Summary
该协议描述了一种在从非人灵长类动物回肠分离的三维(3D)肠衍生的二维(2D)单层上建立和执行划痕伤口测定的方法。
Abstract
体外 划痕伤口测定通常用于研究各种组织类型中上皮愈合的机制和特征。在这里,我们描述了一种协议,以从源自末端回肠肠隐窝的三维(3D)非人灵长类动物肠生成二维(2D)单层。然后将这些肠来源的单层用于 体外 划痕伤口测定,以测试透明质酸35 kDa(HA35)(一种人乳HA模拟物)促进细胞沿上皮伤口边缘迁移和增殖的能力。单层生长至汇合后,手动划伤并用HA35(50μg/ mL,100μg/ mL,200μg/ mL)或对照(PBS)处理。使用配备活细胞成像的透射光显微镜对细胞迁移和增殖到间隙中成像。伤口闭合被量化为使用ImageJ中的伤口愈合大小插件的伤口愈合百分比。在24小时内测量划痕面积和细胞迁移速率以及伤口闭合百分比。 HA35体 外 加速小肠样单层的伤口愈合,可能是通过伤口边缘的细胞增殖和向伤口区域的迁移的组合。这些方法有可能用作探索早产儿小肠肠道再生的模型。
Introduction
坏死性小肠结肠炎(NEC)是早产儿最常见的胃肠道急症之一1。该疾病的特征是严重的肠道炎症,可迅速恶化为肠道坏死、败血症和潜在的死亡。虽然病因尚不清楚,但有证据表明 NEC 是多因素的,是喂养、异常细菌定植和未成熟肠上皮2,3 复杂相互作用的结果。早产儿肠道通透性增加,细菌定植异常,肠细胞再生能力低4,5,增加肠屏障功能障碍、细菌易位和NEC发展的风险。因此,确定加速肠上皮成熟和促进肠上皮再生或愈合的策略或干预措施对于预防这种致命疾病至关重要。
研究表明,母乳(HM)对早产儿6,7,8,9,10,11具有NEC的保护作用。人类和动物研究都表明,牛配方可增加肠道通透性,对肠上皮细胞有直接毒性2,12。虽然尚未完全阐明,但有证据表明HM的保护作用是通过乳铁蛋白,免疫球蛋白A(IgA)和HM低聚糖等生物活性成分介导的13。HM还富含透明质酸(HA),这是一种独特的非硫酸化糖胺聚糖,具有重复的D-葡萄糖醛酸和N-乙酰基-D-葡萄糖胺二糖14,15。重要的是,我们已经证明口服35 kDa HA(HA35),一种HM HA模拟物,可以减轻肠道损伤的严重程度,防止细菌易位,并降低小鼠NEC样肠损伤模型的死亡率16,17。
在这里,进一步研究了HA35对 体外 肠道愈合和再生的影响。目前,用于肠道损伤和修复的最广泛使用的 体外 测定是在结直肠癌(CRC)细胞单层中进行的划痕伤口测定。这种模型与早产儿肠道的生理相关性有限,因为CRC细胞的伤口修复在很大程度上依赖于癌细胞的高度增殖性质,而不是干细胞驱动的修复过程18。为了克服这一限制,这里描述了建立2D肠样划痕伤口模型,包括从早产非人灵长类动物(NHP)中分离和维持原代干细胞来源的小肠类肠道的过程。鉴于早产NEC最常在远端小肠中报告,与使用传统结直肠单层的现有模型相比,在肠道损伤和修复模型中使用原代上皮细胞类器官提供了更具生理可转化的 体外 模型18,19。
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Protocol
本研究中的所有动物程序均已获得俄克拉荷马大学健康科学中心机构动物护理和使用委员会的批准。经机构批准,在安乐死后获得来自早产非人灵长类动物(NHP,90%妊娠,橄榄狒狒, Papio anubis)的胎儿小肠便利样本,以进行另一项研究(协议#101523-16-039-I)20。
1.早产非人灵长类动物三维肠样的建立
- 培养基制备
注意:可以按照标准无菌技术在隐窝分离前1周制备培养基。如果需要,青霉素/链霉素(终浓度 1%)可用于代替原代细胞的广谱抗生素。- 通过将 50 mL 类器官生长培养基人基础培养基与 50 mL 类器官补充剂混合来制备人类器官生长培养基 + Y-27632 (HOGMY)(材料表)。加入 200 μL 广谱抗生素(终浓度 100 μg/mL)(材料表)和 Y-27632(终浓度为 10 μM)。在工作台上加热至室温。
- 通过将 50 mL 类器官生长培养基人基础培养基与 50 mL 类器官补充剂混合来制备人类器官生长培养基 (HOGM)。加入 200 μL 广谱抗生素 (100 μg/mL)。在工作台上加热至室温。
注意:在传代后前 2-3 天之后更换培养基时,将使用 HOGM。 - 冷却 100 mL 不含钙或镁的 1x 磷酸盐缓冲盐水 (PBS),直至冰冷。
- 通过将不含钙或镁的 1x PBS 与 0.1% 牛血清白蛋白 (BSA) 混合来制备 50 mL 洗涤缓冲液。冷却至冰冷。
