هذا هو الأسلوب لإنشاء سقالة زراعة الخلايا 3-الأبعاد من المصفوفة خارج الخلية الرئوية. تتم معالجة الرئة سليمة إلى الهلاميات المائية التي يمكن أن تدعم نمو الخلايا في ثلاثة أبعاد.
مقالة منهجية
هذا هو الأسلوب لإنشاء سقالة زراعة الخلايا 3-الأبعاد من المصفوفة خارج الخلية الرئوية. تتم معالجة الرئة سليمة إلى الهلاميات المائية التي يمكن أن تدعم نمو الخلايا في ثلاثة أبعاد.
نحن هنا نقدم وسيلة لإنشاء متعددة عنصر الهلاميات المائية زراعة الخلايا في المختبر لزراعة الخلايا في الرئة. بدءا صحية أون أنسجة الرئة كتلة من الخنازير، الفئران، أو الماوس، يتم perfused الأنسجة والمغمورة في المنظفات الكيميائية اللاحقة لإزالة الحطام الخلوي. مقارنة نسيجية للأنسجة قبل وبعد المعالجة تؤكد إزالة أكثر من 95٪ من المزدوج تقطعت بهم السبل تلطيخ الحمض النووي وألفا غالاكتوزيداز تشير تتم إزالة معظم الحطام الخلوي. بعد decellularization، والنسيج هو مجفف بالتجميد ثم cryomilled إلى مسحوق. يتم هضم مسحوق مصفوفة لمدة 48 ساعة في محلول الببسين الهضم الحمضي ثم تحييد لتشكيل حل بريجل. دبق من الحل بريجل يمكن أن يتسبب من قبل الحضانة عند 37 درجة مئوية، ويمكن استخدامها تحييد التالية مباشرة أو تخزينها في 4 درجة مئوية لمدة تصل إلى أسبوعين. الطلاء يمكن تشكيلها باستخدام حل بريجل على طبق من ذهب غير المعالجة لجالذراع المرفق. الخلايا يمكن تعليقها في بريجل قبل التجميع الذاتي لتحقيق ثقافة 3D، مطلي على سطح هلام تشكلت من الخلايا التي يمكن أن تهاجر من خلال منصة الاعدام، أو مطلية على الطلاء. قدمت تعديلات على استراتيجية يمكن أن تؤثر درجة الحرارة دبق، والقوة، أو أحجام جزء من البروتين. ما وراء تشكيل هيدروجيل، يمكن زيادة صلابة هيدروجيل باستخدام genipin.
تعد ترجمة النتائج في المختبر إلى العيادة واحدة من أكثر القضايا تحديا التي تواجه الباحثين في الطب الحيوي. يعد البحث في المختبر على بلاستيك زراعة الأنسجة أسهل وأكثر ملاءمة ويحافظ على صلاحية عالية للخلايا. 1 هذا النهج هو نقطة انطلاق معقولة ، لكن النتائج لها ترجمة سريرية محدودة. على نحو متزايد ، تقوم المختبرات بدمج تركيبات ثلاثية الأبعاد لتحل محل الطرق التقليدية ثنائية الأبعاد. تتوفر المراجعات للعديد من البيئات ثلاثية الأبعاد ، من السقالات البيولوجية إلى السقالات البوليمرية. 2,3
يمكن للأطر البيولوجية أن تحاكي خصائص البيئات في الجسم الحي لأنها تحتوي على العديد من مكونات البروتين والجليكوزامينوجليكان في المصفوفة الأصلية وتوفر مواقع ربط مألوفة للخلايا للارتباط بها والتعرف عليها. ثبت أن المواد المشتقة من المصفوفة خارج الخلية (ECM) هي سقالات قادرة على ربط الخلايا وتكاثرها. 4 ينبع أحد التحديات التي تحد من تطبيق منصات الهيدروجيل ECM من خصائصها الميكانيكية الضعيفة بطبيعتها بعد الهلام. غالبا ما يكون للأنسجة الأصلية خصائص ميكانيكية أعلى من الهلاميات المائية. يمكن لعوامل التشابك غير السامة أن تزيد من الخصائص الميكانيكية للهلاميات المائية لتقليد بيئة الأنسجة الأصلية بشكل أفضل. جينيبين هو رابط متشابك طبيعي غير سام مشتق من نباتات الغردينيا مع القدرة على تكييف الخصائص الميكانيكية ECM عن كثب مع التغيرات في تركيز جينيبين5،6.
