يقدم البروتوكول طريقة لزراعة ومعالجة الأجهزة العضوية اللغوية المشتقة من الخلايا الجذعية المذاق المعزولة عن حليمة الذوق الخلفي للفئران البالغة.
يتطلب اشتراك JoVE لعرض هذا المحتوى. تسجيل الدخول أو ابدأ نسخة تجريبية مجانية
مقالة منهجية
* These authors contributed equally
يقدم البروتوكول طريقة لزراعة ومعالجة الأجهزة العضوية اللغوية المشتقة من الخلايا الجذعية المذاق المعزولة عن حليمة الذوق الخلفي للفئران البالغة.
يتم التوسط في حاسة الذوق من قبل براعم الذوق على اللسان ، والتي تتكون من خلايا مستقبلات الذوق المتجددة بسرعة (TRCs). هذا الدوران المستمر مدعوم من خلايا السلف المحلية ويجعل وظيفة الذوق عرضة للاضطراب من قبل العديد من العلاجات الطبية ، والتي بدورها تؤثر بشدة على نوعية الحياة. وبالتالي، فإن دراسة هذه العملية في سياق العلاج من المخدرات أمر حيوي لفهم ما إذا كانت وظيفة سلف الذوق وإنتاج TRC تتأثر وكيفية ذلك. وبالنظر إلى المخاوف الأخلاقية والتوافر المحدود لأنسجة الذوق البشري ، فإن نماذج الماوس ، التي لديها نظام طعم مشابه للبشر ، تستخدم عادة. بالمقارنة مع أساليب الجسم الحي ، والتي تستغرق وقتا طويلا ومكلفة وغير قابلة للدراسات عالية الإنتاجية ، يمكن أن تمكن الأجهزة اللغوية المورين من تشغيل التجارب بسرعة مع العديد من التكرارات وعدد أقل من الفئران. هنا، تم تكييف البروتوكولات المنشورة سابقا ويتم تقديم طريقة موحدة لتوليد الأجهزة العضوية الذوق من خلايا السلف الذوق معزولة عن الحليمة المحيطة (CVP) من الفئران البالغة. خلايا السلف الذوق في CVP التعبير LGR5 ويمكن عزلها عن طريق EGFP تفلور تنشيط فرز الخلايا (FACS) من الفئران التي تحمل Lgr5EGFP-IRES-CreERT2 أليل. يتم صفيحة الخلايا المفرزة على نظام ثقافة ثلاثي الأبعاد قائم على هلام المصفوفة ومثقفة لمدة 12 يوما. الأجهزة العضوية توسيع لأول 6 أيام من فترة الثقافة عن طريق الانتشار ومن ثم الدخول في مرحلة التمايز، والتي تولد جميع أنواع الخلايا طعم ثلاثة جنبا إلى جنب مع الخلايا الظهارية غير الذوق. يمكن حصاد الأجهزة العضوية عند النضج في اليوم 12 أو في أي وقت أثناء عملية النمو للتعبير عن الحمض النووي الريبي والتحليل الكيميائي المناعي. توحيد أساليب الثقافة لإنتاج organoids لغوية من الخلايا الجذعية الكبار سوف يحسن استنساخ وتقدم organoids اللغوية كأداة قوية لفحص المخدرات في الكفاح من أجل مساعدة المرضى الذين يعانون من خلل الذوق.
