RESEARCH
Peer reviewed scientific video journal
Video encyclopedia of advanced research methods
Visualizing science through experiment videos
EDUCATION
Video textbooks for undergraduate courses
Visual demonstrations of key scientific experiments
BUSINESS
Video textbooks for business education
OTHERS
Interactive video based quizzes for formative assessments
Products
RESEARCH
JoVE Journal
Peer reviewed scientific video journal
JoVE Encyclopedia of Experiments
Video encyclopedia of advanced research methods
EDUCATION
JoVE Core
Video textbooks for undergraduates
JoVE Science Education
Visual demonstrations of key scientific experiments
JoVE Lab Manual
Videos of experiments for undergraduate lab courses
BUSINESS
JoVE Business
Video textbooks for business education
Solutions
Language
ar
Menu
Menu
Menu
Menu
Research Article
Please note that some of the translations on this page are AI generated. Click here for the English version.
Erratum Notice
Important: There has been an erratum issued for this article. View Erratum Notice
Retraction Notice
The article Assisted Selection of Biomarkers by Linear Discriminant Analysis Effect Size (LEfSe) in Microbiome Data (10.3791/61715) has been retracted by the journal upon the authors' request due to a conflict regarding the data and methodology. View Retraction Notice
يهدف هذا البروتوكول إلى تحقيق الهندسة السطحية من جزيرات البنكرياس باستخدام نانوكواتينج ستاربيج أدرجت الهيبارين عن طريق الكيمياء بيورثوجونال الزائفة بين مجموعات نانوكواتينج-هيدروكسيسوكسينيميدي نومجموعات أمين من جزيرة ليلى غشاء الخلية.
يمكن حماية الخلية السطحية هندسة الخلايا مزروع من المضيف محصنة ضد الهجوم. فإنه يمكن أيضا إعادة تشكيل المناظر الطبيعية الخلوية لتحسين وظيفة الاختلاس والبقاء على قيد الحياة بعد زرع الأعضاء. هذا البروتوكول يهدف إلى تحقيق الهندسة السطحية من جزيرات البنكرياس نانوكواتينج سامسونج ستاربيج أدرجت الهيبارين (Hep-شماعة) استخدام. لتوليد نانوكواتينج Hep-شماعة للهندسة السطحية جزيرة البنكرياس، تم تصنيعه الهيبارين سوكسينيميديل succinate (الهيبارين--دائرة الصحة الوطنية) أولاً قبل التعديل أفرقتها كاربوكسيلات استخدام N-(3-dimethylamino propyl)-ن '-إيثيل كاربودييميدي هيدروكلوريد (تنمية الصادرات) و N-هيدروكسيسوكسينيميدي (NHS). ثم شكلت الخليط شماعة Hep crosslinking الأمينية فونكتيوناليزيد نهاية ثمانية مسلحين ستاربيج (ستاربيج-(NH2)8) والهيبارين--دائرة الصحة الوطنية. لطلاء السطح جزيرة ليلى، عزلت الجزيرات الماوس عبر كولاجيناز الهضم وتنقية التدرج باستخدام هيستوباك. ثم يعاملون الجزر المنعزلة مع الحل شماعة Hep الباردة الجليد لمدة 10 دقيقة للسماح الربط التساهمي بين دائرة الصحة الوطنية والمجموعات أمين من غشاء الخلية جزيرة ليلى. نانوكواتينج مع Hep-شماعة تتحمل تعديل الحد الأدنى لحجم جزيرة ليلى ووحدة التخزين وهيبارينيزيشن من الجزر مع شماعة Hep قد يقلل أيضا من لحظة رد فعل التهابات الدم بوساطة أثناء زرع جزيرة ليلى. هذا النهج "سهلة--إلى--اعتماد" معتدل ما يكفي للهندسة السطحية للخلايا الحية دون المساس بسلامة الخلية. وبالنظر إلى أن الهيبارين قد أظهرت تقارب ملزمة السيتوكينات متعددة، نانوكواتينج Hep-شماعة كما يوفر منصة مفتوحة تتيح إدماج الوسطاء البيولوجية الوظيفية غير محدود وأسطح متعددة الطبقات للمعيشة سطح الخلية الهندسة الحيوية.
