Summary

Isolatie van cardiomyocyten Kernen van Post-mortem weefsel

Published: July 10, 2012
doi:

Summary

Cardiale kernen worden geïsoleerd via dichtheid sedimentatie en immunolabeled met antilichamen tegen pericentriolar materiaal 1 (PCM-1) te identificeren en cardiomyocyten kernen sorteren op flowcytometrie.

Abstract

Identificatie van cardiomyocyten kernen is een uitdaging in het weefsel secties als de meeste strategieën vertrouwen op cytoplasmatische marker-eiwitten 1. Zeldzame gebeurtenissen in hartspiercellen zoals de proliferatie en apoptose vereisen een nauwkeurige identificatie van de cardiale myocyten kernen om celvernieuwing in de homeostase en in pathologische voorwaarden 2 te analyseren. Hier bieden we een methode om cardiomyocyt kernen te isoleren van post mortem weefsel door de dichtheid sedimentatie en immunokleuring met antilichamen tegen pericentriolar materiaal 1 (PCM-1) en de daarop volgende flowcytometrie sorteren. Deze strategie zorgt voor een hoge doorvoer analyse en isolatie met het voordeel van het werken even goed op verse en bevroren weefsel archiefmateriaal. Dit maakt het mogelijk te onderzoeken materiaal reeds verzamelde biobanken. Deze techniek is en getest in een groot aantal soorten en geschikt voor diverse toepassingen later zoals koolstof-14 datering 3 cel-cykel analyse 4, visualisatie van thymidine-analogen (bv. BrdU en IDU) 4, transcriptoom en epigenetische analyse.

Protocol

1. Isolatie van de Cardiac Kernen Coat ultracentrifuge buizen (Beckman centrifugebuizen # 363664) met 10 ml van 1% BSA / PBS coating oplossing. Cap de buizen en laten roteren gedurende 30 min in een buis rotator. Verwijder de coatingoplossing en laat de centrifugebuis drogen (een buis per muizenhart is voor de analyse van de muis hart, afwisselend tot 5 muizen hart of 1 g hartweefsel van een andere soort (bijv. humane) kunnen worden verwerkt in een buis). Alle volgende stappen moeten worden uitgevoe…

Discussion

Nauwkeurige identificatie van cardiomyocyt kernen is van cruciaal belang voor de analyse van regeneratieve processen in het myocard 2,3. Conventionele technieken voor cardiomyocyten van sel isoleren zijn hoofdzakelijk gebaseerd op enzymatische afbraak van de extracellulaire matrix en de daaropvolgende zuivering van interstitiële cellen door centrifugeren lage snelheid. Verdere zuivering van levende cardiomyocyten van embryonale stamcellen (SER) kan worden uitgevoerd door immunokleuring met markers zoals Sirp…

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

We willen graag Marcelo Toro erkennen voor de hulp bij flowcytometrie. Deze studie werd ondersteund door de Zweedse Hart-en Long Foundation, EU-Commissie KP7 "CardioCell", Zweedse Raad voor Onderzoek, AFA verzekeringen en ALF. OB werd ondersteund door de Deutsche Forschungsgemeinschaft.

Materials

1. Lysis Buffer
Name of the reagent
0.32 M sucrose
10 mM Tris-HCl (pH = 8)
5 mM CaCl2
5 mM magnesium acetate
2.0 mM EDTA
0.5 mM EGTA
1 mM DTT

2. Sucrose buffer
Name of the reagent
2.1 M sucrose
10 mM Tris-HCl (pH = 8)
5 mM magnesium acetate
1 mM DTT

3. Nuclei storage buffer (NSB plus)
Name of the reagent
0.44 M sucrose
10 mM Tris-HCl (pH = 7.2)
70 mM KCl
10 mM MgCl2
1.5 mM spermine

Reagents and Equipment Company
Isotype rabbit IgG- ChIP Grade, #ab37415 Abcam
Rabbit anti-PCM-1 antibody, #HPA023374 Atlas Antibodies
Donkey sec. antibody, anti-rabbit Alexa 488 Fluor, #A-21206 or equivalent sec. fluorescent antibody Life Technologies
DRAQ5 Biostatus
cell strainers 30 μm, 70 μm and 100 μm BD Biosciences
Glass douncer (40 ml) and pestle “L” VWR (Wheaton Industries Inc.)
T-25 Ultra-Turrax Homogenizer IKA Germany
Dispersing tool S25 N-18 G IKA Germany
Beckman Avanti Centrifuge Beckman Coulter
Falcon Tubes 15 ml and 50 ml VWR
Beckman Centrifuge Tubes #363664 Beckman Coulter
JS13.1 free swinging rotor Beckman Coulter
Influx cytometer Beckman Coulter
Tube Rotator VWR