في القوارض ، يتم إيواء براعم الذوق اللغوي في حليمة فطرية موزعة بشكل مسبق ، حليمة مناجاة ثنائية الخلفي ، وكذلك حليمة محيطة واحدة (CVP) في خط الوسط الملصقات لللسان1. ويتكون كل برعم طعم من 50-100 قصيرة الأجل، وتجديد سريع خلايا مستقبلات الذوق (TRCs)، والتي تشمل نوع الأول مثل خلايا الدعم glial، نوع الخلايا الثانية التي تكشف الحلو، المر، وumami، والخلايا من النوع الثالث التي تكشف الحامض2،3،4. في CVP الماوس، LGR5+ الخلايا الجذعية على طول الصفيحة القاعدية تنتج جميع أنواع TRC وكذلك الخلايا الظهارية غير الذوق5. عند تجديد نسب الذوق ، يتم تحديد خلايا ابنة LGR5 لأول مرة كخلايا سلائف طعم ما بعد الميتوتيك (خلايا النوع الرابع) التي تدخل برعم الذوق وقادرة على التفريق في أي من أنواع TRCالثلاثة 6. دوران سريع من TRCs يجعل نظام الذوق عرضة للاضطراب من قبل العلاجات الطبية، بما في ذلك الإشعاع وبعض العلاجات الدوائية7،8،9،10،11،12،13. وبالتالي ، فإن دراسة نظام الذوق في سياق تنظيم الخلايا الجذعية الذوق والتمايز TRC أمر حيوي لفهم كيفية التخفيف من أو منع خلل الذوق.
الفئران هي نموذج تقليدي لدراسات الجسم الحي في علم الذوق حيث أن لديها نظام الذوق نظمت على نحو مماثل للبشر14،15،16. ومع ذلك ، فإن الفئران ليست مثالية لدراسات الإنتاجية العالية ، لأنها مكلفة للحفاظ عليها وتستغرق وقتا طويلا للعمل معها. للتغلب على ذلك، تم تطوير أساليب في المختبر زراعة الجهازية في السنوات الأخيرة. يمكن أن تولد الأجهزة العضوية الذوق من الأنسجة CVP الأصلية، وهي العملية التي الأجهزة برعم قبالة من ظهارة CVP الماوس معزولة مثقف ex vivo17. هذه organoids عرض ظهارة متعددة الطبقات تتفق مع نظام الذوق في الجسم الحي. تم تطوير طريقة أكثر كفاءة لتوليد organoids التي لا تتطلب ثقافة CVP الجسم الحي السابق من قبل رين وآخرون. تكييف أساليب والثقافة وسائل الإعلام وضعت لأول مرة لتنمو organoids المعوية، فإنها عزل Lgr5-GFP واحد+ خلايا السلف من CVP الماوس ومطلي لهم في هلام مصفوفة19. ولدت هذه الخلايا وحيدة organoids اللغوية التي تتكاثر خلال الأيام ال 6 الأولى من الثقافة، وتبدأ في التفريق حول اليوم 8، وبحلول نهاية فترة الثقافة تحتوي على خلايا الظهارية غير الذوق وجميع أنواع TRCالثلاثة 18،20. حتى الآن، وقد نشرت دراسات متعددة باستخدام نظام نموذج organoid لغوي17،18،20،21،22؛ ومع ذلك، تختلف الأساليب والظروف الثقافية المستخدمة لتوليد هذه الأجهزة العضوية عبر المنشورات(الجدول التكميلي 1). وهكذا، تم تعديل هذه الأساليب وتحسينها هنا لتقديم بروتوكول موحد مفصل لثقافة organoids اللغوية المستمدة من LGR5+ السلف من CVP الماوس الكبار.
توفر الأجهزة العضوية اللغوية نموذجا فريدا لدراسة العمليات البيولوجية للخلايا التي تقود تطور خلايا الذوق وتجديدها. مع توسع تطبيقات الأجهزة العضوية اللغوية والتحرك نحو استخدام المزيد من المختبرات في نماذج الجهازية المختبرية ، من المهم أن يسعى المجال إلى تطوير واعتماد بروتوكولات موحدة لتحسين القابلية للاستنساخ. إن إنشاء أعضاء لغوية كأداة قياسية في علم الذوق من شأنه أن يمكن دراسات الإنتاجية العالية التي تتباعد كيف تولد الخلايا الجذعية المفردة الخلايا المتمايزة لنظام ذوق البالغين. بالإضافة إلى ذلك ، يمكن استخدام الأجهزة اللغوية لفحص الأدوية بسرعة للتأثيرات المحتملة على التوازن الذوقي ، والتي يمكن بعد ذلك التحقيق فيها بشكل أكثر شمولا في النماذج الحيوانية. وسيعزز هذا النهج في نهاية المطاف الجهود الرامية إلى ابتكار علاجات تحسن نوعية حياة متلقي الأدوية في المستقبل.
