مرض الوطنية تبادل البحوث (ندري، فيلادلفيا، PA) المرفق وافق بعد الوفاة صحية لمرضى السكري والعين البشرية والقرنيات. الموافقة بروتوكول جمع الأنسجة البشرية ندري من قبل لجنة إدارية وتخضع لالمعاهد الوطنية للرقابة الصحية. وقد أجريت هذه الدراسة في إطار المركز الطبي مجلس المراجعة المعتمدة سيناي المؤسسية (IRB) بروتوكول إعفاء EX-1055. التعاون الجراحين القرنية، د. E. Maguen وY. رابينوفيتش، زودت الحافات القرنية والصلبة عن تجاهل لعزل الجذعية الثقافات الظهارية القرنية التخصيب الخلية. وقد أجريت هذه الدراسة في إطار البروتوكول العائد المحلي وافق Pro00019393.
1. الإنسان القرنية ثقافة الجهاز
ملاحظة: يتم استلام القرنيات الطبيعية لمرضى السكري أو العينين كلها في وسائط تخزين القرنية المبردة (على سبيل المثال، Optisol ع) في غضون 48 ساعة بعد الموت من المورد الوطني ندري.
- إزالة القرنيات من حاوية تخزين مع ملقط وغسلها مرتين طن (ابام) خليط من المضادات الحيوية مضاد فطري. في حالة من العيون كلها، وقطع القرنيات الخروج من الكرات مع مقص منحني. ترك ما لا يقل عن حافة الملتحمة 5 ملم وأيضا غسل القرنيات في ابام.
- إعداد هذا المزيج على وضعها في تقعر القرنية. وهو يتألف من المصل خالية الأساسية الدنيا والمتوسطة (MEM) التي تحتوي على ابام، 1 ملغ / مل العجل الجلد الكولاجين (مصنوعة من محلول المخزون من 10 ملغ / مل في حمض 0.1 N الخليك)، 1٪ أجار، والانسولين ترانسفيرين-سيلينات تكملة 7.
- الميكروويف هذا الخليط ليغلي لمدة التعقيم وحل أجار. قد يستغرق ما يصل إلى 1 دقيقة في كل شيء إلى حل. ترك غطاء أنبوب مفتوحة جزئيا لأن خليط تجاوزات بسهولة عندما يغلي. لهذا السبب، قد تكون هناك حاجة إلى عدة دورات المغلي، كل لمدة 10-15 ثانية. يبرد الخليط إلى 37-39 درجة مئوية.
- وضع القرنيات الجانب الظهارية عليها في العقيمة 60 ملم الأطباق. ملء تقعر القرنية مع ما يقرب من 0.5 مل من الخليط وصفها في 1.2. الخليط يتصلب على القرنيات داخل 2 دقيقة.
- وضع القرنيات الجانب آغار أسفل في أطباق العقيمة 60 ملم وإضافة المتوسطة كامل يحتوي على MEM مع ابام، والانسولين ترانسفيرين-سيلينات ملحق 7 (37 ° C) للحفاظ على مستواه تقريبا في حوف للثقافة واجهة الهواء السائل. حجم المتوسط هو 7-8 مل لكل طبق.
- ضع الأطباق مع القرنيات إلى 5٪ CO 2 حاضنة مرطب مع وعاء الماء (بهذه الطريقة، يتم الاحتفاظ مستوى الرطوبة عند أو فوق 95٪) عند 35 درجة مئوية (درجة الحرارة العادية القرنية). إضافة 100 ميكرولتر المتوسطة (نقطتين) يوميا على البشرة لترطيب القرنية.
- مراقبة التشكل القرنية وبقاء الخلية الظهارية مجهريا تحت الضوء المرسل باستخدام المجهر معيار مع الهدف 4X. القيام بذلك مرة واحدة في اليوم.
- تغيير المتوسط كل ثلاثة أيام. يمكن القرنيات يكون مثقف لمدة ثلاثة أسابيع على الأقل. للتجارب العلاج الجيني، والثقافة القرنيات لمدة 3-5 أيام، ثم transducه مع جينات الفائدة (4،1-4،4)، يترك لمدة 3-5 أيام آخر اعتمادا على التحوير وتخضع لبروتوكول التئام الجروح (2،1-2،4).