- 通过将 1 mL 广谱抗生素 (100 μg/mL) 加入 500 mL DMEM/F12(Dulbecco 改良的 Eagle 培养基/营养火腿混合物 F12 + 15 mM HEPES 缓冲液)来制备 DMEM-F12 洗涤缓冲液。保持冰冷。
- 隐窝隔离和电镀
注意:在整个过程中,基于细胞外基质(ECM)的水凝胶必须保持在冰上。该过程假设有足够的组织来填充六个基于ECM的水凝胶圆顶。如果收获了不同密度的地穴,则应相应地更改圆顶编号。- 在2-8°C的冰上解冻150μL生长因子还原(GFR)基底膜提取物(BME)(无酚红)过夜。
- 使用前,将24孔,平底,组织培养处理的聚苯乙烯板在37°C和5%CO2 的培养箱中孵育至少30分钟。
- 在 NHP 安乐死和组织收集后,在一次性培养皿中使用冰冷的 1x PBS 用 1,000 μL 移液器吸头冲洗碎片的回肠段。
注意:新鲜组织必须快速收获并保持冰冷以收获健康的肠类。 - 沿整个肠道纵向切开回肠,并用冰冷的PBS 3x清洗。用无菌剪刀将组织切成小碎片(长约 2 mm),在含有 15 mL 冰冷 PBS 的 50 mL 锥形管上,从最靠近管的回肠段部分开始。
- 使用 10 mL 血清移液器上下移液 5-10 倍来破坏隐窝。让组织段沉降到管底部,然后去除上清液并用新鲜的冰冷PBS代替。重复此过程至少7x-10x,直到上清液澄清且没有碎屑。
- 清除后,取出上清液并将隐窝重悬于 25 mL 细胞解离试剂中。在室温下将管子放在20rpm的摇摆平台上15分钟。
- 从摇臂上取下试管,让细胞沉淀约30秒至1分钟,然后除去上清液。加入 10 mL 冰冷洗涤缓冲液。用 p1000 移液器上下移液,进一步解离成单个隐窝。
- 通过 70 μm 细胞过滤器将组织过滤到新的 50 mL 锥形管中。用 10 mL 冰冷洗涤缓冲液冲洗原始 50 mL 锥形管,并通过 70 μm 过滤器过滤,以确保已从原始管中取出所有隐窝。重复这种纸巾洗涤,总共冲洗4次。
- 将滤液在4°C下以300× g 离心5分钟,并除去上清液。加入 600 μL HOGMY,并用 200 μL 移液器上下移液破坏沉淀。将试管放在冰上,直到溶液变冷。
注意:如果溶液不是冰冷的,则圆顶在电镀时将无法保持正确的结构。移液基于ECM的水凝胶圆顶时避免引入气泡,因为气泡会阻止正确粘附到板底。 - 加入 600 μL 冰冷的 ECM 基水凝胶以悬浮细胞沉淀,并与 200 μL 移液器充分混合。
- 从培养箱中取出24孔板并将其置于37°C板加热器上。将 50 μL 冰冷的 HOGMY/ECM 基水凝胶混合物移液到 24 孔培养板的 24 孔中心(每个圆顶 50 μL)。
- 板后,让圆顶在37°C的板加热器上放置1分钟,以使其粘附在板的底部。小心地倒置板,确保板底部没有冷凝,并将倒置板放入培养箱中,温度为37°C和5%CO2。
- 15分钟后,将板右侧朝上,并将750μL室温HOGMY移液到每个孔中。
注意:将培养基缓慢移液到孔的侧壁上,注意不要破坏新形成的基于3D ECM的水凝胶圆顶。 - 将所有孔充满培养基后,将板放入培养箱中,并每 3 天用 750 μL HOGM 更换培养基。每7-10天传代一次肠样。
- 肠道肠样传代
注意:以下方案适用于一个含有 NHP 类肠的 24 孔培养板,分裂率为 1:2。- 从每个孔中取出肠样培养基,注意不要破坏含有肠样的ECM圆顶,使用1,000μL移液管向每个孔中加入500μL冰冷细胞解离试剂,并在室温下孵育1分钟。
- 通过上下移液 8-12 次手动中断 ECM。将 12 孔的内容物转移到一个 15 mL 锥形管中。
- 从 24 孔培养板收集所有溶液后,向每个孔中加入 250 μL 细胞破碎试剂,以确保已从每个孔中去除所有 NHP 类肠,将最后一次冲洗添加到现有的 15 mL 锥形管中。
- 在室温(20°C)下以40rpm置于摇摆平台上15分钟。或者,在室温下手动摇动试管15分钟。
- 15分钟后,在4°C下以300× g 离心5分钟。 从 15 mL 管中取出上清液,直到只剩下沉淀。
- 将 8 mL 冰冷的 DMEM + 广谱抗生素加入一个 15 mL 锥形管中,确保沉淀充分破碎。在4°C下以300× g 离心5分钟,弃去上清液。
- 加入 600 μL HOGMY,并用 1,000 μL 移液器上下移液来破坏沉淀。将试管放在冰上,直到溶液变冷。溶液冰冷后,加入 600 μL 冰冷的 ECM 以悬浮细胞沉淀,并与 1,000 μL 移液器充分混合。重复步骤 1.3.2.-1.3.7。其余12口井。
