مونولاييرس كولونويد البشرية لدراسة التفاعلات بين العوامل الممرضة، كومينسالس، وظهاره الأمعاء المضيف

Julie  G. In; Jennifer Foulke-Abel; Elizabeth Clarke; Olga Kovbasnjuk

doi:10.3791/59357

Method Article

مونولاييرس كولونويد البشرية لدراسة التفاعلات بين العوامل الممرضة، كومينسالس، وظهاره الأمعاء المضيف

DOI:

10.3791/59357

⸱

April 9th, 2019

Julie G. In*¹ , Jennifer Foulke-Abel*² , Elizabeth Clarke¹ , Olga Kovbasnjuk¹

¹Department of Internal Medicine, University of New Mexico Health Science Center, ²Department of Medicine, Division of Gastroenterology & Hepatology, Johns Hopkins University School of Medicine

Summary

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

نقدم هنا، بروتوكولا للثقافة البشرية انتيرويد أو مونولاييرس كولونويد التي لها وظيفة الحاجز سليمة لدراسة التفاعلات الظهارية الحجمية المضيف على المستوى الخلوي والكيمياء الحيوية.

Abstract

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

3-الأبعاد (3D) انتيرويد أو كولونويد الثقافات الإنسانية المستمدة من الخلايا الجذعية قاعدة القبو حاليا السابقين فيفو النموذج الأكثر تقدما من ظهارة الأمعاء. بسبب هياكلها مغلقة والمصفوفة خارج الخلية الداعمة الهامة، 3D الثقافات ليست مثالية للدراسات المضيف الممرض. انتيرويدس أو كولونويدس يمكن أن تزرع مونولاييرس الظهارية في زراعة الأنسجة نفاذية الأغشية للسماح للتلاعب على حد سواء لومينال وأسطح الخلية باسولاتيرال والسوائل المرافقة. وييسر هذا الوصول السطحية لومينال المعززة نمذجة التفاعلات البكتيريا المضيفة طلائي مثل القدرة المهينة المخاط من انتيروهيمورهاجيك كولاي (الإشريكيّة) على ظهارة colonic. ويرد وصف طريقة لتجزئة الثقافة 3D، وبذر أحادي الطبقة، وقياسات المقاومة الكهربية (ثالثا) ترانسيبيثيليال لرصد التقدم المحرز نحو كونفلوينسي والتمايز. كولونويد أحادي الطبقة التمايز غلة يفرز المخاط التي يمكن دراستها باستخدام تقنيات الفلورة أو إيمونوبلوتينج. وبصورة أعم، تمكن مونولاييرس انتيرويد أو كولونويد منصة ذات صلة بالناحية الفسيولوجية لتقييم السكان الخلية المحددة التي قد تكون مستهدفة من قبل الحجمية المسببة للأمراض أو كومينسال.

Introduction

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

أورجانويدس المعوية، وانتيرويدس، وكولونويدس أدت إلى العديد من أوجه التقدم في فهم سلوك الخلايا الجذعية، ووظيفة الحاجز والنقل والتنمية المعوية والتمايز الخلوي. ¹ ولكن الثقافة 3D يحد دراسة التفاعل الظهارية الممرض المضيف التجويف غير قابل للوصول مباشرة للبكتيريا أو عوامل الفوعة ما لم يتعرض الهياكل المغلقة إلى microinjection. ² ^, ³ بالإضافة إلى ذلك، يفرز مواد مثل الجزيئات الصغيرة، البروتينات، أو لا يمكن تذوق المخاط بسهولة من الثقافة ثلاثي الأبعاد لتحليل المتلقين للمعلومات. وقد تم تقييم أثر العوامل المسببة للأمراض في الحاجز الظهارية الدالة⁴ وأيون النقل⁵ في الثقافة ثلاثي الأبعاد باستخدام الأصباغ الفلورية والوقت الفاصل بين الفحص المجهري، ولكن مونولاييرس نمت على نفاذية الأنسجة الثقافة يدعم قابلة تقنيات إضافية مثل تير قياس وتسجيل المشبك الدائرة/التيار الكهربائي أوسينج. ⁶ ^, ⁷

وقد وصف العديد من المنشورات البروتوكولات للثقافة 2D أو أحادي الطبقة من انتيرويدس/كولونويدس. وتشمل المواد التي وجدت لتعزيز مرفق الخلايا الظهارية الكولاجين الهلاميات المائية، الجيلاتين 0.1%⁹ ⁸^،،¹⁰ طبقة رقيقة مورين المستمدة من ساركومه الغشاء مصفوفة (بم)،^{،^،من¹¹¹²} ¹³ والكولاجين البشرية الرابع. ⁶ ^, ⁷ ^, ¹⁴ ^, ¹⁵ ^, ¹⁶ ^, ¹⁷ وتشمل النهج استمطار تجزئة الميكانيكية التي بيبيتينج⁶^،^،من¹⁴¹⁵ و/أو الانفصال من عوامل التصاق الخلية باستخدام التربسين،^،من¹⁰¹¹ ديسباسي،¹³ أو يدتا. ⁹ استخدام بروتوكولات قليلة بلاستيكواري زراعة الأنسجة غير المسامية للبذر، ولكن هذا يقيد الوصول باسولاتيرال، حيث معظم تطبيقات تعتمد على إدراج نفاذية زراعة الأنسجة. الوثائق المتعلقة بتشكيل المونولاير المتلاقية مستقرة وصيانة تفاوتاً كبيرا فيما بين المنشورات. بالإضافة إلى ذلك، التراكيب وسائط النمو والتمايز للثقافات الإنسانية تختلف فيما بين مختلف المجموعات، وتستمر في التطور باعتماد المزيد من الباحثين وضبط المنهجية لتناسب التطبيق والموارد المتاحة.

ولمعالجة أوجه قصور الثقافة الظهارية المعوية 3D في دراسات التفاعل المضيف الممرض، نقدم بروتوكول تعديل لتحويل 3D انتيرويدس البشرية أو كولونويدس إلى أحادي الطبقة. بعد تحقيق كونفلوينسي في سرداب مثل دولة غير ناضجة، والانسحاب من عوامل النمو WNT3A، و RSPO1، ومثبطات 202190 س وألف-83-01 يؤدي إلى تمايز الممثل زغابة معوية صغيرة أو ظهارة colonic السطحية. يصف لنا مصفوفة مثالية، الكولاجين البشرية النوع الرابع، معطف إدراج والحصول على شظايا انتيرويد أو كولونويد موحدة للطلاء. نظهر أن ينتج هذا البروتوكول أحادي الطبقة المتلاقية مع ارتفاع مونولاييرس كولونويد مكررا تفرز طبقة سميكة مخاط قمي، مما يسمح لدراسات السابقين فيفو مخاط الممرض التفاعل عن طريق إيمونوبلوتينج أو إيمونوستينينج. ويرد أيضا إجراء تعديل تثبيت للحفاظ على طبقة المخاط colonic إيمونوستينينج. هذا الأسلوب يهدف إلى توفير نموذج المرونة دراسة التفاعلات المعوية المضيف-الممرض أقرب إلى الإصابة.

