ويصف هذا البروتوكول رواية ثلاثية الأبعاد في المختبر نموذجا، حيث القرنية الخلايا اللحمية والخلايا العصبية متمايزة مثقف معا المساعدة في دراسة وفهم التفاعلات بين أنواع الخلايا اثنين.
مقالة منهجية
ويصف هذا البروتوكول رواية ثلاثية الأبعاد في المختبر نموذجا، حيث القرنية الخلايا اللحمية والخلايا العصبية متمايزة مثقف معا المساعدة في دراسة وفهم التفاعلات بين أنواع الخلايا اثنين.
هندسة الأنسجة اكتسبت اعترافاً كبيرا بسبب الطلب المرتفع على استبدال القرنية البشرية مع حوالي 10 مليون شخص في العالم يعانون من فقدان الرؤية القرنية1. لمواجهة الطلب على القرنيات البشرية قابلة للاستمرار، إحراز تقدم كبير في الأنسجة (3D) ثلاثي الأبعاد الهندسية جعلت2،،من34. هذه القرنية النماذج مجموعة من أنظمة أحادي الطبقة البسيطة لنماذج متعددة الطبقات، مما يؤدي إلى 3D كاملة-سمك القرنية مكافئات2.
ومع ذلك، استخدام القرنية 3D هندسة الأنسجة في السياق في المختبر نماذج المرض درس للتاريخ يفتقر إلى تشابه هيكل متعدد الطبقات 3D أنسجة القرنية والدالة، والربط الشبكي لأنواع مختلفة من الخلايا (أي، العصبية، ظهارة وسدى، والبطانة)2،3. وباﻹضافة إلى ذلك، زاد الطلب على الأنسجة في المختبر القرنية في نماذج في محاولة للحد من التجارب الحيوانية للمنتجات الصيدلانية. وهكذا، نماذج أكثر تطورا مطالبون بتطابق أفضل نظم للاحتياجات الفيزيولوجية البشرية، وتطوير نموذج أكثر ملاءمة للسكان المريض ضرورية للغاية. نظراً لأن العديد من أنواع الخلايا في القرنية المتأثرة بالأمراض وضمور، مثل القرنية المخروطية والسكري كيراتوباثي فوكس، يشمل هذا النموذج نموذج 3D ثقافة المشارك الرئيسي القرنية البشرية الليفية (هكفس) من الجهات المانحة صحية والخلايا العصبية من ش-SY5Y خط الخلية. وهذا يسمح لنا للمرة الأولى للتحقيق في التفاعلات بين أنواع الخلايا اثنين داخل أنسجة القرنية البشرية. ونحن نعتقد أن هذا النموذج يمكن أن يحتمل أن تشريح الآليات الكامنة المرتبطة بتفاعلات stromal الأعصاب أمراض القرنية الذي يحمل الأضرار العصبية. مرايا الطبيعة التشريحية والفسيولوجية الأساسية لانسجة القرنية في فيفو هذا النموذج الثلاثي الأبعاد ويمكن استخدامها في المستقبل كأداة للتحقيق في عيوب القرنية، فضلا عن فحص مدى فعالية مختلف العوامل قبل إجراء التجارب الحيوانية.
