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Article de méthode

Isolement de noyaux à partir de cellules progénitrices cardiaques de souris pour le profilage de l’épigénome et de l’expression génique à une résolution unicellulaire

4.2K vues

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DOI :

10.3791/65328

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12 mai 2023

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Dans cet article

Résumé

Nous présentons ici un protocole décrivant la préparation des noyaux cellulaires. Après la microdissection et la dissociation enzymatique du tissu cardiaque en cellules individuelles, les cellules progénitrices ont été congelées, suivies de l’isolement de cellules viables pures, qui ont été utilisées pour le séquençage de l’ARN mononucléaire et le test mononucléique pour la chromatine accessible à la transposase avec des analyses de séquençage à haut débit.

Résumé

Le cœur en développement est une structure complexe contenant diverses cellules progénitrices contrôlées par des mécanismes de régulation complexes. L’examen de l’expression génique et de l’état de chromatine des cellules individuelles permet d’identifier le type et l’état cellulaire. Les approches de séquençage unicellulaire ont révélé un certain nombre de caractéristiques importantes de l’hétérogénéité des cellules progénitrices cardiaques. Cependant, ces méthodes sont généralement limitées aux tissus frais, ce qui limite les études avec diverses conditions expérimentales, car les tissus frais doivent être traités immédiatement dans le même cycle pour réduire la variabilité technique. Par conséquent, des procédures simples et flexibles pour produire des données à partir de méthodes telles que le séquençage de l’ARN mononucléal (snRNA-seq) et le test mononucléal pour la chromatine accessible par transposase avec séquençage à haut débit (snATAC-seq) sont nécessaires dans ce domaine. Ici, nous présentons un protocole pour isoler rapidement les noyaux pour les dual-omiques à noyaux simples suivants (snRNA-seq combiné et snATAC-seq). Cette méthode permet d’isoler des noyaux à partir d’échantillons congelés de cellules progénitrices cardiaques et peut être combinée avec des plates-formes utilisant des chambres microfluidiques.

Introduction

Parmi les malformations congénitales, les cardiopathies congénitales (CHD) sont les plus fréquentes, survenant dans environ 1% des naissances vivantes chaque année 1,2. Les mutations génétiques ne sont identifiées que dans une minorité de cas, ce qui implique que d’autres causes, telles que des anomalies dans la régulation des gènes, sont impliquées dans l’étiologie de la coronaropathie 2,3. Le développement cardiaque est un processus complexe de types cellulaires divers et en interaction, ce qui rend difficile l’identification des mutations causales n....

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Protocole

La procédure animale adoptée dans cette étude a été approuvée par les comités d’éthique animale de l’Université d’Aix-Marseille (C2EA-14) et a été réalisée selon des protocoles approuvés par le comité national d’éthique de l’expérimentation animale (Ministère de l’Education Nationale, de l’Enseignement Supérieur et de la Recherche ; Autorisation Apafis N°33927-2021111715507212).

1. Mise en place de l’accouplement programmé avant la dissection

  1. Pour générer des embryons de souris, effectuez un accouplement chronométré entre souris adultes 9,5 jours avant l’isolement de la région cardiaque. Dans cette procédure, des ....

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Résultats

Par rapport à la préparation de suspensions unicellulaires pour les approches unicellulaires, la préparation de suspensions mononucléiformes est beaucoup plus difficile et nécessite un degré plus élevé de résolution et de traitement. Le facteur clé du succès combiné snRNA-seq et snATAC-seq est une suspension de noyaux propre et intacte. Le protocole pour une isolation efficace des noyaux doit être adapté à chaque type de tissu et à chaque condition (frais ou congelé). Ici, un protocole optimisé est décrit pour l’isolemen.......

