Isolamento e coltura di cellule endoteliali primarie dalle arterie e vene Canine
Summary
Novel isolation methods of primary endothelial cells from blood vessels are needed. This protocol describes a new technique that completely inverts blood vessels of interest, exposing only the endothelial side to enzymatic digestion. The resulting pure endothelial cell culture can be used to study cardiovascular diseases, disease modelling, and angiogenesis.
Abstract
Cardiovascular disease is studied in both human and veterinary medicine. Endothelial cells have been used extensively as an in vitro model to study vasculogenesis, (tumor) angiogenesis, and atherosclerosis. The current standard for in vitro research on human endothelial cells (ECs) is the use of Human Umbilical Vein Endothelial Cells (HUVECs) and Human Umbilical Artery Endothelial Cells (HUAECs). For canine endothelial research, only one cell line (CnAOEC) is available, which is derived from canine aortic endothelium. Although currently not completely understood, there is a difference between ECs originating from either arteries or veins. For a more direct approach to in vitro functionality studies on ECs, we describe a new method for isolating Canine Primary Endothelial Cells (CaPECs) from a variety of vessels. This technique reduces the chance of contamination with fast-growing cells such as fibroblasts and smooth muscle cells, a problem that is common in standard isolation methods such as flushing the vessel with enzymatic solutions or mincing the vessel prior to digestion of the tissue containing all cells. The technique we describe was optimized for the canine model, but can easily be utilized in other species such as human.
Introduction
I cani vengono utilizzati come grande modello animale per la ricerca sulle malattie cardiovascolari e possono anche soffrire di innata (genetici) anomalie vascolari 1, 2. Per studiare queste malattie linee di cellule endoteliali commerciali sono spesso utilizzati per valutare la funzionalità delle cellule endoteliali (CE). Per i cani c'è una linea commerciale delle cellule endoteliali a disposizione (CnAOEC), derivato da dell'aorta canino. Questa linea cellulare è usato soprattutto in studi come normale controllo EC 3-5. Nella ricerca cardiovascolare umano linee di cellule endoteliali più comunemente usati sono cellule ombelicale Vena endoteliali (HUVEC) e ombelicale umano Arteria cellule endoteliali (HUAECs) derivate dalla vena umana cordone ombelicale e delle arterie, rispettivamente. HUVECs sono stati usati come il golden standard nel campo della ricerca vascolare dal 1980 6. Essi sono considerati essere il sistema modello classico per studiare la funzione endoteliale e adattamento malattia. Le cellule endoteliali isolate da diversi vasi sanguigni variano in appearancE e funzionalità a causa di background genetico e l'esposizione al microambiente 7. Inoltre, HUVEC e HUAECs derivano dal cordone ombelicale, una struttura vascolare sviluppo che potrebbero non pienamente mimici vasi sanguigni adulto rispetto alle condizioni a cui sono esposti e la risposta alla malattia. Quindi, traducendo Risultati trovati in HUVECs e HUAECs per le malattie cardiovascolari, in generale, è inadeguata.
Quando si studia l'adattamento e il comportamento degli adulti EC, EC primari dal vaso di interesse dovrebbero essere usati come un approccio più diretto. Per isolare queste cellule, sono stati riportati diversi metodi. Un metodo ampiamente descritto, che è anche usato per HUVEC, sta eliminando il recipiente con una soluzione digestione enzimatica 8. Questo si traduce spesso in contaminazione con non-EC come le cellule muscolari lisce e fibroblasti 9. Un altro metodo frequentemente utilizzato per l'isolamento è la digestione enzimatica del tessuto nave tritato seguito da fluorescence-cellule attivate (FACS) basato su endoteliali Cluster indicatore di cella di differenziazione (CD) 31 7, 8. FACS ordinamento e successiva coltura cellulare richiede quantità relativamente elevate di cellule e non è quindi adatto per l'isolamento di endotelio da piccoli vasi sanguigni. Abbiamo quindi finalizzata allo sviluppo di un nuovo metodo robusto per isolare una popolazione di cellule endoteliali puro da vari vasi sanguigni canine con elevata purezza. Per verificare l'efficacia del nuovo metodo di isolamento, abbiamo isolato e ottenuto colture pure Canine endoteliali primarie cellulare (CAPEC) da diverse arterie e vene canini, grandi e piccoli. Questo metodo consente anche la cultura di cellule endoteliali provenienti da malati e / o vasi aberranti come innate shunt porto intra o extra-epatiche, una malattia comune nei cani 2. Il metodo permette l'isolamento di altri tipi di cellule competenti della stessa nave, come le cellule muscolari lisce vascolari poiché la maggior parte della nave rimane intagire durante la procedura.
Protocol
Representative Results
Discussion
In studi incentrati sul canino EC linea primaria CnAOEC viene utilizzato per modellare le linee endoteliali del cane 3, 12, 13. Negli studi umani, la cultura HUVEC è ancora considerato il gold standard. Chiaramente, concentrandosi solo sulla EC derivate da cordone ombelicale è una restrizione fermo nella ricerca cardiovascolare. Le cellule endoteliali hanno una specifica pattern di espressione genica che determina le specifiche artero-venosa. Per tenere conto di queste differenze di vasi postnatale presenti…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
The authors would like to acknowledge Hans de Graaf and Tomas Veenendaal for their technical assistance in culturing the ECs.
Materials
| Collagenase type II | Life Technologies | 17101-015 | |
| Dispase | Life Technologies | 17105-041 | |
| DMEM (1X) + GlutaMAX | Life Technologies | 31966-021 | |
| Hank's Balanced Salt Solution | Life Technologies | 14025-050 | |
| Canine Endothelial Cells Growth Medium | Cell Applications | Cn211-500 | |
| CnAOECs | Cell Applications | Cn304-05 | |
| Fetal Calf Serum (FCS) | GE Healthcare | 16000-044 | |
| TrypLE Express | Life Technologies | 12604-013 | |
| SPR | Bio-Rad | 170-8898 | |
| iScript synthesis kit | Bio-Rad | 170-8891 | |
| SYBR green super mix | Bio-Rad | 170-8886 | |
| Recovery Cell Freezing Medium | Gibco/Life Technologies | 12648-010 | Keep on ice prior to use |
| Freezing container, Nalgene Mr. Frosty | Sigma-Aldrich | C1562 | |
| Gelatin | Sigma-Aldrich | G1890 | |
| Surgical scissors (Mayo or Metzenbaum) | B. Braun Medical | BC555R | |
| Mosquito forceps | B. Braun Medical | FB440R | |
| Mosquito forceps curved | B. Braun Medical | FB441R | |
| polyglactin 3-0 | Ethicon | VCP311H | |
| Trypan blue | Bio-Rad | 145-0013 | |
| Automated counting chamber | Bio-Rad | 145-0102 | |
| Counting Slides, Dual Chamber | Bio-Rad | 145-0011 | |
| Matrigel | BD Biosciences | BD356231 | Slowly thaw on ice |
| µ-Slide Angiogenesis | Ibidi | 81501 | |
| Endothelial Growth Medium | Lonza | CC-3156 | |
| EGM-2 SingleQuot Kit | Lonza | CC-4176 |
References
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