심 방 Cardiomyocytes 보존된 방출 분수와 함께 대사 증후군 관련 심장 마비의 쥐 모델에서의 격리
Summary
여기, 우리가 보존된 방출 분수와 함께 대사 증후군 관련 심장 마비의 쥐 모델에서 단일 셀 심 방 cardiomyocytes의 격리에 대 한 최적화, Langendorff 기반 절차를 설명합니다. 심장 구멍의 intraluminal 압력의 수동 조절 기능 그대로 myocytes 흥분-수축-결합 연구에 대 한 적합 한를 구현 됩니다.
Abstract
이 문서에서는, 우리는 변화 증후군 (메츠)의 쥐 모델에서 단일 셀 심 방 cardiomyocytes (Acm)의 분리에 대 한 최적화, Langendorff 기반 절차 설명-관련 보존된 방출 분수 (HFpEF)와 함께 심장 마비. 메츠 관련 HFpEF의 보급은 상승 하 고, 그리고 심 cardiomyopathies 개장 하는 심 방 및 심 방 세 동와 관련 된 관련성이 높은 임상으로 심 방 개장 사망률의 독립적인 예측 인자. 격리 된 단일 셀 cardiomyocytes와 연구 자주 확증 vivo에서 조사 결과 보완 하는 데 사용 됩니다. 순환 선박 rarefication 및 조직 간 질 성 섬유 증이이 질환의 동물 모델에서 Acm의 성공적인 단일 셀 격리에 대 한 잠재적으로 제한 요소를 포즈.
우리가 실질적으로 형태학 상으로 그리고 기능적으로 그대로 Acm의 수확량을 증가 수동으로 격리 절차 동안 심장 구멍의 intraluminal 압력을 조절 하는 장치를 사용 하 여이 문제를 해결 했습니다. 인수 세포 세포 배양 및 기능성 칼슘 이미징 (즉, 흥분-수축-커플링) 등 다양 한 실험의 다양 한에서 사용할 수 있습니다.
우리 연구원 단계별 프로토콜, 최적화 된 솔루션, 필요한 장비 및 포괄적인 문제 해결 가이드를 준비 하는 철저 한 지침의 목록 제공 한다. 절차의 초기 구현을 오히려 어려울 수도 있습니다, 그러나 성공적인 적응 메츠 관련 광범위 한 실험에 대 한 HFpEF의 쥐 모델에서 최신의 ACM 격리를 수행 하는 독자 수 있게 됩니다.
Introduction
메츠 당뇨병 mellitus 타입-2와 심혈 관 질환 위험 요인의 클러스터를 설명 하 고 포함 하는 증가 동맥 혈압, dyslipidemia (트리 글리세라이드를 제기 하 고 고밀도 지 단백 콜레스테롤을 낮 췄 다), 금식 증가 포도 당, 그리고 중앙 비만1. 메츠의 전세계 보급 되며 지속적으로 상승2, 25-30%로 추정 된다. HFpEF은 메츠와 자주 관련 된 이기종 임상 증후군. HFpEF 및 그것의 이전 단계 (즉, 고혈압 성 심장 질환) 중 심장 개장은 또한 동반 atria3을 개장 하는. 감소 된 수축 성 기능 및 구조적인 변화는 왼쪽된 아 트리 움의 사망률 증가, 심 방 세 동, 및 새로운 발병 심장 마비4와 연결 되었습니다. 개장 하는 심 방 이온 채널 기능, 캘리포니아2 + 항상성, 심 방 구조, 섬유 아 세포 활성화 및 조직 섬유 증5에 변화에 의해 특징입니다. 왼쪽에 메츠 관련 HFpEF의 기본 병 적인 메커니즘 아직도 제대로 이해 하 고 더 깊이 있는 조사를 필요로 개장 하는 심 방. 동물 모델은 유용한 도구가 될 고 심 방 cardiomyopathies6,7,,89의 분야에서 많은 발전을 입증 했다.
