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Selection of Biomarkers by Linear Discriminant Analysis Effect Size (LEfSe) in Microbiome Data (10.3791/61715) has been retracted by the journal upon the authors' request due to a conflict regarding the data and methodology.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
التركيز الرئيسي لهذا البروتوكول كفاءة عزل الثقافات glomeruli الأولية قابلة للبقاء مع الحد الأدنى من الملوثات لاستخدامها في مجموعة متنوعة من التطبيقات المتلقين للمعلومات. الاحتفاظ بعلاقات هيكلية بين أنواع الخلايا مكون glomeruli معزولة ويمكن مثقف السابقين فيفو لفترة قصيرة.
الحفاظ على بنية الكبيبي والدالة دور أساسي في الوقاية من التهاب الكلية، وفئة من أمراض الكلي تميزت بروتينية يمكن أن تؤدي في نهاية المطاف إلى المزمنة ونهاية مرحلة المرض الكلوي. الكبيبة جهاز معقد مسؤولة عن تنقية البلازما من الجسم. في المرض، يتم فقدان السلامة الهيكلية ويسمح بتسرب محتويات البلازما غير طبيعية في البول. طريقة لعزل ودراسة جلوميرولي في الثقافة أمر بالغ الأهمية لدراسة هذه الأمراض. ويرد في هذا البروتوكول، طريقة فعالة لاسترداد glomeruli سليمة من الفئران الكبار الكلي مع المحافظة على الخصائص الهيكلية والمورفولوجية. هذه العملية قادرة على توليد عالية الغلة من glomeruli الواحد الكلي مع الحد الأدنى من التلوث من سائر شرائح كليون. بهذه جلوميرولي، يمكن أن تحاكي ظروف الإصابة التي تفرخ منهم مع مجموعة متنوعة من السموم الكيميائية، بما في ذلك سلفات البروتامين، وهي أسباب القدم إغاراته العملية وبروتينيه في نماذج حيوانية. ويمكن تقييم درجة الإصابة باستخدام مجهر إلكتروني وتلطيخ الفلورة والنشاف الغربية. ويمكن أيضا تقييم نيفرين ومستويات Wilms الورم 1 (WT1) من هذه الثقافات. نظراً لسهولة ومرونة من هذا البروتوكول، يمكن أن تستخدم glomeruli معزولة كما هو موضح أو بطريقة تناسب احتياجات الباحث لمساعدة أفضل دراسة الصحة الكبيبي وهيكل في الدول المريضة.
الكبيبة درجة عالية من التخصص خصل من الشعيرات الدموية المسؤولة عن الترشيح لتعميم البلازما. وهو يشكل بداية كليون، وهي الوحدة الوظيفية الأساسية للكلى. يتم تعريف الدالة الكبيبي بطانة شعرية فريد فينيستراتيد وشق الحجاب الحاجز من بودوسيتيس وغشاء الفاصلة. وتشكل هذه الطبقات حاجز سيميبيرميابل للسماح لإفراز المواد انتقائية في فيلتراتي. الماء والايونات والجزيئات الصغيرة الأخرى عموما تمر عبر، بينما تبقى الجزيئات الكبيرة في البلازما. بودوسيتيس هي الخلايا الظهارية المتخصصة أن تنتشر على الغشاء السفلي، المحيطة بالشعيرات الدموية مع إسقاطات هيولى المعروفة باسم عمليات سيرا على الأقدام. عمليات بودوسيتيس المتاخمة إينتيرديجيتاتي القدم وعبرت بشق أغشية تتكون من البروتينات مثل نيفرين، بودسين، فكادهيرين وزوى--11. في المقطع العرضي، قدم هذه العمليات بالتساوي مرتبة على الغشاء السفلي. في glomeruli المريضة، تصبح عمليات القدم صارخ غير طبيعي أو "ديانتهم"، مما أدى إلى تسرب غير طبيعي من محتويات البلازما إلى فيلتراتي. على هذا النحو، والضرر الكبيبي عموما تتميز بوجود كميات كبيرة عادية من البروتين (بروتينيةمثلاً ) و/أو خلايا الدم الحمراء في البول (بيله دمويةمثلاً ). وبالإضافة إلى ذلك، تفقد الجرحى بودوسيتيس التعبير نيفرين، فضلا عن أن منظم Wilms الورم 1 (WT1)، بروتين رئيسية مسؤولة عن الحفاظ على التمايز2،3. جلوميرولي هي هدفا أساسيا للضرر في حدوث السكري والأخرى جلوميرولونيفريتيديس مثل المرض سوى تغيير طفيف، وحدوث الغشائي، والتنسيق القطاعي glomerulosclerosis. هذه الأمراض هي الأسباب الرئيسية للفشل الكلوي التدريجي ووضع نهاية مرحلة المرض الكلوي، وشرط الذي يعتمد بقاء الغسيل الكلوي أو زرع الكلي. ولذلك، من المهم دراسة glomeruli فهم أفضل لأمراض الكلي المزمنة مرض (كد).
