Tutaj prezentujemy protokół przejściowej poprawy funkcji serca u myszy z dystrofią mięśniową Duchenne'a poprzez przeszczepienie egzosomów pochodzących z normalnych miogennych komórek progenitorowych.
Artykuł metodologiczny
* These authors contributed equally
Tutaj prezentujemy protokół przejściowej poprawy funkcji serca u myszy z dystrofią mięśniową Duchenne'a poprzez przeszczepienie egzosomów pochodzących z normalnych miogennych komórek progenitorowych.
Dystrofia mięśniowa Duchene'a (DMD) jest recesywną chorobą genetyczną sprzężoną z chromosomem X, spowodowaną brakiem funkcjonalnego białka dystrofiny. Choroby nie można wyleczyć, a wraz z postępem choroby u pacjenta pojawiają się objawy kardiomiopatii rozstrzeniowej, arytmii i zastoinowej niewydolności serca. Myszy z mutacjąDMD MDX nie wykazują ekspresji dystrofiny i są powszechnie stosowane jako mysi model DMD. W naszym ostatnim badaniu zaobserwowaliśmy, że wstrzyknięcie do mięśnia sercowego egzosomów pochodzących z komórek progenitorowych szerokiego typu (WT) (MPC-Exo) przejściowo przywróciło ekspresję dystrofiny w mięśniu sercowym myszy z mutacjąMDX DMD, co wiązało się z przejściową poprawą czynności serca, co sugeruje, że WT-MPC-Exo może stanowić opcję łagodzenia objawów sercowych DMD. W artykule opisano technikę oczyszczania i przeszczepiania MPC-Exo do serc myszy z mutacjąDMD MDX.
Dystrofia mięśniowa Duchenne'a (DMD) jest recesywną, postępującą chorobą nerwowo-mięśniową sprzężoną z chromosomem X, spowodowaną mutacją w genie DMD i utratą funkcjonalnej dystrofiny1. Dystrofina ulega ekspresji głównie w mięśniach szkieletowych i mięśniu sercowym, a w mniejszym stopniu w mięśniach gładkich, gruczołach dokrewnych i neuronach2,3. DMD jest najczęstszym typem dystrofii mięśniowej, z częstością występowania jednego na 3 500 do 5 000 nowonarodzonych chłopców na całym świecie4,5. U osób zazwyczaj rozwija się postępująca martwica mięśni, utrata samodzielnego chodzenia we wczesnym okresie dojrzewania i śmierć w drugiej do trzeciej dekadzie życia z powodu niewydolności serca i niewydolności oddechowej6.
Kardiomiopatia rozstrzeniowa, zaburzenia rytmu serca i zastoinowa niewydolność serca są częstymi objawami sercowo-naczyniowymi DMD7,8. Choroby nie można wyleczyć, leczenie wspomagające może złagodzić objawy lub opóźnić postęp niewydolności serca, ale bardzo trudno jest poprawić czynność serca9,10.
Podobnie jak pacjenci z DMD, myszy z dystrofią mięśniową sprzężoną z chromosomem X (MDX) mają niedobór białka dystrofiny i wykazują objawy kardiomiopatii11, i dlatego są szeroko stosowane w badaniach nad kardiomiopatią związaną z DMD. W celu przywrócenia dystrofiny w dotkniętych chorobą mięśniach, terapia allogenicznymi komórkami macierzystymi okazała się skuteczną metodą leczenia DMD12,13,14. Egzosomy, pęcherzyki błonowe o długości fali 30-150 nm wydzielane przez różne typy komórek, odgrywają kluczową rolę w komunikacji międzykomórkowej poprzez transport materiału genetycznego, takiego jak informacyjny RNA (mRNA) i niekodujące RNA15,16,17,18,19,20,21.
Nasze poprzednie badania wykazały, że egzosomy pochodzące z miogennych komórek progenitorowych (MPC), takie jak linia komórkowa C2C12, mogą przenosić mRNA dystrofiny do kardiomiocytów gospodarza po bezpośrednim wstrzyknięciu serca22, wskazując, że allogeniczne dostarczanie egzosomów pochodzących z MPC (MPC-Exo) może przejściowo przywrócić ekspresję genu DMD u myszy MDX. Ten artykuł koncentruje się na technikach oczyszczania i przeszczepiania MPC-Exo.
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Zwierzęta były traktowane zgodnie z zatwierdzonymi protokołami i przepisami dotyczącymi dobrostanu zwierząt Instytucjonalnego Komitetu ds. Opieki i Użytkowania Zwierząt Kolegium Medycznego Georgii na Uniwersytecie Augusta.