- 有关其余步骤,请参阅步骤 1.2.11.-1.2.16。
2.肠样单层和划痕创面测定的建立
- 培养基和治疗准备
- 将 5 mL 不含钙或镁的 PBS 冷却至冰冷。
- 通过将 1 mL 广谱抗生素 (100 μg/mL) 加入 500 mL DMEM/F12(Dulbecco 改良的 Eagle 培养基/营养火腿混合物 F12 + 15 mM HEPES 缓冲液)来制备 DMEM-F12 洗涤缓冲液。保持冰冷。
- 如步骤1.1.1所述,准备100 mL HOGMY,并在工作台上加热至室温。
- 在37°C水浴中加热25mL的0.25%胰蛋白酶 - 乙二胺四乙酸(EDTA)。
- 使用不含钙或镁作为溶剂的无菌 PBS 制备 50 μg/mL、100 μg/mL 和 200 μg/mL 浓度的 HA35 用于细胞处理。HA35的最终稀释将使用HOMGY作为溶剂。
注意:HA35制剂可能需要多次稀释,因为HA35通常以大于5mg / mL的浓度从溶液中出来。
- 肠样单层形成
注意:以下程序提供的体积足以生成一个24孔肠样单层板。调整所需单层数量的体积。- 在2-8°C的冰上解冻96μL基于ECM的水凝胶BME(无酚红)过夜。 在不含钙或镁的冰冷PBS中以1:50的比例稀释基于ECM的水凝胶。用 200 μL 冰冷稀释的 ECM 基水凝胶涂覆 24 孔组织培养板的每个孔。
- 将基于ECM的水凝胶包被板在37°C和5%CO2下孵育至少1小时。从含有单层 3D 肠样的 24 孔培养板中吸出培养基,并用 500 μL 细胞解离试剂/孔替换。
- 通过上下移液 8x-12x 手动破碎基于 ECM 的水凝胶圆顶,并将 12 个孔的内容物转移到 15 mL 锥形管中。
- 用 250 μL 细胞解离试剂洗涤 12 个空孔,以确保去除所有类肠,并将内容物转移到 15 mL 锥形管中。重复步骤 2.2.5。和步骤 2.2.6。对于其余 12 个孔,使用第二个 15 mL 锥形管。
- 在4°C下以300× g 离心锥形管5分钟,弃去上清液。将 10 mL 冰冷的 DMEM-F12 洗涤缓冲液加入 15 mL 锥形管中,并通过倒置管悬浮肠样颗粒。在4°C下以300× g 离心5分钟。
- 除去上清液并将细胞沉淀重悬于12mL的37°C胰蛋白酶-EDTA中。将试管置于37°C水浴中10分钟或直到细胞看起来可溶。向每个试管中加入 3 mL DMEM-F12 洗涤缓冲液以稀释胰蛋白酶-EDTA,通过倒置试管进行混合,然后放在冰上。
- 通过 37 μM 网状细胞过滤器过滤解离的类肠,将内容物收集到干净的 15 mL 锥形管中。在4°C下以300× g 离心管5分钟。
- 当细胞在离心机中沉淀时,从培养箱中取出基于ECM的水凝胶包被板,并吸出任何多余的基于ECM的水凝胶溶液,而不会划伤包被表面或让板完全干燥。
- 从锥形管中取出上清液,并用 6 mL HOMGY 重悬细胞沉淀。将 500 μL 组合的 12 mL HOMGY 细胞悬液加入涂有 ECM 基水凝胶的 24 孔板的每个孔中,接种密度约为 3 x 105 个细胞/孔。用盖子旋转板,以确保孔内细胞的均匀分布。
- 将板在37°C和5%CO 2下孵育,每2 天交换一次HOMGY培养基,直到单层达到>90%汇合度。
- 单层处理和划痕伤口测定
- 一旦单层达到>90%汇合度,吸出培养基以去除任何无法附着的细胞。用 500 μL HA35(50 μg/mL、100 μg/mL、200 μg/mL)或 PBS 处理细胞,溶解在 HOMGY 中,持续 24 小时。
- 24小时后,取出培养基,注意不要破坏单层的表面。使用 200 μL 移液器吸头,在每个孔中单层的整个表面直径上划过线性划痕,注意不要让单层干燥。
- 用 500 μL 1x PBS 清洗划伤的单层 1x。加入 500 μL HA35(50 μg/mL、100 μg/mL、200 μg/mL)或溶解在 HOMGY 中的 PBS,并将板转移到 37 °C 和 5% CO2 培养箱内的活细胞分析仪器(材料表)中。
- 在活细胞分析软件(材料表)中的计划图标下,单击启动添加新容器向导图标,并设置扫描频率以按计划扫描。在扫描类型下创建一个新的全孔容器,指定扫描设置(即,图像通道的相位和物镜的4x),然后单击下一步。
- 从提供的列表中选择印版制造商和目录号。在 时间表 图标下,选择板将放置在活细胞分析仪器中的加号。选择所需的 扫描图案,然后通过在“板布局”页面上选择“+”来创建板图。选择 推迟分析,然后将扫描 计划 设置为每 4 小时一次,持续 24 小时,并在 容器向导摘要 页面下验证采集设置。最后,选择“添加到计划”。
