Summary

原代小鼠骨骼肌微血管内皮细胞的分离

Published: March 06, 2019
doi:

Summary

骨骼肌微血管内皮细胞 (mmec) 塑造了肌肉毛细血管的内壁, 并调节两者, 流体分子的交换和 (免疫) 细胞在肌肉组织和血液之间的迁移。分离原生小鼠 mmeec, 如下所述, 使 “我的血管单位” 能够进行全面的体外调查。

Abstract

骨骼肌毛细血管内皮细胞 (肌肉微血管内皮细胞, mmec) 在调节液体和营养物质的交流以及对感染的免疫反应之间建立了障碍通过控制免疫细胞迁移的代理。对于这些功能, mmec 形成一个功能性的 “肌血管单位” (mvu), 具有更多的细胞类型, 如成纤维细胞、周细胞和骨骼肌细胞。因此, mmec 的功能障碍, 因此 mvu 有助于各种各样的肌病。然而, mmec 在健康和疾病方面的监管机制仍然没有得到充分的了解, 它们的阐明先于治疗肌病的更具体的方法。在 mvu 的背景下对主要 mmec 功能进行隔离和深入调查, 可能有助于更好地了解这些过程。

本文提供了一种通过机械和酶解分离分离骨骼肌原生小鼠 mmec 的方案, 包括纯化和培养维持步骤。

Introduction

通过血液, 细胞和器官提供氧气、底物和其他必要的分子。这种交换发生在毛细血管中, 是最小的船只。毛细血管是由内皮细胞 (ec) 内层形成的, 其完整性仍然是成功调节血管内和间质间隙之间肌肉稳态的先决条件。为了确保可溶性因子和细胞的选择性过渡, ec 构成了一个单层连接的紧密和粘附连接 1. 除了作为营养或代谢产物的屏障的作用外, ec 还调节炎症过程中白细胞的吸收。炎症或组织损伤导致 ec 表面粘附分子的上调, 并产生促进白细胞附着和转移到目标组织2的趋化因子.因此, ec 严格参与炎症过程的调节, 如防御病原体或组织修复。

ec 功能障碍与血管疾病、慢性肾功能衰竭、静脉血栓形成严重的病原体感染直接相关。此外, ec 几乎总是参与器官特异性自身免疫, 如糖尿病或多发性硬化症3。因此, 血液和器官之间的屏障功能是由不同细胞类型的协同相互作用控制的。在骨骼肌微血管内皮细胞 (mmec) 与肌肉细胞、成纤维细胞和周细胞形成一个功能单元, 即 “myovascular 单位” (mvu)。因此, mvu 功能障碍可能在肌病的病理生理学中起着至关重要的作用。然而, 对这些监管机制的更深入了解仍然缺失, 目前无法确定肌病中新的、急需的治疗目标。

为了研究复杂的生理和病理生理机制, 动物模型是常用的。然而,体外模型通过排除各种混淆因素, 提供了关注感兴趣的主题的优势。为了研究体外过程, 有必要分离出纯和有活力的原代细胞。与细胞系不同的是, 从转基因动物身上分离出的原代细胞能够研究体外基因修饰的后果。

本文介绍了一种利用机械和酶解分离的方法, 然后采用磁性活化细胞分选技术 (mcs) 进行纯化。为此, 使用了针对特定表面标记的磁珠。血小板内皮细胞粘附分子-1 (pecam1, cd31) 主要在 ec 上表达, 可用于丰富这种细胞类型。为了保证高细胞纯度, 对蛋白酪氨酸磷酸酶受体 c 型 (ptprc, cd45) 的否定选择排除了造血源细胞。此外, 还介绍了质量控制、原生小鼠 mmec 的培养、潜在的应用和局限性以及特殊注意事项。

Protocol

所有动物实验都得到了地方当局的批准, 并根据德国《动物福利法》 (84-02.05.20.13.097) 进行。 1. 动物实验的一般意见 按照各自机构动物护理和使用委员会的指导方针进行所有老鼠实验。 根据实验动物科学协会联合会 (felasa) 等国际准则, 使小鼠处于标准化状态。请注意:一般来说, 这种隔离技术可用于不受年龄、性别或遗传背景影响的小鼠。为了获?…

Representative Results

隔离一天后, 原生小鼠 mmec 和残留的其他细胞形成企业集团, 并坚持到培养的培养物的底部 (图 1a天 1)。从第7天开始, 就可以观察到扁平和拉长的细胞。然而, 其他主要是球状细胞的污染仍然是可见的 (图 1 a 第7天)。因此, 需要通过mcs 进行 cd31 阳性选择的另一个周期。此后, 原生小鼠 mmec 扩散到约80–90% 的密度。在融合时, ?…

Discussion

微血管内皮细胞在所有组织中提供屏障功能, 其功能障碍导致相关器官的疾病3。此外, 针对器官的微血管 ec 研究可以为新的治疗策略铺平道路。因此, 深入了解生理和病理生理条件下的微血管 ec 功能具有重要的科学意义。白细胞与内皮细胞相互作用的调节成功地用于治疗多发性硬化症患者与纳珠单抗, 一种抗体, 防止淋巴细胞粘附, 从而转染 6. 然而, 包括炎症亚?…