2. شفاء الجروح طلائي
ملاحظة: في القرنيات لمرضى السكري، والتنضير الظهارية عن طريق كشط لالميكانيكي ليس ممكنا لأن فصل الغشاء القاعدي الظهارية الهش في هذه العملية، وهو ما لا يحدث في القرنيات الطبيعية. وبالتالي، للحفاظ على القرنيات الطبيعية لمرضى السكري في ظل ظروف مماثلة من التئام الجروح، ويستخدم لإزالة الكيميائي للظهارة مع ن heptanol 19. هذا الإجراء يزيل الظهارة ولكن يترك خلف الغشاء القاعدي سليمة في كل من القرنيات الطبيعية لمرضى السكري.
- لأداء المركزي الظهارية التنضير 20، وضع 5 مم القرص ورق الترشيح غارقة في ن heptanol على السطح الأمامي القرنية المركزي لمدة 75 ثانية.
- إزالة عامل التصفية وغسل القرنيات في المتوسط الكامل. ملء التقعر مع 0.5 مل أجار الكولاجينخليط والثقافة كما في 1.4. بعد التنضير، والخلايا الظهارية عادة ما تموت وتنصل من مخلفين وراءهم الغشاء القاعدي سليمة مجهريا 7.
- استخدام 8.5 مم أقراص لخلق الجروح الظهارية أكبر في التجارب مع العلاج الجيني الحوفي الوحيد. وهذا يضمن إشراك الخلايا الجذعية الحوفي في عملية الشفاء.
- مراقبة شفاء القرنية مجهريا. جعل الصور في 4X و10X كل يوم حتى تشفى الخلل الظهارية تماما. عملية الشفاء يمكن أن يستغرق 2-15 يوما حسب الدولة (عادي أو السكري) وحجم الجرح.
ملاحظة: أثناء عملية الشفاء، ويلاحظ السوداء خلايا تشبه العنكبوت في طائرة التنسيق العليا. هذه الخلايا هي keratocytes انسجة أفكارك الذي مات بعد إزالة الظهارية 4. يتم تحديد الشفاء لتكون كاملة عندما تكون هذه الخلايا الميتة هي متضخمة من ظهارة الشفاء ولم تعد مرئية (الشكل 2، الشكل). - بعد الشفاءالانتهاء، وقطع القرنيات في النصف تضمينها في أكتوبر مركب وعملية المناعي غير المباشر على أقسام ناظم البرد أو البقع الغربية 16،21.
3. عزل الخلايا الحوفي وصيانة الجذعية الثقافات التخصيب خلية
ملاحظة: إعداد الحوفي الخلية الأولية الظهارية الجذعية (LESC) الثقافات -enriched من الحافات القرنية والصلبة. الحافات القادمة من المتبرعين الأصحاء والتخلص منها بعد تلقي عمليات زرع القرنية من الجراحين التعاون في وسائط تخزين القرنية القياسية (على سبيل المثال، Optisol). خلاف ذلك، يمكن الحصول على الثقافات التخصيب LESC من الحافات رفعه من القرنيات كلها الطبيعية لمرضى السكري أو الكرات التي وردت من ندري في وسائط تخزين القرنية.
- إذا تم استخدام القرنيات كلها أو الكرات، أولا عزل المناطق الحوفي. للقيام بذلك، ضع القرنية على طبق من البلاستيك العقيمة مع الجانب الظهارية صعودا وإزالة المنطقة الوسطى مع منقب 9 ملم (التعميم سكين القرنية).تجاهل هذا الجزء المركزي. ثم استئصال منطقة الحوفي باستخدام منقب 13 مم وتجاهل الجزء الملتحمة الخارجي. لعزل الخلايا تستخدم حافة الحوفي مثل الخبز. قبل عزل الخلايا، وإزالة الخلايا البطانية والالتزام بقايا القزحية من الجانب الداخلي للقرنية مقابل ظهارة السطح مع مسحة القطن المعقم.