محدود الفعالية العلاجية للعلاجات المستندة إلى الخلية باستبقاء خلية منخفضة وبقاء الفقراء1،2. من أجل تحسين نتائج العلاج خلية، والخلية الهندسة السطحية عن طريق التلاعب الانزيمية، تم تصريف الببتيد والكيمياء بيورثوجونال وتغليف المادية مع الحيوية المستغلة3،4، 5،6،،من78،،من910. البروتوكول الحالي يهدف إلى تحقيق الهندسة السطحية للخلايا الحية باستخدام أسلوب "سهلة--إلى--اعتماد" بتطبيق نانوكواتينج سامسونج ستاربيج أدرجت الهيبارين (الهيبارين-شماعة) سطح الخلية. هندسة السطح من جزيرات البنكرياس وعرضت هنا كمثال نظراً للطبيعة غير المتجانسة لجزر لانجرهانز وتحط نتائج زرع جزيرة السريرية الحالية.
وفي الواقع، زرع جزيرة السريرية تتم حاليا عن طريق الحقن المباشر للجزر الصغيرة المعزولة في الوريد البابي الكبدي وهذا الإجراء متوفر فقط للمرضى انتقائية بسبب ندرة المواد المانحة وانخفاض الفعالية العلاجية 11-تقليديا، كانت الجينات مادة بيولوجية الأكثر استخداماً لتغليف جزيرة ليلى وتعديل السطح، على الرغم من أنها أقل من مثالية بسبب عدم الاستقرار الكيميائي للجينات والمتصلة بالتهابات التليف12، 13. وعلاوة على ذلك، بالمقارنة مع الحجم الطبيعي للجزر الصغيرة التي تتراوح ما بين 100 إلى 200 ميكرون، كبسولات رقيقة الجينات-جزيرة صغيرة جداً أكبر، تتراوح ما بين 400 و 800 ميكرون، التي تتجاوز المسافة نشرها الفسيولوجية للأوكسجين. تغليف جزيرة الامتثالي، أي.، تغليف الجزر دون تغيير كبير في حجم جزيرة ليلى، ووضعت بعد ذلك. وهكذا، ترسب نانوميمبرانيس تتألف من الوتد، تترافلورو، غشاء السيليكون أو نانوكواتينج متعدد الطبقات (يعرف أيضا باسم تقنية "طبقة بطبقة" [LBL]) أبلغ، الأمر الذي أدى إلى تحسن في المختبر بقاء جزيرة14 ،،من1516،،من1718، على الرغم من أن نهج LBL كثير من الأحيان يتطلب الجزيرات واسعة تسليم الفترة لترسب طبقات متعددة، مما قد يعرض للخطر بقاء جزيرة ليلى . وعلاوة على ذلك، تثير عدم استقرار نانوميمبرانيس التي تعتمد على التفاعلات الالكتروستاتيكي أو التساهمية بين طبقات بيوميمبراني أو التفاعلات مسعور بين نانوميمبرانيس وسطح جزيرة ليلى أيضا شواغل9،14 , 15 , 16 , 22 , 23 , 24 , 25 , 26.
عامل آخر يحد أن يرهن العلاجية نتيجة زرع جزيرة إينترابورتال هو لحظة الدم بوساطة التحريضية رد فعل (إيبمير) الناجمة عن الاتصال المباشر من الجزيرات مزروع بالدم، أسفر عن تراكم الصفائح الدموية، تخثر الدم ويضر المناعي أو التنشيط الخلوية غير مرغوب فيها9. لمعالجة هذه المشاكل، أعد نانوكواتينج رقيقة جداً تتكون من البولي إيثيلين على شكل نجمة غليكول (ستاربيج) للمنشأة توافق مع الحياة وبراعة كجزيرة الإسكان المواد. الهيبارين، جليكوسامينوجليكان نسبة عالية، وأدرج أيضا في نانوكواتينج ستاربيج لخصائصه المضادة للالتهابات، والمضادة تخثر والقدرة على تيسير الأوعية الدموية بتجنيد برو-الأوعية عوامل النمو22، 23.
