1. Оценка миогенного и engraftment потенциал
-
In vitro: Дифференциация, вызванная миоД
- Создание стабильной клеточной линии ИДЕМ, трансдуцированных с тамоксифен-неочеримым миоД-ER лентивирусным вектором, опоясывающим множественность инфекции (МВД; например, 1, 5 и 50) с использованием окрашивания, описанного в 1.1.9 (MyHC) в качестве результата эффективности процедуры.
- Пальто 3,5 см блюдо с 1 мл 1% Matrigel и инкубировать в течение 30 мин при 37 градусов по Цельсию.
- Вымойте пластину дважды со средним, семя 1 х10 5 MyoD-ER трансдуцированных ИДЕМов в 3,5 см ткани культуры блюдо и инкубировать при 37 градусов по Цельсию в среде роста.
- Ожидайте, что клетки достигают слияния в один или два дня, а затем добавить 1 МК 4OH-тамоксифен в среде роста (1ст дозы).
- После 24 часов, заменить рост среды с дифференциацией среды дополняется 1 МК 4OH-тамоксифен(2-й и последней дозы).
- Замените половину среды свежей дифференциацией среды через день.
- Изучите ежедневно культур для формирования myotube.
- После одной недели (5 дней в дифференциации среды), мыть пластины осторожно с PBS и исправить с 4% параформальдегид в течение 5 минут на RT.
- Выполните иммунофлуоресценции окрашивания антителами против миозин тяжелой цепи (MyHC), чтобы подтвердить наличие миотрубов. Противоугон с ядернымкрасителем (например, Hoechst).
Эффективность дифференциации оценивается как процент ядер внутри MyHC-положительных клеток: переходите к следующему шагу, если эффективность >50%.
-
In vivo: приутязание в модели острой мышечной регенерации
Для оценки вклада ИноД-ЭР в регенерацию мышц клетки ранее помечены вектором, кодирующий зеленый флуоресцентный белок (GFP), который позволит отследить их внутри ткани. Миод-ЭР GFP IDEMs затем вводят во взрослые мышцы мурина, ранее травмированных с миотоксином(например, кардиотоксин). Чтобы избежать иммунного отторжения от ксеногенных (таких как HIDEMs) или генетически манипулировать / исправленные клетки необходимо использовать либо иммунодефицита или иммунодепрессантов мышей.
- Предварительно обработать животных с внутри перитонеальной инъекцией 3,5 л/г 10 мг/мл тамоксифена (липорастворимая форма) за 24 часа до трансплантации и предварительной обработки клеток, добавляющих 1 МК 4OH-тамоксифен (аквеозная форма) в среду роста на ночь до дня трансплантации.
- Администрирование анестезии и анальгезии к мыши в соответствии с конкретными руководящими принципами, которые регулируют хирургические процедуры в животном объекте.
- Ввись 25 мкл из 100 МК кардиотоксин (CTX; от Naja mossambica mossambica; ВНИМАНИЕ: потенциально вредное вещество) в мышцах голени передней (TA).
- 24 часа после лечения животных тамоксифеном и CTX, отделить клетки путем трипсинизации и рассчитывать.
- Центрифуга клеток при 232 x g в течение 5 мин.
- Вымойте клеточныегранулы вCa 2 "- и Mg2"-бесплатно PBS, центрифуга, а затем осторожно повторно клеточной гранулы в Ca2"- и Mg2"- бесплатно PBS до окончательной концентрации 106 клеток / 30 мкл, который будет окончательный объем каждой инъекции.
- Ввись 30 мкл клеточной суспензии в ранее травмированных мышц с помощью шприца с иглой 29 или 30 G. Обратите особое внимание при удалении иглы из мышцы. Делайте это медленно, избегая разлива клеточной подвески через след иглы. Не пересаживать контралатеральный TA и использовать его в качестве контроля, вводя 30 мкл Ca2"- и Mg2"-бесплатно PBS, чтобы повторить условия пересаженной один.
- Лечить животных тамоксифеном в течение шести дополнительных дней и вводить анальгезию(например, карпрофен) в течение двух дополнительных дней.
