Yaralanma kaynaklı yaşlanma ve In Vivo kas iskelet yeniden programlama değerlendirilmesi
Summary
Burada senescent her ikisi de algılamak için detaylı bir protokol ve pluripotent kök hücre iskelet kas üzerine vivo içinde yeniden programlama inducing sırasında yaralanma mevcut. Bu yöntem doku yeniden oluşturma işlemi sırasında hücresel yaşlanma rolünün değerlendirilmesi ve in vivoyeniden programlama için uygundur.
Abstract
Hücresel yaşlanma kanser ve yaşlanma gibi birçok fizyolojik ve patolojik süreçler için önemlidir istikrarlı hücresel büyüme krizi ile karakterize bir stres yanıttır. Son zamanlarda, yaşlanma Ayrıca doku onarımı ve rejenerasyon karıştığı olmuştur. Bu nedenle, senescent hücreleri vivotanımlamak için giderek kritik haline gelmiştir. Yaşlanma ile ilişkili β-galaktozidaz (SA-β-Gal) tahlil senescent hücreleri hem de kültür ve in vivoalgılamak için en çok kullanılan tahlil olduğunu. Bu tahlil senescent hücreleri artan lizozomal içeriğinde lizozomal β-galaktozidaz faaliyet histochemical algılanması suboptimum pH (6 veya 5.5) sağlayan temel alır. Akış Sitometresi gibi diğer deneyleri ile karşılaştırıldığında bu doku mimari, Morfoloji, ilgili konumu gibi değerli bilgiler sunan ikamet çevreleri senescent hücrelerde tanımlaması sağlar ve Kaplin immünhistokimya (IHC) üzerinden diğer imleçli olasılığı. Büyük SA-β-Gal tahlil taze veya dondurulmuş örnekler şartı kısıtlamasıdır.
Burada, nasıl hücresel yaşlanma anlamak için detaylı bir iletişim kuralı mevcut hücresel plastisite ve doku rejenerasyonu içinde vivoteşvik etmektedir. SA-β-Gal senescent hücreleri iskelet kas doku rejenerasyonu çalışmaya köklü bir sistemdir yaralanma üzerine algılamak için kullanır. Ayrıca, IHC MicroRNAs, bir işaretleyici pluripotent kök hücrelerin bir transgenik fare modelinde algılamak için kullanır. Bu iletişim kuralı incelemek ve hücresel yaşlanma indüklenen hücresel plastisite ve in vivo yeniden programlama bağlamında ölçmek sağlar.
Introduction
Hücresel yaşlanma stres yanıt istikrarlı hücre döngüsü tutuklama tarafından karakterize bir şeklidir. Son on yıl içinde araştırma sıkıca yaşlanma embriyonik geliştirme, fibrozis ve1,2yaşlanma organizma da dahil olmak üzere çeşitli biyolojik ve patolojik işlemlerle ilişkili olduğunu kurmuştur. Hücresel yaşlanma ilk3kısalma telomer tarafından tetiklenen ikileştirici onların ömrü sonundaki insan fibroblast tespit edilmiştir. İkileştirici stres yanı sıra, yaşlanma, DNA hasarı, oksidatif stres, oncogenic sinyalleri ve genomik/epigenomic değişiklikler, herhangi biri sonunda p53/p21 ve/veya pRB yolları etkinleştirebilir gibi neden olabilir birçok çekim gücü vardır kurmak ve kalıcı büyüme tutuklama1güçlendirmek. Senescent hücreleri önemli özelliklerinden biri olan metabolik olarak aktif kalır ve sağlam bir yaşlanma ilişkili salgı fenotip (SASP) hızlı: salgısı birçok inflamatuar sitokinlerin, büyüme faktörleri ve hücre dışı matriks faktör4. SASP faktörler arabuluculuk ve bağışıklık hücreleri çeken ve yerel ve sistemik doku ni1değiştiren güçlü etkileri nedeniyle yaşlanma etkisi yükseltecek önemli bir rol oynamak için önerilmiştir. İlginçtir, yaşlanma son zamanlarda doku onarımı ve yenilenme için5,6önemli olmak teklif edildi. Buna ek olarak, veri–dan bizim de dahil olmak üzere birkaç labs doku zarar indüklenen yaşlanma SASPs yenilenme7–9tanıtmak için üzerinden hücresel plastisite geliştirmek önerdi. Bu nedenle, tüm gelişmekte olan verileri yaşlanma içinde vivoeğitim önemini vurgulayın.
Yazı İndüklenmiş pluripotent kök hücre (IPSC) dönemde, hücresel plastisite bir hücrenin yeni bir kimlik edinme ve farklı uyaranların her iki kültür ve in vivo10maruz alternatif bir kader benimsemeye kapasitesidir. Tam yeniden programlama elde vivo içinde11,12, olabilir bilindiği nerede ifade dört Yamanaka faktör içeren kaset: Oct4, Sox2, Klf4ve c-Myc (OSKM) indüklenen vivo içinde birden fazla organ teratomas oluşumu teşvik olabilir. Bu nedenle, bir etiketteki fare modeli (i4F) güçlü bir sistemi kritik düzenleyiciler ve hücresel plastisite11için önemli yollar tanımlamak için kullanılabilir.
