Summary

Isolering af cardiomyocyte Kerner fra Post-mortem Tissue

Published: July 10, 2012
doi:

Summary

Cardiac kerner isoleres via densitet sedimentation og immunolabeled med antistoffer mod pericentriolar materiale 1 (PCM-1) til at identificere og sortere cardiomyocyte kerner ved flowcytometri.

Abstract

Identifikation af cardiomyocyte kerner har været udfordrende i vævssnit, som de fleste strategier er baseret udelukkende på cytoplasmiske markørproteiner 1. Sjældne begivenheder i hjertemyocytter såsom spredning og apoptose kræver en præcis identifikation af hjertets myocytter kerner til at analysere cellulære fornyelse i homøostase og i patologiske tilstande 2. Her, tilvejebringer vi en fremgangsmåde til isolering cardiomyocyte kerner fra post mortem væv ved tæthed sedimentation og immunolabeling med antistoffer mod pericentriolar materiale 1 (PCM-1) og efterfølgende flowcytometri sortering. Denne strategi muliggør et højt gennemløb analyse og isolering med fordelen ved at arbejde lige så godt på frisk væv og frosset arkivmateriale. Dette gør det muligt at studere materialet allerede er indsamlet i biobanker. Denne teknik kan anvendes og testes i en lang række arter og er egnet til flere efterfølgende anvendelser, såsom carbon-14 datering 3, celle-cyCle analyse 4, visualisering af thymidinanaloger (f.eks BrdU og IDU) 4, transkriptom og epigenetiske analyser.

Protocol

1. Isolering af Cardiac Kerner Coat ultracentrifugerør (Beckman centrifugerør # 363664) med 10 ml 1% BSA / PBS coatingopløsning. Hætten rørene og lad dem rotere i 30 minutter i et rør rotator. Fjerne coatingopløsning og lade centrifugeglas lufttørre (et rør pr mus hjertet kræves til analyse af enkelte mus hjerter, skiftevis op til 5 mus hjerte eller 1 g af hjertevæv fra en anden art (fx menneske) kan behandles i et rør). Alle følgende trin bør udføres på is. Dissekere den venstre ven…

Discussion

Nøjagtig identifikation af cardiomyocyte kerner er afgørende for analysen af regenerative processer i myokardiet 2,3. Konventionelle teknikker til isolering cardiomyocytter fra frisk væv er primært baseret på enzymatisk nedbrydning af ekstracellulære matrixproteiner, og efterfølgende oprensning af interstitielle celler ved centrifugering ved lav hastighed. Yderligere oprensning af levende cardiomyocytter fra embryoniske stamceller (ESC) kan udføres ved immunolabeling med overflademarkører såsom Sirp…

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

Vi vil gerne anerkende, Marcelo Toro for hjælp med flowcytometri. Denne undersøgelse blev støttet af den svenske Heart-og Lunge Foundation, EU-Kommissionen FP7 "CardioCell", svensk Forskningsråd, AFA forsikringer og ALF. OB blev støttet af Deutsche Forschungsgemeinschaft.

Materials

1. Lysis Buffer
Name of the reagent
0.32 M sucrose
10 mM Tris-HCl (pH = 8)
5 mM CaCl2
5 mM magnesium acetate
2.0 mM EDTA
0.5 mM EGTA
1 mM DTT

2. Sucrose buffer
Name of the reagent
2.1 M sucrose
10 mM Tris-HCl (pH = 8)
5 mM magnesium acetate
1 mM DTT

3. Nuclei storage buffer (NSB plus)
Name of the reagent
0.44 M sucrose
10 mM Tris-HCl (pH = 7.2)
70 mM KCl
10 mM MgCl2
1.5 mM spermine

Reagents and Equipment Company
Isotype rabbit IgG- ChIP Grade, #ab37415 Abcam
Rabbit anti-PCM-1 antibody, #HPA023374 Atlas Antibodies
Donkey sec. antibody, anti-rabbit Alexa 488 Fluor, #A-21206 or equivalent sec. fluorescent antibody Life Technologies
DRAQ5 Biostatus
cell strainers 30 μm, 70 μm and 100 μm BD Biosciences
Glass douncer (40 ml) and pestle “L” VWR (Wheaton Industries Inc.)
T-25 Ultra-Turrax Homogenizer IKA Germany
Dispersing tool S25 N-18 G IKA Germany
Beckman Avanti Centrifuge Beckman Coulter
Falcon Tubes 15 ml and 50 ml VWR
Beckman Centrifuge Tubes #363664 Beckman Coulter
JS13.1 free swinging rotor Beckman Coulter
Influx cytometer Beckman Coulter
Tube Rotator VWR