- Высаживать мышцы через 14 дней после трансплантации. Обработать и проанализировать образцы, подробно описанные в Протоколах 4 и 5.
2. Трансплантация в мышиных моделях мышечной дистрофии
Этот анализ трансплантации позволяет оценить степень присвещания ИДЕМ в мышиных моделях мышечной дистрофии. Зверей, обработанных следующим образом, также можно оценить для функционального улучшения фенотипа заболевания. Функциональные тесты могут быть выполнены, начиная с двух недель после трансплантации. Для того, чтобы усилить engraftment рассмотреть вопрос о выполнении претрансплантации беговой дорожке упражнения (как описано в Протоколе 3) и / или серийных инъекций клеток каждые три недели в течение 3x(т.е. в общей сложности 3 инъекции / мышцы).
- Внутримышечная трансплантация
- Предварительно обработать животных с внутри перитонеальной инъекцией 3,5 л/г 10 мг/мл тамоксифена (липорастворимая формула) за 24 часа до трансплантации и предварительной обработки клеток, добавляющих 1 МК 4OH-тамоксифен (аквостная формула) в среду роста на ночь до дня трансплантации.
- Отсоедините трипсинизацией, подсчитайте и центрифугировать клетки на 232 x g в течение 5 минут.
- Вымойте клеточныегранулы вCa 2 "- и Mg2"-бесплатно PBS, центрифуга, а затем повторно гранулы в Ca2"- и Mg2"-бесплатно PBS в концентрации 106 клеток / 30 мкл.
- Администрирование анальгезии и дезинфекции кожи животного (по желанию) с пувиденом йодом- или хлорексидином на основе дезинфицирующего средства. Это также поможет локализовать голени передней (TA), gastrocnemius (GC), и четырехглавой феморис (КК; в частности vastus intermedius) мышцы.
- Ввись 30 мкл клеточной суспензии в мышцы с помощью шприца с иглой 29 или 30 G. Для TA вставьте 5 мм иглы на 2 мм ниже вставки проксимального сухожилия (краниокодальное направление) с наклоном 15 градусов по отношению к голени и медленно ввишите клеточную подвеску при втягиванию иглы (пустой шприц с 2 мм иглы все еще внутри мышцы). Для GC и КК, повторить ту же процедуру, как подробные для TA, с основным отличием является caudocranial вставки иглы 2 мм выше миотендинового соединения ахиллова сухожилия для GC и 2 мм выше дистального сухожилия для КК (15 "наклон по отношению к бедренной кости). Обратите внимание при удалении иглы из мышцы, чтобы избежать разлива клеточной подвески через след иглы.
TROUBLESHOOTING: В случае низкого приразливания рассмотреть вопрос о введении несовершеннолетних (1-2 недель)мышей 7 с3 х 10 5 клеток / 10 мкл (обратите внимание, что в этом случае тамоксифен должен быть введен подкожно).
- Внутритериальная трансплантация
Эта часть протокола позволяет оценки способности MIDEMs и HIDEMs быть доставлены в артериальной циркуляции, пересечь стенку сосуда и способствовать регенерации скелетных мышц в мышцах вниз по течению к месту инъекции.
- Предварительное лечение животных и клеток, как описано выше в шаге 2.1.1.
- Отсоедините путем трипсинизации и фильтра с 40 мкм ситечко клетки (для удаления кластеров из клеточной подвески в маловероятном случае, что ночь воздействия тамоксифена может привести к синтезу и образованию миотрубов из соседних клеток) рассчитывать и центрифуги клеток на 232 х г в течение 5 мин
- Вымойте гранулыклеток вCa 2 "- и Mg2"-бесплатно PBS, центрифуга, а затем повторно гранулы в Ca2"- и Mg2"-бесплатно PBS с 0,2 Международный
Единицы гепарина натрия (по желанию) до конечной концентрации клеток10 6 клеток/50 мкл. Добавьте 10% патентный синий краситель (окончательная концентрация: 1,25мг/мл в нормальном солевом растворе или Ca 2"- и Mg2"-free PBS) к раствору, чтобы визуализировать распределение клеточной подвески.
