هنا ، نقدم بروتوكولا لتغليف الخلايا التقويضية ، التي تستهلك الدهون لإنتاج الحرارة في الأنسجة الدهنية داخل البطن وتزيد من تبديد الطاقة في الفئران البدينة.
مقالة منهجية
هنا ، نقدم بروتوكولا لتغليف الخلايا التقويضية ، التي تستهلك الدهون لإنتاج الحرارة في الأنسجة الدهنية داخل البطن وتزيد من تبديد الطاقة في الفئران البدينة.
وقد وضعت التغليف خلية للإيقاع خلايا قابلة للحياة داخل أغشية شبه منفذة. الخلايا مغلفة المغروسة يمكن صرف منخفض الأيض الوزن الجزيئي في أنسجة المضيف المعالجة لتحقيق البقاء على المدى الطويل. غشاء نصف نافذ يسمح المغروسة الخلايا مغلفة لتجنب رفض من قبل النظام المناعي. وقد تم تصميم هذا الإجراء التغليف لتمكين تسيطر عليها الافراج عن المركبات النشطة بيولوجيا، مثل الأنسولين والهرمونات الأخرى، والسيتوكينات. نحن هنا تصف طريقة لتغليف الخلايا الهدم، التي تستهلك الدهون لإنتاج الحرارة وتبديد الطاقة (توليد الحرارة) في الأنسجة الدهنية داخل البطن من الفئران السمينة. تغليف الخلايا تقويضي حرارة قد تكون قابلة للتطبيق المحتمل للوقاية والعلاج من السمنة والسكري من النوع 2. ويمكن أن تشمل تطبيق آخر محتمل للخلايا الهدم وإزالة السموم من الكحول او نواتج سامة أخرى والملوثات البيئية.
زيادة معدلات الإصابة بالأمراض المزمنة 1 حفزت الدراسات على زرع السكان الخلية العلاجية 2. الخلايا الجذعية Syngenic أو الصنعية هي أنواع الخلايا الأكثر استخداما لهذه التطبيقات 2. ومع ذلك، هذه العلاجات لا تسمح بالتحكم في التمايز وهجرة الخلايا الجذعية بعد زرع ولا فعالة من حيث التكلفة. زرع الخلايا المعدلة وراثيا مع وظائف مفيدة تتوقع تحسنا في علاج الكثير من الأمراض. ومع ذلك، يتم إدراج تعديلات الخلية الوراثية الجهاز المناعي للمضيف، وبالتالي، فإن هذه العلاجات تتطلب المناعة 3. وقد وضعت تغليف الخلايا المنتجة للأنسولين من قبل الدكتور تشانغ 4. وتستند هذه التقنية على تغليف الخلايا في قطرات الجينات التي يتم مغمورة في محلول كلوريد الكالسيوم. وتتكون من جزيئات الجينات من الحمض mannuronic (M) وguluronic (G) ويمكن ان تكون مرتبطة ب Ca 2+. بعد دبق، يتم تعليق الخرز حل بولي-L-ليسين (PLL). خلال هذه الخطوة، PLL بربط G و M في جزيئات الجينات التي تنص على غشاء الكبسولة. مسامية غشاء الكبسولة يمكن عن طريق التضمين متفاوتة تركيزات M وPLL، وفترة حضانة، ودرجة الحرارة. الربط من PLL يعتمد أيضا على نوع وتركيز الجينات. المصفوفات الجينات crosslinked مع الكالسيوم 2+ الأيونات، غير مستقرة في البيئة الفسيولوجية أو في محاليل مشتركة مع نسبة عالية من الفوسفات وأيونات السيترات. ويمكن لهذه المخازن استخراج الكالسيوم 2+ من الجينات وتسييل الأساسية. تسييل جوهر الجينات يوفر مساحة داخل كبسولات للحركة الخلوية والنمو. خلايا مغلفة في الجينات polyanionic مع polycationic بولي-L-ليسين (APL) هي منيعة لالمناعية ولكن لديها تدفق المواد الغذائية وهروب رأس المال من السموم. خصائص هذه APL وتمكن على المدى الطويل سوrvival الخلايا مغلفة بعد الزرع إلى المضيفين مختلفة وراثيا. إليوت وآخرون. وذكرت بقاء تعمل خلايا البنكرياس الخنزيري مغلفة في المرضى من البشر بعد تسع سنوات من غرس 5.