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

这项工作得到了 “else kröner-fre舍enius-stibtung” (2018_A03 到 tr) 的支持, “创新 medizinische forschung (基金组织) münster” (i-ru2001 1811 to tr) 和德国研究基金会 (dfg, inst 2105/27-1–, me 328—1, me 3281-1-1 至 sgm)。黑克·布鲁姆提供的插图图片。

Materials

0,25% Trypsin-EDTA Thermo Fisher 25200-056 ready to use
ACK buffer 150 mM NH4Cl, 10 mM KHCO3, 0.1 mM EDTA in water at a pH of 7.3
Anti-mouse CD31-FITC (clone MEC13.3) Biolegend 102506 Isotype control: FITC Rat IgG2a, κ Isotype Ctrl
Anti-mouse CD45-PE (clone 30-F11) Biolegend 103106 Isotype control: PE Rat IgG2b, κ Isotype Ctrl
bFGF Peprotech 100-18B Basic fibroblast growth factor
BSA Sigma Aldrich A4503
CD31 MicroBeads mouse Miltenyi Biotec 130-097-418
CD45 MicroBeads mouse Miltenyi Biotec 130-052-301
Collagenase-Dispase Roche 10269638001 Collagenase from V. alginolyticus, Dispase from B. polymyxa
Corning Costar TC-Treated Multiple 6-Well Plates Corning 3516
Cy3-conjugated anti-rat IgG antibody dianova 712-166-153
DAPI (ProLong Gold antifade reagent with DAPI) Thermo Fisher P36935
Desoxyribonuclease Sigma Aldrich D4513 Deoxyribonuclease I from bovine pancreas
Diethylpyrocarbonat treated water Thermo Fisher AM9916
DMEM, containing Glutamin Supplement and pyruvate Thermo Fisher 31966-021 warm up to 37 °C before use
dNTP Mix (10 mM) Thermo Fisher R0192 1 mL
EDTA Sigma Aldrich E5134
FACS tubes Sarstedt 551,579
Falcon 70 μm Cell Strainer Corning 352350
FC buffer 0.1% BSA, 0.2% NaN3, 2 mM EDTA
Fetal calf serum Sigma Aldrich F6178 Fetal calf serum
Fixable Viability Dye eFluor780 Thermo Fisher 65-0865-14
Forceps (serrated, straight, 12 cm) Fine Science Tools 11002-12
Forceps (serrated, straight, 12 cm) Fine Science Tools 11009-13
Insulin syringe 100 Solo 1ml (Omnifix) Braun 9161708V
large magnetiv columns (LS columns) Miltenyi Biotec 130-042-401 for CD45-MACS-step
MCS buffer 0.5% BSA, 2 mM EDTA in PBS at a pH of 7.2
Medium magnetic column (MS column) Miltenyi Biotec 130-042-201 for CD31-MACS-step
Nuclease free water Thermo Fisher R0581
PBS Sigma Aldrich Phosphate buffered saline, ready to use
PCR buffer (5x) Thermo Fisher EP0742 in a kit with the reverse transcriptase
Pecam1 rat α-mouse SantaCruz Sc-52713 100 µg/mL
Penicillin-Streptomycin Sigma Aldrich P4333
primary murine muscle cells celprogen 66066-01
Primer Cdh15 (M-Cadherin) Thermo Fisher Mm00483191_m1 FAM labeled
Primer Cldn5 (claudin-5) Thermo Fisher Mm00727012_s1 FAM labeled
Primer Ocln (occludin) Thermo Fisher Mm00500912_m1 FAM labeled
Primer Pax-7 Thermo Fisher Mm01354484_m1 FAM labeled
Primer Tjp-1 (Zonula occludens 1) Thermo Fisher Mm00493699_m1 FAM labeled
Primer 18s rRNA (Eukaryotic endogenous control) Thermo Fisher 4310893E VIC labeled
qPCR buffer (Maxima Probe/ROX qPCR Master Mix (2X) Thermo Fisher K0231 2 x 1,25 mL; for 200 reactions each
Random mixture of single-stranded primer Thermo Fisher SO142 Random Hexamer Primer
Reverse Transcriptase (200 U/μL) + PCR buffer (5x) Thermo Fisher EP0742
Rnase Inhibitor (40 U/μL) Thermo Fisher EO0381
Scissor (cutting edge 23 mm, sharp/sharp) ) Fine Science Tools 14088-10
Scissor (cutting edge 42 mm, sharp/blunt) Fine Science Tools 14001-13
Speed Coating solution PeloBiotech PB-LU-000-0002-00

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Müntefering, T., Michels, A. P., Pfeuffer, S., Meuth, S. G., Ruck, T. Isolation of Primary Murine Skeletal Muscle Microvascular Endothelial Cells. J. Vis. Exp. (145), e58901, doi:10.3791/58901 (2019).

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