1-تلفيق أدرجت الهيبارين نانوكواتينج ستاربيج
2. الماوس جزيرة هندسة السطح مع الهيبارين-شماعة نانوكواتينج
3-وظيفة الهيبارين-شماعة المغلفة الجزيرات الماوس مقارنة بالجزر الصغيرة غير المغلفة
نانوكواتينج شماعة الهيبارين تم تصنيعه بتصريف ستاربيج-(NH2)8 والهيبارين استخدام دائرة الصحة الوطنية وتنمية الصادرات كاقتران وكلاء (الشكل 1). فحص التركيب الكيميائي نانوكواتينج الهيبارين-شماعة متر، الأشعة تحت الحمراء وكما هو مبين في الشكل 2، يمكن ملاحظة قمم مميزة الهيبارين في سم 3,300-3,600-1، المطابق لمجموعات الهيدروكسيل الهيبارين (الشكل 2 أحمر). الانخفاض في السعة الذروة في سم 3,300 – 3,600– 1 (الشكل 2 الأزرق) يمثل الاقتران بين ستاربيج-(NH2)8 مجموعات أميد ومجموعة الكربونيل الهيبارين. السعة من ذروة سم 1,650-1 يناظر أميد الكربونيل تمتد الاهتزاز انخفض أيضا، مما يشير إلى رد فعل كاف بين مجموعات كاربوكسيلات الهيبارين مع سوكسيناتي سوكسينيميديل وأمين ستاربيج-(NH2) 8-فحص الهيكل السطحي من نانوكواتينج شماعة الهيبارين مجهر القوة الذرية وهو مبين من لو et al.، نانوكواتينج كان ما يقرب من 30 نانومتر في الطول و 2 ميكرومتر في العرض مع ميزات المسامية الصغيرة (البقع الداكنة) تتراوح بين بين 100 إلى 200 نانو متر في القطر10. كما تؤكد البيانات المستقاة من الفحص المجهري الإلكتروني الممسوحة ضوئياً بنية مسامية عالية المترابطة الهيبارين-شماعة (الشكل 3)، يوحي بأنها يمكن أن تكون مناسبة لبقاء الخلية أثناء الولادة الحية.
فحص طلاء السطح من الجزر المعزولة الماوس والنحو المبين في الشكل 4، طبقة رقيقة من نانوكواتينج، سيظهر بالأسفار الأخضر أودع بالتساوي عبر سطح الجزر الصغيرة المغلفة دون أحداث تغييرات واضحة على جزيرة ليلى/حجم وحدة التخزين. أثناء الطلاء، من المستحسن أن تبقى الجزر على الجليد للمحافظة على بقائها. وبالمثل، فترة طلاء، 10 دقيقة في هذه الحالة، كان أيضا الأمثل للسماح للحفاظ على بقاء الجزر الصغيرة. تجدر الإشارة إلى أن لمراقبة أفضل نانوكواتينج، الميكروسكوب الإلكتروني أن يفحص المقاطع العرضية للجزر الصغيرة المغلفة كما ذكر سابقا9،16 سيكون من الأنسب، على الرغم من أن يتم إنشاء البيانات من الجزر الصغيرة الثابتة والمضمنة بدلاً من الجزيرات المعيشة في الثقافة.
وكان فيما يتعلق البقاء على قيد الحياة والدالة المغلفة الجزر الصغيرة وجزيرة ليلى عودة التوعي ومهامها في المقررة في المختبر. النظر في الخصائص المفيدة الهيبارين، الروغان الهيبارين على سطح جزيرة يمكن أن تسهل عودة التوعي جزيرة ليلى في الثقافة، ومن ثم قدرته على البقاء. وقد لاحظنا أن الجزر الماوس الهيبارين-شماعة مغلفة معارضها بقاء جزيرة قوية في الثقافة (الشكل 5). إلى حد كبير أكثر تقدما بتشكيل الأوعية الدموية كان واضح أيضا من جزيرة ليلى خلايا بطانية (MS1) التي كانت مثقف يشترك مع الهيبارين-شماعة مغلفة بالجزر الصغيرة، أشارت إلى هياكل تشبه ميكروفيسيل ممدود وهياكل تشبه شبكة الأوعية الدموية (الرقم 6 ).