Protocol

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

هذا البروتوكول يستند إلى الدراسات المنشورة سابقا بالمؤلفين. ⁶ ^, ⁷ ^, ¹⁴ ^, ¹⁵ ^, ¹⁶ الخطوات التالية التي ينبغي أن يتم في مجلس وزراء عقيمة السلامة البيولوجية باستخدام تقنيات العقيم السليم. كافة الأساليب التي تنطوي على العينات البشرية أقرتها "المؤسسية استعراض المجلس لجامعة جونز هوبكنز مدرسة للطب" (NA_00038329 مجلس الهجرة واللاجئين).

1-معطف إدراج ثقافة الخلية مع المصفوفة خارج الخلية

إعداد 5 مل من محلول الكولاجين الأسهم رابعا (1 ملغ/مل) في حامض الخليك 100 مم. اسمحوا الوقوف عند 4 درجة مئوية لحوالي 4 ح الصودا الكاوية/تذوب تماما.
اليكووت الكولاجين الرابع الأسهم حل وتخزين عند 4 درجة مئوية (≤ 1 في الشهر) أو-20 درجة مئوية (> 1 شهر).
فورا قبل الطلاء، تمييع الحل الرابع الكولاجين الأسهم في زراعة الأنسجة المعقمة الصف المياه إلى تركيز نهائي 34 ميكروغرام/مل. 24-كذلك لوحة إدراج خلية ثقافة، معطف كل إدراج مع 100 ميكروليتر من الحل الذي يتوافق مع 10 ميكروغرام/سم².
احتضان اللوحة في قياسية CO₂ زراعة الأنسجة حاضنة في 37 درجة مئوية ل ≥ 2 حاء، أو للراحة، ختم حواف اللوحة مع الفيلم البارافين واحتضان في الأسبوع بين عشية وضحاها أو 1 يصل إلى 4 درجات مئوية.

2-عزل انتيرويدس/كولونويدس من الثقافة 3D

ملاحظة: انتيرويدس أو كولونويدس هي أنشئت من خزعات المانحين وأن أبقى على ثقافة 3D وفقا للبروتوكولات القياسية المذكورة سابقا. ¹⁴ ^, ¹⁸ بإيجاز، الأقبية يتم حصادها من الخزعات المعوية أو ريسيكتيونس عن طريق إزالة معدن ثقيل والانفعالات الميكانيكية. يتم غسلها الأقبية وتحصد ومطلي في بم. إضافة إلى الثقافة التوسع في وسائل الإعلام (كما هو موضح في الخطوة 4، 2) واستبدال كل يومين. تشكيل ثقافة 3D مرئية في غضون ساعات بعد الطلاء.

نضح المتوسطة الثقافة من لوحة 24-جيدا واستبدال مع الحل 1 مل الحصاد المثلج (انظر الجدول للمواد) كل بئر.
استخدام مكشطة خلية مصغرة لإزاحة وتفكك بيليه مصفوفة غشاء الطابق السفلي، مع إيلاء اهتمام خاص لأي مادة قرب الحواف جيدا.
تحرض على لوحة على شاكر مداري في حوالي 200 لفة في الدقيقة، 4 درجة مئوية لمدة 30-45 دقيقة.

3-فصل 3D انتيرويدس/كولونويدس

استخدام ماصة قناة واحدة P200 أو ماصة متعدد القنوات مزودة العقيمة تصفية نصائح إلى تريتوراتي تعليق خلية.
تجمع رفع الخلية في قنينة مخروطية 15 مل. استخدام قارورة متعددة إذا كان تعليق إجمالي حجم > 6 مل.
إضافة وحدة تخزين متساوية من DMEM/F12 المتقدمة المتوسطة التي تحتوي على 10 مم هيبيس، ديبيبتيدي ل-alanyl-L-الجلوتامين (س 1) والبنسلين-ستربتوميسين (س 1) (غسل المتوسطة). عكس الأنبوب 3-4 مرات لخلط. أجهزة الطرد المركزي في 300 x ز، 10 دقيقة، 4 درجة مئوية.
1. اختيارياً، نضح المتوسطة المياه والصرف الصحي واستبدال مع 0.5 مل/بئر التربسين (انظر الجدول للمواد). ريسوسبيند كولونويدس مع ماصة P200 وكاب الأنبوب ووضع في حمام مائي 37 درجة مئوية لحوالي 2 دقيقة فورا إزالة الأنبوب، وإضافة يغسل المتوسطة إلى وحدة تخزين نهائي من 10 مل، وتكرار استخدام الطرد المركزي كما هو الحال في "الخطوة 3، 3".
  ملاحظة: قد تكون هذه الخطوة الأفضل إذا تريتوريشن لا يؤدي إلى شظايا موحد الحجم.

4-طلاء تعليق انتيرويد/كولونويد

إذا تم تخزين إدراج المغلفة عند 4 درجة مئوية، حجته في 37 °C/5% CO₂ زراعة الأنسجة حاضنة لمالا يقل عن 30 دقيقة قبل طلاء الخلية.
لكل إدراج يكون مطلي، إعداد 1 مل توسيع الحارة (بين 25-37 درجة مئوية) متوسطة (م) وإضافة 10 ميكرومترات Y-27632 و 10 ميكرومترات شير 99021.
ملاحظة: م تتألف من متقدمة DMEM/F12 المحتوية على B27 (س 1)، 50% WNT3A مكيفة المتوسطة، والمتوسطة RSPO1 مكيفة 15%، 10% رأس مكيفة متوسط، 50 نانوغرام/مل لو البشرية، 500 نانومتر A-83-01، 10 ميكرومترات SB 202190، المضادات الحيوية/فطري كوكتيل (س 1)، 10 مم حبيس، ديبيبتيدي ل-alanyl-L-الجلوتامين (س 1) والبنسلين-ستربتوميسين (س 1) (انظر الجدول للمواد).
نضح المتوسطة يغسل من الأنبوب الذي يحتوي على خلية بيليه وريسوسبيند في وحدة م كافية لتعطي على الأقل 100 ميكروليتر/إدراج.
نضح الحل الرابع الكولاجين من كل إدراج ويغسل مرتين مع 150 ميكروليتر من المتوسطة غسل كل إدراج.
بيبيت 600 ميكروليتر م في الفضاء تحت كل إدراج.
بيبيت 100 ميكروليتر تعليق خلية في كل إدراج.
العودة اللوحة للحاضنة زراعة الأنسجة وترك دون عائق لمالا يقل عن 12 ح.
ملاحظة: تجنب المصافحة أو شدة إمالة لوحة لمنع التوزيع غير المتكافئ للشظايا كولونويد على الغشاء إدراج.
رصد المرفق الخلية وينتشر بشكل أحادي الطبقة المتلاقية بوضع اللوحة على مجهر تباين مرحلة خفيفة تحت 2.5 x-10 x عدسة الهدف.
وبعد أيام 1-2، ينبغي أن تلتزم معظم الشظايا المصفوفة الكولاجين. تحديث المتوسط الثقافة والتوقف عن العلاج مع Y-27632 وشير 99021. الاستمرار في تحديث المتوسط كل 2-3 أيام حتى روافد. عموما يتم التوصل إلى كونفلوينسي في 7-10 أيام.