- Администрирование анестезии и анальгезии к мыши в соответствии с руководящими принципами, регулирующими хирургические процедуры в конкретном учреждении животных объекта.
- Бритье паховой области (также известной как бедренной кости или треугольник Скарпа) и дезинфицировать кожу с povidone йода или хлоргексидина основе дезинфицирующего средства.
- Сделайте разрез диаметром 5-7 мм и локализуйте бедренную связку: вену, артерию и нерв (нерв лежит боково к артерии и вены medially).
- Аккуратно удалите соединительной фасции, которая покрывает расслоение с типсами.
- Отделите бедренную вену и нерв от артерии, мягко введя кончик типса (или 30 G иглы) между ними и постепенно увеличив отверстие.
TROUBLESHOOTING: Бедренная вена хрупкая: обратите внимание, чтобы не ущипнуть его щипся во время его отслоения от бедренной артерии. В случае кровоизлияния, слейте кровь стерильной марлей и использовать микро-прижигатель для облегчения гемостаз.
- Поднимите артерию одним кончиком типса и зажимать артерию другим кончиком.
- Проколите артерию шприцем, оснащенным иглой 30 Г. Ввись 50 мкл клеточной подвески ниже по течению зажатой области, при скорости вливания около 5 мкл/сек.
TROUBLESHOOTING: Тщательно повторное использование клеток в шприце перед инъекцией: очень важно, чтобы избежать осадков клеток и образования пузырьков воздуха внутри шприца. Диаметр бедренной артерии немного меньше иглы 30 Г: будьте осторожны, чтобы не усечение артерии при вставке иглы. Патентный синий краситель позволяет распознать эффективность инъекции: при правильном введении вся конечность быстро станет светло-голубой.
- Медленно удалить иглу и миппы из артерии, чтобы восстановить кровоток в конечности.
- Нанесите давление стерильной марлей, чтобы избежать кровотечения и/или при необходимости прижигать.
- Шов раны и контролировать животных до восстановления после анестезии.
- Администрирование анальгезии в течение 3 дней и осмотр раны ежедневно (в случае раневой инфекции обсудить это с персоналом животного объекта и вводить антибиотики по мере необходимости).
3. Результаты меры по трансплантации дистрофических животных: беговая дорожка испытаний
Начиная с двух недель после пересадки клеток, можно оценить функциональное смеся двигательной способности обработанных мышей с помощью тестов на беговую дорожку. Этот тест позволяет оценку толерантности к физическим упражнениям/выносливости обработанных мышей. Мышь считается усталым, когда лежит в зоне отдыха в течение более 5 сек, не пытаясь повторно использовать беговую дорожку после серии из 3 последовательных механических стимулов (один каждые 5 сек). Базовые измерения начинаются примерно за месяц до лечения и используются для оценки улучшения каждого из проверенных животных. За этим тестом могут последовать дополнительные анализы для мониторинга хрупкости волокон, улучшения силы, присвяжения, дифференциации пересаженных клеток и морфологического улучшения пересаженной мышцы (см. Обсуждение).
- Акклиматизировать животных (обычно три группы: обработанные, необработанные, и дикий тип / не дистрофический контроль) к упражнению до первого измерения: установить беговую дорожку на скорости 6 м / мин в течение 10 мин. Повторите процедуру через день в течение одной недели.
TROUBLESHOOTING: Замеская все измерения в один и тот же час дня, чтобы избежать предубеждений из-за циркадных циклов.
- Поместите животных в беговую дорожку, которая ранее была создана с наклоном 10 ".
- Включите беговую дорожку со стартовой скоростью 6 м/мин (обеспечьте нежный механический стимул в случае, если животные не захотят начинать упражнение).
- Запустите таймер и увеличьте скорость 2 м/мин каждые 2 мин.
- Как только животное лежит в зоне отдыха более 5 сек, не пытаясь повторно поставить беговую дорожку, осторожно коснитесь ее палкой, чтобы стимулировать перезапуск упражнения (см. выше).
- Заместью производительность (время и или расстояние) каждого животного.
