Summary

Die Isolierung von murinen Coronary glatten Gefäßmuskelzellen

Published: May 30, 2016
doi:

Summary

Der Zweck dieses Protokolls ist es, die Isolierung und Kulturtechniken von murinen primären vaskulären glatten Muskelzellen (VSMCs) aus dem koronaren Kreislauf zu demonstrieren. Sobald VSMCs isoliert wurden, können sie für viele Standardkulturtechniken verwendet werden.

Abstract

Während die Isolierung und Kultivierung von glatten Gefäßmuskelzellen (VSMCs) aus großen Gefäßen gut etabliert ist, haben wir versucht und Kultur VSMCs aus dem Herz-Kreislauf zu isolieren. Herzen mit intakten Aortenbogen wurden über retrograden Langendorff mit Verdauungslösung , enthaltend 300 Einheiten / ml Kollagenase Typ II, entfernt und perfundiert 0,1 mg / ml Sojabohnen – Trypsin – Inhibitor und 1 M CaCl 2. Die perfusates wurden 90 min bei 15 Minuten-Intervallen gesammelt, durch Zentrifugation pelletiert, in plating Medien resuspendiert und auf Gewebekulturschalen plattiert. VSMCs wurden durch die Anwesenheit von SM22α, α-SMA und Vimentin gekennzeichnet. Einer der Hauptvorteile dieser Technik der Verwendung ist die Fähigkeit VSMCs aus dem koronaren Kreislauf von Mäusen zu isolieren. Obwohl die geringe Anzahl von Zellen, für die die Zellen können isoliert koronaren VSMCs werden werden in einer Vielzahl von gut etablierten Zellkulturtechniken und ASSA erhalten können einige Anwendungen begrenzen verwendet, verwendetys. Studien VSMCs aus genetisch veränderten Mäuse können weitere Informationen über Struktur-Funktions-und Signalprozesse, verbunden mit vaskulären Erkrankungen bieten zu untersuchen.

Introduction

Das Ziel dieser Methode ist, vaskulären glatten Muskelzellen (VSMCs) von der murine Koronarzirkulation für die Verwendung in der Zellkultur und Standard-Zellkultur-Assays zu isolieren. Wir entwickelten diese Technik, die molekularen Mechanismen des vaskulären Remodelling bei Diabetes zu beurteilen. Wir haben früher nach innen hypertrophen Umbau in den septalen koronarer Arteriolen in der db / db – Maus – Modell von Diabetes 1 berichtet. Aufgrund der begrenzten Menge an in den murinen septalen Koronararterien, experimentellen Standardtechniken gefunden Körpergeweben Protein Veränderungen (zB Western – Blot) in db / db Mäusen und Kontrollmäusen sind bestenfalls schwierig. Darüber hinaus haben wir bereits gezeigt , dass der Angiotensin – Rezeptor – Blocker (ARB) Losartan den Umbau in db / db – Mäusen beobachtet 2 reduziert. Daher Isolierung von primären VSMCs aus dem Herz-Kreislauf ermöglicht es uns, weitere Veränderungen im Phänotyp VSMC untersuchen oder aktivierten Signalwege in diabetischen Mäusen, die Beiträgen sein kannting widriger koronaren Arteriolen Umbau.