نظام ثقافة خلية أمر بالغ الأهمية لدراسة البيولوجيا الكبيبي. نظراً لدورها المركزي في توليد فتحه الحجاب الحاجز، فضلا عن وجود أمراض معينة بروتينوريك بسبب شق غشاء بروتين الطفرات، استخدمت الكثير من البحوث ومن المفهوم أن بودوسيتي في عزلة. وادي ذلك إلى توليد خطوط الخلايا بودوسيتي الأولية استخدامها في المختبر. هذه الخلايا يمكن أن تكون مثقف تحت مجموعة متنوعة من الظروف، وحتى يمكن أن تزرع على نفاذية يدعم تقييم نفاذية4. ومع ذلك، عزل الخلايا المتكاثرة كثيرا ما يختار ديديفيرينتياتيد الخلايا التي فقدت بعض علامات بودوسيتي على. وهذا أدى إلى توليد مخلدة مشروط بودوسيتيس المستمدة من سلالة ماوس المحورة وراثيا تحمل متحولة حساسة للحرارة SV40 كبيرة تي الجينات (مثل إيمورتوموسي)، التي يمكن أن تزرع في الثقافة ولكن أيضا أن تكون متباينة للتعبير عن مجموعة كاملة من علامات بودوسيتي5. هذه الأساليب من الثقافة الأولية كانت محورية في فهم بيولوجيا بودوسيتي4،،من67.
ومع ذلك، الثقافات التي تحتوي على أنواع خلية مفردة تفتقر إلى العلاقات بين الخلايا التي تحدث في فيفو ، فضلا عن دعم هيكل والمصفوفات، ومونولاييرس من هذه الخلايا لا الخص بالضرورة ثلاثي الأبعاد بنية glomeruli. بودوسيتيس مخلدة أيضا يمكن أن تكون مرهقة ومليئة بالتحديات الثقافة8، وتتطلب حيازة أما إيمورتوموسي أو قاسمة انطلاق من الخلايا في المنشأة المحققين الشروع في العمل. علاوة على ذلك، يتكون في الكبيبة ليس فقط بودوسيتيس، ولكن أيضا خلايا بطانية الشعرية والغشاء، كذلك خلايا mesangial التي توفر الدعم للهيكل. ولذلك أنها مفيدة لوضع السابقين فيفو نهج متاح لجميع المحققين لدراسة سليمة جلوميرولي التي تحتفظ بها الهندسة المعمارية الأصلية، فضلا عن كافة الخلايا التي تشكل الكبيبة العادية.
ووصف كوك وبيكرينغ في عام 1958، عزل أول glomeruli من الكلي أرنب. بعد الملاحظات أن أصبح قدم انصمام الدهون في جلوميرولي، افترض أن جزيئات من نفس الحجم يمكن أن تستخدم لعزل هذه الهياكل على وجه التحديد. وفي الواقع، ضخ جسيمات أكسيد الحديد في الكلي أدى إلى محاصرة هذه الجسيمات في glomeruli. بعد الانفصال الميكانيكية والنخل الكلي، يمكن glomeruli عزل سليمة ومع نقاء عن طريق استخدام الفاصل المغناطيسي9. في عام 1971، ميسرا أظهرت أن أكسيد الحديد يمكن حذف دفعات، والعزل الكبيبي مع النخل مفروم الإنسان، الكلب، والأرانب أو الفئران أنسجة الكلي10. هذا الأسلوب قد تم تعديلها منذ ثم تبعاً لهدف المحققين ولكن أدى أساسا إلى تنقية الأعمال التحضيرية التي يمكن دراستها كذلك أو التي يمكن أن تكون الثقافات الخلية الابتدائية أنشئت11،12 , 13 , 14 , 15 , 16 , 17.