5-قياس المقاومة الكهربائية ترانسيبيثيليال

قم بإرفاق مسرى الخيوط والطاقه في فولتوهميتير الظهارية (افوم). تحقق من أن يتم تعيين دالة القياس أوم.
تراجع نصائح القطب بإيجاز في الإيثانول 70% والقضاء على الجفاف مع أنسجة مختبرية. حجته مسرى في 5 مل من غسل المتوسطة لمدة 5 دقائق تقريبا.
تزج نصيحة القطب أقصر في الأجلين المتوسط وإدراج وتوجيه نصيحة القطب أطول في اللوحة السفلي جيدا. الحفاظ على مسرى في اتجاه عمودي كامل حتى يتم قراءة افوم مستقرة نسبيا، أو لمدة لا تزيد على 60 ثانية.
ملاحظة: إذا إمالة الجمعية القطب بعيداً عن العمودي، أو غير سليمة يتم ضبط ارتفاع الحافة، أقصر نصيحة قد تأتي في اتصال مع وتعطيل أحادي الطبقة الخلية.
مقارنة القياسات افوم للقيمة التي تم الحصول عليها من إدراج خلية خالية غارقة في الثقافة المتوسطة لتقييم التقدم المحرز تجاه كونفلوينسي أو التفريق.

6-التفريق بين المتلاقية انتيرويد/كولونويد مونولاييرس

تبادل م للتمايز المتوسطة (مارك ألماني)، والاستمرار في تحديث وسائل الإعلام كل يومين حتى يوم 5. مارك ألماني هو م التي تفتقر إلى WNT3A، RSPO1، ألف-83-01، وس. ب 202190.
مواصلة رصد مكررا ثانيا للتحقق من أن التمايز يسير كما هو متوقع. ثالثا ستواصل زيادة خلال الأيام 1-5 من التفريق. قد يستمر مونولاييرس زيادة تير والاحتفاظ بالبقاء إلى ما بعد يوم 5-6 ولكن يحمل النتائج القصوى واستنساخه بآخر عند استخدامها في يوم 5-6.

7-البكتيرية عدوى المسببة للأمراض أو كومينسال كولاي

أغسل يوم واحد قبل القيام بالعدوى، وتغذية مونولاييرس مع م خالية من المضادات الحيوية أو مارك ألماني.
استخدم حلقة الأحياء المجهرية عقيمة بلطف كشط سطح الأوراق المالية المجمدة والغليسيرول البكتيرية وتطعيم 2 مل مرق رطل. نقل الأنبوب إلى معيار تهز حاضنة في 37 درجة مئوية ح 12-16.
تمييع 50 ميكروليتر من ثقافة كاتب إلى 5 مل مرق LB الطازجة (1: 100)، وتستمر الحضانة مع الرج ل 90 دقيقة. وهذا سوف تسفر عن ثقافة مرحلة سجل بكثافة 10⁵-10⁶ مستعمرة تشكيل وحدات (زيمبابوي)/مل.
1. اختيارياً، تأكيد تركيز البكتيريا بقياس الكثافة البصرية 600 نانومتر (OD600) في جهاز المطياف الضوئي.
تدور أسفل ثقافة البكتيرية في 12,000 س ز لمدة 10 دقائق وإزالة المادة طافية ريسوسبيند البكتيريا في م خالية من المضادات الحيوية أو مارك ألماني إلى تركيز نهائي لزيمبابوى⁷ 10/مل.
إضافة 10 ميكروليتر من تعليق البكتيرية للإدراج (تركيز نهائي 10⁶ زيمبابوي/mL). بيبيت ببطء لخلط وتجنب الإخلال بطبقة المخاط خارج الخلية.
العودة اللوحة إلى حاضنة زراعة الأنسجة لفترة الإصابة المرجوة.

8-تثبيت للمخاط المحافظة وإيمونوستين

رفع إدراج خلية ثقافة من لوحة 24-جيدا، وعكس بعناية على ورقة مختبر أنسجة إزالة المتوسطة قمي، ومسح السائل الخارجي بعيداً التشبث الإدراج.
في صفيحة 24-بئر جديدة، تزج الإدراج في حل 1:3 من حامض الخليك الجليدية في الإيثانول المطلق (حل كلارك) لمدة 10 دقائق في درجة حرارة الغرفة.
عكس الإدراج إزالة مثبت وترطيب الخلايا في برنامج تلفزيوني x 1 للحد الأدنى 10 المضي قدما مع البروتوكولات القياسية إيمونوستينينج.
استخدام شفرة الحلاقة لقص حول محيط الغشاء إدراج. نقل الغشاء على شريحة مجهر زجاج باستخدام الملقط وإلصاق كوفيرجلاس مع تصاعد المتوسطة.

9-إعداد ليساتيس خلية إيمونوبلوتينج

ملاحظة: الخطوات التالية على الجليد أو في غرفة باردة.

نضح إدراج متوسطة الحجم ويغسل مرة واحدة مع برنامج تلفزيوني.
إضافة 150 ميكروليتر تحلل العازلة التي تحتوي على مبطلات مثبطات (انظر الجدول للمواد) للإدراج واسمحوا الوقوف دقيقة 5-10 يحتوي المخزن المؤقت لتحلل 50 مم تريس pH 8، 150 مم كلوريد الصوديوم، 1% CA إيجيبال-630، ديوكسيتشولاتي الصوديوم 0.5%، 0.1% الحزب الديمقراطي الصربي، 1: 100 حوزتي المانع كوكتيل.
استخدام مكشطة خلية مصغرة لإزالة الخلايا من الإدراج، ثم استخدم ماصة P200 إلى تريتوراتي بإيجاز إلى تعليق ونقل إلى أنبوب ميكروسينتريفوجي.
Sonicate التعليق مع 5 × 1 s البقول في السعة 20% من ميكروتيب باستخدام التحقيق (انظر الجدول للمواد).
إضافة تحميل الحزب الديمقراطي الصربي صفحة المخزن المؤقت إذا كان القيام فورا بالتفريد أو قاسمة وتخزين ليساتيس في-20 درجة مئوية.