Zahlreiche Studien haben canonical Signalwege VSMCs isoliert aus Nagetier Aorta, anstatt in jedem spezifischen Gefäßbett unter Verwendung erläutert. Wir haben jedoch Gefäßbett spezifischen Umbau in Koronar-, Aorten gezeigt, und mesenterialen Zirkulationen von db / db – Mäusen 1, die VSMCs in jedem Gefäßbett was darauf hindeutet , kann unterschiedlich sein. Daher ist es notwendig, VSMCs von jedem Gefäßbett zu isolieren, um besser auf die pathologischen Veränderungen verstehen in jedem Satz von VSMCs auftreten. Es gibt eine Vielzahl von verschiedenen Methoden zur Isolierung und Kultivierung von Aorten-VSMCs. Jedoch Derzeit gibt es nur eine Studie , die auf die Isolierung von VSMCs von der Maus Koronarzirkulation 3 veröffentlicht wurde. Teng et al. war der Erste, der ein Verfahren zur Isolierung von VSMCs von der Maus Koronarkreislaufs Bericht zu erstatten; jedoch haben wir das Protokoll erheblich geändert, da sie auch endothelial cel isoliertls. Andere Labors habe auch das Protokoll von Teng et al. Koronaren Arterienmuskelzellen und glatten Atemwegsmuskelzellen 4,5 zu isolieren. Die Veränderungen, wir aufgenommen haben, wird eine Population von Zellen ergeben hoch für VSMCs aus dem Herz-Kreislauf angereichert.

Die retrograden Perfusion des isolierten Säugetierherzens oder Langendorff – Technik wurde 1897 von 6 Oscar Langendorff etabliert und wird noch heute weit verbreitet für die Isolierung von Herz – Kreislauf – Zellen verwendet. Die Technik, die hier präsentiert, gepaart mit dem Fortschritt der modernen murinen genetischen Veränderungen, stellt ein wertvolles Instrument zur näheren Untersuchung des molekularen Verhalten von VSMCs aus dem Herz-Kreislauf.

Protocol

Ethik-Erklärung: Diese Studie wurde in Übereinstimmung mit den National Institutes of Health Leitlinien durchgeführt, und es wurde von der Institution Animal Care und Use Committee bei Nationwide Kinderkrankenhaus zugelassen. 1. Vorbereitung / Einstellungen Anmerkung: Diese Isolationstechnik erfordert zwei Langendorff Heizschlangen Seite an Seite angeordnet auf einem Ringständer, und parallel zu einem zirkulierenden Wasserbad verbunden. Schalten Sie Wasserbad zirkuliert und die Temperatur …

Representative Results

Aufgrund der neuartigen Aspekt unserer koronaren VSMC Isolationstechnik haben wir versucht, um die Reinheit der Zellisolierung zu bestimmen. Maus identifiziert koronaren VSMCs auf der Grundlage ihrer Morphologie und Immunofluoreszenz-Färbung bis zu Passage 2. Aufgrund der Morphologie der Zellen in der Kultur nach der ersten Wäsche, die Isolationsprozedur entfernt effektiv Kardiomyozyten und Endothelzellen. Die VSMCs behalten ihre Morphologie bis Kanal 2 (Figur 1). Es b…

Discussion

Der Zweck dieser Studie war es bestehende Zellisolierung Protokolle anzupassen, die Ausbeute an koronaren glatten Gefäß von murinen Herzen zu erhöhen. Die meisten der Pionierarbeit in der Biologie der glatten Gefäßmuskulatur wurde mit kultivierten Rattenaorta glatten Muskelzellen durchgeführt. Diese Studien grundlegende Kenntnisse der molekularen Mechanismen zur Verfügung gestellt , die VSMC Wachstum steuern, Migration und Hypertrophie 7. Da jedoch das Feld fortschritt, wurde es offensichtlich, daß VS…

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

Diese Arbeit wurde von den National Institutes of Health (R01HL056046 auf PAL und K99HL116769 zu AJT) und das Forschungsinstitut bei Nationwide Kinderkrankenhaus (PAL und AJT).