عملية نانوكواتينج التي تكبدتها لا تأثير الأنسولين الجلوكوز-وحفز قدرة الافرازية من الجزيرات الهيبارين-شماعة المغلفة. لوحظ انخفاض مستوى إفراز الأنسولين في كل معاملة الفئات عندما كانت perfused الجزر الصغيرة مع الحل الملح الفسيولوجية وتستكمل مع سوبستيمولاتوري مستوى الجلوكوز (2 ملمول/لتر؛ الشكل 7). عندما كانت تحفز الجزر الصغيرة على مستوى أعلاه فسيولوجية من الجلوكوز (20 ملمول/لتر جلوكوز)، لوحظت زيادة في إفراز الأنسولين في كل معاملة الجماعات.

رقم 1: التركيب الكيميائي لشماعة Hep نانوكواتينج للهندسة السطحية جزيرة البنكرياس. طلاء الجزيرة حققت crosslinking التساهمية بين الهيبارين--دائرة الصحة الوطنية والامينات الأولية داخل غشاء الخلية ونجمة-شماعة-(NH2)8. وتمتلك كل جزيء الهيبارين عدة مجموعات الكربوكسيل، الذي تم تعديله لجماعة دائرة الصحة الوطنية كل. مجموعات الكربوكسيل تنشيط المستشفيات سوف تتفاعل مع الأمينات الأولية للبروتين للروابط أميد النموذج، عبر التي استقرت نانوكواتينج شماعة Hep والجزر الصغيرة. الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم-

الشكل 2 : المجففة طيف الأشعة تحت الحمراء نجمة-شماعة-(NH2)8، الهيبارين وشماعة Hep نانوكواتينج في الدولة. الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم-

الشكل 3: الممسوحة ضوئياً صور المجهر الإلكتروني لشماعة Hep في الدولة المجففة. الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم-

4 الرقم: الصور التمثيلية من الهيبارين-شماعة مغلفة بالجزر الصغيرة تحت المجهر fluorescence.
وكان الهيبارين المسمى مسبقاً مع الاتحاد الماليزي (يظهر باللون الأخضر). الصور هي الممثل للجزر 100. شريط المقياس = 100 ميكرومتر. الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم-

5 الرقم: الجزيرات الهيبارين-شماعة المغلفة أظهرت جدوى جزيرة قوية. (أ) البيانات المعروضة كالخطأ القياسي mean± من وسائل، n = 50 الجزيرات كل مجموعة. (ب) عرضت الخلايا الحية في الخلايا الخضراء والميت باللون الأحمر. شريط المقياس = 100 ميكرومتر. الصور هي الممثل للجزر الصغيرة 50. الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم-

رقم 6: ييسر نانوكواتينج شماعة الهيبارين داخل جزيرة ريفاسكولاريسيشن- ماتريجيل أنبوب تشكيل خلايا MS1 مثقف يشترك مع الهيبارين-شماعة مغلفة الجزر الصغيرة والجزر الصغيرة التحكم نونكواتيد. أخذت الصور في 4 و 24 h. مقياس بار = 100 ميكرومتر. الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم-

7 الرقم: نانوكواتينج الهيبارين-شماعة تتحمل أي تغيير في وظيفة إفراز الأنسولين ايميا. الهيبارين-شماعة الجزر الصغيرة المغلفة والجزيرات التحكم نونكواتيد (30 كل) تعرضوا ل 2 mmol/لتر (شريط بيضاء) أو 20 الجلوكوز mmol/لتر (شريط أسود) عن 30 دقيقة إفراز الأنسولين استجابة ل 20 ملمول/لتر جلوكوز كانت قابلة للمقارنة بين المغلفة والتحكم في الجزر الصغيرة. تظهر البيانات ك ± يعني الخطأ القياسي للوسائل، n = 10. الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم-
الكتاب ليس لها علاقة بالكشف عن.