References

  1. Ang, K. L. Limitations of conventional approaches to identify myocyte nuclei in histologic sections of the heart. American journal of physiology. Cell physiology. , 298-1603 (2010).
  2. Bergmann, O. Identification of cardiomyocyte nuclei and assessment of ploidy for the analysis of cell turnover. Experimental cell research. 327, 188-194 (2011).
  3. Bergmann, O. Evidence for Cardiomyocyte Renewal in Humans. Science. 324, 98-102 (1126).
  4. Walsh, S. Cardiomyocyte cell cycle control and growth estimation. Cardiovascular Research. , 1-31 (2010).
  5. Spalding, K., Bhardwaj, R. D., Buchholz, B., Druid, H., Frisén, J. Retrospective birth dating of cells in humans. Cell. 122, 133-143 (2005).
  6. Adler, C. P., Friedburg, H., Herget, G. W., Neuburger, M., Schwalb, H. Variability of cardiomyocyte DNA content, ploidy level and nuclear number in mammalian hearts. Virchows Arch. 429, 159-164 (1996).
  7. Herget, G. W., Neuburger, M., Plagwitz, R., Adler, C. P. DNA content, ploidy level and number of nuclei in the human heart after myocardial infarction. Cardiovascular Research. 36, 45-51 (1997).
  8. Adler, C. P., Friedburg, H. Myocardial DNA content. ploidy level and cell number in geriatric hearts: postmortem examinations of human myocardium in old age. Mol. Cell Cardiol. 18, 3953-39 (1986).
  9. Dubois, N. C. SIRPA is a specific cell-surface marker for isolating cardiomyocytes derived from human pluripotent stem cells. Nature. 29, 1011-1018 (2011).
  10. Hattori, F. Nongenetic method for purifying stem cell-derived cardiomyocytes. Nature Methods. 7, 61-66 (2010).
  11. Fransioli, J. Evolution of the c-kit-Positive Cell Response to Pathological Challenge in the Myocardium. Stem Cells. 26, 1315-1324 (2008).
  12. Elliott, D. A. NKX2-5(eGFP/w) hESCs for isolation of human cardiac progenitors and cardiomyocytes. Nature Methods. 8, 1037-1040 (2011).
  13. Laflamme, M. A. Evidence for Cardiomyocyte Repopulation by Extracardiac Progenitors in Transplanted Human Hearts. Circulation Research. 90, 634-640 (2002).
  14. Srsen, V., Fant, X., Heald, R., Rabouille, C., Merdes, A. Centrosome proteins form an insoluble perinuclear matrix during muscle cell differentiation. BMC cell biology. 10, 28 (2009).
  15. Spoelgen, R. A novel flow cytometry-based technique to measure adult neurogenesis in the brain. Journal of neurochemistry. 119, 165-175 (2011).
  16. Soonpaa, M. H., Kim, K. K., Pajak, L., Franklin, M., Field, L. J. Cardiomyocyte DNA synthesis and binucleation during murine development. The American journal of physiology. 271, H2183-H2189 (1996).
  17. Olivetti, G. Aging, cardiac hypertrophy and ischemic cardiomyopathy do not affect the proportion of mononucleated and multinucleated myocytes in the human heart. J Mol Cell Cardiol. 28, 1463-1477 (1996).
  18. Okada, S. Flow cytometric sorting of neuronal and glial nuclei from central nervous system tissue. Journal of cellular physiology. 226, 552-558 (2011).
  19. Matevossian, A., Akbarian, S. Neuronal Nuclei Isolation from Human Postmortem Brain Tissue. J. Vis. Exp. (20), e914 (2008).

Play Video

Cite This Article
Bergmann, O., Jovinge, S. Isolation of Cardiomyocyte Nuclei from Post-mortem Tissue. J. Vis. Exp. (65), e4205, doi:10.3791/4205 (2012).

View Video