- 完成 24 次检测后,在“ 查看”图标下,双击 “容器名称”,然后导出图像和动画。选择要显示的孔和一系列图像,并将其导出为 JPEG。按照步骤 2.4 使用 ImageJ21 的伤口愈合大小插件分析图像以获得伤口愈合百分比。下面。
- 划痕伤口分析
- 打开 ImageJ 软件。上传划痕伤口测定图像(.TIFF或.JPG)。
- 选择 图像>键入 > 8 位 ,将图像从 24 位 RGB 更改为 8 位。通过选择插件>宏来安装伤口愈合大小插件 >安装>伤口愈合大小插件。
- 旋转图像,使划痕垂直,并初始化伤口愈合大小工具插件。
- 在对话框中选择插件参数以最适合划痕伤口。将伤口愈合大小选项的参数值设置如下:方差窗口半径为 20,阈值为 100,饱和像素百分比为 0.001,然后为设置全局比例选择是。通过单击完成选择 OK 按钮。验证所选区域是否为伤口区域。上述参数可能需要从实验室到实验室进行标准化。
- 重复步骤 2.4.2.-2.4.4。对于每个划痕的剩余时间点。
- 计算24小时内迁移或增殖细胞的划痕区域伤口愈合百分比,如下所示:
伤口愈合百分比 =
其中 T 0 = 时间 0 小时的面积百分比,Tc = 0 小时、4 小时、12 小时或 24 小时的面积百分比。
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
HA对各种组织和器官的组织修复和伤口愈合的影响是有据可查的;然而,分子量为35 kDa的HA对胎儿或新生儿小肠愈合和再生的具体影响目前尚不清楚。为了测试HA35在胎儿或新生儿小肠模型中促进伤口愈合的能力,我们从NHP回肠组织中生成了3D肠样肠,并进一步将该组织解离成单细胞以创建2D肠衍生单层(图1A,B)。将单层生长至汇合并使用P200移液器吸头手动刮擦(图1B,C)。然后用HA35(50μg/ mL,100μg/ mL,200μg/ mL)或对照(PBS)处理单层。使用配备活细胞成像的透射光显微镜每4小时对细胞迁移和增殖到间隙中总共24小时成像22。伤口闭合率是细胞迁移速度的衡量标准,使用 ImageJ 使用伤口愈合大小插件21 量化伤口愈合百分比(图 2)。在24小时内测量划痕面积和细胞迁移速率以及伤口闭合百分比(步骤2.4.6)。 如图3所示,暴露于HA35导致细胞迁移/增殖的剂量和时间依赖性刺激,导致伤口闭合加速。在4小时和12小时时,100μg/mL和200μg/mL的HA35相对于对照组显着增加了~1.5-2.5倍的愈合(* p < 0.05)。
图1.肠生成和肠衍生单层伤口愈合测定程序。 (A)用于解离成(B)二维单层的三维非人灵长类动物肠道样的培养物。(C)单层在24孔板中生长至>90%汇合,然后用透明质酸35kDa或磷酸盐缓冲盐水处理24小时。然后用P200移液器吸头刮擦单层。比例尺 = 800 μm。 请点击此处查看此图的大图。
图2.伤口愈合测定图像和分析。 透明质酸35 kDa(100μg/ mL,200μg/ mL)的代表性图像和非人灵长类肠样单层的对照处理。在用P200移液器吸头划伤后0小时,4小时,12小时,16小时和24小时获得图像。使用活细胞分析仪以4倍放大倍率拍摄图像,并使用伤口愈合大小插件在ImageJ中进行分析。从24小时内迁移/增殖细胞计算伤口愈合百分比。比例尺 = 800 μm。 请点击此处查看此图的大图。
图3.透明质酸35 kDa(HA35)对肠样单层伤口愈合的影响。 肠样单层伤口愈合随时间的变化,取决于HA35治疗浓度。与对照组相比,HA35在100μg/mL和200μg/mL下4小时和12小时后显着增加了伤口愈合,但愈合率在24小时时在治疗之间趋同。使用学生t检验在*p < 0.05处评估显著性,表示为平均值(SEM)的平均值±标准误差(n = 6 个孔)。 请点击此处查看此图的大图。
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
早产儿的胃肠道因反复暴露于与生态失调、炎症性细菌代谢物和毒素以及间歇性缺氧相关的环境损害而承受持续的再生压力23,24。不幸的是,早产儿的肠上皮无法迅速建立功能完整性23,导致屏障功能障碍,肠道通透性增加,严重时,肠道炎症和NEC发展猖獗。