في جسم الإنسان، هو القرنية الأنسجة الأكثر كثافة إينيرفاتيد. الأعصاب هي المسؤولة عن مختلف الأحاسيس مثل اللمس، الألم، ودرجة الحرارة، ولها أيضا دور أساسي في التئام الجروح، ووميض ردود الفعل، المسيل للدموع إنتاج وإفراز5،،من67. في القرنية، تنشأ من الضفيرة حوفي stromal العصب جذوع وأدخل سدى القرنية الطرفية إشعاعيا. المنظمة العصب stromal موازية ل lamellae الكولاجين، وهم كذلك فرع في كراسات أصغر حجماً كما أنها تمضي نحو5،ستروما سطحية8. الألياف العصبية كذلك اختراق الطبقة الظهارية وهكذا، تعصيب على نطاق واسع ينتشر عبر ظهارة القرنية وسدى. ولذلك، تعصيب دوراً أساسيا في حالة صحية والمريضة للقرنية. في هذا البروتوكول، تكشف لنا النهوض برواية ثلاثية الأبعاد في المختبر نموذجا، وهو أول نوعه لمحاكاة التفاعلات stromal الأعصاب في الجسم الحي . واستخدمت خط الخلية SH-SY5Y لهذه الدراسة، كما أنها واحدة من الخطوط الأكثر رسوخا، وكذلك تتسم المستخدمة لدراسة نمو الخلايا العصبية. قد وصفت خط الخلية SH-SY5Y لإنتاج كلا ملتصقة الركازة (S-نوع) ونيوروبلاستيك (من نوع N) الخلايا التي يمكن أن تخضع ترانسديفيرينتييشن9. كنتيجة لذلك، على الرغم من أن هذا الخط خلية مشتق من مجموعة سوبكلون متعاقبة ثلاثي ن نوع الخلايا، فإنه يحتوي أيضا على عدد صغير من S-نوع الخلايا قادرة على يمر بالتمايز إلى الخلايا العصبية من خلال استخدام الريتينويك الحمضية والمستمدة من الدماغ عامل نيوروتروفيك9. وهذا يوفر أداة يمكن أن تؤدي إلى فهم أفضل لمضاعفات القرنية المرتبطة باعتلال الشبكية السكري (مارك ألماني) وغيرها من أمراض العين. بسبب الصعوبات المرتبطة بالحصول على واستزراع الخلايا العصبية من المرضى المصابين بأمراض العين، يوفر هذا النموذج ثلاثي الأبعاد في المختبر آثار كبيرة في دراسة التفاعلات بين الخلايا العصبية والإشارات مع سدى القرنية.
وكثيراً ما تؤثر ظروف المريضة مختلف أنسجة الجسم على نطاق واسع جداً، مما يؤدي إلى نوعية حياة الشبهة. ضمور العين هي المضاعفات المشتركة غالباً ما ترتبط مع الأمراض الجهازية ويؤدي إلى فقدان البصر أو فقدان الرؤية حتى الدائمة. دراسات شاملة غالباً ما تكون ضرورية لفهم أفضل لحالة المرض، فضلا عن آثار على المستوى الخلوي القاعدية. قد وضعت نماذج مختلفة في الجسم الحي وفي المختبر دراسة آثار تلك الأمراض، مع مساعدة الأنسجة التطبيقات الهندسية. تطبيقات هندسة الأنسجة القرنية قد حصل على اهتمام كبير عبر مختلف ميادين العلوم10،،من1112،،من1314، ولكن هناك قيود لا تزال كبيرة خلال التطبيق الفعلي، بما في ذلك القرنية graft الرفض، والالتهابات، و تندب10،11،،،من1213،14. وهناك العديد من الدراسات التي نجحت في تطوير وإنشاء مختلف في المختبر نماذج3،،من1516،،من1718، 1920،،،من2123،22،24،،من2526. نماذج ثلاثية الأبعاد في المختبر هي الواعدة وذات أهمية علمية كبيرة. من المعروف أن أفضل مرآة في فيفو الخلوية والفسيولوجية الأحداث التي هي حاسمة خلال التليف والجرح الشفاء15،27،،من2829نماذج ثلاثية الأبعاد. هذه النماذج في المختبر يلعب دوراً أساسيا في إيجاد نهج علاجية جديدة لعلاج الحالات المرضية المختلفة بما في ذلك مضاعفات القرنية. وعلى الرغم من الدور الحاسم الذي تؤديه تعصيب في وظائف القرنية، أحرز القليل من الجهد لتعزيز انتشار الأعصاب الطرفية داخل القرنية بنيات هندسة الأنسجة2،3. بيد تحاكي بنيات خلية المقترحة 3D في المختبر الأنسجة المستهدفة بغية تحقيق وظائف الأنسجة المرجوة.
بينما كيراتوباثي السكري تطبيق واضح لنموذج الموضحة هنا بسبب العيوب العصبية، وهناك عدة أمراض القرنية الأخرى يمكن أن تستفيد من نموذج بشرية في المختبر بما في ذلك ضمور القرنية المخروطية وفوكس. لدينا نموذج ثلاثي الأبعاد ينبثق من هذا الاحتمال، ويقترح تطوير تمثيل في المختبر من أنسجة القرنية لتقييم إيصال الأدوية وسلامة الأدوية العين الجديدة.
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
هذا البروتوكول يتبع المبادئ التوجيهية للمجلس استعراض جامعة أوكلاهوما مركز علوم الصحة/المؤسسية (4509 # مجلس الهجرة واللاجئين). واجتمع جميع أجزاء من البروتوكول مبادئ إعلان هلسنكي. وتم الحصول على عينات القرنية من التنمية الوطنية ومعهد البحوث (ندري) ومصرف العين الليونز أوكلاهوما.