توجد جميع خلايا الجسم تقريبا في ECM التي تنتجها أو تحافظ عليها وتنظم عليها. أدى التركيز الجديد على الأهمية العالمية لإدارة المحتوى في التنظيم والحالة والوظيفة في كل عضو أو نظام إلى إنتاج منصات قائمة على المصفوفة للتحقيق في المختبر. تحت الغشاء المخاطي للأمعاء الدقيقة في الخنازير هو السقالة المشتقة من الطبيعة الأكثر دراسة على نطاق واسع ، وقد تم استخدامه لتجديد الأوتار والأربطة والعضلات الهيكلية4 وحتى العظام7. أظهرت المصفوفات من الأعضاء الأخرى والأنواع المانحة أيضا إمكانات جيدة لتجديد الأنسجة. يتسبب استخدام مكونات ECM الأجنبية في الحد الأدنى من المشكلات المتعلقة بالتعديل المناعي. بعد التخلص من المادة الخلوية المضيفة ، ستكون ECM المتبقية متشابهة في محتوى الأحماض الأمينية وتنظيمها لجميع أنواع الثديياتالأخرى 8. هناك خط متزايد من التفكير في أن أفضل طريقة لفحص تفاعلات الخلية وإدارة المحتوى في المختبر هي استخدام سقالات ECM الخاصة بالأعضاء. يوفر كل عضو تركيبة فريدة من البروتينات والبروتيوغليكان لإنشاء منافذ خلوية. توفر المنافذ الانهيار الهيكلي والوظيفي وحتى الأنزيمي للمصفوفة خارج الخلية مما يساهم في الإشارات الفيزيائية الحيوية. لتحقيق بيئة مكروية في المختبر تشبه إلى حد كبير البيئة المكروية في الجسم الحي ، فإن استخدام ECM الخاص بالأنسجة من شأنه تحسين المنافذ الخلوية للبحث.
الهدف من هذا البروتوكول هو توفير طريقة لإنشاء سقالة هيدروجيل فريدة من نوعها ل ECM للرئة. توفر هذه الطريقة منصة للبحث في المختبر حول تفاعلات خلايا الرئة وإدارة المحتوى المؤسسي.
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
| حل | تصفية العقيمة | الاتجاهات |
| DIH 2 O | نعم فعلا | DIH 2 O؛ العقيمة التي تمت تصفيتها |
| 0.1٪ تريتون X-100 الحل | نعم فعلا | تحت غطاء الدخان إضافة 100 ميكرولتر تريتون-X 100 الحل إلى 100 مل DIH 2 O وتستنهض الهمم حتى يذوب. تصفية العقيمة. |
| 2٪ Deoxycholate الحل | نعم فعلا | تحت غطاء الدخان إضافة 2 ز حل Deoxycholate الصوديوم لكل 100 مل DIH 2 O وتستنهض الهمم حتى يذوب. تصفية العقيمة |
| 1 M كلوريد الصوديوم | نعم فعلا | إضافة 58.44 جم كلوريد الصوديوم إلى 1 لتر من DIH 2 O؛ تستنهض الهمم حتى يذوب. تصفية العقيمة |
| حل الدناز | نعم فعلا | إضافة 12000وحدات الدناز إلى 1 L DIH 2 O؛ إضافة 0.156 ز MgSO 4 (مائي)، و0.222 غ CaCl 2. تستنهض الهمم حتى يذوب. تصفية العقيمة |
| برنامج تلفزيوني | نعم فعلا | الجمع بين 27.2 ز نا 2 هبو 4 · 7H 2 O (ثنائي القاعدة مائى)، 80 جم كلوريد الصوديوم، و 2 ز بوكل مع 10 لتر DIH 2 O؛ تستنهض الهمم حتى يذوب. ضبط درجة الحموضة إلى 7.4. تصفية العقيمة |
الجدول 1: حلول المطلوبة لDecellularization الأنسجة. جعل الحلول المذكورة أعلاه لعملية decellularization. تخزينها في 4 درجات مئوية. تقريبا سوف تكون هناك حاجة إلى 2.5 لتر للرئة الخنزير واحد.