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
تم تنفيذ جميع الإجراءات الحيوانية في منشأة معتمدة من AAALAC وفقا لدليل رعاية واستخدام المختبر ، وقانون رعاية الحيوان ، وسياسة خدمة الصحة العامة ، ووافقت عليها اللجنة المؤسسية لرعاية الحيوان واستخدامه (IACUC) في حرم جامعة كولورادو أنشوتز الطبي. Lgr5EGFP-IRES-CreERT2 الفئران المستخدمة في هذا البروتوكول هي من مختبر جاكسون، المخزون رقم 008875.
ملاحظة: يجب إكمال الخطوات التالية قبل البدء لضمان التقدم السلس وفي الوقت المناسب للبروتوكول: تعيين حمام مائي إلى 37 درجة مئوية، تعيين الطرد المركزي إلى 4 درجة مئوية، وجعل الحقن وحلول إنزيم التفكك من 10 ملغم / مل ديسباس، Collagenase، وحلول المخزون Elastase (انظر جدول المواد)،وإزالة هلام مصفوفة من -20 درجة مئوية الفريزر (~ 750 ميكرولتر اللازمة للوحة 48 بئر) وذوبان عن طريق غمر القارورة في الجليد لفي ما لا يقل عن 3-4 ساعة، أنابيب الطرد المركزي الدقيق قبل معطف في FBS غير مخففة عن طريق هزاز بلطف في درجة حرارة الغرفة لمدة 30 دقيقة على الأقل (أنبوبين 2 مل لجمع الأنسجة، واثنين من أنابيب 1.5 مل للخلايا المفككة، وأنبوب واحد 1.5 مل لجمع خلايا واحدة من فرز الخلايا؛ إزالة FBS الزائدة قبل الاستخدام).
1. عزل ظهارة CVP
ملاحظة: للحصول على ما يكفي LGR5+ خلايا لوحة كاملة 48 جيدا، وجمع ثلاثة LGR5-EGFP CVPs في نفس الأنبوب وعملية في وقت واحد. الأهم من ذلك، حصاد ومعالجة CVP من نوع واحد على الأقل البرية littermate بالتوازي في أنبوب منفصل والاستفادة منه كتحكم في gating لتعيين المعلمات FACS (انظر النتائج التمثيلية).
2. تفكك ظهارة CVP
ملاحظة: يتم تمثيل فصل ظهارة CVP والطلاء بيانيا في الشكل 2.
3. طلاء Lgr5-EGFP الخلايا
4. صيانة الجهاز
ملاحظة: تزرع Organoids في الوسائط العضوية التقليدية (WENR) التي تضم EGF المؤتلف و 50٪ وسائط مكيفة تحتوي على Wnt3a و Noggin و R-spondin23. يتم إضافة الأدوية A8301 و SB202190 لأول 6 أيام من فترة الثقافة لتحسين النمو (وسائل الإعلام WENRAS) (الشكل 5)، ثم إزالتها لتعزيز التمايز (WENR وسائل الإعلام)20. يضاف Y27632 لأول يومين من الثقافة لتعزيز البقاء على قيد الحياة. يتم عرض شروط الوسائط المتعلقة بالجدول الزمني للثقافة في الشكل 4.