격리 된 단일 셀 cardiomyocytes와 연구 자주 확증 vivo에서 조사 결과 보완 하는 데 사용 됩니다. 절연 및 잠재적인 후속 세포 배양, 신호 경로, 이온 채널 전류, 및 흥분-수축-커플링의 조사에 대 한 수 있습니다. 생리 적인 조건 하에서 cardiomyocytes 증식 하지 않습니다. Atrial natriuretic 요소의 transcriptional 규제 시퀀스와는 유인원 바이러스 40 큰 T 항 원 유전자 변형 쥐에서 사이의 융합 AT-110라는 첫 번째 불멸 하 게 Acm의 창조로 이끌어 냈다. AT-1 셀의 추가 개발 HL-1 셀만 순차적으로 passaged 수 없습니다 하지만 또한 저절로11계약에 상승을 했다. 그러나 그들은,, 구조와 기능 차이 덜 조직 된 열 대권 외의, hyperpolarization-활성화 안쪽으로 현재12myofibrils11, 개발의 높은 발생 등 갓 고립 된 세포에 비해 표시. 쥐와 쥐 모델의 다양 한에서 심 실 cardiomyocytes (VCM)의 절연은 잘 설립된13,14,15,16,,1718 , 19. 일반적으로, 삭제는 Langendorff 장치에 탑재 마음과 retrogradely 끼얹는다는 캘리포니아2 +-collagenases 및 프로 테아 제와 같은 소화 효소를 포함 하는 무료 버퍼. 칼슘은 다음 생리 적 조건에 단계적 방식으로 재. 그러나, Acm의 고립에 전용 프로토콜 사용할 수 있는20,21, 증가 증과 차이 압력 관련 있더라도 개장 하는 심 질환 모델에서 그들의 유용성은 제한 됩니다.
이 문서에서는, 우리는 심 방 개장 (즉, 특히 메츠 관련 HFpEF의 ZFS1 쥐 모델에 대 한)22를 나타내는 동물에서 심 방 단일 셀 cardiomyocytes의 격리에 대 한 프로토콜을 실행 했다. 기존 격리 프로토콜 최적화 하 고 제어 하 고 형태학 상으로 그리고 기능적으로 그대로 cardiomyocytes의 높은 수율으로 이어지는 심장 충 치의 intraluminal 압력 수정 간단 하 고, 주문 품 장치에 의해 보완 했다. 다음 프로토콜 단계별 가이드와 함께 연구원, 주문 품 장비, 솔루션의 목록 뿐만 아니라 포괄적인 문제 해결 가이드에 대 한 자세한 설명을 제공합니다.
Protocol
Representative Results
Discussion
여기, 우리는 먼저 메츠 관련 HFpEF 보여 주는 심 방 개장22표시의 쥐 모델에서 단일 셀 Acm의 격리에 대 한 프로토콜을 설명 합니다. 절차는 수술 준비로 점점 어려운 대동맥의 cannulation 과도 한 지방 조직을 만들 수 있는 유일 하 게 도전. 표 2 주소 격리 절차의 가장 일반적인 문제 문제 해결 가이드 제공.
<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="…Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
이 연구는 (심장 혈관 연구, db 위한 독일 센터), DZHK에 의해 지원 되었다 EKFS (Else Kröner Fresenius 재단, F.H.), 고 (독일 교육 및 연구), BMBF BIH Charité 임상 과학자 프로그램 투자에 의해 의해 Charité-Universitätsmedizin 베를린, 베를린 건강 연구소 (F.H.).