1. هيدروجيل تشكيل
2. عبر ربط الهلاميات المائية لتحسين القوة الميكانيكية
3. خلية ثقافة مع الصغيرة التي يسهل اختراقها جل
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
باستخدام هذه الطريقة، لدينا انتاج الهلاميات المائية من الخنزير العادي، الفئران، والرئتين الماوس (الشكل 1). توفر الرئتين معالجة ما يقدر ب 5 ملغ، 40 ملغ، و 10 غراما من مسحوق ECM على التوالي. ويظهر لمحة عامة عن عملية في الشكل 2. تصورات رئيسية خلال عملية تشمل: ظهور الأبيض من الرئتين بعد الشطف deoxycholate. بعد تشكيل بريجل، وينبغي أن يكون الحل غير واضحة ويجب أن يظهر الحل متجانسة لعدة أشهر إذا تخزينها في 4 درجة مئوية. لق...
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
واحد من جوانب أساسية في علم الأحياء هو التنظيم الذاتي للجزيئات في الهياكل الهرمية أن تنفيذ مهمة معينة. 13 في المختبر، يعتمد التجميع الذاتي على العديد من العوامل مثل تركيز الملح، ودرجة الحموضة، ومدة الهضم. كما هو مبين، والتنظيم الذاتي أشكال هيدروجيل عندما تعود البروتينات بالفاعلات إلى درجة حرارة الفسيولوجية. هيدروجيل شكلت قادر على تعزيز مرفق الخلوي وانتشار في المختبر.
استجابة الخلايا للإشارات ا...
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
الكتاب ليس لديهم ما يكشف.
ونود أن نشكر مزارع سميثفيلد للتبرع أنسجة الرئة الخنازير سليمة. كما نود أن نشكر الدكتور هو جين يانغ، الدكتورة كرستينا تانغ وقسم الجراحة جامعة فرجينيا كومنولث البلاستيك على إتاحة الفرصة لنا لاستخدام معداتها. أعدت هيدروجيل والأنسجة عينات للوزارة شؤون المرأة في وزارة جامعة فرجينيا كومنولث التشريح ومرفق بيولوجيا الأعصاب الميكروسكوب المعتمدة، في جزء منه، بتمويل من المعاهد الوطنية للصحة NINDS مركز كور غرانت 5 P30 NS047463، وجزئيا، من خلال شكل تمويل المعاهد الوطنية للصحة NCI السرطان مركز دعم جرانت P30 CA016059. SEM التصوير العينات في جامعة فرجينيا كومنولث في تقنية النانو مرفق الأساسية توصيف (NCC). وقد تم تمويل هذا العمل من قبل مؤسسة العلوم الوطنية، CMMI 1351162.
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
| الاسم | الشركة | رقم فهرسي | التعليقات |
|---|---|---|---|
| Triton X-100 | فيشر Scientific | BP151-100 | استخدم في غطاء الدخان مع حماية العين والقفازات. |
| ديوكسي كولات الصوديوم | سيجما-ألدريتش | D6750-100 جم | استخدم في غطاء المحرك مع حماية العين والقفازات. |
| كبريتات المغنيسيوم | سيجما-ألدريتش | M7506-500 جرام | لا يوجد |
| كلوريد الكالسيوم | سيجما-ألدريتش | C1016-500 جم | لا شيء |
| DNase | Sigma-Aldrich | D5025-150KU | لا يوجد |
| حمض الهيدروكلوريك | سيجما-ألدريتش | 258148-500 مل | استخدم مع حماية العين والقفازات. |
| Pepsin | Sigma-Aldrich | P6887-5G | استخدم في غطاء الدخان مع حماية العين والقفازات. |
| هيدروكسيد الصوديوم | فيشر العلمي | BP359-500 | استخدم مع حماية العين والقفازات. |
| جينيبين | واكو للكيماويات | 078-03021 | استخدم في غطاء الدخان مع حماية العين والقفازات. |
| PBS 10x | جودة بيولوجية | 119-069-151 | لا شيء |
| PBS | VWR | 45000-448 | لا شيء |
| ورق ترشيح | Whatman | 8519 | N / A |
| مضخة يدوية | فيشر Scientific | 10-239-1 | N / A |
| دورق الخريجين | VitLab | 445941 | |
| Cryomill | SPEX | 6700 | استخدم cryogloves والعين حماية. |
| استخدام Lyophilizer FTS FlexiDry | . | ||
| اكتشاف الريومتر | HR-2 | استخدم القفازات وحماية العين. |
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