糖胺聚糖(GAGs)是一类在母乳中普遍存在的多糖,是防止NEC15,16发展的潜在生物活性因子。HA是由透明质酸合酶产生的葡萄糖醛酸和N-乙酰葡糖胺25,26的重复二糖的线性聚合物。HA可以具有促炎或抗炎特性,具体取决于大小和组织环境27,28。在肠和结肠中,内源性HA存在于隐窝上皮细胞附近的细胞外空间中,并驱动上皮增殖和正常肠道生长29,30,31。HA也是HM中的天然成分,在哺乳期30的头几周以最高浓度产生。值得注意的是,从HM或分子量~35kDa(HA 35)的市售HA中纯化的HA通过增加体内和体外结肠上皮中抗菌β防御素和TJ蛋白ZO-1的表达来防止细菌诱导的结肠炎25,27。重要的是要注意,在所有特定大小的HA(4.7kDa,16kDa,28kDa,74kDa)中,HA35是体外结肠上皮中TJ蛋白和抗菌肽表达的最有效诱导剂。此外,大MW HA(~2,000 kDa)对TJ蛋白表达没有影响,表明这些影响是大小特异性的32。我们还表明,口服HA35可加速小肠成熟,促进上皮增殖和分化,并防止NEC16的发展。在这里,使用体外划痕伤口愈合测定法测试HA35促进伤口愈合的能力。使用上述模型,发现与对照组相比,HA35在抓挠后4小时和12小时以浓度依赖性方式加速伤口闭合,澄清了关于特定大小的HA对肠道伤口愈合和组织修复的影响的知识的关键差距,从而确认了HA35在新生儿肠道伤口愈合中的有益作用。虽然HA35发挥这种作用的机制尚不清楚,但作者先前在小鼠幼崽中的数据显示,在HA35治疗后,雷帕霉素(mTOR)复合物1(mTORC1)途径的机制靶标在回肠组织中上调16。需要进一步的研究来确定该途径对这些观察到的效果的贡献。
多种体外模型已被用于研究促进肠道再生、愈合和修复的干预措施。用于肠道损伤和后续修复的最常用的体外测定是划痕伤口测定,最常见于结直肠癌 (CRC) 细胞单层33,34。然而,这种模型与早产儿肠道的生理相关性是有限的,因为CRC细胞的伤口修复在很大程度上依赖于癌细胞的高度增殖性质,而不是干细胞驱动的修复过程18。最近分离和维持源自肠上皮隐窝的肠样物的能力为探索对多种免疫或有害刺激的更具生理相关性的肠道反应以及可能的治疗干预提供了机会35。类肠细胞包含在肠段中发现的所有分化上皮细胞类型,因此可以作为研究肠道屏障损伤和修复的有效模型36,37,38。
本文描述的是使用来自早产儿NHP的回肠建立和维持肠上皮损伤和修复的 体外 肠样模型。该模型允许研究涉及上皮愈合和再生的机制途径和治疗干预。该协议中的一个关键步骤是创建一个具有相似宽度的明确定义的间隙,最大限度地减少孔间的差异。此外,在刮擦单层时,移液器吸头应与孔底部保持恒定接触,以干净地去除细胞层。应避免压力过大,以防止伤口边缘“抬起”。同样,应使用井的侧壁轻柔地执行伤口后的PBS洗涤步骤,以避免损坏剩余的单层或伤口间隙的额外扩大。最后,必须避免将板长时间保持在37°C以下,以确保板上的ECM涂层保持凝胶状,并且单层不会因ECM粘度变化而中断。
虽然该模型与传统细胞培养相比具有明显的优势,但与传统的CRC单层伤口愈合测定相比,它在技术上要求更高,成本更高且耗时。此外,所用试剂和培养基的一致性对于确保这些培养物的存活和适当维持至关重要,将细胞、试剂和ECM保持在适当的温度下也是如此。最后,原发性小肠单层是出了名的寿命短,因此此处描述的伤口测定应在达到单层汇合后立即进行。
综上所述,这些结果表明,小肠样单层可以作为一种新模型来研究通过损伤后细胞迁移和增殖过程的肠上皮再生。此外,类肠提供了更具生理可翻译性的组织来研究对分化肠细胞活力的影响。这些模型可以为剖析调节上皮修复的机制提供一个平台,并有助于识别新的治疗靶点。
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Disclosures
作者没有什么可披露的,也没有利益冲突。
Acknowledgments
此内容完全由作者负责,并不一定代表美国国立卫生研究院的官方观点。HC得到了美国国立卫生研究院P20GM134973的资助。KB由儿童医院基金会(CHF)和长老会健康基金会(PHF)资助。癌症功能基因组学核心提供的活细胞成像服务部分得到了美国国立卫生研究院国家普通医学科学研究所拨款P20GM103639和国家癌症研究所拨款P30CA225520的支持,授予俄克拉荷马大学健康科学中心斯蒂芬森癌症中心。
Materials
Name | Company | Catalog Number | Comments |
10 mL Serological Pipet | Fisher Scientific | 13-675-49 | |
100x21mm Dish, Nunclon Delta | ThermoFisher Scientific | 172931 | |