Uygun ve hassas vivo içinde sistem nasıl hücresel yaşlanma anlamak önemlidir doku rejenerasyonu bağlamında hücresel plastisite düzenler. Burada, sağlam bir sistem ve yaşlanma ve doku rejenerasyonu bağlamında hücresel plastisite arasındaki bağlantıyı değerlendirmek için detaylı bir iletişim kuralı mevcut. Cardiotoxin (CTX) indüklenen kombinasyonu kas hasarı Tibialis Anterior (TA) kas grubunda, doku rejenerasyonu ve i4F fare modeli çalışmaya iyi kurulmuş bir sistem hücresel yaşlanma ve içinde vivo algılanmasını sağlar kas yeniden oluşturma işlemi sırasında yeniden programlama.
Hücresel plastisite ile yaşlanma arasında bağlantı değerlendirmek için i4F fare CTX ile akut kas hasarı ikna etmek için yaralı ve in vivo yeniden programlama ikna etmek için Doksisiklin ile (0.2 mg/mL) 7 gün boyunca tedavi. Bir CTX akut kas hasarı indüklenen ve rejenerasyon Protokolü son yayınlanan13, etik nedenlerle oldu iken, bu yordamı geçerli iletişim kuralında atlanacak. Senescent hücreleri zirvesine daha önce gözlemlenmiştir ne zaman14TA kas örnekleri 10 gün sonrası yaralanma13‘ toplanacak. Burada, bu ayrıntılı protokolünü yaşlanma (yolu ile SA-β-Gal) düzeyini ve programlama (via IHC MicroRNAs boyama) değerlendirmek için gerekli olan adımları açıklar.
Yaşlanma ile ilişkili beta-galaktozidaz (SA-β-Gal) tahlil senescent hücreler kültür ve in vivo15içinde algılamak için en sık kullanılan tahlil olduğunu. Diğer deneyleri için karşılaştırıldığında, SA-β-Gal tahlil için in vivo çalışmada özellikle önemlidir sağlam doku mimarisi ile yerel onların ortamında senescent hücreleri tanımlaması sağlar. Ayrıca, SA-β-Gal tahlil IHC kullanarak diğer işaretleri ile çift mümkündür. Ancak, SA-β-Gal tahlil örnekleri, taze veya dondurulmuş olan büyük bir sınırlama kalır gerektirir. Donmuş TA kas numuneler gibi taze veya dondurulmuş dokular düzenli olarak kullanılabilir olduğunda, SA-β-Gal belli ki senescent hücreleri algılamak için en uygun tahlil olduğunu. MicroRNAs olduğunu reprogramed hücreleri iki nedenden dolayı algılamak için kullanılan işaretleyici: 1) pluripotency için; temel bir işaretleyicidir 2) daha da önemlisi, onun ifade Doksisiklin (dox) tarafından tahrik değil, bu nedenle Yamanaka kaset zorla ifade yerine İndüklenmiş Pluripotent algılar.
Bu çalışmada sunulan boyama iletişim kuralları ayrı ayrı miktar yordamı kolaylaştırmak için yapılan, ama da senescent her ikisi de görselleştirmek için ortak boyama bir yordam ve pluripotent kök hücreler aynı bölümünde yapılabilir unutmamak önemlidir.
Protocol
Representative Results
Discussion
Burada, senescent her ikisi de algılamak için bir yöntem ve pluripotent kök hücre içinde Bilişim farelerin kas iskelet mevcut. Bu yöntem değerlendirmek ve her iki yaşlanma ölçmek ve hücresel plastisite vivo içindeikna etmek ve yaşlanma doku onarımı ve rejenerasyon rol incelemek için kullanılabilir.
Geçerli protokol, yaşlanma ilişkili β-galaktozidaz (SA-β-Gal) tahlil içinde vivo senescent hücreleri kas iskelet algılamak için kullanılır. Bu tahlil …
Divulgations
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Biz onun mükemmel teknik destek için Clemire Cimper için borçlu bulunmaktadır. H.L. laboratuvar çalışmalarında Institut Pasteur, Merkezi Ulusal pour la Recherche bilimsel ve Agence Nationale de la Recherche (Laboratoire d’Excellence Revive, Investissement d’Avenir; tarafından finanse edildi ANR-10-LABX-73), Agence Nationale de la Recherche (ANR-16-CE13-0017-01) ve Fondation ARC (PJA 20161205028). C.C. ve A.C. doktora ve doktora sonrası Burslar canlandırmak Konsorsiyumu üzerinden tarafından finanse edilmektedir.