1. Izolacja i oczyszczanie egzosomów pochodzących z MPC
2. Dostarczanie egzosomów do mięśnia sercowego
UWAGA: Użyliśmy sześciu myszy w każdej grupie.
3. Echokardiografia
UWAGA: Pojedynczy obserwator zaślepiony na grupy eksperymentalne przeprowadza echokardiografię i analizę danych.
4. Immunohistochemia
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Schemat blokowy do izolowania i oczyszczania egzosomów z komórek C2C12 jest pokazany w Rysunek 1A. Aby potwierdzić obecność egzosomów, przeprowadziliśmy analizę transmisyjnej mikroskopii elektronowej. Obraz z transmisyjnej mikroskopii elektronowej (Rysunek 1B) pokazuje morfologię jasnych i okrągłych pęcherzyków egzosomów pochodzących z C2C12. Analiza Western blot potwierdziła obecność markerów egzosomów, w tym CD63 i TSG101 (
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Metoda izolowania czystych egzosomów jest niezbędna do badania funkcji egzosomów. Jedną z powszechnych technik izolacji egzosomów jest wytrącanie za pośrednictwem glikoli polietylenowych (PEG) 17,18,25. Egzosomy mogą być wytrącane w PEG-ach i granulowane przez wirowanie z niską prędkością. Oczyszczanie za pośrednictwem PEG jest bardzo wygodne, tanie, nie wymaga żadnego zaawansowanego sprzętu, ale istnieje obawa o czystość egzoso...
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Wszyscy autorzy oświadczają, że nie mają konfliktu interesów.
Tang były częściowo wspierane przez American Heart Association: GRNT31430008, NIH-AR070029, NIH-HL086555, NIH-HL134354.
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
| Nazwa | Firma | Numer katalogowy | Komentarze |
|---|---|---|---|
| 0,22 &m; m Filtr | Fisherbrand | 09-720-004 | |
| 15 cm Naczynie do hodowli komórkowych | Thermo Fisher Scientific | 157150 | |
| Cewnik 24 G | TERUMO | SR-OX2419CA | |
| Igła insulinowa 31 G | BD | 328291 | |
| 4% paraformaldehydu | Affymetrix | AAJ19943K2 | |
| 50 ml probówki wirówkowe | Thermo Fisher Scientific | 339652 | |
| 6-0 szew | Pro Advantage by NDC | P420697 | |
| Alexa Fluor 488 kozia anty-królicza IgG | Thermo Fisher Scientific | A-11008 | |
| Antybiotykowy roztwór przeciwgrzybiczy | Corning | 30-004-CI | |
| Przeciwciało anty-dystrofiny | Abcam | ab15277 | |
| Ściągacz antygenu | Aptum Biologics | R2100-US | Zestaw do gaszenia autofluorescencji do odzyskiwania antygenu |
| Vector Laboratories | SP-8400 | ||
| C2C12 linia komórkowa | ATCC | CRL-1772 | |
| Wirówka | Unico | C8606 | |
| Wymienne końcówki wysokotemperaturowe | Bovie Medical Corporation | HIT | |
| Mikroskopia konfokalna | Zeiss | Zeiss 780 Pionowe myszy konfokalne | |
| DBA/2J-mdx | Laboratorium Jacksona | 013141 | |
| DMEM | Corning | 10-013-CM | |
| Płodowa surowica bydlęca (FBS) | Corning | 35-011-CV | |
| Surowica kozia | MP Biomedicals, LLC | 191356 | |
| Isoflurane | Patterson Veterinary | 07-893-1389 | |
| Ketamina | Henry Schein | 056344 | |
| Podłoże montażowe z DAPI | Vector Laboratories | myszy H-1500 | |
| Kent Scientific | SURGI-5001 | ||
| Eter tert-oktylofenylowy glikolu polietylenowego | Fisher Scientific | BP151-100 | |
| Wentylator dla gryzoni | Aparat Harvard | 55-7066 | |
| SW-28 Ti | Beckman | 342207 | |
| Platforma | obrazowania Vevo 2100System ultradźwiękowy FUJIFILM VisualSonics | Vevo 2100 | |
| Ultrawirówka | Beckman | 365672 | |
| Ultra-przezroczyste probówki | Beckman | 344058 | |
| Xylazine (XylaMed) | Bimeda-MTC Animal Health Inc. | 1XYL003 8XYL006 |
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Poproś o pozwolenie na ponowne wykorzystanie tekstu lub ilustracji tego artykułu JoVE
Poproś o pozwolenie