Materials
| ZSF-1 Obese rat | Charles River Laboratories, Inc. | 21 weeks old | |
| Fine Iris Scissors | Fine Science Tools GmbH | 14094-11 | |
| Surgical Scissors | Fine Science Tools GmbH | 14001-18 | |
| Micro Dressing Forceps (curved, serrated) | Aesculap, Inc. | BD312R | |
| Tissue Forceps (straight, 1 x 2 teeth) | Aesculap, Inc. | BD537R | |
| Tying Forceps (angled) | Aesculap, Inc. | MA624R | |
| Rodent and Small Animal Guillotine | Kent Scientific Corp. | DCAP | |
| Low Cost Induction Chamber 3.0 L | Kent Scientific Corp. | SOMNO-0730 | |
| Butterfly Winged Infusion Set 21 G | Hospira, Inc. | 181106101 | |
| Abbocath 16 G | Hospira, Inc. | 0G7149702 | |
| Microlance Hypodermic Needle | Becton Dickinson GmbH | 301300 | modify needle to make cannula |
| Braun Original Perfusor Syringe 50 ml | B. Braun Melsungen AG | 8728810F | |
| Braun Inject Solo Syringe 10 ml | B. Braun Melsungen AG | 2057926 | |
| Beaker 50ml | Duran Group (DWK Life Sciences GmbH) | 21 106 17 | |
| Duroplan petri dish (100 x 20 mm) | Duran Group (DWK Life Sciences GmbH) | 21 755 48 | |
| Seraflex Suture USP 3/0 | SERAG-WIESSNER GmbH & Co. KG | IC208000 | |
| VWR disposable Square Weighin Boats 100ml | VWR, Inc. | 10803-148 | |
| Styrofoam surface | |||
| Sodium chloride | Sigma-Aldrich, Inc. | 71380 | |
| Potassium chloride | Sigma-Aldrich, Inc. | P4504 | |
| Potassium phosphate monobasic | Sigma-Aldrich, Inc. | P5379 | |
| Sodium phosphate dibasic | Sigma-Aldrich, Inc. | S0876 | |
| Magensium sulfate heptahydrate | Sigma-Aldrich, Inc. | 230391 | |
| Magensium chloride | Sigma-Aldrich, Inc. | M8266 | |
| HEPES | Sigma-Aldrich, Inc. | H3375 | |
| Taurine | Sigma-Aldrich, Inc. | T0625 | |
| Glucose | Sigma-Aldrich, Inc. | G7528 | |
| 2,3-Butanedione monoxime | Sigma-Aldrich, Inc. | B0753 | |
| Calcium chloride solution (1 M) | Sigma-Aldrich, Inc. | 21115 | |
| Bovine Serum Albumin | Sigma-Aldrich, Inc. | A9647 | |
| Liberase | Roche (Sigma-Aldrich, Inc.) | LIBTM-RO | |
| Heparin | Rotexmedica GmbH | 3862357 | |
| Forene (Isoflurane) | Abbvie Deutschland GmbH & Co. KG | 10182054 | |
| Laminin from Engelbreth-Holm-Swarm murine sarcoma basement membrane | Sigma-Aldrich, Inc. | L2020 | |
| WillCo glass-bottom dish 500µl 0.005mm | WillCo Wells B.V. | HBST-3522 | |
| Fluo4 AM | Invitrogen (Thermo Fisher Scientific, Inc.) | F14201 | 5µM for 20min at RT |
| Di-8-ANNEPS | Invitrogen (Thermo Fisher Scientific, Inc.) | D3167 | 10µM for 45 min at 37° C |
| Mitotracker RED FM | Invitrogen (Thermo Fisher Scientific, Inc.) | M22425 | 20nM for 30 min at 37° C |
| Jacketed reaction vessel 500 ml | Gebr. Rettberg GmbH | 107024414 | |
| Jacketed reaction vessel 1000 ml | Gebr. Rettberg GmbH | 107025414 | |
| Jacketed bubble trap | Gebr. Rettberg GmbH | 134720001 | |
| ED heating immersion circulator | Julabo GmbH | 9116000 | |
| Reglo Digital MS-2/6 peristaltic pump | Ismatec (Cole-Parmer Gmbh) | ISM 831 | |
| Voltcraft Thermometer 302 K/J | Conrad Electronic SE | 030300546 | |
| Tubing | |||
| LSM 700 microscope | Carl Zeiss, Inc. | ||
| ZEN 2.3 imaging software | Carl Zeiss, Inc. | 410135-1011-240 | |
| Single channel heater controller TC-324B | Warner Instruments, LLC | 64-2400 | |
| 8 channel perfusion system | Warner Instruments, LLC | 64-0185 | |
| 8 channel Multi-Line In-Line Solution Heaters | Warner Instruments, LLC | 64-0105 |
References
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