Yalıtım ve kültür insan yetişkin ve Fetal kalp örnekler elde edilen birincil Epicardial hücre
Summary
Epicardium hücreleri ve büyüme faktörleri miyokardiyal duvara sağlayarak geliştirme ve onarım kalp önemli bir rol oynar. Burada, çalışma ve gelişimsel ve yetişkin özellikleri karşılaştırma sağlar kültür insan birincil epicardial hücreleri yöntemine açıklayın.
Abstract
Epicardium, Miyokardiyum kapsayan bir epitel hücre katmanı iskemik yaralanma sonra kalp geliştirme sırasında hem de onarım yanıt kalp önemli bir rol vardır. Aktif hale getirildiğinde, epicardial hücreleri epitelyal Mezenkimal geçiş (EMT) hücreleri Yenileyici Miyokardiyum için sağlamak için bilinen bir sürecinden geçmeleri. Ayrıca, epicardium temel parakrin faktörler salgılanmasını katkıda bulunur. Tam takdir epicardium rejeneratif potansiyelini ortaya çıkarmak için bir insan hücre modeli gereklidir. Burada bir roman hücre kültür model birincil epicardial türetilmiş hücre (EPDCs) insan yetişkin ve fetal kalp dokudan türetmek için anahat. EPDCs izole etmek için epicardium kalp numune dışarıdan disseke ve bir tek hücre süspansiyon işlenmiş. Ardından, EPDCs kaplama ve ALK 5-kinaz inhibitörü onların epitel fenotip korumak için SB431542 içeren EPDC ortamda kültürlenir. EMT stimülasyon ile TGFβ tarafından indüklenen. Bu yöntem sağlar, ilk kez, kontrollü bir ortamda insan epicardial EMT sürecinin incelenmesi ve kalp rejenerasyon yardımcı olabilir EPDCs secretome daha fazla anlayış kazanıyor kolaylaştırır. Ayrıca, bu üniforma yaklaşım insan yetişkin ve fetal epicardial davranışını doğrudan karşılaştırma için sağlar.
Introduction
Epicardium, zarflar, olduğunu kalp geliştirme ve (gözden Smits ve ark. tamir için hayati önemi olan bir tek hücreli epitel tabaka 1). proepicardial organ, gelişmekte olan kalp tabanında bulunan küçük bir yapı developmentally, epicardium kaynaklanmaktadır. Gelişimsel güne E9.5 fare ve 4 hafta sonrası anlayışı insan, hücreleri bu karnabahar yapısından geçirmek ve kapak gelişmekte olan Miyokardiyum2başlayın. Bir kez bir tek epitel hücre katmanı oluşturulur, bir kısmını epicardial hücreleri epitel Mezenkimal geçiş (EMT) uğrar. EMT sırasında hücreleri epitel onların niteliklerinden hücre-hücre yapışıklıklar, kaybetmek ve onları gelişen Miyokardiyum geçirmek için kapasitesi sayesinde daha çok bir Mezenkimal fenotip elde edilir. Her ne kadar ikinci farklılaşma iki hücre fibroblastlar, düz kas hücreleri ve potansiyel olarak cardiomyocytes ve endotel hücreleri3, gibi çeşitli kardiyak hücre türleri kurulan epicardial türetilmiş hücre (EPDCs) ayırt nüfus kalır (gözden Smits ve ark. içinde tartışma konu 4). Ayrıca, onun büyüme ve vaskülarizasyon5,6,7,8düzenlemek için öğretici parakrin sinyalleri Miyokardiyum için epicardium sağlar. Engelli epicardial oluşumu kalp kası9,10, damarlara11ve iletim sistemi12temel vurgu, gelişimsel hatalarına yol açar birden fazla çalışmalar göstermiştir epicardium kalp oluşumu için katkı.
Yetişkin kalbinde epicardium uyuyan bir katman olarak mevcut olsa da, iskemi13yeniden olur. Epicardial yeniden etkinleştirme sonrası yaralanma beyannamedir birkaç işlemler yayılması ve EMT14, olsa da dahil olmak üzere kalp geliştirme için daha az verimli bir şekilde açıklanan. İlginçtir, her ne kadar kesin mekanizması tam olarak anlaşılmış değildir, onarmak için epicardial katkı tedavi ile örneğin, Thymosin β415 tarafından geliştirilmiş veya VEGF-bir mRNA16iyileştirmiştir kalp kaynaklanan, değişikliğin Miyokard İnfarktüsü sonra işlev. Epicardium bu nedenle endojen onarım yaralı kalp geliştirmek için ilginç bir hücre kaynak olarak kabul edilir.