Results

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

الثقافات انتيرويد وكولونويد البشرية نمت كهياكل ثلاثية الأبعاد، ثم فصلها ومجزأة للطلاء على إدراج الثقافة الخلية المغلفة بالرابع الكولاجين البشرية. هو بسهولة رصد التقدم المحرز تشكيل المونولاير يوميا عبر الحقل مشرق مجهرية، الفلورة تلطيخ (الشكل 1)، وزيادة مطردة في المقاومة الكهربائية ترانسيبيثيليال (ثالثا) (الشكل 2)، مما يعكس نفاذية تقاطعات ضيق للايونات ويرتبط مع كونفلوينسي أحادي الطبقة. ثالثا من إدراج 24-بئر فارغة حوالي 50-100 Ω·cm²، وعند الوصول إلى كونفلوينسي يزيد إلى حوالي 400-500 Ω·cm². كافة الخلايا الظهارية في مونولاييرس المتلاقية ترتبط بهالة مجمعات الكشف عنها بواسطة الطوق واكتين في محيط الخلية (الشكل 1). تمثل مونولاييرس في وسائل الإعلام عامل النمو الكامل ظهارة مثل سرداب التكاثري تتألف أساسا من نشاط تقسيم الخلايا التي تتضمن نوكليوزيد إيدو التناظرية (الشكل 2). انسحاب عوامل النمو WNT3A و RSPO1 يعزز التمايز، مما يؤدي إلى الثقافات الزوائد الشبيهة التي تفتقر إلى تكاثر الخلايا. تحتوي على انتيروسيتيس (انتيرويدس) أو كولونوسيتيس (كولونويدس) مونولاييرس المتباينة ووضع الخلايا الظهارية المعوية المتخصصة كما تبين في 3D الثقافات،¹⁸ بما في ذلك الخلايا قدح وانتيروندوكريني. ¹⁵ مونولاييرس المتباينة كما تبين زيادة كبيرة في ثالثا (> 1000 Ω·cm²) (الشكل 2)، مما يشير إلى تقاطعات ضيق ناضجة.

في الفسيولوجيا البشرية العادية، يفصل الطبقة الظهارية المعوية المغذيات والفضاء لومينال أثري ميكروب من البيئة سيرسال العقيمة. وينظم الظهارة محكم عبر الحديث بين هذه الأقسام اثنين. مونولاييرس انتيرويد وكولونويد المحافظة على هذه الممتلكات تجزئة الهامة كما يتضح من تحليل البروتين في الجدول 1- هناك اختلافات جوهرية بين تكوين البروتين في قمي ومكيفة basolateral الوسائط التي تم جمعها من مونولاييرس انتيرويد المتباينة. يسمح الوصول إلى كلا الجانبين قمي وباسولاتيرال لجمع كل سوبيرناتانتس بطريقة تعتمد وقت لقياس إفراز التفاضلية للجزيئات الأخرى مثل السيتوكينات والمستقطبات. ¹⁵ ^, ¹⁷

مونولاييرس نماذج مريحة واستنساخه بدرجة عالية للكشف عن التغييرات في التعبير البروتين باستخدام إيمونوبلوتينج وإيمونوستينينج. وهكذا، يتغير في الميوسين 2 (MUC2) التعبير بضربه قاضية شرنا (دينار كويتي) يمكن الكشف عنها باستخدام كلا التقنيتين (الشكل 3). كان يؤديها في كولونويدس 3D تنبيغ شرنا وصيانتها في وسائل الإعلام اختيار المضادات الحيوية. بعد التحقق من دينار كويتي، يمكن باستمرار الإبقاء كثقافات 3D كولونويدس أو مطلي بوصفها مونولاييرس لأغراض تجريبية. وعلاوة على ذلك، MUC2 د. ك لا يؤثر على كفاءة تشكيل المونولاير مقارنة بخط كولونويد الأبوية نوع البرية. مجموعة من مونولاييرس إيمونوبلوتينج بسيط ومشابه للبروتوكولات ووصف لخطوط الخلايا الظهارية البشرية المستمدة من غدية. وعادة، ما يقرب من 50 ميكروغرام أو أكثر من مجموع البروتين يمكن أن تستخلص من المونولاير نابعة من إدراج² سم 0.33 واحد. كما هو موضح في الشكل 3، قابلاً للاكتشاف بالكاد في وزن (UD) غير متمايز كولونويد مونولاييرس MUC2 لكن يتم التعبير عن درجة عالية في متمايزة WT (مدافع) مونولاييرس. MUC2 أقل من مستوى الاكتشاف في المكتب المصغر ومدافع مونولاييرس كولونويد ترانسدوسيد مع MUC2 شرنا.

الأهم من ذلك، مونولاييرس نموذج مناسب لدراسة تفاعلات المضيف للميكروبات في السطح قمي ابيثيليا. مونولاييرس كولونويد تشكل طبقة مخاط MUC2 إيجابية مرفقة سميكة على التفريق الذي هو لا تتغلغل بسهولة من كومينسال البكتيريا كولاي HS (الشكل 4)، مماثلة لما قيل في القولون البشرية العادية. ¹⁹ ولكن انتيروهيمورهاجيك كولاي (الإشريكيّة)، ممرض colonic بشرية، قد ثبت لديهم القدرة على تدمير طبقة المخاط المرفقة أثري MUC2 لتصل إلى سطح قمي الظهارة (الشكل 4). ¹⁴ ^, ²⁰ MUC2 المتبقية موجودة فقط داخل الخلايا قدح.

figure-results-1
رقم 1: إنشاء البشرية انتيرويد/كولونويد مونولاييرس- (أ) مثال كولونويد شظايا بعد انحلال بم وتريتوريشن. (ب) مثال لإدراج فورا بعد طلاء شظايا كولونويد. مقياس بار (أ-ب) = 200 ميكرومتر. الممثل الإسقاط أقصى شدتها (ج) و (د) [كنفوكل] بصري ض-قسم مع الإسقاطات متعامد المقابلة تبين أن شظايا كولونويد المصنف إلى الكولاجين البشرية النموذج الرابع المغلفة مرشحات متعددة أحادي الطبقة جزر 2-4 أيام بعد البذر. المناطق الخالية من الخلية (العلامة النجمية) يمكن تمييزها بسبب غياب سواء النووية (هويشت 33342، الأزرق) وتلطيخ قمي واكتين (فالويدين) الخضراء في جيم ودال الممثل الإسقاط أقصى شدتها (ه) و (و) [كنفوكل] بصري إظهار المقطع مع الإسقاطات متعامد المقابلة أحادي الطبقة كولونويد المتلاقية مع سطح قمي المستمر الكشف عنها بواسطة أكتين و إيمونوستينينج 1 أسبوع تقريبا بعد البذر. (ز) إظهار التكبير عالية (ح) قسم البصري [كنفوكل] مع الإسقاطات متعامد المقابلة والإسقاط الممثل أقصى شدتها أن تشكل الخلايا في مونولاييرس كولونويد متكدسة بيريجونكشونال واكتين حلقات (السهم الأبيض) وإلى حدود فرشاة قمي غير ناضجة (رؤساء السهم الأصفر). مقياس بار (ج-ح) = 20 ميكرومتر. الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم-