ويمكن تصنيف تقنيات التغليف في الكبسلة (3-800 ميكرون)، وmacroencapsulation (أكبر من 1000 ميكرون). كبسولات هي أكثر دواما من macrocapsules 6. منذ اكتشافه من قبل الدكتور تشانغ وزملاؤه في عام 1964، وقد استخدمت على نطاق واسع الكبسلة لتغليف الخلايا المنتجة للأنسولين المنشطة والهرمونات الأخرى، والجزيئات النشطة بيولوجيا 7. هذه العلاجات واجهت العديد من التحديات في الأنسجة المضيفة بما في ذلك تليف والاستجابة المناعية 8. في البداية، قد تم حلها الآثار الجانبية المرتبطة بنوعية البوليمرات الحيوية. ومع ذلك، زرع الخلايا المنشطة لا يزال يبدأ الآثار الجانبية، مثل التليف، نتيجة لهرمون overprالعامة oduction خارج غدة المتخصصة.
في العقود الأخيرة، والسمنة، ونوع وصلت السكري 2 وبائية 9. أكثر من 30٪ من الأشخاص البالغين يعانون من زيادة الوزن والسمنة 10 في جميع أنحاء العالم. زيادة داخل البطن (IAB) تشكيل الدهون يزيد من نسبة حدوث التهاب مزمن ويعزز السكري من النوع 2 وأمراض القلب والأوعية الدموية، وبعض أنواع السرطان، والحالات المرضية الأخرى 11-13. عدة أسطر من الأدلة تشير إلى أن المرضية المرتبطة الدهون IAB يمكن تجنبها من قبل الخلايا الشحمية محددة. وقد أظهرت الدراسات الحديثة أن زرع الخلايا الشحمية تحت الجلد في المنطقة IAB يمكن تحسين التمثيل الغذائي والحد من البدانة ومقاومة الانسولين في القوارض في الجسم الحي 14. ارتبط انخفاض الفعال للسمنة ومقاومة الأنسولين مع الخلايا الشحمية حرارة قادرة على تبديد الطاقة في شكل حرارة 15،16. لا يمكن أن يتحقق تعديل حرارة من الخلايا الشحمية التي كتبها ترنسفكأيشن مستقرةمن الجينات المشاركة في فك ربط بروتون الميتوكوندريا، مثل البروتين فك ربط 1 (Ucp1) أو الجينات التي تنظم التعبير عن Ucp1 والجينات حرارة أخرى 15،16. وأظهرت لنا الدراسات الحديثة أن نقص في ألدهيد نازعة 1 A1 (Aldh1a1) يؤدي إلى إعادة حرارة من IAB الدهون تقلل من البدانة ومقاومة الانسولين في هذه الفئران 17،18. والجدير بالذكر، التغليف من مولد للحرارة Aldh1a1 ناقصة (Aldh1a1 - / -) preadipocytes تتوسط نفس التأثير العلاجي في IAB الدهون في السمنة الفئران نوع البرية، مما يشير إلى فرص علاجية جديدة لعلاج IAB الدهون 18. في إعدادات التجريبية، وخلايا مغلفة تمكن الباحثين لدراسة الآثار المترتبة على السكان خلية معينة في التكلفة بطريقة فعالة 19. هنا نناقش طريقة تغليف خط الخلية تقويضي حرارة ومختبرها وتطبيق العلاجي في نموذج الفأر من السمنة. يصف بروتوكول رمراحل hree لإنتاج ميكروكابسولي (الشكل 1): تشكيل بلي الجينات (الشكل 1A)، تشكيل polycationic بولي-L-ليسين (PLL) الأغشية على سطح بلي (الشكل 1B)، وإزالة النوى الجينات (الشكل 1C).
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
وتمت الموافقة على بروتوكول الدراسة من قبل لجان أخلاقيات جامعة ولاية أوهايو. وتمت الموافقة على التجارب الحيوانية بروتوكول IACUC. تم تنفيذ جميع الإجراءات المنصوص عليها في مجلس الوزراء مستوى 2 للسلامة الأحيائية مع تدفق الصفحي. تابعنا جميع متطلبات السلامة القياسية والإجراءات. وقد تم تنفيذ تقنية الكبسلة لإعداد كبسولات كما هو موضح 17، 18.
1. الاستعدادات المواد
2. الجيني بلي إعداد (الشكل 1A)
3. بلي طلاء مع PLL (الشكل 1B)
4. إزالة الجينات الأساسية (الشكل 1C)
5. في تطبيقات المختبر لدراسة طعم أجنبي والخلية المضيفة التفاعلات أو حركية المستقلب تدفق / الدفق بين الخلايا (الشكل 2)
6. في التطبيق فيفو لTreatmوالأنف والحنجرة من السمنة (الشكل 3)
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
ويبين الشكل 1 أن كل خطوة من خطوات الإنتاج بلي يمكن السيطرة تحت المجهر. الشكل 2A يبين كيف أن تشارك في الثقافة الخلايا الشحمية مع أحادي الطبقة من الخلايا مغلفة. الشكل 2B هو مثال الممثلين الدراسة الكمية باستخدام خلية شحمية / كبسولات المشترك الثقافات التي وقد وصفت في القسم 5. لست] من تم تحليل الخلايا الشحمية باستخدام طخة غربية. لم تحليل خلايا مغلفة في هذه التجربة. استخدمت ATGL الابتدائية والأجسام المضادة β الأكتين في 1: 1000 التخفيف. ...
