Здесь мы представляем протокол изоляции, трансфекции и долгосрочной культуры взрослых мышей и крыс кардиомиоцитов.
Для просмотра этого контента требуется подписка на JoVE. Войдите или начните свой бесплатный пробный период.
Методическая статья
Здесь мы представляем протокол изоляции, трансфекции и долгосрочной культуры взрослых мышей и крыс кардиомиоцитов.
Ex vivo культуры взрослых млекопитающих кардиомиоцитов (CMs) представляет собой наиболее релевантную экспериментальную систему для in vitro исследования сердечной биологии. Взрослые млекопитающие СМ являются неизлечимо дифференцированными клетками с минимальной пролиферативной емкостью. Постмитотическое состояние взрослых CMs не только ограничивает прогрессирование цикла сердечно-миоцитов клеток, но и ограничивает эффективную культуру CMs. Кроме того, долгосрочная культура взрослых CMs необходима для многих исследований, таких как распространение СМ и анализ экспрессии генов.
Мышь и крыса являются двумя наиболее предпочтительными лабораторных животных, которые будут использоваться для кардиомиоцитов изоляции. В то время как долгосрочная культура крысЫ CMs возможно, взрослые мыши CMs восприимчивы к смерти и не могут быть культурно более пяти дней в нормальных условиях. Таким образом, существует критическая необходимость оптимизации изоляции клеток и долгосрочного протокола культуры для взрослых murine CMs. С помощью этого измененного протокола, можно успешно изолировать и культуры как взрослых мыши и крысы CMs в течение более 20 дней. Кроме того, эффективность трансфекции siRNA изолированных СМ значительно возросла по сравнению с предыдущими докладами. Для изоляции мышей-мышей метод перфузии Langendorff используется с оптимальным ферментным раствором и достаточным временем для полной внеклеточной диссоциации матрицы. Для того, чтобы получить чистые желудочковые CMs, как atria были вскрыты и отброшены, прежде чем приступить к разъединению и покрытие. Клетки рассеивались на пластине с ламинином покрытием, что позволяло эффективно и быстро вложения. CMs было разрешено согласиться на 4-6 ч до siRNA трансфекции. Культурные средства массовой информации обновлялись каждые 24 ч в течение 20 дней, а затем, CMs были зафиксированы и окрашены для сердечно-специфических маркеров, таких как Troponin и маркеры клеточного цикла, такие как KI67.
Сердечные заболевания являются одной из ведущих причин смерти во всем мире. Почти все виды сердечных травм приводят к значительной потере взрослых кардиомиоцитов (СМ). Взрослые сердца млекопитающих не в состоянии восстановить свои сердечные травмы из-за старческого характера взрослого CM1. Таким образом, любое оскорбление сердца взрослого млекопитающего приводит к постоянной потере СМ, что приводит к снижению сердечной функции и сердечной недостаточности. В отличие от взрослых млекопитающих, мелкие животные, как зебрафиш и тритон сердца могут регенерировать свои сердечные травмы через существующиеСМ распространения 2,3,4. Во всем мире продолжаются усилия по поиску нового терапевтического вмешательства в связи с сердечной травмой с помощью как пролиферативных, так и нераспространенных подходов. В последние десятилетия, различные типы генетических моделей мыши были разработаны для изучения сердечной травмы и ремонта. Однако использование моделей животных in vivo по-прежнему является дорогостоящим подходом с дополнительной сложностью для расшифровки клеточно-автономного механизма от вторичных эффектов. Кроме того, in vivo системы являются сложными для анализа CM специфические эффекты фармакологического вмешательства, которое вызывает кардиопротекторной сигнализации от СМ.
Кроме того, для проведения анализа распространения СМ необходима долгосрочная культура взрослых СМ. Анализы распространения СМ требуют как минимум 4-5 дней для индуцированных клеток в клеточный цикл и получения точных данных после этого. Кроме того, исследования, которые используют изолированные CMs для электрофизиологических исследований, скрининга наркотиков, исследования токсичности,и Ca й гомеостаза исследования все нуждаются в улучшенной системекультуры 5,6,7. Кроме того, последние исследования показывают кардиопротекторное значение цитокинов, выделяется из СМ (кардиокинов)8,,9. Для того, чтобы исследовать терапевтическую роль и молекулярный механизм этих кардиокинов во время ремонта и регенерации сердца, необходима длительная культура.
Взрослые крысы CMs являются достаточно надежными для одноклеточной изоляции и долгосрочной культуры в системе in vitro10,11,12. Тем не менее, взрослые мыши CMs имеют большой интерес для in vitro анализы, из-за наличия различных генетически модифицированных моделей мыши, что позволяет для разработки и выполнения различных инновационных анализов, которые невозможны с крысой CM13. В отличие от взрослых крыс CM изоляции, это довольно сложно получить одноклеточную подвеску от взрослых сердца мыши, и долгосрочная культура взрослых мыши CMs в культуре является еще более сложной задачей.
Взрослый CM изоляции от мыши и крысы сердца с помощью системы Langendorff ранее была созданадля изучения функцииCM 5,14,15. Здесь мы подробно описали протоколы изоляции взрослых СМ как от крыс, так и от мышей, а также модифицированную долгосрочную культуру, трансфекцию и распространение СМ изолированных клеток.
