Summary

Gleichzeitige Isolierung von hochwertigen Kardiomyozyten, Endothelzellen und Fibroblasten aus einem erwachsenen Rattenherz

Published: May 19, 2017
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Summary

Mehrere Protokolle wurden entwickelt und beschrieben für die Isolierung von verschiedenen Herzzelltypen von einem Rattenherz. Hier wird ein optimiertes Protokoll beschrieben, das die Isolierung von hochwertigen Hauptkardiometertypen (Kardiomyozyten, Endothelzellen und Fibroblasten) aus einer einzigen Präparation ermöglicht, wodurch die experimentellen Kosten reduziert werden.

Abstract

Die Ratte ist ein wichtiges Tiermodell, das in der Herz-Kreislauf-Forschung verwendet wird, und Ratten-Herzzellen werden routinemäßig zur in-vitro- Analyse der molekularen Mechanismen der kardiovaskulären Erkrankung wie Herzhypertrophie, Fibrose und Atherosklerose verwendet. Obwohl mehrere Versuche mit variablem Erfolg gemacht wurden, um immortalisierte Zelllinien aus dem kardiovaskulären System zu entwickeln, um diese zellulären Mechanismen zu verstehen, bieten primäre Zellen eine natürliche und nahe an in vivo Umgebung für solche Studien. Daher haben verschiedene Laboratorien, die an einem bestimmten Zelltyp arbeiten, Protokolle entwickelt, um einzelne Arten von Ratten-Herzzellen von Interesse zu isolieren. Ein Protokoll, das die Isolierung von mehr als einem Zelltyp erlaubt, fehlt jedoch. Hier wird ein optimiertes Protokoll beschrieben, das die Isolierung von hochwertigen Hauptkardiometertypen (Kardiomyozyten, Endothelzellen und Fibroblasten) aus einer einzigen Präparation ermöglicht und es ermöglichtEinsatz für zelluläre Analysen. Dies ermöglicht eine effizienteste Nutzung der verfügbaren Ressourcen, die Zeit sparen und die Forschungskosten senken können.

Introduction

Nagetiermodelle werden seit langem als Werkzeuge verwendet, um unser Verständnis der Herz-Kreislauf-Physiologie in Gesundheit und Krankheit zu erweitern. 1 Obwohl diese Tiermodelle es uns erlauben, die Pathophysiologie einer Erkrankung auf organischer Ebene zu verstehen und die Pharmakokinetik und Pharmakodynamik verschiedener pharmakologischer Mittel zur Behandlung von Herz-Kreislauf-Erkrankungen, des Verständnisses der molekularen Mechanismen der Entwicklung von Herz-Kreislauf-Erkrankungen und des Beitrags eines bestimmten zu analysieren Zelltyp erfordert die Verwendung von in vitro Zellkulturmodellen. Zu diesem Zweck wurden verschiedene immortalisierte Zelllinien aus dem Herz-Kreislauf-System entwickelt; 2 , 3 aber frisch isolierte primäre Zellen sind physiologisch und funktionell relevanter für lebende Gewebe und Organismen.

Das Herz ist ein vielseitiges Organ, das alle gängigen Zelltypen des Herz-Kreislaufs enthältYstem, und das Rattenherz ist immer noch ein häufig verwendetes Modell für das Verständnis der Herz-Kreislauf-Physiologie. In den letzten Jahrzehnten wurden verschiedene Methoden zur Isolierung einzelner Zelltypen aus Herzgewebe beschrieben; 4 , 5 , 6 , 7 Diese Methoden konzentrieren sich jedoch nur auf die Isolierung eines spezifischen Zelltyps, was zum Verlust von anderen Zelltypen führt, die für die zelluläre Analyse nicht mehr verwendet werden können. Hier wird ein optimiertes Protokoll beschrieben, das die gleichzeitige und qualitativ hochwertige Isolierung der wichtigsten Zelltypen von Herzgewebe, dh Kardiomyozyten, Endothelzellen und Fibroblasten, ermöglicht. Alle diese Zelltypen können in verschiedenen Versuchsaufbauten 8 , 9 , 10 und zur Analyse von Zell-Zell-Wechselwirkungen aus demselben Tier verwendet werden.