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
وقد استخدمت أساليب مختلفة لتغليف الخلايا، بما في ذلك التجفيف، وقذف، ومستحلب 19. في هذه الطريقة، تنبثق حبات الجينات من خلال إبرة، ثم المغلفة مع PLL وسيتم حل جوهر الجينات لاستكمال التغليف. على الرغم من أن هذه الطريقة قد استخدمت لسنوات، وتشكيل حبات مع الحجم المطلوب والشكل الكروي لا يزال تحديا. حجم الكبسولات يعتمد بشكل كبير على لزوجة حل الجينات الصوديوم، قطر الطارد والمسافة بين رأس الإبرة والحل CaCl 2 20. ويتم إنتاج حبات أصغر وأقصر مسافة بين رأس الإبرة...
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
لم يتم الإعلان عن تضارب في المصالح.
نود أن نشكر جنيفر بيتروسينو وديفيد DiSilvestro للمساعدة التحريرية. وأيد هذا البحث من قبل جائزة الرقم 20020728 من مجلس البيض الأمريكي وجائزة الرقم 10040042 من نوفو نورديسك الصيدلة فضلا عن مركز للأغذية والابتكار، ومكتب للشؤون الدولية، ومركز بحوث الأغذية وظيفية متقدمة، وريادة الأعمال في جامعة ولاية أوهايو، وكذلك منح المؤسسة الوطنية للعلوم EEC-0914790 (LJL). مشروع وصف وبدعم من جائزة عدد R21OD017244 (OZ) وUL1RR025755 (OSUCCC) من المركز الوطني للبحوث الموارد، بتمويل من مكتب المدير والمعاهد الوطنية للصحة (OD) وبدعم من المعاهد الوطنية للصحة خارطة الطريق للبحوث الطبية و NCI P30CA16058. المحتوى هو فقط من مسؤولية الكتاب ولا تمثل بالضرورة وجهة النظر الرسمية للمركز الوطني للبحوث الموارد أو المعاهد الوطنية للصحة.
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
| الاسم | الشركة | رقم فهرسي | التعليقات |
|---|---|---|---|
| جهاز التغليف (VAR V1) Nisco | LIN-0042 | None | |
| KD مضخة حقنة علمية | KD علمية | 780100Y | لا شيء |
| مجهر أوليمبوس ؛ | أوليمبوس البصرية | IX70-S8F2 | لا شيء |
| ألجينات الصوديوم | سيجما | MKBP8122V | لا شيء |
| بولي إل ليسين هيدروبروميد (PLL) | سيجما | 020M5006V | لا شيء |
| كلوريد الكالسيوم | سيجما | SLBJ2662V | لا شيء |
| سترات الصوديوم ثنائي هيدرات ثلاثي القاعدة | سيجما | 030M0200 | لا شيء |
| كلوريد الصوديوم | سيجما | SLBD2595V | لا شيء |
| Mini-PROTEAN TGX Gels | Bio-Rad | 456-1093 | لا يوجد |
| ATGL الجسم المضاد الأساسي (من الأرنب) | إشارات الخلية | 2138S | لا شيء |
| الجسم المضاد الثانوي (مضاد للأرانب) | LI-COR | 926-68071 | لا شيء |
| اختبار الترسيب المناعي الراديوي (RIPA) المخزن المؤقت | Boston BioProducts | D25Y6Z | لا يوجد |
| فوسفات مخزن مؤقت محلول ملحي (PBS) | سيجما | RNBD2893 | لا شيء |
| التربسين | جيبكو | 25200-056 | لا شيء |
| الكورتيزون 10 مرهم مضاد للحكة | كورتيزون 10 | C4029138 | لا شيء |
| وسط النسر المعدل من دولبيكو (DMEM) | جيبكو | 11965-092 | لا شيء |
| مصل العجل حديثي الولادة (CS) | سيجما | N4762 | لا شيء |
| مصل بقري الجنين (FBS) | سيجما | F4135 | لا شيء |
| 3-إيزوبوتيل -1-ميثيل زانثين (IBMX) | سيجما | I0516 | لا شيء |
| ديكساميثازون | سيجما | D4902 | لا يوجد |
| أنسولين (بقري) | سيجما | I5879 | لا شيء |
| كوكتيل مثبطات للبروتياز | روش | 4693159001 | لا شيء |
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
طلب إذن لإعادة استخدام النص أو الأشكال في مقالة JoVE هذه
طلب إذن