5. تجهيز الحمض النووي الريبي
6. الكيمياء المناعية
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
الفئران لديها CVP واحد، وتقع الخلفي على اللسان، والتي يمكن عزل LGR5+ الخلايا الجذعية (الشكل 1A،الصندوق الأسود). حقن محلول إنزيم تحت وحول CVP(الشكل 1B)يؤدي إلى تورم طفيف في الظهارة وهضم النسيج الضام. يتم تحقيق هضم كاف بعد حضانة 33 دقيقة ، مما يسمح بفصل ظهارة CVP بسهولة عن الأنسجة الأساسية. عند محاولة تقشير ظهارة CVP ، يجب إجراء تخفيضات على مسافة كافية من CVP لضمان عدم تعطيل الخنادق أو تلفها(الشكل 1C). وهذا...
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
وذكرت هنا هو وسيلة فعالة وقابلة للتكرار بسهولة لزراعة وصيانة ومعالجة organoids اللغوية المستمدة من الخلايا الجذعية طعم الماوس الكبار. ووجد أن استخدام ثلاثة CVPs من 8 إلى 20 أسبوعا Lgr5-فئران EGFP كافية للحصول على ~ 10000 GFP+ الخلايا للاستخدام التجريبي ، مما أدى إلى 50 بئرا مطلية بكثافة 200 خلية لكل بئر في لوحات 48 بئرا. إزالة الظهارة الخندق CVP هو الأمثل عن طريق حقن الظهارة اللغوية مع Dispase الثاني الطازجة ونوع I كولاجيناز الحل، تليها حضانة 33 دقيقة. ومع ذلك، يمكن أن يؤدي وقت حضانة أقصر، أليكوتس الإ...
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
وليس لدى صاحبي البلاغ ما يكشفان عنه.
الكتاب أود أن أشكر الدكتور بيتر ديمبسي ومونيكا براون (جامعة كولورادو Anschutz الطبية الحرم الجامعي Organoid والأنسجة النمذجة الموارد المشتركة) لتوفير وسائل الإعلام WNR مشروطة ومناقشات قيمة. نشكر أيضا جامعة كولورادو تقنيات الخلايا مركز السرطان وتدفق الموارد المشتركة قياس الخلايا، وخاصة ديمتري باتورين، لخبرة فرز الخلايا. تم تمويل هذا العمل من قبل: NIH/NIDCD R01 DC012383، DC012383-S1، DC012383-S2، والمعاهد القومية للصحة/NCI R21 CA236480 إلى LAB، وR21DC016131 وR21DC016131-02S1 إلى DG، وF32 DC015958 إلى EJG.
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
| الاسم | الشركة | رقم فهرسي | التعليقات |
|---|---|---|---|
| <قوي > الأجسام المضادة < / قوي> Alexa | |||
| Fluor 546 الحمار المضاد للماعز IgG | المجسات الجزيئية | A11056 ، RRID: AB_142628 | 1: 2000 |
| Alexa Fluor 546 المجسات الجزيئية IgG المضادة للأرانب | A11010 ، RRID: AB_2534077 | 1: 2000 | |
| Alexa Fluor 568 الماعز المضاد لخنزير غينيا IgG | Invitrogen | A11075 ، RRID: AB_2534119 | 1: 2000 |
| Alexa Fluor 647 الحمار المضاد للأرانب IgG | المجسات الجزيئية | A31573 ، RRID: AB_2536183 | 1: 2000 |
| Alexa Fluor 647 الماعز المضاد للجرذان IgG | المجسات الجزيئية | A21247 ، RRID: AB_141778 | 1: 2000 |
| DAPI (ل FACS) Thermo | Fischer | 62247 | |
| DAPI (للكيمياء المناعية) | Invitrogen | D3571 ، RRID: AB_2307445 | 1: 10000 |
| الماعز المضاد ل CAR4 | R & D Systems | AF2414 ، RRID: AB_2070332 | 1:50 |