- عزل أوراق خلية الحوفي باستخدام العلاج dispase. احتضان كل حافة القرنية والصلبة مع 2.4 U / dispase مل الثاني في 1.5 مل القرنية المصل خالية المتوسطة (KSFM) تستكمل مع 10٪ مصل بقري جنيني (FBS) عند 37 درجة مئوية لمدة 2 ساعة 22.
- تخفيف بلطف ورقة الحوفي الخلايا الظهارية قبالة حافة تشريح تحت المجهر ستيريو مع ملقط وفصل الخلايا في 1 مل من 0.25٪ التربسين - 0.02٪ محلول EDTA لمدة 30 دقيقة في درجة حرارة الغرفة.
- غسل الخلايا في 10 مل من المتوسط (على سبيل المثال، Epilife) وبيليه لهم في 300 x ج في أعلى الجدول أجهزة الطرد المركزي لمدة 5 دقائق في درجة حرارة الغرفة.
- عشر و resuspendخلايا الإلكترونية في مستنبت: متوسطة مع N2، B27 والمكملات نمو الخلايا الكيراتينية الإنسان، و 10 عاملا نانوغرام / مل نمو البشرة (EGF).
- البذور الخلايا في 3،000-5،000 خلية / مل في قوارير أو 60 ملم أطباق المغلفة مع خليط من البروتينات الغشاء القاعدي البشري بما في ذلك فبرونيكتين، النوع الرابع الكولاجين، و laminin (FCL)، في 0.5-1 ميكروغرام / سم 2، في KSFM متوسط.
- ثقافة الخلايا في ترطيب (95٪ أو أعلى نسبة الرطوبة) CO 2 حاضنة عند 37 درجة مئوية حتى أنها تشكل الطبقات الوحيدة متموجة بشكل كامل. وهذا قد يستغرق 1-2 أسابيع.
ملاحظة: تأكيد بانتظام هوية الخلية تلطيخ immunocytochemical إيجابي لعلامات LESC المفترضة بما في ذلك PAX6، الكيراتين (K) 14، K15، K17، وΔNp63α. وقد نشرت تفاصيل تلطيخ بما في ذلك الأجسام المضادة الأولية 8،16-18،22. - لمرور الخلايا متموجة، تعاملهم مع حل 1 مل 0.05٪ التربسين (1: 5 التخفيف من الحل 0.25٪) لمدة 10 دقيقة عند 37 درجة مئوية. إضافة 5 مل فول الصويا آرحل ypsin المانع (10 ملغ / مل) المخفف 1: 4 في المتوسط، وأجهزة الطرد المركزي الخلايا كما في 3.5.
- يغسل بيليه خلية في 3 مل من فول الصويا المخفف حل مثبط التربسين. لوحة الخلايا على FCL المغلفة (انظر 3.7) أطباق أو الشرائح غرفة زجاجية في 2 × 10 4 خلية / مل.
4. تنبيغ الفيروسة الغدانية من القرنيات-الجهاز مثقف
ملاحظة: الغدية المؤتلف (AV) وتشمل AV-ناقلات (أي الجينات إدخال)، AV-cmet (مع جين فتح إطار القراءة التقى ج)، AV-shM10 (مع shRNA إلى MMP-10)، و AV-shCF ( مع shRNA إلى كاثبسين F). هم حذف E3-E1 / 5 نوع AV التعبير عن الجينات تحت سيطرة المروج الفيروس المضخم للخلايا في وقت مبكر كبير على الفور. يتم إنشاء فيروسات-AV cmet باستخدام ناقل AV الوسادة / CMV / V5-DEST 16. يتم إنشاء الفيروسات AV-shRNA مخصصة عن طريق استنساخ فرعي من تسلسل shRNA جنبا إلى جنب مع HH1 المروج وGFP العلامة تسلسل من ناقلات iLenti-EGFP إلى هوما النسخ المتماثل غير كفء (-E1 / -E3)ن نوع AV 5 الجينوم باستخدام الغدة-4 نظام التعبير 17.