Materials
| K3Fe(CN)6 | Sigma | 13746-66-2 | For SA-β Gal staining solution |
| K4Fe(CN)6 | Sigma | 14459-95-1 | For SA-β Gal staining solution |
| MgCl2 | Sigma | 7786-30-3 | For SA-β Gal staining solution |
| X-Gal | Sigma | B4252 | For SA-β Gal staining solution |
| Doxycycline | Sigma | D3447 | For inducing in vivo reprogramming |
| Cardiotoxin | Lotaxan Valence, France | L8102 | For muscle injury |
| Glutaraldehyde | Sigma | 111-30-8 | For Fixation solution |
| Paraformaldehyde | Electron microscopy science | 50-980-487 | For Fixation solution |
| NaCitrate : Sodium Citrate monobasic bioxtra, anhydre | Sigma | 18996-35-5 | For permeabilization solution |
| Triton | Sigma | 93443 | For permeabilization solution |
| Bovine Serum Albumin | Sigma | A3608 | Washing solution |
| Antibody anti- Nanog | Cell signalling | 8822S | Rabbit monoclonal antibody |
| EnVision+ Kits (HRP. Rabbit. DAB+) | Dako | K4010 | For Nanog revelation |
| Eosin 1% | Leica | 380159EOF | Counterstainning |
| Fast red | Vector Laboratories | H-3403 | Counterstainning |
| Thermo Scientific Shandon Immu-Mount | Fisher scientific | 9990402 | Mounting solution |
| Quick-hardening mounting medium for microscopy : Eukitt® | Sigma | 25608-33-7 | Mounting solution |
| Microscope Phase Contrast Brightfield CKX41: 10X-20X-40X objectives | Olympus | CKX41 | Microscope for Nanog quantification |
| Mouse: i4F-A | Abad et al., 2013 | N/A | Reprogrammable mouse model |
| Skeletal muscle, Tibialis Anterior | |||
| Slide Scanner | Zeiss | Axio Scan Z1 | slides scanning |
References
- Munoz-Espin, D., Serrano, M. Cellular senescence: from physiology to pathology. Nat Rev Mol Cell Biol. 15 (7), 482-496 (2014).
- Baker, D. J., et al. Naturally occurring p16(Ink4a)-positive cells shorten healthy lifespan. Nature. 530 (7589), 184-189 (2016).
- Hayflick, L. The Limited in Vitro Lifetime of Human Diploid Cell Strains. Exp Cell Res. 37, 614-636 (1965).
- Coppe, J. P., Desprez, P. Y., Krtolica, A., Campisi, J. The senescence-associated secretory phenotype: the dark side of tumor suppression. Annu Rev Pathol. 5, 99-118 (2010).
- Yun, M. H., Davaapil, H., Brockes, J. P. Recurrent turnover of senescent cells during regeneration of a complex structure. Elife. 4, (2015).
- Demaria, M., et al. An essential role for senescent cells in optimal wound healing through secretion of PDGF-AA. Dev Cell. 31 (6), 722-733 (2014).
- Mosteiro, L., et al. Tissue damage and senescence provide critical signals for cellular reprogramming in vivo. Science. 354 (6315), (2016).
- Chiche, A., et al. Injury-Induced Senescence Enables In Vivo Reprogramming in Skeletal Muscle. Cell Stem Cell. , (2016).
- Ritschka, B., et al. The senescence-associated secretory phenotype induces cellular plasticity and tissue regeneration. Genes Dev. 31 (2), 172-183 (2017).
- Takahashi, K., Yamanaka, S. A decade of transcription factor-mediated reprogramming to pluripotency. Nat Rev Mol Cell Biol. 17 (3), 183-193 (2016).
- Abad, M., et al. Reprogramming in vivo produces teratomas and iPS cells with totipotency features. Nature. 502 (7471), 340-345 (2013).
- Ohnishi, K., et al. Premature Termination of Reprogramming In Vivo Leads to Cancer Development through Altered Epigenetic Regulation. Cell. 156 (4), 663-677 (2014).
- Guardiola, O., et al. Induction of Acute Skeletal Muscle Regeneration by Cardiotoxin Injection. J Vis Exp. (119), (2017).
- Le Roux, I., Konge, J., Le Cam, L., Flamant, P., Tajbakhsh, S. Numb is required to prevent p53-dependent senescence following skeletal muscle injury. Nat Commun. 6, 8528 (2015).
- Debacq-Chainiaux, F., Erusalimsky, J. D., Campisi, J., Toussaint, O. Protocols to detect senescence-associated beta-galactosidase (SA-betagal) activity, a biomarker of senescent cells in culture and in vivo. Nat Protoc. 4 (12), 1798-1806 (2009).
- Dimri, G. P., et al. A biomarker that identifies senescent human cells in culture and in aging skin in vivo. Proc Natl Acad Sci U S A. 92 (20), 9363-9367 (1995).
- Lee, B. Y., et al. Senescence-associated beta-galactosidase is lysosomal beta-galactosidase. Aging Cell. 5 (2), 187-195 (2006).
- Krishna, D. R., Sperker, B., Fritz, P., Klotz, U. Does pH 6 beta-galactosidase activity indicate cell senescence?. Mech Ageing Dev. 109 (2), 113-123 (1999).
- Cristofalo, V. J. SA beta Gal staining: biomarker or delusion. Exp Gerontol. 40 (10), 836-838 (2005).