| خنزير غينيا المضاد | للأجسام المضادة | BP5076 ، RRID: AB_979608 | 1:250 |
| Rabbit anti-GUSTDUCIN | Santa Cruz Biotechnology Inc. | SC-395 ، RRID: AB_673678 | 1:250 |
| أرنب مضاد NTPDASE2 | CHUQ | mN2-36LI6 ، RRID: AB_2800455 | 1:300 |
| Rat anti-KRT8 | DSHB | TROMA-IS ، RRID: | 1: 100 |
| <قوي>Equipment< / strong> | |||
| 2D Benchmark | Scientific Inc. | BR2000 | |
| 3D الدوار | مختبر الخط الأدوات | 4630 | |
| كبير الأرقام الموقت / ساعة التوقيت | فيشر العلمية | S407992 | |
| الطرد المركزي | Eppendorf | 5415D | |
| CO2 خزان | Airgas | CD USP50 | |
| FormaTM Series 3 Water Jackeed CO2 حاضنة | حراري علمي | 4110 | 184 لتر ، مصقول غير القابل للصدأ |
| Incucyte | Sartorius | الصلب: S3 | Cancer Center Cell Technologies Shared Resource ، جامعة كولورادو Anschutz Medical Campus |
| MoFlo XDP100 | Cytomation Inc | نموذج: S13211997 | مركز جيتس لقياس التدفق الخلوي الأساسي ، جامعة كولورادو أنشوتز الحرم الجامعي |
| شاكر | المداري نيو برونزويك العلمي | Excella E1 | |
| نظام PCR في الوقت الحقيقي | الأنظمة الحيوية التطبيقية | 4376600 | |
| جهاز طرد مركزي مبرد | Eppendorf | 5417R | |
| الطيف | الضوئي الحراري العلمي | ND-1000 | |
| & nbsp ؛ مجهر مجسم | Zeiss | Stemi SV6 | |
| Thermal Cycler | Bio-Rad | 580BR | |
| Vortex | Fisher Scientific | 12-812 | |
| حمام مائي | دقيق | 51220073 | |
| <قوي> وسائل الإعلام< قوية>A83 | |||
| 01 | سيجما | SML0788-5MG | تركيز المخزون 10 مليمتر ، نهائي تركيز 500 نانومتر |
| متقدم DMEM / F12 | Gibco | 12634-010 | |
| B27 مكمل | جيبكو | 17504044 | تركيز المخزون 50X ، التركيز النهائي 1X |
| Gentamicin | Gibco | 15750-060 | تركيز المخزون 1000X ، التركيز النهائي 1X |
| Glutamax | Gibco | 35050061 | تركيز المخزون 100X ، التركيز النهائي 1X |
| HEPES | Gibco | 15630080 | تركيز المخزون 100X ، التركيز النهائي 1X |
| Murine EGF | Peprotech | 315-09-1MG | تركيز المخزون 500 & micro ؛ جم / مل ، التركيز النهائي 50 نانوغرام / مل |
| Murine Noggin | Peprotech | 250-38 | تركيز المخزون 50 & micro ؛ جم / مل ، التركيز النهائي 25 نانوغرام / مل |
| N-acetyl-L-cysteine | Sigma | A9165 | تركيز المخزون 0.5 م ، التركيز النهائي 1 ملي |
| نيكوتيناميد | سيجما | N0636-100 جم | تركيز المخزون 1 م ، التركيز النهائي 1 ملي قلم |
| / Strep | Gibco | 15140-122 | تركيز المخزون 100X ، التركيز النهائي 1X |
| Primocin | InvivoGen | ant-pm-1 | تركيز المخزون 500X ، التركيز النهائي 1X |
| SB202190 | R& D Systems | 1264 | تركيز المخزون 10 ملم ، التركيز النهائي 0.4 & micro ؛ تم |
| تلقي الوسائط | من مختبر ديمبسي (مورد مشاركة نمذجة الأنسجة والعضوية AMC). مشتق من L-WRN (ATCC ® CRL-3276 ™) الخلايا | ||
| Y27632 ثنائي هيدروكلوريد 10ug | APExBIO | A3008-10 | تركيز المخزون 10 ملي مولار ، التركيز النهائي 10 وميكرو ؛ M |