يهدف هذا البروتوكول إلى تحقيق الهندسة السطحية من جزيرات البنكرياس باستخدام نانوكواتينج ستاربيج أدرجت الهيبارين عن طريق الكيمياء بيورثوجونال الزائفة بين مجموعات نانوكواتينج-هيدروكسيسوكسينيميدي نومجموعات أمين من جزيرة ليلى غشاء الخلية.
ونحن ممتنون للدعم المالي للصناديق العلوم الطبيعية الوطنية الصينية (31770968) وبرنامج بحوث تيانجين لمؤسسة التطبيق والتكنولوجيا المتقدمة (17JCZDJC33400).
| Reagent | |||
| PBS | Hyclone | AAJ207798 | |
| Streptozototin | Sigma | S0130 | |
| Histopaque | Sigma | 10831 | |
| RPMI 1640 | GIBCO، من Life Technologies | 31800022 | |
| مصل الأبقار الجنيني | جيبكو، من لايف تكنولوجيز | 16000-044 | |
| البنسلين ستربتومايسين | جيبكو ، بواسطة Life Technologies | 15140 | |
| Cell Dissociation Solution | GIBCO ، بواسطة Life Technologies | 13150-016 | |
| DMEM | GIBCO ، بواسطة Life Technologies | 12800017 | |
| D- (+) - محلول الجلوكوز | Sigma | G8644 | |
| 488 phalloidin | Sigma | A12379 | |
| CFSE | Sigma | 21888-25mg-F | |
| Annexin V / PI طقم موت الخلايا المبرمج | Dojindo | AD10 | |
| DAPI Fluoromount-G | SouthernBiotech | 0100-20 | |
| كولاجيناز من المطثية ، النوع الحادي عشر | سيجما | C7657 | |
| الهيبارين | سيجما ألدريتش | H3149 | |
| NHS | سيجما ألدريتش | 56480 | |
| EDC | Sigma-Aldrich | 3449 | |
| 8 أذرع PEG | J& K Scientific Ltd | 1685176 | |
| FAM | Sigma-Aldrich | M041100 | |
| 5 (6) - carboxyfluorescein N- succinimidyl ester | Sigma-Aldrich | 21888 | |
| KBr | J& ك ساتفيك المحدودة | 32036 | |
| 3-أمينوبروبيل-ثلاثي إيثوكسيسيلان | سيجما ألدريتش | A3648 | |
| تولوين | J& K Scientific Ltd | S-15497-20X | |
| طقم تلطيخ مباشر / ميت | Biovision ، US | K501 | |
| BD Matrigel TM< / sup> ، مصفوفة الغشاء القاعدي ، عامل النمو المخفض | BD Bioscience | 354230 | |
| كلوريد الصوديوم ، 99.5٪ | J & K Scientific Ltd | 105864 | |
| كلوريد البوتاسيوم ، 99٪ ، نقاء | إضافي J& K Scientific Ltd | 991468 | |
| بيكربونات الصوديوم ، 99.7٪ ، كاشف ACS | J& K Scientific Ltd | 988639 | |
| سداسي هيدرات كلوريد المغنيسيوم ، 99٪ ، كاشف ACS | J& K Scientific Ltd | 182158 | |
| فوسفات ثنائي هيدروجين البوتاسيوم ، 99٪ ، نقاء | إضافي J& K Scientific Ltd | 128839 | |
| كبريتات المغنيسيوم سباعي الهيدرات ، 99٪ ، لتحليل | J& K Scientific Ltd | 119370 | |
| محلول كلوريد الكالسيوم الحجمي ، 1.0 M CaCl 2< / sub > | J& K Scientific Ltd | 21114 | |
| ألبومين مصل البقر | سيجما ألدريتش | V900933 | |
| أنسولين الفئران / الفأر ELISA طقم | Millipore-linco | EZRMI-13K |