- تنبيغ واحد القرنية-عضو مثقف من كل زوج مع AV-النواقل والقرنية آخر، مع AV الجين التعبير عن تحوير. استخدام AV-cmet في ،8-1،25 × 10 8 وحدات تشكيل لوحة (PFU) في القرنية في مستنبت لمدة 48 ساعة على 37 درجة مئوية حفظ القرنيات تحت سطح المتوسط في كل بئر من صحن 24 أيضا. استخدام الفيروسات AV-shRNA في 1-2 × 10 8 PFU في القرنية.
- استخدام الفيروسات لالتنبيغ في المتوسط الكامل تستكمل مع 75 ميكروغرام / مل سترات السيلدينافيل. هذا كاشف ينشط النقل caveolin تسهيل امتصاص الفيروسي من الخلايا الظهارية 21. نظرا لنصف عمر قصير من فياغرا في المحاليل المائية، وإعادة إضافة نفس المبلغ إلى متوسطة 5/4 ساعة في وقت لاحق. العلاج القياسي هو لمدة 48 ساعة.
- نقل القرنيات لأطباق جديدة مع نهاية ملعقة العقيمة المستديرة والثقافة في وسيط وبدون AV الحفاظ على مستوى متوسط في حوف. بعد الوظيفةitional 4-8 أيام في واجهة السائل الهواء، عملية القرنيات المعالجة AV لتحليلات مختلفة أو اختبار لالتئام الجروح الظهارية (انظر أعلاه). بشكل روتيني ترطيب القرنية خلال ثقافة بإضافة 100 ميكرولتر المتوسطة (نقطتين) على الجزء العلوي من القرنية.
- لتنبيغ من الخلايا الحوفي فقط، واحتضان الفيروسات مع القرنيات في واجهة الهواء السائل مع مستوى متوسط في حوف، لتجنب تنبيغ ظهارة المركزية.
5. تنبيغ الفيروسة الغدانية من الخلايا مثقف الحوفي
- الحفاظ على الثقافات المخصب LESC في المتوسط مع 10 نانوغرام / مل EGF (انظر 3.5) على الأطباق البلاستيكية المغلفة مع الخليط FCL عند 0.5 ميكروغرام / سم 2.
- تنبيغ الخلايا المستزرعة التي وصلت إلى 70-80٪ confluency مع AV إيواء الأخضر الفلورسنت جين البروتين (AV-GFP) أو shRNA-GFP في مجموعة من تعدد العدوى سارعت AV (وزارة الداخلية: 1-300 PFU / خلية) في المتوسط مع 2 نانوغرام / مل EGF. أداء transductioن لمدة 4 ساعة على 37 درجة مئوية في حجم الحد الأدنى (0.2 مل)، يليه 20 ساعة في 0.5 مل المتوسطة. ليست هناك حاجة للcaveolin فياغرا المنشط النقل لتنبيغ ثقافة الخلية.
- استخدام واحدة من الكواشف التالية التي تسهل AV ملزمة لسطح الخلية لتعزيز كفاءة AV التنبيغ: إما polycations (1 ميكروغرام / مل بولي-L-يسين أو 5 ميكروغرام / polybrene مل)، أو 6 ميكرولتر / مل التنبيغ الكاشف ( على سبيل المثال، ViraDuctin)، أو 20 ميكرولتر / مل محسن التنبيغ (على سبيل المثال، ibiBoost).
- بعد استبدال المتوسطة لواحد من دون مركبات، واحتضان الخلايا المزروعة لمدة 4 أيام، في ترطيب CO 2 الحاضنة وتقييم مستوى التعبير GFP باستخدام المجهر الفلورسنت المقلوب.
- استخدام الصفر التئام الجروح فحص لتقييم هجرة الخلايا في الثقافات transduced AV. تنمو الخلايا في الشرائح غرفة multiwell. جعل الجروح في أحادي الطبقة التي كتبها خدش الخلايا في الحركة الخطية على التوالي مع بي 200 ميكرولترpette طرف. بعد اصابة، تغيير المتوسطة للحصول على واحدة جديدة لإزالة خلايا منفصلة.
- تصوير الجروح كل يوم مع كاميرا رقمية تعلق على مجهر مقلوب في التكبير 4X. تسجيل الوقت الذي يكون فيه الشفاء الكامل (حواف الجرح تتلامس على طول الجرح بأكمله).