- Повторите измерения еженедельно или каждые 10 дней, по крайней мере 3x.
- Повторите ту же процедуру после трансплантации.
- Анализируйте данные о производительности, сравнивая измерение каждого животного с его базовой производительностью. Мы предлагаем совестить значения на графике в процентах от средней мощности двигателя по отношению к базовому уровню и проанализировать их с помощью одно- или двухготовного теста ANOVA с последующим соответствующим посттемпромом для сравнения групп.
TROUBLESHOOTING: используйте минимум 5 возрастных, генотип-, и секс-соответствует животных / группы и повторить измерения, по крайней мере 3x после трансплантации.
4. Оценка клеточного ретрансплантации и дифференциации пересаженных мышц
Пересаженные и контрольные мышцы собирают в соответствующую точку времени (<2 дня для краткосрочного анализа при пересадки, 2-3 недели для среднесрочного и >1 месяц для долгосрочного анализа). Если пересаженные клетки помечены GFP, прививка в свежеисплеженных мышцах может быть оценена путем прямой флуоресценции под ультрафиолетовым стереомикроскопом.
- Положите и ориентируйтесь вдоль вертикальной оси свежеиспленные мышцы в трагачантовой резинке (6% ж/в)
- Обезвоживаемые образцы в предварительно обезвретевших изопентанов в течение одной минуты, заморозить их в жидком азоте, по крайней мере 2 мин и поместить их сразу при -80 градусов по Цельсию для хранения.
- Обработать образцы с криостата, чтобы получить 7 мкм толщиной разделов на поляризованных слайдов. Пример большую часть мышц на слайдах, собирая около 8-10 слайдов с 30-40 разделов / слайд. Целесообразно собрать серию разделов в трубку 1.5 ml для того чтобы выполнить молекулярную биологию/биохимию анализы.
- Оцените клеточный привем с различным иммунофлуоресцентным окрашиванием, в зависимости от экспериментальной установки. Например, в случае трансплантации HIDEM у мышей Sgca-null/scid/bg, пятна с: a) антителом против Lamin A/C для обнаружения привитых ядер клеток человека; б) антитело против ламинина, чтобы визуализировать общую структуру мышц; и в) антитела против Sgca для обнаружения донорских полученных восстановления белка отсутствует в дистрофических животных.
- Количественная оценка с помощью флуоресцентного микроскопа, количество донорских ядер на мышечную секцию внутри и снаружи мышечных волокон и количество полученных донорами скелетных миофиберов на секцию.
5. Мышечная гистопатология
Гистопатологические анализы позволяют дать оценку морфологической структуре пересаженной мышцы. Архитектурное улучшение структуры тканей ожидается в результате подхода клеточной терапии.
- Исправить свежеиспленные мышцы с 4% параформальдегида в течение 1 часа при 4 градусов по Цельсию.
- Обезвоживаемые образцы восходящим градиентом сахарозы (например, 7,5-15-30% ж/в).
- Оставьте мышцы на ночь в самом высоком растворе сахарозы.
- Встраивание образцов в Tissue Tek OCT, поместите их в предварительно облицованный изопентан до тех пор, пока OCT не станет твердым (избегая полного погружения образцов), заморозьте их в жидком азоте, по крайней мере, на 2 мин и поместите их сразу на -80 градусов по Цельсию для хранения.
- Обработать образцы с криостата, чтобы получить 7 мкм толщиной разделов, как описано выше.
- Пятно разделов с гематоксилин и эозин или трихром Массона в соответствии с протоколами стандартного производителя.
Гематоксилин и эозин окрашивание позволяет рассчитать признаки регенерации мышц, такие как: а) количество миофиберов; б) поперечная секционная область; в) количество миофиберов, содержащих центральное ядро. Трихром Массона используется для расчета фиброзного индекса, что делается путем вычитания общей площади, занимаемой скелетными миофиберами, из общей площади изображения: полученная область в основном отражает соединительной и жировой инфильтрацией мышцы. Все анализы на изображениях могут быть выполнены с помощью программного обеспечения ImageJ (NIH) с помощью инструмента измерения и плагина счетчика ячеек.