15 mL Conical tube | VWR | 89039-666 | |
24-Well, TC-Treated, Flat Bottom Plate | Corning | 3524 | |
37 µM Reversible Cell Strainer | STEMCELL Technologies | 27215 | |
50 mL Conical tube | VWR | 89039-658 | |
70 µm Sterile Cell Strainers | Fisher Scientific | FB22-363-548 | |
Albumin, Bovine (BSA) | VWR | 0332-100G | |
CellTiter-Glo 3D Cell Viability Assay | Promega | G9681 | |
Dulbecco's Modified Eagle's Medium/Nutrient Ham's Mixture F-12 (DMEM-F12) with 15 mM HEPES buffer | STEMCELL Technologies | 36254 | |
Gentle Cell Dissociation Reagent | STEMCELL Technologies | 100-0485 | |
ImageJ | NIH | imagej.nih.gov/ij/ | |
Incucyte S3 Live-Cell Analysis Instrument | Sartorius | 4647 | |
Incucyte Scratch Wound Analysis Software Module | Sartorius | 9600-0012 | |
IntestiCult Organoid Growth Medium (Human) | STEMCELL Technologies | 06010 | This is HOGMY, but without the Y-27632 or antibiotics. Also used as base for HOGM, but then only missing the antibiotics. |
Lipopolysaccharides from Escherichia coli O111:B4, purified by gel filtration chromatography | Millipore Sigma | L3012-10MG | |
Matrigel Growth Factor Reduced (GFR) Basement Membrane Matrix, Phenol Red-Free | Corning | 356231 | |
Nunc MicroWell 96-Well, Nunclon Delta-Treated, Flat-Bottom Microplate | ThermoFisher Scientific | 136101 | |
PBS (Phosphate-Buffered Saline), 1X [-] Calcium, Magnesium, pH 7.4 | Corning | 21-040-CM | |
Primocin | Invivogen | ant-pm-1 | This is broad-spectrum antibiotics |
Sodium Hyaluronate, Research Grade, HA20K | Lifecore Biomedical | HA20K-1 | |
TC20 Automated Cell Counter | Company: Bio-Rad | 1450102 | |
Trypsin-EDTA 1X, 0.25% Trypsin | Fisher Scientific | MT25053CI | |
Y-27632 | STEMCELL Technologies | 72302 |
References
- Lemons, J. A., et al. Very low birth weight outcomes of the National Institute of Child Health and Human Development Neonatal Research Network, January 1995 through December 1996. Pediatrics. 107 (1), 1 (2001).