Materials

Fetal bovine serum Life Technologies 16140-071
HEPES 1M solution Fisher MT-25-060
Primocin – 20mL Invivogen ant-pm-2
DMEM (High Glucose, Sodium Pyruvate, L-Glutamine)  Life Technologies 11995-065
MEM NEAA 10 mM 100X Life Technologies 11140-050
L-Glut 200 mM – Gibco Life Technologies 25030-081
Sterile Cell Strainer 100um nylon mesh Fisher 22363549
Nunclon Polystrene dish with lid, sterile, 35 mm Fisher 12-565-91
Harvard Apparatus black silk suture 5-0 Fisher 14-516-124
Collagenase Type-2  Worthington Biochemical LS004176
Soybean Trypsin Inhibitor 25mg Sigma T6522
Hanks' Balanced Salt Solution (HBSS) (1X), liquid (clear) Life Technologies 14175-103
Hanks' Balanced Salt Solution (HBSS) (1X), liquid (phenol red) Life Technologies 14170-161
5.0 ml heating coil with degassing bubble trap Radnoti 158830
11 plus pump Harvard Apparatus 70-2208
Circulating heated water pump any brand will work

References

  1. Katz, P. S., et al. Coronary arterioles in type 2 diabetic (db/db) mice undergo a distinct pattern of remodeling associated with decreased vessel stiffness. Basic Res Cardiol. 106 (6), 1123-1134 (2011).
  2. Husarek, K. E., et al. The angiotensin receptor blocker losartan reduces coronary arteriole remodeling in type 2 diabetic mice. Vascul Pharmacol. , (2015).
  3. Teng, B., Ansari, H. R., Oldenburg, P. J., Schnermann, J., Mustafa, S. J. Isolation and characterization of coronary endothelial and smooth muscle cells from A1 adenosine receptor-knockout mice. Am J Physiol Heart Circ Physiol. 290 (4), H1713-H1720 (2006).
  4. Oldenburg, P. J., Wyatt, T. A., Sisson, J. H. Ethanol attenuates contraction of primary cultured rat airway smooth muscle cells. Am J Respir Cell Mol Biol. 43 (5), 539-545 (2010).
  5. Xu, M., et al. Intracellular two-phase Ca2+ release and apoptosis controlled by TRP-ML1 channel activity in coronary arterial myocytes. Am J Physiol Cell Physiol. 304 (5), C458-C466 (2013).
  6. Skrzypiec-Spring, M., Grotthus, B., Szelag, A., Schulz, R. Isolated heart perfusion according to Langendorff—still viable in the new millennium. J Pharmacol Toxicol Methods. 55 (2), 113-126 (2007).
  7. Owens, G. K., Kumar, M. S., Wamhoff, B. R. Molecular regulation of vascular smooth muscle cell differentiation in development and disease. Physiol Rev. 84 (3), 767-801 (2004).
  8. Li, L., Miano, J. M., Cserjesi, P., Olson, E. N. SM22 alpha, a marker of adult smooth muscle, is expressed in multiple myogenic lineages during embryogenesis. Circ Res. 78 (2), 188-195 (1996).
  9. Santiago, J. J., et al. Cardiac fibroblast to myofibroblast differentiation in vivo and in vitro: expression of focal adhesion components in neonatal and adult rat ventricular myofibroblasts. Dev Dyn. 239 (6), 1573-1584 (2010).
  10. Fisher, S. A. Vascular smooth muscle phenotypic diversity and function. Physiol Genomics. 42A (3), 169-187 (2010).
  11. Archer, S. L. Diversity of phenotype and function of vascular smooth muscle cells. J Lab Clin Med. 127 (6), 524-529 (1996).
  12. Souza-Smith, F. M., et al. Mesenteric resistance arteries in type 2 diabetic db/db mice undergo outward remodeling. PLoS One. 6 (8), e23337 (2011).
  13. Thuroff, J. W., Hort, W., Lichti, H. Diameter of coronary arteries in 36 species of mammalian from mouse to giraffe. Basic Res Cardiol. 79 (2), 199-206 (1984).
check_url/53983?article_type=t

Play Video

Cite This Article
Husarek, K. E., Zhang, X., McCallinhart, P. E., Lucchesi, P. A., Trask, A. J. Isolation of Murine Coronary Vascular Smooth Muscle Cells. J. Vis. Exp. (111), e53983, doi:10.3791/53983 (2016).

View Video