figure-results-2
رقم 2: تقييم للتمايز أحادي الطبقة انتيرويد/كولونويد. (أ) إدماج إيدو (أحمر) يوضح فقدان تدريجي للانتشار خلال التمايز أحادي الطبقة جيجونال. (ب) "مكررا ثانيا متوسط" القياسات في مونولاييرس jejunal متكدسة في وسط توسع أو التفريق. أشرطة الخطأ تمثل UD sem.، متمايز؛ مدافع، متباينة. أرقام تناظر يوما بموجب الشرط المحدد؛ UD1 هو أول يوم من كونفلوينسي، 1 أسبوع تقريبا بعد البذر. (ج) قد أإن جيجونال مونولاييرس خلايا واسعة وأقصر وحدود فرشاة المستندة إلى أكتين قمي أقل نضجاً من مدافع يوم 5 جيجونال مونولاييرس. مقياس بار (أ، ج) = 50 ميكرومتر. جميع مونولاييرس وقد صورت مدتها أسبوع واحد على الأقل بعد البذر والمتلاقية قبل بدء المفاضلة. الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم-

figure-results-3
الشكل 3: كولونويدس نوع البرية وشرنا ترانسدوسيد كولونويدس ضربة قاضية (دينار كويتي) كل شكل مونولاييرس المتلاقية. صور الممثل من نوع البرية (WT) كولونويد المتلاقية البشرية أحادي الطبقة متباينة لمدة 5 أيام (A) و (ب) وبالمثل زاد مونولاييرس المستمدة من الثقافات كولونويد MUC2 دينار كويتي. مقياس بار (أ-ب) = 50 ميكرومتر (ج) ممثل إيمونوبلوت من الثقافات كولونويد ترانسدوسيد مع شرنا المجمعة أو شرنا MUC2 يوضح أنه يمكن quantitated التغييرات في التعبير البروتين بسبب دينار كويتي من إيمونوبلوت. الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم-

figure-results-4
الشكل 4: مونولاييرس انتيرويد/كولونويد نماذج مناسبة لدراسة التفاعلات بين المضيف ميكروب لومينال. قسم الضوئية متعامد من أحادي الطبقة كولونويد والإسقاط الممثل أقصى شدتها (A) يظهر المخاط MUC2 إيجابية قمي سميكة الطبقة التي لا يسهل اختراقها إلى كولاي HS (رؤوس سوداء) يجلس في المخاط قمي السطح. كانت مصابة أحادي الطبقة لمدة 6 ساعات مع 10⁶ زيمبابوي/mL النظام المنسق. (ب) ممثل أقصى شدتها الإسقاط من أحادي الطبقة كولونويد البشرية من المصابين القولونية (10 مليلتر زيمبابوي⁶ ، 6 ساعات). مقياس بار (أ-ب) = 50 ميكرومتر. (ج) قياس كثافة الفلورة MUC2 تظهر انخفاضا كبيرا في MUC2 في مونولاييرس كولونويد القولونية المصابين مقارنة بعناصر التحكم غير مصاب. أشرطة الخطأ تمثل sem. الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم-

البروتين	رقم الدخول	وفرة الببتيد
باسولاتيرال وسائل الإعلام
البروتين ملزمة الأحماض الدهنية، الكبد [الإنسان العاقل]	NP_001434.1	1299
بروفيلين-1 [الإنسان العاقل]	NP_005013.1	797
السلائف الابوليبوبروتين A-رابعا [الإنسان العاقل]	NP_000473.2	744
ecto-شرطة أبوظبي-ريبوسيلترانسفيراسي 4 السلائف [الإنسان العاقل]	NP_066549.2	633
جليسيرالديهيدي-3-الفوسفات نازعة isoform 1 [الإنسان العاقل]	NP_002037.2 (+ 1)	616
السلائف سيروترانسفيرين [الإنسان العاقل]	NP_001054.1 (+ 1)	572
فيتامين د-ملزمة البروتين isoform 3 السلائف [الإنسان العاقل]	NP_001191236.1 (+ 2)	567
كتالاز [الإنسان العاقل]	NP_001743.1	427
agrin isoform 1 السلائف [الإنسان العاقل]	NP_940978.2 (+ 1)	377
لاكتوترانسفيرين إيسوفورم 1 السلائف [الإنسان العاقل]	NP_002334.2 (+ 1)	262
وسائط قمي
السلائف عامل 3 البرسيم [الإنسان العاقل]	NP_003217.3	326
السلائف عامل 1 البرسيم [الإنسان العاقل]	NP_003216.1	304
heparan الخاصة بالغشاء كبريتات بروتيوغليكان الأساسية بروتين isoform سليفة [الإنسان العاقل]	NP_001278789.1 (+ 3)	303
إيسوفورم فيلامين-ب 1 [الإنسان العاقل]	NP_001157789.1 (+ 2)	240
السلائف عامل 2 البرسيم [الإنسان العاقل]	NP_005414.1	182
حذف في المخ الخبيثة الأورام 1 بروتين isoform ب السلائف [الإنسان العاقل]	NP_015568.2 (+ 3)	169
الكيراتين، النوع الثاني سيتوسكيليتال 1 [الإنسان العاقل]	NP_006112.3	157
الميوسين-9 [الإنسان العاقل]	NP_002464.1	150
السلائف أمينوبيبتيداسي ن [الإنسان العاقل]	NP_001141.2 (+ 1)	145
السلائف agrin [الإنسان العاقل]	NP_940978.2 (+ 1)	112

الجدول 1. تختلف قائمة جزئية من الببتيدات حددها السائل اللوني/جنبا إلى جنب الكتلي في قمي والسوائل باسولاتيرال عينات من مونولاييرس جيجونال.

Discussion

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

تتضمن معلمات الحاسمة لنجاح تشكيل مونولاييرس انتيرويد/كولونويد 1) صحية، تنتشر 3D الثقافات بداية من المواد؛ 2) طلاء السطح إدراج ثقافة الخلية مع الكولاجين البشرية الرابع قبل البذر أحادي الطبقة؛ 3) تجزؤ 3D الثقافات أما ميكانيكيا أو انزيماتيكالي، ولكن ليس على مستوى الخلية الواحدة.

أثناء عزلة 3D انتيرويدس/كولونويدس، يمكن أن تختلف سرعة الهز الأمثل حسب القطر التناوب من نموذج معين شاكر. القصد هو ليس فقط تحرض اللوحة للاختلاط كفاءة، ولكن أيضا تجنب الرش تعليق خلية على غطاء لوحة أو في الآبار المجاورة. قد تسفر عن فترات حضانة من < 30 دقيقة متبقية بم التشبث بالخلايا، والتي يمكن أن تعوق مرفق وتشكيل خلية موحدة مونولاييرس عند مطلي بشأن إدراج. حضانة واسعة النطاق (≥ ح 1) سوف تسفر عن بقاء الخلية انخفض إلى حد كبير.

