توفر هذه التقنية دليلا لإلحاق الجروح خارج الجسم الحي ، وإجراء التشريح الدقيق لالتقاط الليزر وتحديد التغيرات في التعبير الجيني المتعلق بعمليات التئام الجروح السيئة في مرض السكري باستخدام الأنسجة البشرية ذات الصلة سريريا.
مقالة منهجية
* These authors contributed equally
توفر هذه التقنية دليلا لإلحاق الجروح خارج الجسم الحي ، وإجراء التشريح الدقيق لالتقاط الليزر وتحديد التغيرات في التعبير الجيني المتعلق بعمليات التئام الجروح السيئة في مرض السكري باستخدام الأنسجة البشرية ذات الصلة سريريا.
يتصاعد الانتشار العالمي لمرض السكري من النوع 2 (T2DM) بمعدل سريع. يعاني المرضى الذين يعانون من T2DM من العديد من المضاعفات وأحدها هو ضعف التئام الجروح. يمكن أن يؤدي ذلك إلى تطور تقرحات غير قابلة للشفاء أو تقرحات القدم وفي النهاية إلى البتر. في الأفراد الأصحاء ، يتبع التئام الجروح تسلسلا خاضعا للرقابة ومتداخلا من الأحداث التي تشمل الالتهاب والانتشار وإعادة التشكيل. في T2DM ، تصبح واحدة أو أكثر من هذه الخطوات مختلة. تتضمن النماذج الحالية لدراسة ضعف التئام الجروح في T2DM فحوصات الجروح الخدش في المختبر ، أو مكافئات الجلد ، أو النماذج الحيوانية لفحص الآليات الجزيئية التي تدعم التئام الجروح و / أو الخيارات العلاجية المحتملة. ومع ذلك ، فإن هذه لا تلخص بشكل كامل عملية التئام الجروح المعقدة في مرضى T2DM ، كما أن اختبارات الجلد البشري خارج الجسم الحي تمثل مشكلة بسبب أخلاقيات أخذ خزعات مثقبة من المرضى حيث من المعروف أنهم سيتعافون بشكل سيئ. هنا ، يتم وصف تقنية يمكن من خلالها فحص ملامح التعبير للخلايا المحددة المشاركة في استجابة التئام الجروح الوظيفية (dys) في مرضى T2DM باستخدام الأنسجة الفائضة التي يتم التخلص منها بعد البتر أو الجراحة التجميلية الاختيارية. في هذا البروتوكول ، يتم جمع عينات من الجلد المتبرع به ، والجرحى ، والمستنبتة خارج الجسم الحي في واجهة سائل الهواء ، وتثبيتها في نقاط زمنية مختلفة وتقسيمها. يتم عزل أنواع الخلايا المحددة المشاركة في التئام الجروح (على سبيل المثال ، الخلايا الكيراتينية للبشرة ، والخلايا الليفية الجلدية (الحليمية والشبكية) ، والأوعية الدموية) باستخدام التشريح الدقيق لالتقاط الليزر والاختلافات في التعبير الجيني التي تم تحليلها عن طريق التسلسل أو المصفوفة الدقيقة ، مع التحقق من صحة الجينات ذات الأهمية بواسطة qPCR. يمكن استخدام هذا البروتوكول لتحديد الاختلافات المتأصلة في التعبير الجيني بين كل من الجلد الضعيف والسليم ، في مرضى السكري أو بدونهم ، باستخدام الأنسجة التي يتم التخلص منها عادة بعد الجراحة. سينتج عنه فهم أكبر للآليات الجزيئية التي تساهم في الجروح المزمنة T2DM وفقدان الأطراف السفلية.
يتزايد معدل الإصابة بمرض السكري من النوع 2 على مستوى العالم ، مدفوعا بوباء السمنة والخمول البدني. يعد ضعف التئام الجروح أمرا شائعا لدى هؤلاء المرضى ، وسيصاب ما يصل إلى 25٪ من المرضى بجرح مزمن غير ملتئم1. الآليات التي يقوم عليها ذلك معقدة وغير مفهومة تماما ، مما يحد من معدل اكتشاف العلاجات الجديدة. أحد العوامل المساهمة في ذلك هو عدم وجود نموذج مناسب لدراسة التئام الجروح لدى مرضى السكري من النوع 2. وبالتالي ، فإن الغرض من هذه الطريقة هو توفير نموذج خارج الجسم الحي ذي صلة من الناحية الفسيولوجية لفحص التئام الجروح لدى المعرضين لخطر الإصابة بالجروح المزمنة ، مما يسمح بتحليل النسخ لإحراز تقدم في تحديد الأهداف العلاجية الجديدة.