Kalp Geliştirme mekanizmalarının kez yaralanma sırasında daha az verimli bir şekilde her ne kadar recapitulated. Epicardial aktivatörleri arayışı içinde belirlemek ve fetal ve yetişkin epicardium tam kapasite karşılaştırmak önemlidir. Ayrıca, terapötik bir bakış açısından bu hayvan deneyleri ek olarak, biz bilgi ile ilgili insan epicardium yanıt uzatmak önemlidir. Burada, izole ve insan yetişkin ve fetal epicardial türetilmiş hücrelerinde (EPDCs) bir epitel hücre gibi Morfoloji kültür ve EMT ikna etmek için bir yöntem açıklanmaktadır. Bu model ile keşfetmek ve yetişkin ve fetal epicardial hücre davranış karşılaştırın hedefliyoruz.
Bu iletişim kuralı en büyük avantajı değil iyice incelenmiştir insan epicardial malzeme kullanmaktır. Önemlisi, açıklanan yalıtım ve hücre kültürü iletişim kuralı bu iki hücre kaynakları arasında doğrudan bir karşılaştırma etkinleştirme her iki fetal ve yetişkin Arnavut kaldırımı EPDCs türetmek için tek bir üniforma yöntemi sağlar. Ayrıca, epicardium, konuma göre izole olduğu için aslında epicardially türetilmiş17hücrelerdir sağlanmaktadır.
İnsan EPDC izolasyon yöntemleri daha önce kurulmuş olan sağlarken, bunlar çoğunlukla nerede kalp veya epicardial doku parçaları bir hücre kültür çanak18,19kaplama yapılan protokol bağlıdır. Bu yaklaşım böylece bunu kısmen geçirmek için onların epitel fenotip kaybetmek ve spontan EMT geçmesi daha eğilimli olan özellikle hücreleri için seçer. Geçerli protokol epicardium epitel onların durumunu korumak izole EPDCs sağlayan bir tek hücre çözümü önce işlenir. Bu yöntem bu nedenle epicardial EMT eğitim için bir katı vitro modeli sağlar.
Protocol
Representative Results
Discussion
Burada bir yalıtmak için detaylı Protokolü ve birincil epicardial hücreleri insan yetişkin ve fetal kalp türetilmiş kültür açıklar. Kapsamlı bu hücrelerin karakterizasyonu önceden yayınlanan17oldu. Biz her iki hücre tipleri ALK5 kinaz inhibitörü SB431542 ile kültürlü zaman epitel Arnavut kaldırımlı benzeri hücreler olarak muhafaza edilmesi göstermiştir. EMT geliştirme ve sonrası yaralanma yanıt sırasında epicardial harekete geçirmek içinde vivo ayrılmaz…
Declarações
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Bu araştırma Hollanda organizasyon bilimsel araştırma (NWO) (VENI 016.146.079) için ve bir LUMC araştırma bursu hem AMS ve LUMC Bontius Stichting (MJG) tarafından desteklenmektedir.
Materials
| Dulbecco’s modified Eagle’s medium + GlutaMAX | Gibco | 21885-025 | |
| Medium 199 | Gibco | 31150-022 | |
| Fetal Bovine Serum | Gibco | 10270-106 | |
| Trypsin 0.25% | Invitrogen | 25200-056 | |
| Penicillin G sodium salt | Roth | HP48 | |
| Streptomycin sulphate | Roth | HP66 | |
| Trypsin 1:250 from bovine pancreas | Serva | 37289 | |
| EDTA | Sigma | E4884 | |
| Gelatin from porcine skin | Sigma-Aldrich | G1890 | |
| Culture plates 6 well | Greiner bio-one | 657160 | |
| Culture plates 12 well | Corning | 3512 | |
| Culture plates 24 well | Greiner bio-one | 662160 | |
| SB 431542 | Tocris | 1614 | |
| Dimethyl Sulfoxide (DMSO) | Merck | 102931 | |
| 100-1000µL Filtered Pipet Tips | Corning | 4809 | |
| 10-ml pipet | Greiner bio-one | 607180 | |
| 5-ml pipet | Greiner bio-one | 606180 | |
| Cell culture dish 100/20 mm | Greiner bio-one | 664160 | |
| PBS | Gibco | 10010056 | Or home-made and sterilized |
| Eppendorf tubes 1.5 mL | Eppendorf | 0030120086 | |
| 15-ml centrifuge tubes | Greiner bio-one | 188271 | |
| 50-ml centrifuge tubes | Greiner bio-one | 227261 | |
| 10 mL Syringe | Becton Dickinson | 305959 | |
| Needles 19 Gauge | Becton Dickinson | 301700 | |
| Needles 21 Gauge | Becton Dickinson | 304432 | |
| EASYstrainer Cell Sieves, 100 µm | Greiner bio-one | 542000 | |
| TGFβ3 | R&D systems | 243-B3 | |
| Monoclonal Anti-Actin, α-Smooth Muscle | Sigma | A2547 | |
| Anti-Mouse Alexa Fluor 555 | Invitrogen | A31570 | |
| Alexa Fluor 488 Phalloidin | Invitrogen | A12379 | |
| Equipment | |||
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Pipet P1,000 | Gilson | F123602 | |
| Pipet controller | Integra | 155 015 | |
| Stereomicroscope | Leica | M80 | |
| Inverted Light Microscope | Olympus | CK2 | |
| Centrifuge | Eppendorf | 5702 | |
| Waterbath | GFL | 1083 |
Referências
- Smits, A. M., Dronkers, E., Goumans, M. J. The epicardium as a source of multipotent adult cardiac progenitor cells: Their origin, role and fate. Pharmacological research. 127, 129-140 (2017).
