i niski wskaźnik przeżywalności po wstrzyknięciu, a także przez zmniejszoną zdolność różnicowania po amplifikacji in vitro8,9,10,11. Oprócz komórek satelitarnych, mięśnie szkieletowe zawierają również wiele innych populacji komórek o potencjale miogennym12,13,14,15,16, takie jak komórki śródmiąższowe dodatnie pod względem receptora czynnika wzrostu pochodzenia płytkowego beta (PDGFRβ). Istnieją dowody wskazujące, że komórki PDGFRβ+ pochodzące z mięśni są w stanie różnicować się w komórki miogenne oraz poprawiać patologię i funkcję mięśni14,17,18,19,20. PDGFRβ głównie oznacza perycyty21, które są komórkami okołonaczyniowymi o pluripotencji22,23. Oprócz PDGFRβ wiele innych markerów, w tym Neuron-Glial 2 (NG2) i CD146, jest również używanych do identyfikacji perycytów21. Należy jednak zauważyć, że żaden z tych markerów nie jest specyficzny dla pericytów21. Ostatnie badania ujawniły dwa podtypy perycytów mięśniowych, zwane typem I i typem II, które wyrażają różne markery molekularne i pełnią różne funkcje19,24,25. Biochemicznie perycyty typu I to NG2+Nestin-, podczas gdy perycyty typu II to NG2+Nestin+19,24. Funkcjonalnie perycyty typu I mogą ulegać różnicowaniu adipogennemu, przyczyniając się do akumulacji tłuszczu i/lub zwłóknienia, podczas gdy perycyty typu II mogą różnicować się wzdłuż szlaku miogennego, przyczyniając się do regeneracji mięśni19,24,25. Wyniki te pokazują, że: (1) perycyty typu I mogą być celem leczenia stłuszczeniowych zaburzeń zwyrodnieniowych/zwłóknienia oraz (2) perycyty typu II mają ogromny potencjał terapeutyczny w dystrofii mięśniowej. Dalsze badania i charakterystyka tych populacji wymagają protokołu izolacji, który umożliwia oddzielenie perycytów typu I i typu II przy wysokim poziomie czystości.
Obecnie, izolacja subpopulacji pericytów opiera się na podwójnie transgenicznych myszach NG2-DsRed i Nestin-GFP19,24. Dostępność myszy NG2-DsRed i jakość większości przeciwciał NG2 ograniczają powszechne stosowanie tej metody. Biorąc pod uwagę, że wszystkie perycyty NG2+ również wyrażają PDGFRβ w mięśniach szkieletowych19,20,24, stawiamy hipotezę, że NG2 można zastąpić PDGFRβ w celu izolacji perycytów i ich subpopulacji. W tej pracy opisano protokół oparty na FACS, który wykorzystuje barwienie PDGFRβ i sygnał Nestin-GFP. Metoda ta jest mniej wymagająca dla badaczy, ponieważ: (1) nie wymaga tła NG2-DsRed oraz (2) wykorzystuje komercyjnie dostępne przeciwciała PDGFRβ, które są dobrze scharakteryzowane. Ponadto umożliwia jednoczesną izolację perycytów typu I i typu II o wysokiej czystości, co pozwala na dalsze badania nad potencjałem biologicznym i terapeutycznym tych subpopulacji perycytów. Po oczyszczeniu komórki te można hodować w hodowli, a ich morfologię można uwidocznić. Praca ta pokazuje również, że perycyty typu I i typu II wyizolowane tą metodą, podobnie jak te oczyszczone z myszy podwójnie transgenicznych, są odpowiednio adipogenne i miogenne.
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Myszy transgeniczne typu dzikiego i Nestin-GFP były trzymane w obiekcie dla zwierząt na Uniwersytecie Minnesoty. Wszystkie procedury eksperymentalne zostały zatwierdzone przez Instytucjonalny Komitet ds. Opieki i Użytkowania Zwierząt na Uniwersytecie Minnesoty i były zgodne z Przewodnikiem NIH dotyczącym opieki i użytkowania zwierząt laboratoryjnych.
1. Sekcja mięśni i izolacja pojedynczych komórek
2. Barwienie i sortowanie komórek
3. Analizy po sortowaniu
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Parametry FACS, w tym intensywność laserów i kompensacja kanałów, są korygowane na podstawie wyników kontroli niebarwionej oraz kontroli jednobarwnych. Kontrola PDGFRβ-PE-FMO służy do ustawienia bramkowania dla populacji PDGFRβ-PE+ (Rysunek 1A). Wśród komórek PDGFRβ-PE- wyraźnie oddzielone są dwie populacje reprezentujące komórki Nestin-GFP+ i Nestin-GFP- (Rysunek 1A). Granice bramkowan...
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Perycyty to multipotencjalne komórki okołonaczyniowe 22,23 zlokalizowane na abluminalnej powierzchni naczyń włosowatych 21,26. W mięśniach szkieletowych perycyty są zdolne do różnicowania się wzdłuż szlaków adipogennych i/lub miogennych 19,20,24. Ostatnie badania ujawniły dwie subpopulacje perycytów, o różnej eks...
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Wszyscy autorzy nie mają konfliktu interesów, który mogliby ujawnić.
Ta praca była częściowo wspierana przez grant Fund-A-Fellow od Myotonic Dystrophy Foundation (MDF-FF-2014-0013) oraz Scientist Development Grant od American Heart Association (16SDG29320001).
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
| Nazwa | Firma | Numer katalogowy | Komentarze |
|---|---|---|---|
| Sortownik komórek | Sony | SH800 | |
| Koraliki automatycznej konfiguracji | Sony | LE-B3001 | |
| DMEM | Gibco | 11995 | |
| Avertin | Sigma | T48402 | |
| Pożywka do wzrostu perycytów | ScienCell | 1201 | |
| MSC Basal Medium (mysz) | Stemcell Technologies | 5501 | |
| Adipogenny suplement stymulujący (mysz) | Stemcell Technologies | 5503 | |
| Płodowa surowica bydlęca | Gibco | 16000 | |
| Surowica konia | Sigma | H1270 | |
| Kolagenaza typu 2 | Worthington | LS004176 | |
| 0,25% Trypsyna/EDTA | Gibco | 25200 | |
| Penicylina/Streptomycyna | Gibco | 15140 | |
| PDL | Sigma | P6407 | |
| PDGFRβ-PE Przeciwciało | eBioscience | 12-1402 | |
| Przeciwciało perylopiny | Sigma | P1998 | |
| Przeciwciało S-Myozyny | DSHB | MF-20 | |
| Alexa 555-przeciwciało anty-królicze& nbsp; | ThermoFisher Scientific | A-31572 | |
| Alexa 555-przeciwciało przeciw myszom | ThermoFisher Scientific | A-31570 | |
| Podłoże montażowe z DAPI | Vector Laboratories | H-1200 | |
| DAPI | ThermoFisher Scientific | D1306 | |
| HEPES | Gibco | 15630 | |
| EDTA | Fisher | BP120 | |
| BSA | Sigma | A2058 | |
| NH4Cl | Fisher Scientific | A661 | |
| KHCO3 | Fisher Scientific | P184 | |
| PBS | Gibco | 14190 | |
| 18 G Igła | BD | 305196 | |
| 10 ml Pipeta serologiczna | BD | 357551 | |
| OneComp | eBeads eBioscience | 01-1111 |
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.