هناك العديد من النماذج المتاحة حاليا لدراسة التئام الجروح ، ولكل منها نقاط قوتها وضعفها. في الجسم الحي ، مثل فأر db / db2 أو الفئران السكرية التي يسببها الستربتوزوتوسين3 تستخدم على نطاق واسع ؛ ومع ذلك ، فإن الجروح في نماذج القوارض تلتئم عن طريق الانقباض ، وهو أمر مختلف تماما عن الآلية المستخدمة في جسم الإنسان ، ولها نجاح محدود في الترجمة إلى التجارب السريرية4،5. فوائد استخدام الأنسجة البشرية معترف بهاجيدا 4 ، ولكنها معقدة بسبب أخلاقيات إلحاق الجروح التجريبية بالأفراد المعروفين بالفعل بأنهم يعانون من ضعف استجابة التئام الجروح. وبالتالي ، فإن الدراسات التي أجريت على البشر المصابين بداء السكري موجهة بشكل أكثر شيوعا نحو الاستجابة الالتهابية بدلا من تجربة الأنسجة المستقوصة6. تتوفر أيضا نماذج Organ-on-a-Chip7 والبشرة الاصطناعية8 . هذه لها فائدة في كونها قادرة على تحليل مساهمات الخلايا البشرية ولكنها تعطي القليل من المؤشرات على التباين بين المرضى. وبالتالي ، فإن النماذج ذات الصلة سريريا لدراسة تقدم التئام الجروح لدى المرضى المعرضين للخطر يمكن أن تسرع من الفهم الميكانيكي واكتشاف الأدوية في هذا المجال.
بروتوكول الجرح خارج الجسم الحي الموصوف أدناه مقتبس من Stojadinovic and Tomic-Canic ، 20139. إنه مناسب لفحص بيانات النسخ من الجرح الخاضع للرقابة لعينات الأنسجة البشرية خارج الجسم الحي ويمكن تطبيقه على العينات السريرية من المرضى الذين يعانون من ضعف التئام الجروح (على سبيل المثال ، مرض السكري من النوع 2 ، والأفراد المسنين) ، من أجل تعزيز المعرفة حول كيفية تأثر التئام الجروح في هذه الحالات وربما كيف يمكن استعادته.
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
يعتمد هذا البروتوكول على توفير الأنسجة الجراحية البشرية. تم الحصول على الموافقة الأخلاقية وموافقة المريض المستنيرة قبل التجربة ، وتتوافق الدراسة مع المبادئ الموضحة في إعلان هلسنكي.
1. جمع الأنسجة وجرح خارج الجسم الحي
2. تثبيت الأنسجة والاستئصال بالتبريد
3. التشريح الدقيق لالتقاط الليزر
4. القياس الكمي للتعبير الجيني التفاضلي
| جولة التضخيم الأولى | جولة التضخيم الثانية | ||||
| تخليق الخيط الأول | تخليق الخيط الأول | ||||
| درج | درجة الحرارة | الوقت | درج | درجة الحرارة | الوقت |
| 1 | 65 درجة مئوية | 5 دقائق | 1 | 65 درجة مئوية | 5 دقائق |
| 2 | 4 درجة مئوية | مسك | 2 | 4 درجة مئوية | مسك |
| 3 | 42 درجة مئوية | 45 دقيقة | 3 | 25 درجة مئوية | 10 دقائق |
| 4 | 4 درجة مئوية | مسك | 4 | 37 درجة مئوية | 45 دقيقة |
| 5 | 37 درجة مئوية | 20 دقيقة | 5 | 4 درجة مئوية | مسك |
| 6 | 95 درجة مئوية | 5 دقائق | |||
| 7 | 4 درجة مئوية | مسك | تخليق الخيط الثاني | ||
| درج | درجة الحرارة | الوقت | |||
| تخليق الخيط الثاني | 1 | 95 درجة مئوية | 2 دقيقة | ||
| درج | درجة الحرارة | الوقت | 2 | 4 درجة مئوية | مسك |
| 1 | 95 درجة مئوية | 2 دقيقة | 3 | 37 درجة مئوية | 15 |
| 2 | 4 درجة مئوية | مسك | 4 | 70 درجة مئوية | 5 دقائق |
| 3 | 25 درجة مئوية | 5 دقائق | 5 | 4 درجة مئوية | مسك |
| 4 | 37 درجة مئوية | 10 دقائق | |||
| 5 | 70 درجة مئوية | 5 دقائق | النسخ في المختبر | ||
| 6 | 4 درجة مئوية | مسك | درج | درجة الحرارة | الوقت |
| 1 | 42 درجة مئوية | 6 ساعات | |||
| النسخ في المختبر | 2 | 4 درجة مئوية | مسك | ||
| درج | درجة الحرارة | الوقت | 3 | 37 درجة مئوية | 15 دقيقة |
| 1 | 42 درجة مئوية | 3 ساعات | 4 | 4 درجة مئوية | مسك |
| 2 | 4 درجة مئوية | مسك | |||
| 3 | 37 درجة مئوية | 15 دقيقة | |||
| 4 | 4 درجة مئوية | مسك | |||
الجدول 1: شروط التضخيم.