هنا يمكننا وصف بروتوكول لعزل glomeruli سليمة قابلة للاستمرار من الكلي الفئران. بروتوكول كامل يستغرق ساعات قليلة فقط. على الرغم من أنها لا تتكاثر، يمكن دعم الخطط التجريبية لأي حجم ببساطة زيادة عدد الكلي كابتداء من المواد. بينما هناك بروتوكولات المنشورة لفصل المغناطيسية حبة glomeruli، أنها تتطلب حقن الوريد الخرز وهي أكثر تكلفة، وقد يغير بيولوجيا منذ الخرز يتم أما الاحتفاظ جلوميرولي في الثقافة أو تتطلب الكبيبي " ليسينج "وإزالتها بواسطة الطرد المركزي19. مقارنة glomeruli الماوس، حجم أكبر من الفئران جلوميرولي (ما يقرب من 100 ميكرومتر في الفئران هما شهرا من العمر18) يجعلها أسهل بكثير لفصلها عن غيرها من الهياكل الكلي باستخدام تقنية سيفينج بسيطة.
وكدليل على فائدتها، اتسمت نحن glomeruli لإظهار أنواع الخلايا المختلفة. يمكن أيضا أن يتعرضوا لعوامل معروفة لتصيب glomeruli الحية، ونظهر الآثار السلبية من كبريتات البروتامين (PS) على هذه الثقافات. ملاحظة: هو بوليكيشن أن يحيد أنيونى المواقع على طول الجدار الشعرية الكبيبي20. تحييد هذا له تأثير كبير على الحاجز الترشيح الكبيبي وذلك يزيد إغاراته عملية بروتينية وسيرا على الأقدام. ويمكن تقييم هذه جلوميرولي مع إيمونوبلوتس للبروتينات الرئيسية مثل نيفرين و WT1 لتقييم الصحة العامة. وعلاوة على ذلك، يمكن تقييم هيكلها مع الضوء، الفلورة والمجهر الإلكتروني.
عموما، أن هذا البروتوكول الوصول إلى معظم المحققين (واحد فقط يحتاج إلى الوصول إلى الحيوانات وبعض المعدات البسيطة). مع الميزات المورفولوجية ترك غير التالفة، الباحث قادراً على تحليل جلوميرولي وانظر كيف سائر أنواع الخلايا الهامة والحفاظ على المصفوفة في جلوميرولي تؤثر على تطور وظيفة والمرض، عيب ثقافات بودوسيتي.
عليها جميع الأساليب الموصوفة هنا "رعاية الحيوان المؤسسية" واستخدام اللجنة (إياكوك) من جامعة بيتسبرغ.
1-عزل Glomeruli الفئران
2-الإصابة جلوميرولي
3-إعداد جلوميرولي للتحليل
يمكن أن تكتمل في أقل من 2 ح البروتوكول من وقت القتل الرحيم لعزله glomeruli وعالية الإنتاجية والكفاءة. مع الاستخدام السليم لهذه التقنية، يتراوح عائد جلوميرولي كل الفئران الكلي glomeruli 6,000-10,000 عند بدء تشغيل مع الكلي 8. تعليق نهائي هو المزدحمة مع جلوميرولي ونقاء شاملة > 95%، عرض الحد الأدنى من التلوث من شرائح أنبوبي أو أنواع الخلايا الأخرى (الشكل 1أ، ب). وبالإضافة إلى ذلك، يمكن الملون glomeruli جزءا لا يتجزأ من أكتوبر مع البقع (H & E) الهيماتوكسيلين وويوزين لمعرفة مورفولوجية (الشكل 1ج). هذه glomeruli الحفاظ على بنيتها في جميع أنحاء البروتوكول كله، حتى بعد المعالجة. علينا أن نظهر أن تمتلك glomeruli المعزولة بودوسيتيس سليمة وقابلة للتطبيق (الشكل 2أ) وخلايا mesangial (الشكل 2ب) وخلايا بطانية (الشكل 2ج).