Protocol

Die Untersuchung entspricht dem Leitfaden für die Pflege und Verwendung von Labortieren, veröffentlicht von den US National Institutes of Health (NIH Publikation Nr. 85-23 1985) und wurde vom örtlichen Ethikkomitee der Universität Giessen genehmigt. Erwachsene männliche Wistar-Ratten mit einem Gewicht von 200 – 250 g wurden in dieser Studie verwendet. 1. Autoklavieren Mindestens einen Tag vor der Durchführung des Verfahrens müssen alle chirurgischen Instrumente, Pipettenspi…

Representative Results

Das Isolationsverfahren führt zu einer Ausbeute von 70 – 80% lebensfähigen, stabförmigen, gestreiften Kardiomyozyten ( Abb. 2A und 2C ), die für geplante Experimente verwendet werden können. In unserem Labor werden Kardiomyozyten routinemäßig zur Analyse der Ca 2+ -Signalisierung verwendet. 5A zeigt intrazelluläre Calcium [Ca 2+ ] i- Oszillationen als Reaktion auf Ischämie / Reperf…

Discussion

In diesem Artikel wird ein reproduzierbares Protokoll für die Isolierung und Kultur von Herz-Myozyten, Endothelzellen und Fibroblasten beschrieben. Dieses Protokoll beschreibt die gleichzeitige und qualitativ hochwertige Isolierung der wichtigsten Zelltypen von Herzgewebe, dh Kardiomyozyten, Endothelzellen und Fibroblasten im Gegensatz zu nur einem Zelltyp. Ein kritischer Schritt in der Isolation ist die richtige Verdauung des Herzgewebes. Wenn die Verdauung unvollständig ist, kann noch eine große Anzahl von…

Declarações

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

Die technische Unterstützung von L. Rinaldi, S. Schäffer, D. Reitz, H. Thomas und A. Weber ist dankbar anerkannt. Die Autoren danken auch Dr. E. Martinson für umfangreiche Korrekturlesen und Sprachbearbeitung des Manuskripts. Die Studie wurde von der Universität Giessen Anschubsfinanzierung für M. Aslam und D. Gündüz unterstützt.

Materials

anti-vWF Santa Cruz Biotech. SC-14014
Calcium chloride Merck 102378
Carnitin Sigma-Aldrich C0283
Collagenase type II Worthington LS004176
Creatin Sigma-Aldrich C0780
D-Glucose Merck 108342
Dil-Ac-LDL Thermo Scientific L3484
EDTA Solution (0.2 M) Biochrome AG L2113
Embeding solution Citiflour AF1-25
Endothelial cell medium MV2 PromoCell C-22022
Foetal calf serum (FCS) Biochrome AG S0615
Gentamicin Serva Chemicals 47991
HEPES Sigma-Aldrich H0887
Isoflurane Abbott TU 061219
Laminin  Roche/Sigma 11243217001
M199 medium Thermo Scientific 11150059
M199 medium (Powder) Biochrome AG T061
Magnesium sulphate Sigma-Aldrich 63138
Mouse anti-rat CD31 antibody (TLD-3A12) Thermo Scientific MA1-81051
NaCl solution (0.9%), Sterile B. Braun 30820080
Pan mouse IgG beads (Dynabeads) Thermo Scientific 11041
Paraformaldehyde (PFA) 4% Solution Santa Cruz Biotech. sc-281692
Penicillin-Streptomycin Thermo Scientific 15070-063
Phosphate buffer saline (PBS) 1x  PAN-Biotech P04-36500
Plastic consumables Greiner Bio-One
Potassium Chloride Merck 4933
Potassium dihydrogen phosphate Merck 7873
Sodium Chloride Merck 6404
Sodium Hydroxide Solution (2 N) Merck 109136
Sterile filtration system Thermo Scientific 5660020
Taurine Sigma-Aldrich T8691
TO-PRO Thermo Scientific T3605
Trypsin-EDTA Solution (10X) Sigma-Aldrich T4174
Water, Sterile B. Braun

Referências

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  4. Piper, H. M., Probst, I., Schwartz, P., Hutter, F. J., Spieckermann, P. G. Culturing of calcium stable adult cardiac myocytes. J Mol Cell Cardiol. 14 (7), 397-412 (1982).
  5. Xu, X., Colecraft, H. M. Primary culture of adult rat heart myocytes. J Vis Exp. (28), (2009).
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Gündüz, D., Hamm, C. W., Aslam, M. Simultaneous Isolation of High Quality Cardiomyocytes, Endothelial Cells, and Fibroblasts from an Adult Rat Heart. J. Vis. Exp. (123), e55601, doi:10.3791/55601 (2017).

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