- Burge, K., Vieira, F., Eckert, J., Chaaban, H. Lipid composition, digestion, and absorption differences among neonatal feeding strategies: Potential implications for intestinal inflammation in preterm infants. Nutrients. 13 (2), 550 (2021).
- Duffy, L. C. Interactions mediating bacterial translocation in the immature intestine. The Journal of Nutrition. 130, 2S Suppl 432-436 (2000).
- Nanthakumar, N., et al. The mechanism of excessive intestinal inflammation in necrotizing enterocolitis: An immature innate immune response. PLoS One. 6 (3), 17776 (2011).
- Nanthakumar, N. N., Fusunyan, R. D., Sanderson, I., Walker, W. A. Inflammation in the developing human intestine: A possible pathophysiologic contribution to necrotizing enterocolitis. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 97 (11), 6043-6048 (2000).
- He, Y., Lawlor, N. T., Newburg, D. S. Human milk components modulate toll-like receptor-mediated inflammation. Advances in Nutrition. 7 (1), 102-111 (2016).
- Walker, W. A., Iyengar, R. S. Breast milk, microbiota, and intestinal immune homeostasis. Pediatric Research. 77 (1-2), 220-228 (2015).
- Westerbeek, E. A., vanden Berg, A., Lafeber, H. N., Fetter, W. P., van Elburg, R. M. The effect of enteral supplementation of a prebiotic mixture of non-human milk galacto-, fructo- and acidic oligosaccharides on intestinal permeability in preterm infants. British Journal of Nutrition. 105 (2), 268-274 (2011).
- vanden Berg, A., et al. The effect of glutamine-enriched enteral nutrition on intestinal permeability in very-low-birth-weight infants: A randomized controlled trial. Journal of Parenteral and Enteral Nutrition. 30 (5), 408-414 (2006).
- Foster, J. P., Seth, R., Cole, M. J. Oral immunoglobulin for preventing necrotizing enterocolitis in preterm and low birth weight neonates. The Cochrane Database of Systematic Reviews. 4 (4), (2016).
- Maffei, D., Schanler, R. J. Human milk is the feeding strategy to prevent necrotizing enterocolitis. Seminars in Perinatology. 41 (1), 36-40 (2017).
- Patel, A. L., Kim, J. H. Human milk and necrotizing enterocolitis. Seminars in Pediatric Surgery. 27 (1), 34-38 (2018).
- Nolan, L. S., Parks, O. B., Good, M. A review of the immunomodulating components of maternal breast milk and protection against necrotizing enterocolitis. Nutrients. 12 (1), 14 (2019).
- Hill, D. R., et al. Human milk hyaluronan enhances innate defense of the intestinal epithelium. Journal of Biological Chemistry. 288 (40), 29090-29104 (2013).
- Burge, K., Bergner, E., Gunasekaran, A., Eckert, J., Chaaban, H. The role of glycosaminoglycans in protection from neonatal necrotizing enterocolitis: A narrative review. Nutrients. 12 (2), 546 (2020).
- Chaaban, H., et al. Acceleration of small intestine development and remodeling of the microbiome following hyaluronan 35 kDa treatment in neonatal mice. Nutrients. 13 (6), 2030 (2021).
- Gunasekaran, A., et al. Hyaluronan 35 kDa enhances epithelial barrier function and protects against the development of murine necrotizing enterocolitis. Pediatric Research. 87 (7), 1177-1184 (2020).
- Montenegro-Miranda, P. S., et al. A novel organoid model of damage and repair identifies HNF4α as a critical regulator of intestinal epithelial regeneration. Cellular and Molecular Gastroenterology and Hepatology. 10 (2), 209-223 (2020).
- Lee, C., Hong, S. N., Kim, E. R., Chang, D. K., Kim, Y. H. Epithelial regeneration ability of Crohn's disease assessed using patient-derived intestinal organoids. International Journal of Molecular Sciences. 22 (11), 6013 (2021).