مرة واحدة معزولة، يمكن أن يتعرض glomeruli للإصابات الكيميائية المعروفة لمحاكاة في فيفو الباثولوجيا. في هذه الحالة، قد اختير كبريتات البروتامين (PS) لقدرتها على إعاقة المسؤول عن الحاجز الترشيح الكبيبي، الأمر الذي يؤدي في نهاية المطاف إلى القدم إغاراته العملية. وقد تعامل PS glomeruli تخفيض ملفتة للنظر في نيفرين (أحمر) وعدد من النوى إيجابية بالنسبة WT1 (الأخضر) عبر الفلورة (الشكل 3أ، ب). يمكن أيضا إعداد glomeruli مجهر إلكتروني (الشكل 3ج). عينات مراقبة بودوسيتي عادية مورفولوجية والقدم العمليات في حين glomeruli تعامل PS إغاراته العملية سيرا على الأقدام (الشكل 3د)، وهو علامة على الخلل في بودوسيتي وينظر في النماذج في فيفو باستخدام PS21. هذا يقابل أيضا انخفاضا في نيفرين الكشف عنها بواسطة immunoblotting (الشكل 3هاء، واو).
لتحديد صلاحية، وجرى تقييم ملصوق caspase-3 كعلامة للمبرمج. استخدام الفلورة، ملصوق caspase-3 يظهر أولاً في الخلايا قليلة بدأت ح 2 بعد عزلة (الشكل 4). عدد الخلايا معربا عن حوزتي هذا أصبح أكثر وفرة على مر الزمن، مع أعلى مستويات ينظر في 24 و 48 ساعة. وهذا يوحي بأن المبرمج تحدث نسبيا مبكرا في الثقافة، وأنه ينبغي إجراء تطبيقات المصب قريبا بعد عزلة للحصول على أفضل النتائج.

الشكل 1 . المظهر نموذجية من الثقافات الكبيبي الفئران بعد عزلة. (أ) صورة برايتفيلد للثقافة الكبيبي. على الرغم من أننا اختيار حقل الذي يوجد أنبوب كلوي واحد في هذه صورة مجهرية (رأس السهم)، الثقافات التي تم الحصول عليها بشكل عام > 95% نقية. شريط مقياس يساوي 100 ميكرومتر-(ب) الموسع صورة الكبيبة واحدة. (ج) توضع وويوزين وصمة عار الكبيبة واحدة. أشرطة مقياس في ب وج تساوي 10 ميكرون. الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم-

الشكل 2 . يتم الاحتفاظ بأنواع الخلايا المكونة في عزلة glomeruli. وأجرى الفحص المجهري الفلورة [كنفوكل] نيفرين (أحمر، بودوسيتيس) وعلامات خلية على حدة لتحديد بودوسيتيس وخلايا mesangial والبطانة. (أ) Costain نيفرين و WT1 (الخضراء، بودوسيتيس). (ب) Costain نيفرين وبدجفر-β (أخضر، وخلايا mesangial، السهم). (ج) Costain نيفرين و CD31 (الخلايا الخضراء، بطانية، سفن في المقطع العرضي تميزت رؤوس الأسهم). شريط المقياس = 25 ميكرومتر في كل اللوحات. الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم-

الشكل 3 . يمكن أن تكون الإصابة بودوسيتي المستحث في المختبر باستخدام الفئران المعزولة glomeruli. (أ) [كنفوكل] الفلورة مجهرية نيفرين و WT1 بالثقافة الكبيبي غير معالجة. ملاحظة خطية نيفرين تلطيخ (أحمر) ووجود نواة WT1 الإيجابية (الأخضر) التي تعتبر عادة عندما يكون هناك بودوسيتيس صحية. (ب) بعد كبريتات البروتامين المعاملة، التعبير نيفرين المنخفض وغير الخطية، و WT1 غائب، مشيراً إلى إصابة بودوسيتي. (ج) انتقال إلكترون ميكروسكبي (TEM) صورة تبين عمليات سيرا على الأقدام والغشاء بطانة فينيستراتيد نموذجية لهيكل الكبيبي العادية. شريط يساوي 500 نانومتر. (د) بعد سلفات البروتامين، وعمليات القدم ممدود أو تﻻشيه (رؤوس)، الذي يشير إلى إصابة بودوسيتي. (ه) لطخة غربية نيفرين عرض انخفضت نيفرين بعد العلاج سلفات البروتامين. ويرد أكتين (F) تحميل عنصر التحكم للطخة غربية. الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم-

الشكل 4 . تقييم سلامة الخلية في عزلة glomeruli. تم إجراء الفحص المجهري [كنفوكل] الفلورة ملصوق caspase-3 (أخضر). وأجرى نيفرين وصمة عار المشارك بسهولة تحديد موقع في جلوميرولي. بينما لا يوجد أي الإيجابية caspase-3 ملصوق على 0 وح 1 بعد عزل glomeruli، إشارة fluorescence في الخلايا قليلة لوحظ في حاء 2 تدريجيا المزيد من الخلايا تحولت إيجابية أطول بعد العزلة التي بحثت. أكبر عدد من الخلايا إيجابية caspase-3 لوحظ في 24 و 48 h. الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم-
الكتاب ليس لها علاقة بالكشف عن.