يمكن أن تختلف مدى تريتوريشن المطلوبة لفصل 3D انتيرويدس/كولونويدس مع براعة المكبس المستخدم وصلابة. لتحديد جزء من التوحيد خلال تريتوريشن، بهدف خلايا حوالي 30 كل جزء يوصي بالفحص الدوري لمحتويات جيدا في مجهر تباين مرحلة خفيفة. التعليق بدلاً من، أو بالإضافة إلى تريتوريشن، يمكن هضمها بإيجاز مع التربسين للحصول على أصغر أجزاء موحدة. قد يكون من المستصوب إذا مونولاييرس تحتوي على نسبة كبيرة من هياكل مثل 3D بين طبقة طلائي إلا واحد هضم التربسين. الانفصال إلى خلايا مفردة غير مرغوب فيه، وهذا يقلل بشكل ملحوظ بقاء الخلية. بئر واحدة من انتيرويدس/كولونويدس المستزرعة في معالجة تجميعية بم ميكروليتر 35 يكون بصورة عامة ما يكفي لملء إدراج 2-3، ولكن هذا العامل يمكن أن تختلف تبعاً لعدد وحجم متوسط من انتيرويدس/كولونويدس.

مونولاييرس كولونويد قد استيعاب حجم كبير من المتوسط قمي كما أنها تفرق. وهذا يمكن التحايل عليها بتطبيق إضافية مارك ألماني إلى الدائرة إدراج العلوي (150-200 ميكروليتر)، على الرغم من أن تجفيف مجلس الشيوخ لا يبدو أن تؤثر سلبا على سلامة أحادي الطبقة أو دالة في الاختبارات النهائية. بعد حوالي 4-5 أيام للتمايز، وضع مونولاييرس كولونويد المخاط خارج الخلية التي قد تكون مرئية كمواد هلامية/سميكة على سطح الخلية بعد تطلع حذراً من مارك ألماني.

القولونية التفاعل مع طبقة المخاط الخارجي، نستخدم بشكل روتيني البكتيرية عيار والحضانة الفترة المحددة في البروتوكول. ومع ذلك، ينبغي في البداية جزيئي السلالات البكتيرية فريدة من نوعها في تركيزات متعددة وفترات حضانة لتحديد المعلمات المناسبة للتأثير المطلوب.

أثناء تثبيت المخاط، يسفط المتوسطة قمي المحتمل سيزيل معظم طبقة المخاط فاتحة خارج الخلية. ولذلك، من المهم أن صب بدقة المتوسطة. إذا كان يتم الاحتفاظ المتوسطة في الإدراج بالتوتر السطحي، استخدام الركن من الأنسجة المختبرية مطوية لكسر التوتر السطحي والفتيل بعيداً أكثر من المتوسط. بعد التثبيت وتلطيخ، يمكن عن غير قصد فكها طبقة المخاط أو سويت بالأرض بينما تصاعد كوفيرجلاس على إدراج عامل التصفية. للحفاظ على ارتفاع المخاط، وضع عامل التصفية على قطره من تركيب وسائط ووضع بعناية كوفيرجلاس على عامل التصفية. لا انقر أو اضغط على كوفيرجلاس كهذا قد تتسطح إلى حد كبير في طبقة المخاط.

بشكل أحادي استقطاب الطبقة من الخلايا في ثقافة 3D، من الضروري أن تستنسخ التفاعل بين basolateral integrins غشاء الخلايا الظهارية المعوية والبروتينات المصفوفة خارج الخلية (ECM). رابعا الكولاجين وفيبرونيكتين، Laminin ومجموعة من بروتيوجليكانس تشكل ECM الظهارية المعوية. ²¹ ^, ²² قارنا laminin المستمدة من الخلايا البشرية، فيبرونيكتين، الكولاجين الرابع، والمستمدة من الفاري بم كإدراج الطلاء. فقط الكولاجين الرابع يؤيد تشكيل مستقر وطويل الأجل (تصل إلى 4 أسابيع) مونولاييرس انتيرويد/كولونويد المتلاقية (الأرقام 1-2). وتم الحصول على بقع صغيرة من أحادي الطبقة مثل النمو في كل من اختبار المصفوفات الأخرى، ولكن فشلت هذه المناطق للتقدم إلى كونفلوينسي. استخدام الكولاجين البشرية الرابع كمركب ECM لديها عدد من المزايا. بم المستمدة من انجيلبريث-هولم-سرب (EHS) الخلايا ساركومه مورين ليسوا من أصل البشرية، بينما الكولاجين البشرية الرابع عموما أكثر فعالية من حيث التكلفة والمتاحة تجارياً. بالإضافة إلى ذلك، بم هو خليط معقد من البروتينات مع تقلب الملازمة، وقد تحتوي على عوامل النمو التي يفرزها ساركومه التي تؤثر على التعبير الجيني. ²³

التفاعلات بين الخلايا الظهارية المعوية والمحتوى الأساسي في رد الظهارية المعوية المفهوم لا يزال غير كامل. وقد اقترح أهمية الكولاجين الرابع، ولكن لا لامينين، بوصفها يجند التصاق كولونوسيتيس البشرية²⁴ ومحسن للخلايا الظهارية المعوية سرداب رد²⁵ استخدام الأجسام المضادة ضد الكولاجين الرابع التي حالت دون المرفقات . أعرب طلائي β1-إنتغرين يبدو هاما لتفاعل إدارة المحتوى في المؤسسة، كما حظر جسم معين ل β1-إنتغرين كثيرا انضمام كولونوسيتيس نوع الكولاجين الرابع. ²⁴ بينما يوفر الكولاجين الرابع إدارة المحتوى في المؤسسة موثوق بها لأحادي الطبقة انتيرويد/كولونويد تشكيل على إدراج، الظهارية يعيد البناء من إدارة المحتوى في المؤسسة مرور الوقت ما لم يقيم في هذا النموذج، ولا له تأثير خلائط ECM أكثر تعقيداً ومحددة من الكولاجين الرابع، لامينين، وفيبرونيكتين.