| أخرى< / قوي> | |||
| مل TB | حقنة BD حقنة | 309659 | |
| 2-Mercaptoethanol ، دقيقة.98٪ | Sigma | M3148-25ML | & beta ؛ -mercaptoethanol |
| 2.0 مل أنابيب الطرد المركزي | الدقيقة الولايات المتحدة الأمريكية العلمية | 1420-2700 | |
| 48 بئر ألواح | حراري | علمية 150687 | |
| 5 3/4 بوصة باستور بيبيتس | فيشربراند | 12-678-8A | |
| ألبومين من مصل الأبقار (BSA) | Sigma Life Science | A9647-100G | |
| Buffer RLT Lysis | Buffer QIAGEN | 1015750 | |
| Cell Recovery | Solution Corning | 354253 | |
| Cohan-Vannas Spring | Scissors Fine Science Tools | 15000-02 | |
| كولاجيناز من المطثية النسيجية ، النوع الأول | Sigma Life Science | C0130-1G | |
| Cultrex RGF BME ، النوع 2 ، Pathclear | R & D Systems | 3533-005-02 | Matrigel |
| Dispase II (بروتياز محايد ، الصف الثاني) | Sigma-Aldrich (Roche) | 4942078001 | |
| مرشحات يمكن التخلص منها | Sysmex | 04-0042-2316 | |
| Dulbecco ' s الفوسفات المحلول الملحي المخزن درجة الحموضة 7.4 (1X) (Ca2 + < / sup> & Mg2+ مجانا) | Gibco | 10010-023 | |
| Dulbecco' s محلول ملحي مخزن بالفوسفات مع Ca2 + < / sup> & Mg2+ | سيجما لايف ساينسز | D8662-500ML | |
| دومون # 5 ملقط | أدوات العلوم الدقيقة | 11252-30 | |
| EDTA ، 0.5 متر (درجة الحموضة 8.0) | Promega | V4231 | |
| Elastase المجفف بالتجميد | ورثينجتون الكيمياء الحيوية | LS002292 | |
| مقص بون ناعم | للغاية أدوات العلوم الدقيقة | 14084-08 | |
| مصل الأبقار الجنين (FBS) | جيبكو | 26140-079 | |
| فلوروماونت جي | ساوثرن بيوتك | 0100-01 | |
| HEPES Solution | Sigma Life Science | H3537-100ML | |
| HyClone Tryspin 0.25٪ + EDTA | Thermo Scientific | 25200-056 | |
| iScript cDNA Synthesis Kit | Bio-Rad | 1706691 | |
| Modeling Clay ، Gray | Sargent Art | 22-4084 | |
| حقنة BD إبرة | 305106 | ||
| مصل الحمار العادي | Jackson ImmunoResearch | 017-000-121 | |
| مصل الماعز العادي | Jackson ImmunoResearch | 005-000-121 | |
| Paraformaldehyde | Sigma-Aldrich | 158127 | |
| Power< / em>SYBR Green PCR Master Mix | Applied Biosystems | 4367659 | |
| RNeasy Micro Kit | QIAGEN | 74004 | |
| أنابيب القفل الآمن 1.5 مل | إيبندورف | 022363204 | |
| كلوريد الصوديوم | فيشر كيماويك | 7647-14-5 | |
| فوسفات الصوديوم ثنائي القاعدة اللامائي | فيشر كيميكال | 7558-79-4 | |
| فوسفات الصوديوم أحادي القاعدة اللامائي | فيشر الكواشف الحيوية | 7558-80-7 | |
| SuperFrost Plus Microscope Slides | Fisher Scientific | 12-550-15 | |
| مقص جراحي - | أدوات العلوم الدقيقة | Sharp 14002-14 | |
| Triton X-100 | Sigma Life Science | T8787-100ML | |
| VWR غطاء زجاجي | VWR | 48366067 | 22x22mm |
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.