References

  1. Ang, K. L. Limitations of conventional approaches to identify myocyte nuclei in histologic sections of the heart. American journal of physiology. Cell physiology. , 298-1603 (2010).
  2. Bergmann, O. Identification of cardiomyocyte nuclei and assessment of ploidy for the analysis of cell turnover. Experimental cell research. 327, 188-194 (2011).
  3. Bergmann, O. Evidence for Cardiomyocyte Renewal in Humans. Science. 324, 98-102 (1126).
  4. Walsh, S. Cardiomyocyte cell cycle control and growth estimation. Cardiovascular Research. , 1-31 (2010).
  5. Spalding, K., Bhardwaj, R. D., Buchholz, B., Druid, H., Frisén, J. Retrospective birth dating of cells in humans. Cell. 122, 133-143 (2005).
  6. Adler, C. P., Friedburg, H., Herget, G. W., Neuburger, M., Schwalb, H. Variability of cardiomyocyte DNA content, ploidy level and nuclear number in mammalian hearts. Virchows Arch. 429, 159-164 (1996).
  7. Herget, G. W., Neuburger, M., Plagwitz, R., Adler, C. P. DNA content, ploidy level and number of nuclei in the human heart after myocardial infarction. Cardiovascular Research. 36, 45-51 (1997).
  8. Adler, C. P., Friedburg, H. Myocardial DNA content. ploidy level and cell number in geriatric hearts: postmortem examinations of human myocardium in old age. Mol. Cell Cardiol. 18, 3953-39 (1986).
  9. Dubois, N. C. SIRPA is a specific cell-surface marker for isolating cardiomyocytes derived from human pluripotent stem cells. Nature. 29, 1011-1018 (2011).
  10. Hattori, F. Nongenetic method for purifying stem cell-derived cardiomyocytes. Nature Methods. 7, 61-66 (2010).
  11. Fransioli, J. Evolution of the c-kit-Positive Cell Response to Pathological Challenge in the Myocardium. Stem Cells. 26, 1315-1324 (2008).
  12. Elliott, D. A. NKX2-5(eGFP/w) hESCs for isolation of human cardiac progenitors and cardiomyocytes. Nature Methods. 8, 1037-1040 (2011).
  13. Laflamme, M. A. Evidence for Cardiomyocyte Repopulation by Extracardiac Progenitors in Transplanted Human Hearts. Circulation Research. 90, 634-640 (2002).
  14. Srsen, V., Fant, X., Heald, R., Rabouille, C., Merdes, A. Centrosome proteins form an insoluble perinuclear matrix during muscle cell differentiation. BMC cell biology. 10, 28 (2009).
  15. Spoelgen, R. A novel flow cytometry-based technique to measure adult neurogenesis in the brain. Journal of neurochemistry. 119, 165-175 (2011).
  16. Soonpaa, M. H., Kim, K. K., Pajak, L., Franklin, M., Field, L. J. Cardiomyocyte DNA synthesis and binucleation during murine development. The American journal of physiology. 271, H2183-H2189 (1996).
  17. Olivetti, G. Aging, cardiac hypertrophy and ischemic cardiomyopathy do not affect the proportion of mononucleated and multinucleated myocytes in the human heart. J Mol Cell Cardiol. 28, 1463-1477 (1996).
  18. Okada, S. Flow cytometric sorting of neuronal and glial nuclei from central nervous system tissue. Journal of cellular physiology. 226, 552-558 (2011).
  19. Matevossian, A., Akbarian, S. Neuronal Nuclei Isolation from Human Postmortem Brain Tissue. J. Vis. Exp. (20), e914 (2008).

Play Video

Cite This Article
Bergmann, O., Jovinge, S. Isolation of Cardiomyocyte Nuclei from Post-mortem Tissue. J. Vis. Exp. (65), e4205, doi:10.3791/4205 (2012).

View Video