- Gurung, S., et al. Maternal Zika virus (ZIKV) infection following vaginal inoculation with ZIKV-infected semen in timed-pregnant olive baboons. Journal of Virology. 94 (11), 00058 (2020).
- Suarez-Arnedo, A., et al. An image J plugin for the high throughput image analysis of in vitro scratch wound healing assays. PLoS One. 15 (7), 0232565 (2020).
- Kobelt, D., Walther, W., Stein, U. S. Real-time cell migration monitoring to analyze drug synergism in the scratch assay using the IncuCyte system. Methods in Molecular Biology. 2294, 133-142 (2021).
- de Jong, J. C. W., Ijssennagger, N., van Mil, S. W. C. Breast milk nutrients driving intestinal epithelial layer maturation via Wnt and Notch signaling: Implications for necrotizing enterocolitis. Biochimica et Biophysica Acta - Molecular Basis of Disease. 1867 (11), 166229 (2021).
- Yu, Y., et al. Erythropoietin protects epithelial cells from excessive autophagy and apoptosis in experimental neonatal necrotizing enterocolitis. PLoS One. 8 (7), 69620 (2013).
- Kessler, S. P., et al. Multifunctional role of 35 kilodalton hyaluronan in promoting defense of the intestinal epithelium. The Journal of Histochemistry and Cytochemistry. 66 (4), 273-287 (2018).
- Fraser, J. R. E., Laurent, T. C., Laurent, U. B. G. Hyaluronan: Its nature, distribution, functions and turnover. Journal of Internal Medicine. 242 (1), 27-33 (1997).
- Kim, Y., et al. Hyaluronan 35kDa treatment protects mice from Citrobacter rodentium infection and induces epithelial tight junction protein ZO-1 in vivo. Matrix Biology. 62, 28-39 (2017).
- Prehm, P., Schumacher, U. Inhibition of hyaluronan export from human fibroblasts by inhibitors of multidrug resistance transporters. Biochemical Pharmacology. 68 (7), 1401-1410 (2004).
- Stenson, W. F., Ciorba, M. A. Nonmicrobial activation of TLRs controls intestinal growth, wound repair, and radioprotection. Frontiers in Immunology. 11 (3591), 617510 (2021).
- Riehl, T. E., Ee, X., Stenson, W. F. Hyaluronic acid regulates normal intestinal and colonic growth in mice. American Journal of Physiology-Gastrointestinal and Liver Physiology. 303 (3), 377-388 (2012).
- Riehl, T. E., Santhanam, S., Foster, L., Ciorba, M., Stenson, W. F. CD44 and TLR4 mediate hyaluronic acid regulation of Lgr5+ stem cell proliferation, crypt fission, and intestinal growth in postnatal and adult mice. American Journal of Physiology-Gastrointestinal and Liver Physiology. 309 (11), 874-887 (2015).
- Hill, D. R., Kessler, S. P., Rho, H. K., Cowman, M. K., de la Motte, C. A. Specific-sized hyaluronan fragments promote expression of human beta-defensin 2 in intestinal epithelium. Journal of Biological Chemistry. 287 (36), 30610-30624 (2012).
- Fernando, E. H., Gordon, M. H., Beck, P. L., MacNaughton, W. K. Inhibition of intestinal epithelial wound healing through protease-activated receptor-2 activation in Caco2 cells. Journal of Pharmacology and Experimental Therapeutics. 367 (2), 382-392 (2018).
- Nyegaard, S., Christensen, B., Rasmussen, J. T. An optimized method for accurate quantification of cell migration using human small intestine cells. Metabolic Engineering Communications. 3, 76-83 (2016).
- Roodsant, T., et al. A human 2D primary organoid-derived epithelial monolayer model to study host-pathogen interaction in the small intestine. Frontiers in Cellular and Infection Microbiology. 10, 272 (2020).
- Singh, A., Poling, H. M., Spence, J. R., Wells, J. M., Helmrath, M. A. Gastrointestinal organoids: a next-generation tool for modeling human development. American Journal of Physiology-Gastrointestinal and Liver Physiology. 319 (3), 375-381 (2020).
- Foulke-Abel, J., et al. Human enteroids as an ex-vivo model of host-pathogen interactions in the gastrointestinal tract. Experimental Biology and Medicine. 239 (9), 1124-1134 (2014).
- Foulke-Abel, J., et al. Human enteroids as a model of upper small intestinal ion transport physiology and pathophysiology. Gastroenterology. 150 (3), 638-649 (2016).