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Все эксперименты должны проводиться в соответствии с руководящими принципами Руководства по уходу и использованию лабораторных животных, опубликованными Национальным институтом здравоохранения США (NIH). Все протоколы, отображаемые в видео, были одобрены Институциональным комитетом по уходу за животными (IACUC) Университета Цинциннати, Медицинский колледж.
1. Подготовка перед извлечением сердца у взрослых мышей (и крыс)
2. Извлечение сердца из взрослых мышей (и крыс)
3. Пищеварение сердца
4. Подготовка одноклеточной подвески CM
5. Удаление не-CMs
6. Взрослый CM покрытие
7. Трансфекция
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Текущий измененный протокол позволяет эффективно изоляции и культуры крыс и мышей CMs в пробирке. Для крысы CM изоляции, в общей сложности 3 взрослых (12-недельный) мужчина Фишер 344 крысы были использованы в процедуре. Рисунок 1 показывает хирургический аппарат и изоляционные установки, которые необходимы в процедуре; каждая часть была отмечена и описана в легенде фигуры. Коллагеназа типа 2 была использована для пищеварения, что дает большое количество высококачественных CMs от успешной изо...
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Существует критическая необходимость в создании протокола для взрослых кардиомиоцитов изоляции и долгосрочной культуры для выполнения клеточных механистических исследований. Есть только несколько докладов, обсуждающих взрослых ПРОТОКОЛов изоляции CM, и еще меньше из них используются для долгосрочной культуры взрослых мышей CM15,16,17. Показано, что взрослая крыса CM имеет более высокую терпимость к культуре in vitro, чем взрослы...
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Эта работа была поддержана финансированием от кафедры патологии и лабораторной медицины Университета Цинциннати, Медицинского колледжа, д-ра Онура Канишичака; грант От Национальных институтов здравоохранения (R01HL148598) доктору Онуру Канисаку. Д-р Онур Kanisicak поддерживается Американской ассоциации сердца Карьера развития премии (18CDA34110117). Д-р Perwez Алам поддерживается Американской ассоциации сердца постдокторской грант (AHA_20POST35200267). Д-р Малина Айви поддерживается грантом NIH T32 (HL 125204-06A1).
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
| Имя | Компания | Каталожный номер | Комментарии |
|---|---|---|---|
| 2,3-бутан дион моноксим | Sigma-Aldrich | B-0753 | |
| Blebbistatin | APExBIO | B1387 | |
| Бычий сывороточный альбумин | Sigma-Aldrich | A3059 | |
| CaCl2 | Sigma-Aldrich | 449709 | |
| Клеточная культуральная пластина | Corning Costar | 3526 | |
| Клеточный фильтр | BD Biosciences | 352360 | |
| Cel-miR-67 | Dharmacon | CN-001000-01-50 | |
| Коллагеназа типа2 | Worthington | LS004177 | |
| Одноразовые градуированные переводные пипетки | Fisherbrand | 13-711-20 | |
| Одноразовые полистирольные весовые чашки | Sigma-Aldrich | Z154881-500EA | |
| Модифицированный орел Дульбекко's medium | Thermo Scientific | SH30022.01 | |
| EdU | Life Technologies | C10337 | |
| Фетальная бычья сыворотка | Corning | 35-015-CV | |
| Fine Point Высокоточные щипцы | Fisherbrand | 22-327379 | |
| Глюкоза | Sigma-Aldrich | G-5400 | |
| Гемоцитометр | Hausser Scientific | 1483 | |
| Heparin | Sagent Pharmaceuticals | PSLAB-018285-02 | |
| HEPES | Sigma-Aldrich | H3375 | |
| Высокоточный прямой широкий пинцет/щипцы | Fisherbrand | 12-000-128 | |
| Гиалуронидаза | Sigma | H3506 | |
| Инсулин | Sigma-Aldrich | I0516-5ML | |
| K2HPO4 | Sigma-Aldrich | P-8281 | |
| KCl | Sigma-Aldrich | 746436 | |
| световой микроскоп | Nikon | ||
| Lipofectamine RNAiMAX | Life Technologies | 13778-150 | |
| MgSO4 | Sigma-Aldrich | M-2643 | |
| NaCl | Sigma-Aldrich | S9888 | |
| NaOH | Fisher Scientific | S318-500 | |
| Натуральный мышиный ламинин | Invitrogen | 23017-015 | |
| Пенициллин/стрептомицин | Corning | 30-002-CI | |
| Пентобарбитал | Henry Schein | 24352 | |
| Фосфат буферизованный физиологическим раствором | Life Technologies | 20012-027 | |
| Протеаза XIV | Sigma-Aldrich | P5147-1G | |
| Селен | Sigma-Aldrich | 229865+5G | |
| siMeis2 | Dharmacon | s161030 | |
| siRb1 | Dharmacon | s128325 | |
| Прямые тупые/острые ножницы для пресечения | Fisher Scientific | 28252 | |
| Прямые очень тонкие прецизионные щипцы | Fisherbrand | 16-100-120 | |
| Таурин | Sigma-Aldrich | T0625 | |
| Трансферрин | Sigma-Aldrich | T8158-100MG | |
| Ультрагладкие ножницы со скошенными краями | Fisherbrand | 22-079-747 | |
| Водяная баня | Fisher Scientific | 3006S |
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.