انتيرويدس/كولونويدس البشرية في شكل أحادي الطبقة (الأرقام 1-4) تمكين التلاعب وأخذ العينات التي ستكون مرهقة أو من المستحيل تحقيق استخدام الثقافات جزءا لا يتجزأ من مصفوفة ثلاثية الأبعاد. 3D انتيرويدس/كولونويدس تختلف في الحجم والتعقيد الهيكلي، وحجم لومينال، وهكذا يصعب microinjection ميكروبات أو جزيئات صغيرة من كوانتيتاتي بدقة. خلافا مونولاييرس (الجدول 1)، بالإضافة إلى ذلك، منع الثقافات 3D الوصول المباشر إلى الأسطح لومينال وباسولاتيرال لقياس الأيونات، والعناصر الغذائية، السيتوكينات أو يفرز العوامل المرتبطة بالعمليات الفسيولوجية أو باثوفيسيولوجيك . كونفلوينسي (الأرقام 1-2) واحدة من الخصائص الرئيسية لأحادي الطبقة انتيرويد/كولونويد اللازمة لوضع ليس فقط التدرجات الفسيولوجية للمواد الغذائية، والايونات، والأخرى الجزيئات،¹⁶ ولكن أيضا إنشاء الحاجز السليم بين الحجمية لومينال والوسيطة/المناعة العقيمة المأهولة بالخلية من بيئات سيرسال. هذه الجوانب هامة للنظر في الدراسات المستقبلية التي تتضمن مونولاييرس انتيرويد/كولونويد مع أنواع الخلايا الوسيطة، ومحصنة، أو العصبية لبناء نماذج الفسيولوجية أكثر تعقيداً.

تشمل القيود لاحظ نموذج إدراج ثقافة الخلية الموصوفة هنا عدم وجود القوات المادية مثل السوائل القص إجهاد وتمتد الميكانيكية/ضغط (التمعج)، وعدم وجود بيئة قمي اللاهوائية عادة من ذوي الخبرة بالامعاء المجراة في ابيثيليا. هذه العناصر لها القدرة على معالجة أكثر تطورا من منصات ميكروفيسيولوجيكال،²⁶ ولكنها تتطلب أيضا نفقات إضافية، والمعدات والخبرة اللازمة لتنفيذ. 3D وأحادي الطبقة الثقافات أيضا دون المساهمات من ميكروبيومي المعوية، والسكان الخلية اللحمية، والجهاز المناعي أو التفاعلات مع ما لم يتم إضافة هذه المكونات هادف.

التطبيقات المستقبلية المونولاير انتيرويد/كولونويد على إدراج الثقافة الخلية المغلفة بالرابع الكولاجين قد تشمل دراسات أخرى للتفاعل الميكروبية المسببة للأمراض أو commensal، الإقبال على المخدرات أو المواد الغذائية، وسمية، والايض، وظيفة الحاجز، والوظيفية تعزيز تحفزها ثقافة المشارك مع أنواع إضافية من الخلايا المعوية. ويمكن إجراء تقييمات ليس فقط داخل epithelia المانحين صحية ولكن أيضا من الأفراد مع الطفرات الوراثية أو الاضطرابات المعوية، شريطة أن تعمل المجراة في إنشاء للاحتفاظ بها في السابقين فيفو انتيرويد/كولونويد الثقافة.

Disclosures

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

الكتاب ليس لها علاقة بالكشف عن.

Acknowledgements

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

بتأييد هذا العمل بالمعاهد الوطنية للصحة منح P01 AI125181 و K01 DK106323 (ججي) K01 DK113043 (الاتحاد الياباني). ونحن نشكر جيمس Kaper (جامعة ميريلاند، بالتيمور، ماريلاند، الولايات المتحدة الأمريكية) لتوفير كولاي سلالة HS والقولونيه. ونقدر أيضا فسيولوجيا متكامل والتصوير النوى في هوبكنز كونتي الجهاز الهضمي الأمراض الأساسية ويشغل مركز البحوث الأساسية (P30 DK089502) و "جونز هوبكنز الكتلي" والبروتينات الأساسية.

Materials

List of materials used in this article
Name	Company	Catalog Number	Comments
2-أمينو-2- (هيدروكسي ميثيل) -1،3-بروبانديول	سيجما	T4661	قاعدة تريس ، مكون عازلة التحلل
A-83-01	Tocris	2939	ALK4 / 5/7 مثبط
حمض الخليك ، فيشر	الجليدي	العلمي A38
Advanced DMEM / F12	Life Technologies	12634-010	مكون من وسط النمو
Alexa Fluor 488 phalloidin	Life Technologies	A12379	مسبار الفلورسنت لكوكتيل F-actin
Antibiotic / Anticotic	Invivogen	ant-pm-2	Primocin (100x)
B27 ، 50x	Life Technologies	17504-044	مكون وسط النمو
إدراج ثقافة الخلية	Corning	3470	Transwell ، غشاء PET ، 0.4 & mu ؛ م المسام ، 24 بئر لوحة
CHIR 99021	Tocris	4423	GSK3 & beta المثبط
Click-iT Plus EdU Alexa Fluor 594 Imaging Kit	Life Technologies	C10639
Collagen IV ، من المشيمة البشرية	Sigma	C5533
Cultrex Organoid Harvesting Solution	Trevigen	3700-100-01	يزيل بلمرة مصفوفة
الغشاء القاعديمختبر كابر الإشريكية القولونية < / em> (EHEC)	مختبر كابر ، جامعة ميريلاند
مقياس الفولتوميمتر الظهاري	العالمية للأدوات الدقيقة	EVOM2
الكهربية الظهارية	الفولتوميتر World Precision Instruments	STX3
الإشريكية القولونية< / em> سلالة مختبر HS	Kaper ، جامعة ميريلاند
الإيثانول ، المطلق	Pharmco	111000200
FluorSave تصاعد متوسط	Millipore	345789	لتركيب غشاء إدراج على شريحة المجهر
GlutaMAX	Life Technologies	35050-061	L-alanyl-L-glutamine dipeptide ، 200 mM
HEK293T / Noggin-Fc خط خلية	فان دن برينك مختبر ، معهد Tytgat لأبحاث		لإنتاج Noggin متوسط مكيف
HEK293T / RSPO1-Fc-HA خط	الخلايا Trevigen	3710-001-K	لإنتاج Rspondin-1 HIPES المتوسط
المكيف ، 1 M	Life Technologies	15630-080	مكون متوسط النمو
Heraeus Multifuge X1R جهاز طرد مركزي	Thermo Fisher Scientific	75004250
Hoechst 33342	Life Technologies	H3570	الفلورسنت صبغة نووية
عامل نمو البشرة البشرية (EGF)	R & D Systems	236-EG-01M	مكون متوسط النمو
IGEPAL CA-630	Sigma	I8896	مكون عازلة التحلل
مجهر ضوئي لثقافة الخلايا المقلوبة	Olympus	CKX51
LB مرق	EMD Millipore	1.10285.0500
خط خلية L-WNT3A	ATCC	CRL-2647	لإنتاج Wnt3a متوسط مكيف
Matrigel، انخفاض عامل		مصفوفة الغشاء القاعدي Corning 356231 لثقافة ثلاثية الأبعاد
مكشطة الخلايا الصغيرة	United BioSystems	MCS-200
MUC2 الجسم المضاد ، الفأر أحادي النسيلة	Abcam	ab11197	استخدم في الساعة 1: 100 للتلوين المناعي ، 1: 500 للنشاف المناعي
MUC2 shRNA الجسيمات الفيروسية	الليروسية GE Dharmacon	RHS4531	GIPZ lentiviral shRNA ، ID: 4583
أدوات منحة شاكر المداري		PSU-10i
البنسلين الستربتومايسين ، 100x	Life Technologies	15140-122	مكون من وسط
النمو محلول ملحي مخزن	مخزن فوسفات Corning	21-031
مسبار سونيكاتير مع ميكروتيب	برانسون الموجات فوق الصوتية	450
كوكتيل مثبط البروتياز لخلايا الثدييات	Sigma	P8340	مكون من عازلة التحلل
SB 202190	Tocris	1264	p38 مثبط MAPK
كلوريد الصوديوم	Sigma	S3014	مكون عازلة التحلل
الصوديوم dexoycholate	Sigma	D6750	مكون عازلة التحلل
كبريتات دوديسيل الصوديوم	Sigma	L3771	مكون عازلة التحلل
TrypLE Express ، 1x	Life Technologies	12605-010	التربسين ، لهضم شظايا الأمعاء / القولون الجسم
المضاد فينكولين ، الأرانب أحادية النسيلة	Abcam	ab129002	استخدم في الساعة 1: 1000 للنشاف المناعي
الماء ، درجة زراعة الأنسجة ، معقم مفلتر	Corning	25-055
Y-27632	Tocris	1254	مثبط RhoA / ROCK