5. تفسير البيانات
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
وفقا للبروتوكول ، تم اختيار نقطة زمنية مدتها 48 ساعة لتوليد نتائج تمثيلية. يمكن رؤية تكوين الجرح الأولي في الأنسجة الفائضة من الجراحة التجميلية الاختيارية في الشكل 2 أ حيث يكون الجرح المستأصل مرئيا بوضوح. يؤكد تلطيخ الهيماتوكسيلين واليوزين أن هذا قد ولد جرحا بسماكة كاملة (الشكل 2 ب). بعد 48 ساعة ، يظهر الإغلاق الجزئي للجرح تحت المجهر الضوئي (الشكل 2 ج). يكشف التلوين النسيجي عن اللسان الظهاري الذي يتقدم لشفاء الجرح (
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
مع زيادة حدوث الاضطرابات المزمنة مثل مرض السكري من النوع 2 على مستوى العالم ، تصبح الحاجة إلى تقنيات يمكن أن تسهل الدراسات ذات الصلة من الناحية الفيزيولوجية المرضية أكثر إلحاحا. يوفر البروتوكول الموصوف أعلاه طريقة موحدة لفحص البيانات النسخية من الجروح خارج الجسم الحي التي تلتئم باستخدام الأنسجة البشرية.
يعتمد هذا البروتوكول على توفير الأنسجة السريرية الفائضة التي تم منح الإذن الأخلاقي لها من السلطة المختصة ، ومن المرضى الذين أعطوا موافقة مستنيرة. عادة...
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
المؤلفون ليس لديهم ما يكشفون عنه.
تم دعم برنامج المقارنات الدولية من قبل البرنامج الإطاري السابع للبحث والتطوير التقني التابع للمفوضية الأوروبية - شبكات التدريب المبتكرة ماري كوري (ITN) ، اتفاقية المنحة رقم: 607886. تم دعم RW من قبل Aveda ، Hair Innovation & Technology ، الولايات المتحدة الأمريكية. تم دعم RB و SS من قبل مركز علوم الجلد بجامعة برادفورد.
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
| الاسم | الشركة | رقم فهرسي | التعليقات |
|---|---|---|---|
| مجموعة Arcturus RiboAmp PLUS | تضخيم الحمض النووي الريبي | KIT0521 ThermoFisher | |
| Scientific أغطية الناشر 0.5 مل | MMI | K10028161 | أغطية التشريح الدقيق لالتقاط الليزر ؛ 50 عبوة |
| Dulbecco s النسر المعدل المتوسط (DMEM) | Sigma-Aldrich | D6046 | مع 1000 مجم / لتر من الجلوكوز ، L-الجلوتامين ، وبيكربونات الصوديوم ، السائل ، المصفى المعقم ، مناسب لزراعة الخلايا |
| مصل الأبقار الجنيني | Thermo Fisher Scientific | 10270106 | مكمل زراعة الخلايا |
| H& E Staining Kit Plus | MMI | K10028305 | طقم تلطيخ الهيماتوكسيلين والأيوزين الخالي من الرنسيز |
| طقم النسخ العكسي (cDNA) عالي السعة مجموعة النسخ العكسي | للأنظمة الحيوية | التطبيقية 4368814 | طقم النسخ العكسي |
| L-glutamine | Thermo Fisher Scientific | 25030149 | مكمل ثقافة الخلايا |
| MembraneSlides | MMI | K10028153 | Laer التقاط شرائح التشريح المجهري ؛ 5 لكل صندوق |
| Netwell Mesh Insert | Corning | 3479 | إدراج ثقافة الخلايا |
| Penicillin-Streptomycin-Fungizone | Thermo Fisher Scientific | 15070-063 | مكمل ثقافة الخلايا |
| 15290-026 | |||
| OCT | Tissue-Tek Sakura | 4583 | متوسط القطع المتوافق مع Cryostat |
| PBS | Thermo Fisher Scientific | 10209252 | خمسة أقراص لكل 100 مل من الماء المعقم ثم تعقيمها لزراعة الخلايا تستخدم |
| RNeasy Micro Kit | Qiagen | 74004 | طقم استخراج الحمض النووي الريبي |
| RNase Away | Sigma-Aldrich | 83931 | RNase رذاذ |
| شفرات معقمة | مستلزمات المختبرات العلمية | INS4974 | أدوات تشريح الأنسجة |
| دعم الشريحة | MMI | K10028159 | الالتقاط بالليزر شريحة الدعم ، مقص جراحي خال من RNase |
| مستلزمات المختبرات العلمية | INS4860 | تنفيذ تشريح الأنسجة | |
| ملقط جراحي | مستلزمات المختبرات العلمية | INS2026 | تنفيذ تشريح |
| الأنسجة SYBR Green Supermix | الأنظمة الحيوية التطبيقية | 4344463 | Quantitative PCR mastermix |
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