التركيز الرئيسي لهذا البروتوكول كفاءة عزل الثقافات glomeruli الأولية قابلة للبقاء مع الحد الأدنى من الملوثات لاستخدامها في مجموعة متنوعة من التطبيقات المتلقين للمعلومات. الاحتفاظ بعلاقات هيكلية بين أنواع الخلايا مكون glomeruli معزولة ويمكن مثقف السابقين فيفو لفترة قصيرة.
هذا العمل كان يدعمها "جمعية القلب الأمريكية" منحة 16990086 تأسيسها، DK079307 P30 المعاهد الوطنية للصحة والمجتمع الأمريكي لأمراض الكلي جوتشالك جائزة، وجامعة بيتسبرغ الطبية مركز تنافسي الطبية البحوث الصندوق جائزة ومن جامعة بيتسبرغ جائزة مؤسسة أكاديمية الأطباء. ونحن نشكر Apodaca جيرار على اقتراحاته التقنية للمحافظة على الكبيبي لتحليل النسجية وسوليفان مارا ومينغ الشمس للمساعدة مع المجهر الإلكتروني، ولي يينغ والتحقيق ليو لمدخلاتها التقنية في هذا البروتوكول. ونشكر أيضا سينثيا سانت هيلير لجسم CD31.
| المحاليل والمواد الكيميائية | Sprague-Dawley|||
| Rats | Envigo | 207M | |
| ألبومين مصل الأبقار | فيشر | BP1605100 | |
| محلول الملح المتوازن من هانك مع Ca2 + و Mg2 + | Thermo | 14025092 | |
| 1x محلول ملحي مخزن من الفوسفات | VWR | 97063-660 | |
| بروتامين كبريتات | MP Bio | ICN15197105 | |
| الجيلاتين | |||
| Paraformaldehyde من كارنوفسكي EMD EM-PX0055-3 | |||
| O.C.T. | |||
| Scigen | 23730571 | ||
| RIPA Buffer | |||
| Halt Protease | Thermo | PI78442 | |
| Nephrin Antibody | Fitzgerald | 2OR-NP002 | |
| WT-1 الأجسام المضادة | Abcam | ab89901-10ul | |
| PDGFR-& beta ؛ | إشارات خلايا | الأجسامالمضادة#3169S | |
| CD31 الجسم المضاد | LSBio | LS-C348736 | |
| المشقوق كاسباز -3 إشارات الخلية المضادة | 9661S | ||
| بولي / سرير 812 (لوفت) الايبوكسي | Polysciences | 08792-1 | |
| معدات | |||
| غرفة | ثاني أكسيد الكربون | ||
| أنابيب مخروطية ، 15 مل | |||
| أنابيب مخروطية ، 50 مل | |||
| مقص | جراحي | ||
| ملقط | جراحي | ||
| شاش معقم | |||
| أطباق بتري ، شفرات | حلاقة مشارط 100 مم|||
| فلتر معقم | |||
| غربال عموم | Alfa Aesar | AA39999ON | |
| 180um غربال | Alfa Aesar | AA39996ON | |
| 90um غربال | Alfa Aesar | AA39990ON | |
| 75um غربال | Alfa Aesar | AA39991ON | |
| 10 مل محاقن | |||
| 600 مل أكواب | |||
| ثقافة الخلية | |||
| Picofuge | |||
| دوامة | |||
| مجانسات الأنسجة | فيشر Scientific | 50550226 | |
| 20 G إبر | |||
| Leica Reichart Ultracut | ultramicrotome |