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Discussion

L’analyse de la composition cellulaire du cœur en développement par des études combinées snRNA-seq et snATAC-seq permet de mieux comprendre l’origine des cardiopathies congénitales26. Plusieurs laboratoires de recherche ont étudié les effets de la cryoconservation des tissus cardiaques sur le snRNA-seq27. La réalisation de snRNA-seq et de snATAC-seq à l’aide de tissus micro-disséqués frais provenant de modèles murins de maladie humaine peut être difficile sur le plan logist.......

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Déclarations de divulgation

Les auteurs n’ont rien à divulguer.

Remerciements

Cette recherche a été soutenue par ERA-CVD-2019 et ANR-JCJC-2020 à SS. Nous remercions l’installation de génomique et de bioinformatique (GBiM) du laboratoire U 1251/Marseille Medical Genetics et les examinateurs anonymes pour leurs précieux commentaires.

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Matériaux

Liste des matériaux utilisés dans cet article
NomEntrepriseNuméro de catalogueCommentaires
2100 BioanalyseurInstrument AgilentSans numéro de catalogue
5M Chlorure de sodium (NaCl)Sigma59222C-500ML  ;
BSA 10 %  ;SigmaA1595-50ML
Chromium Next GEM Chip J Single Cell Kit, 16 rxns10X Genomics1000230
Chromium Next GEM Single Cell Multiome ATAC + Gene Expression Reagent Bundle, 4 rxns (y compris Nuclei Buffer 20X)10X Genomics1000285
Countess Lames de chambre de comptage de cellulesInvitrogenC10283
Countess III FLThermofisherSans numéro de catalogue
Digitonin (5 %)ThermofisherBN2006
DMSOSigmaD2650-5x5ML
DNA LoBind Tubes  ;Eppendorf22431021
D-PBSThermofisher14190094Stérile et sans RNase
Dual Index Kit TT Set A 96 rxns10X Genomics1000215
Falcon 15 mL Tubes à centrifuger coniques  ;Fisher Scientific  ;
Falcon 50 mL Tubes à centrifuger coniques  ;Fisher Scientific  ;
HI-FBSThermofisherA3840001Heat inactivated
Kit ADN haute sensibilitéAgilent5067-4626
Igepal CA-630SigmaI8896-50ML
LIVE/DEAD Kit de viabilité/cytotoxicitéThermofisherL3224
MACS Kit d’élimination des cellules mortes : Microbilles Romoval à cellules mortes, tampon de liaison 20XMiltenyi Biotec130-090-101
MACS SmartStrainers (30 µ ; m)Miltenyi Biotec130-098-458
Chlorure de magnésium (MgCl2)SigmaM1028-100ML
Milieu McCoy 5A  ;Thermofisher16600082
MS ColonnesMiltenyi Biotec130-042-201
NovaSeq 6000 S2IlluminaSans numéro de catalogue
Pénicilline Streptomycine (Pen/Streptomycin (Pen/Strep)Thermofisher15070063
PluriStrainer Mini 40µ ; mPluriSelectV-PM15-2021-12
Inhibiteur de rocheEnzo Life SciencesALX-270-333-M005
Single Index Kit N Set A, 96 rxn10X Genomics1000212
Standard 90mm Boîte de Pétri SterilinThermofisher101R20
Eau stérile bidistilléeThermofisherR0582
Trizma Chlorhydrate solution (HCl)SigmaT2194-100ML  ;
Trypan Coloration Bleue (0.4 %)InvitrogenT10282
Trypsine 0.05 % - EDTA 1XThermofisher25300054
Tween20SigmaP9416-50ML  ;
Pointes de pipette filtrées à large orifice 200 &mu ; lLabcon1152-965-008-9
ZEISS SteREO Discovery.V8ZEISSAucun numéro
35209610788561 de catalogue

Références

  1. vander Bom, T., et al. The changing epidemiology of congenital heart disease. Nature Reviews. Cardiology. 8 (1), 50-60 (2011).
  2. Bouma, B. J., Mulder, B. J. Changing landscape of congenital heart disease. Circulation Research. 120 (6), 908-922 (2017).

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Réimpressions et autorisations

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