- Risebro, C. A., Vieira, J. M., Klotz, L., Riley, P. R. Characterisation of the human embryonic and foetal epicardium during heart development. Development. 142 (21), 3630-3636 (2015).
- Zhou, B., Ma, Q., et al. Epicardial progenitors contribute to the cardiomyocyte lineage in the developing heart. Nature. 454 (7200), 109-113 (2008).
- Smits, A., Riley, P. Epicardium-Derived Heart Repair. Journal of Developmental Biology. 2 (2), 84-100 (2014).
- Chen, T. H. P., Chang, T. C., et al. Epicardial Induction of Fetal Cardiomyocyte Proliferation via a Retinoic Acid-Inducible Trophic Factor. Biologia do Desenvolvimento. 250 (1), 198-207 (2002).
- Pennisi, D. J., Ballard, V. L. T., Mikawa, T. Epicardium is required for the full rate of myocyte proliferation and levels of expression of myocyte mitogenic factors FGF2 and its receptor, FGFR-1, but not for transmural myocardial patterning in the embryonic chick heart. Developmental Dynamics. 228 (2), 161-172 (2003).
- Lavine, K. J., Yu, K., et al. Endocardial and epicardial derived FGF signals regulate myocardial proliferation and differentiation in vivo. Developmental Cell. 8 (1), 85-95 (2005).
- Stuckmann, I., Evans, S., Lassar, A. B. Erythropoietin and retinoic acid, secreted from the epicardium, are required for cardiac myocyte proliferation. Developmental biology. 255 (2), 334-349 (2003).
- Männer, J., Schlueter, J., Brand, T. Experimental analyses of the function of the proepicardium using a new microsurgical procedure to induce loss-of-proepicardial-function in chick embryos. Developmental Dynamics. 233 (4), 1454-1463 (2005).
- Weeke-Klimp, A., Bax, N. A. M., et al. Epicardium-derived cells enhance proliferation, cellular maturation and alignment of cardiomyocytes. Journal of Molecular and Cellular Cardiology. 49 (4), 606-616 (2010).
- Eralp, I., Lie-Venema, H., et al. Coronary Artery and Orifice Development Is Associated With Proper Timing of Epicardial Outgrowth and Correlated Fas Ligand Associated Apoptosis Patterns. Circulation Research. 96 (5), (2005).
- Kelder, T. P., Duim, S. N., et al. The epicardium as modulator of the cardiac autonomic response during early development. Journal of Molecular and Cellular Cardiology. 89, 251-259 (2015).
- van Wijk, B., Gunst, Q. D., Moorman, A. F. M., van den Hoff, M. J. B. Cardiac regeneration from activated epicardium. PloS one. 7 (9), e44692 (2012).
- Zhou, B., Honor, L. B., et al. Adult mouse epicardium modulates myocardial injury by secreting paracrine factors. The Journal of clinical investigation. 121 (5), 1894-1904 (2011).
- Smart, N., Bollini, S., et al. De novo cardiomyocytes from within the activated adult heart after injury. Nature. 474 (7353), 640-644 (2011).
- Zangi, L., Lui, K. O., et al. Modified mRNA directs the fate of heart progenitor cells and induces vascular regeneration after myocardial infarction. Nature Biotechnology. 31 (10), 898-907 (2013).
- Moerkamp, A. T., Lodder, K., et al. Human fetal and adult epicardial-derived cells: a novel model to study their activation. Stem Cell Research & Therapy. 7 (1), 1-12 (2016).
- Clunie-O’Connor, C., Smits, A. M., et al. The Derivation of Primary Human Epicardium-Derived Cells. Current Protocols in Stem Cell Biology. 35, 2C.5.1-2C.5.12 (2015).
- Van Tuyn, J., Atsma, D. E., et al. Epicardial Cells of Human Adults Can Undergo an Epithelial-to- Mesenchymal Transition and Obtain Characteristics of Smooth Muscle Cells In Vitro. Stem Cells. 25 (2), 271-278 (2007).
- Bax, N. A. M., van Oorschot, A. A. M., et al. In vitro epithelial-to-mesenchymal transformation in human adult epicardial cells is regulated by TGFβ-signaling and WT1. Basic research in cardiology. 106 (5), 829-847 (2011).
- Chechi, K., Richard, D. Thermogenic potential and physiological relevance of human epicardial adipose tissue. International Journal of Obesity Supplements. 5 (Suppl 1), S28-S34 (2015).