1-عزل الخلايا الأولية
2-الأولية هكفس الثقافة والجمعية 3D بنيات
3-الخلية التمايز والثقافات المشتركة
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
ويمثل الشكل 1 صورة تمثيلية خطوة بخطوة لعمل نموذج ثلاثي الأبعاد في المختبر . في الخطوة الأولى، خلايا معزولة من القرنيات البشرية. ثم، فهي تزرع في غشاء البولي وحفز مع فيتامين (ج) لتجميع مصفوفة 3D يفرز ذاتيا. يدفع هذا النظام بناء 3D توليف الطبقات الخلوية في فيفو--مثل مصفوفة اللحمية. وبعد ذلك، يتم المصنف الخلايا نيوروبلاستوما أعلى الخلايا اللحمية متبوعاً بالشروع في تمايز الخلايا العصبية. وهذا يؤدي إلى ثقافة المشارك القرنية الخلايا اللحمية والخلاي...
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
العديد من الدراسات ركزت على تطوير النماذج الحيوانية المختلفة التي يمكن أن تساعد في تطوير فهم أفضل لأمراض القرنية فضلا عن اكتشاف العلاجات. ومع ذلك، لم يتم التحقق قيمة كبيرة للبشر من هذه الدراسات. حتى الآن، تم وضع نماذج مختلفة في المختبر والتحقيق على نطاق واسع نظراً لأهميتها السريرية ملحوظا. نموذجنا المحددة سابقا 3D في المختبر هو نظام رواية التي تساهم في تقدم العلوم الطبية في أبحاث الرؤية إلى حد كبير ويظهر قدرة طاهر مشيرة في فيفو الأحداث في المختبر28 , ...
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
الكتاب يعلن لا تضارب المصالح المالية.
نود أن أتقدم بخالص الشكر إلى الدكتور بن فاولر لمساعدته التقنية مع تجارب ال.
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
| الاسم | الشركة | رقم فهرسي | التعليقات |
|---|---|---|---|
| أنسجة القرنية السليمة | NDRI | عينات من متبرعين بدون صدمة في العين أو مرض جهازي | |
| Dulbecco s محلول الفوسفات المخزن (1X) | Gibco من Life Technologies | 14190-144 | |
| ملقط معقم | Fischer Scientific | 13-812-42 | Fisherbrand تشريح ملقط منشق مدبب فائق الدقة |
| شفرات حلاقة أحادية الحافة | Personna | 270100 | |
| شفرات مشرط جراحية معقمة رقم 10 | شفرة جراحية للريشة | 2976 # 10 | |
| نسر s الحد الأدنى من الوسط الأساسي | ATCC | 30-2003 | |
| مصل الأبقار الجنيني | Atlanta Biologicals | S11550 | 10٪ FBS مطلوب لإعداد الوسائط |
| المضاد الحيوي ومضاد للفطريات (100X) | Gibco من Life Technologies | 15240-062 | مطلوب 1٪ مضاد حيوي - مضاد للفطريات لإعداد الوسائط |
| 0.05٪ Trypsin EDTA (1X) | Gibco من Life Technologies | 25300062 | |
| إدراج غشاء البولي كربونات مع 0.4-& mu ؛ م المسام | كورنينج كوستار | 3412 | |
| 2-O- & alpha ؛ -Dglucopyranosyl-L-ascorbic acid (فيتامين C) | Sigma-Aldrich | SMB00390-14 | يجب استخدام تركيز 0.5 ملي مولار للدراسة |
| كتلة الشمع | VWR | 50-949-027 | |
| SH-SY5Y خلايا الورم الأرومي العصبي | ATCC | SHSY5YATCC CRL-2266 | |
| حمض الريتينويك | سيجما ألدريتش | SRP3014-10UG | استخدام التركيز النهائي ل 10uM |
| BDNF | Sigma-Aldrich | R2625-100MG | يجب استخدام التركيز النهائي ل 2 نانومتر |
| ميثيل سلفوكسيد (DMSO) | VWR-Alfa Aesar | 67-68-5 | Ultra Pure Grade-Sterile DMSO لاستخدامه |
| ثقافة الخلايا الحرارية العلمية المعالجة EasYFlasks (T25) | فيشر العلمي | 12-565-351 | |
| ثقافة الخلايا الحرارية العلمية المعالجة EasYFlasks (T75) | فيشر Scientific | 12-565-349 |
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