مقياس الكبد والأمعاء النمو

References

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

In, J. G., et al. Human mini-guts: new insights into intestinal physiology and host-pathogen interactions. Nature Reviews Gastroenterology & Hepatology. 13, 633-642 (2016).
Hill, D. R., et al. Bacterial colonization stimulates a complex physiological response in the immature human intestinal epithelium. eLife. 6, e29132(2017).
Williamson, I. A., et al. A High-Throughput Organoid Microinjection Platform to Study Gastrointestinal Microbiota and Luminal Physiology. Cellular and Molecular Gastroenterology and Hepatology. 6, 301-319 (2018).
Leslie, J. L., et al. Persistence and Toxin Production by Clostridium difficile within Human Intestinal Organoids Result in Disruption of Epithelial Paracellular Barrier Function. Infection and Immunity. 83, 138(2015).
Foulke-Abel, J., et al. Human Enteroids as a Model of Upper Small Intestinal Ion Transport Physiology and Pathophysiology. Gastroenterology. 150, 638-649.e638 (2016).
Yin, J., et al. Molecular Basis and Differentiation-Associated Alterations of Anion Secretion in Human Duodenal Enteroid Monolayers. Cellular and Molecular Gastroenterology and Hepatology. 5, 591-609 (2018).
Tse, C., et al. Enterohemorrhagic E. coli (EHEC)—Secreted Serine Protease EspP Stimulates Electrogenic Ion Transport in Human Colonoid Monolayers. Toxins. 10, 351(2018).
Jabaji, Z., et al. Use of collagen gel as an alternative extracellular matrix for the in vitro and in vivo growth of murine small intestinal epithelium. Tissue engineering. Part C, Methods. 19, 961-969 (2013).
Wang, Y., et al. Self-renewing Monolayer of Primary Colonic or Rectal Epithelial Cells. Cellular and Molecular Gastroenterology and Hepatology. 4, 165-182 (2017).
Moon, C., VanDussen, K. L., Miyoshi, H., Stappenbeck, T. S. Development of a primary mouse intestinal epithelial cell monolayer culture system to evaluate factors that modulate IgA transcytosis. Mucosal Immunology. 7, 818-828 (2014).
VanDussen, K. L., et al. Development of an enhanced human gastrointestinal epithelial culture system to facilitate patient-based assays. Gut. 64, 911(2015).
Ettayebi, K., et al. Replication of human noroviruses in stem cell–derived human enteroids. Science. 353, 1387(2016).
Kozuka, K., et al. Development and Characterization of a Human and Mouse Intestinal Epithelial Cell Monolayer Platform. Stem Cell Reports. 9, 1976-1990 (2017).
In, J., et al. Enterohemorrhagic Escherichia coli Reduces Mucus and Intermicrovillar Bridges in Human Stem Cell-Derived Colonoids. Cellular and Molecular Gastroenterology and Hepatology. 2, 48-62 (2016).
Noel, G., et al. A primary human macrophage-enteroid co-culture model to investigate mucosal gut physiology and host-pathogen interactions. Scientific Reports. 7, 45270(2017).
Vernetti, L., et al. Functional Coupling of Human Microphysiology Systems: Intestine, Liver, Kidney Proximal Tubule, Blood-Brain Barrier and Skeletal Muscle. Scientific Reports. 7, 42296(2017).
Noel, G., et al. Enterotoxigenic Escherichia coli is phagocytosed by macrophages underlying villus-like intestinal epithelial cells: modeling ex vivo innate immune defenses of the human gut. Gut Microbes. 9, 382-389 (2018).
Sato, T., et al. Long-term Expansion of Epithelial Organoids From Human Colon, Adenoma, Adenocarcinoma, and Barrett's Epithelium. Gastroenterology. 141, 1762-1772 (2011).
Johansson, M. E. V., Sjövall, H., Hansson, G. C. The gastrointestinal mucus system in health and disease. Nature Reviews Gastroenterology & Hepatology. 10, 352-361 (2013).
Hews, C. L., et al. The StcE metalloprotease of enterohaemorrhagic Escherichia coli reduces the inner mucus layer and promotes adherence to human colonic epithelium ex vivo. Cellular Microbiology. 19, e12717(2017).
Laurie, G. W., Leblond, C. P., Martin, G. R. Localization of type IV collagen, laminin, heparan sulfate proteoglycan, and fibronectin to the basal lamina of basement membranes. The Journal of Cell Biology. 95, 340(1982).
Timpl, R. Macromolecular organization of basement membranes. Current Opinion in Cell Biology. 8, 618-624 (1996).
Hughes, C. S., Postovit, L. M., Lajoie, G. A. Matrigel: A complex protein mixture required for optimal growth of cell culture. Proteomics. 10, 1886-1890 (2010).
Ishii, S., et al. Normal colonic epithelium adheres to carcinoembryonic antigen and type IV collagen. Gastroenterology. 106, 1242-1250 (1994).
Moore, R., Madri, J., Carlson, S., Madara, J. L. Collagens facilitate epithelial migration in restitution of native guinea pig intestinal epithelium. Gastroenterology. 102, 119-130 (1992).
Bein, A., et al. Microfluidic Organ-on-a-Chip Models of Human Intestine. Cellular and Molecular Gastroenterology and Hepatology. 5, 659-668 (2018).

Reprints and Permissions

Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article

Request Permission

مونولاييرس كولونويد البشرية لدراسة التفاعلات بين العوامل الممرضة، كومينسالس، وظهاره الأمعاء المضيف

In This Article

Summary

Abstract

Introduction

Protocol

Results

Discussion

Disclosures

Acknowledgements

Materials

References

Reprints and Permissions

Tags

Related Articles