تسهل العضيات المشتقة من الخلايا الجذعية تحليل العمليات الجزيئية والخلوية التي تنظم التجديد الذاتي للخلايا الجذعية والتمايز أثناء تكوين الأعضاء في أنسجة الثدييات. نقدم هنا بروتوكولا لتحليل بيولوجيا الأهداب الأولية في العضيات الثديية للفئران.
مقالة منهجية
تسهل العضيات المشتقة من الخلايا الجذعية تحليل العمليات الجزيئية والخلوية التي تنظم التجديد الذاتي للخلايا الجذعية والتمايز أثناء تكوين الأعضاء في أنسجة الثدييات. نقدم هنا بروتوكولا لتحليل بيولوجيا الأهداب الأولية في العضيات الثديية للفئران.
العضيات هي هياكل ثلاثية الأبعاد مشتقة من الخلايا الجذعية تتكاثر خارج الجسم الحي الهندسة المعمارية المعقدة وعلم وظائف الأعضاء وبالتالي ، تمثل العضيات نماذج مفيدة لدراسة الآليات التي تتحكم في التجديد الذاتي للخلايا الجذعية وتمايزها في الثدييات ، بما في ذلك تكوين الهدبي الأولي والإشارات الهدبية. تكوين الهدبي الأولي هو العملية الديناميكية لتجميع الأهداب الأولية ، وهو مركز إشارات خلوي رئيسي يتحكم في التجديد الذاتي للخلايا الجذعية و / أو التمايز في الأنسجة المختلفة. نقدم هنا بروتوكولا شاملا لتلوين التألق المناعي لنسب الخلايا وعلامات الأهداب الأولية ، في عضيات ثدييات الفئران الكاملة ، للفحص المجهري للصفائح الضوئية. نصف طريقة التصوير المجهري وتقنية معالجة الصور للتحليل الكمي لتجميع الأهداب الأولية وطولها في العضيات. يتيح هذا البروتوكول تحليلا دقيقا للأهداب الأولية في الهياكل المعقدة ثلاثية الأبعاد على مستوى الخلية الواحدة. هذه الطريقة قابلة للتطبيق على تلطيخ التألق المناعي وتصوير الأهداب الأولية والإشارات الهدبية في العضيات الثديية المشتقة من الخلايا الجذعية الطبيعية والمعدلة وراثيا ، من الأنسجة السليمة والمرضية ، لدراسة بيولوجيا الأهداب الأولية في الصحة والمرض.
يكمن تطور الكائنات متعددة الخلايا والحفاظ على التوازن في أنسجتها البالغة في تنظيم دقيق بين التجديد الذاتي وتمايز الخلايا الجذعية ، والتي تنسق في الزمان والمكان نمو الأنسجة الطبيعيةوتجديدها 1. يؤدي تخريب هذه اللائحة إلى تشوهات في النمو والسرطانات2. وبالتالي ، فإن فهم الآليات الجزيئية والخلوية التي تنسق التجديد الذاتي للخلايا الجذعية والتمايز أمر مهم في بيولوجيا النمو والسرطان.
أدى التطور الأخير لطرق تكوين الأعضاء خارج الجسم الحي ، حيث تولد الخلايا الجذعية للأنسجة عضيات ثلاثية الأبعاد ، إلى تحويل قدراتنا على دراسة ديناميكيات الخلايا الجذعية أثناء تكوين الأعضاء في الثدييات والحفاظ على توازن الأنسجة في طبق3. تمثل العضيات بديلا جيدا للنماذج الحيوانية المرهقة المعدلة وراثيا لدراسة هذه العمليات. تم الآن تطوير بروتوكولات لتطوير العضيات من الخلايا الجذعية للأنسجة للعديد من الأعضاء3 ، بما في ذلك الأمعاء الدقيقة والقولون والمعدة والكبد والبنكرياس والبروستاتا والغدة الثديية3. بالإضافة إلى ذلك ، فإن تطوير تقنيات تحرير الجينوم الجسدي في الخلايا الجذعية المكونة للعضيات يتيح الآن استجواب الآليات الجزيئية والخلوية التي تتحكم في بيولوجيتهابسرعة 4،5.
الأهداب الأولية عبارة عن هيكل قائم على الأنابيب الدقيقة يتم تجميعه على سطح الخلايا الجذعية و / أو الخلايا المتمايزة من الأنسجةالمختلفة 6. إنه غير متحرك بشكل عام ويتم تجميعه كهيكل واحد لكل خلية7. تكوين الأهداب الأولي هو العملية الديناميكية لتجميع الأهدابالأولية 7. على سطح الخلية ، يعمل الأهداب كمنصة إشارات خلية8. وبالتالي ، يعتقد أن الأهداب الأولية تعمل كمنظم رئيسي للتجديد الذاتي للخلايا الجذعية و / أو التمايز في العديد من الأنسجة ، بما في ذلك الدماغ9،10 ، والغدة الثديية4،11 ، والأنسجة الدهنية12 ، والظهارة الشمية13 ، من بين أمور أخرى. يتم تنظيم تكوين الأهداب الأولي و / أو الإشارات الهدبية ديناميكيا في سلالات الخلايا المتميزة وفي مراحل النمو المختلفة4،13،14 ، ولكن لا يزال يتعين تحديد الآليات الأساسية إلى حد كبير.
يظهر تكوين الأعضاء خارج الجسم الحي وعدا بتطوير المعرفة الأساسية حول الآليات الجزيئية والخلوية التي تتحكم في بيولوجيا الخلايا الجذعية ، بما في ذلك تكوين الهدبي الأولي والإشارات الهدبية. ومع ذلك ، فإنه يعتمد على القدرة على تصوير العضيات المثبتة بالكامل بشكل صحيح على مستوى الخلية المفردة وعلى المقاييس الخلوية الفرعية. استخدمنا مؤخرا نموذجا عضويا مشتقا من الخلايا الجذعية للثدييات للفأر لإظهار أن الأهداب الأولية تتحكم بشكل إيجابي في قدرة تكوين الخلايا الجذعية العضوية للثديفي الفأر 4. نقدم هنا بروتوكولا شاملا لتلوين التألق المناعي للعضيات الثديية للفأر الجبل بالكامل (الشكل 1 أ ، ب) ، والذي يتيح تحليل الأهداب الأولية من خلال الفحص المجهري للصفائح الضوئية أثناء تكوين الأعضاء خارج الجسم الحي في ثلاثي الأبعاد. تم نشر طرق بديلة مؤخرا لتلوين التألق المناعي وتصوير العضيات من خلال الفحص المجهري متحد البؤر15،16. يركز هذا البروتوكول بدلا من ذلك على تحضير وتصوير العضيات من خلال الفحص المجهري للصفائح الضوئية.
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
ملاحظة: يوصى باستخدام البروتوكول أدناه لتلوين العضيات التي نمت في 5 آبار من صفيحة 96 بئر وتم تجميعها معا (> 100 عضوية). اشتقت العضيات من الخلايا الجذعية الثديية للفأر. تم إيواء الفئران المانحة والتعامل معها وفقا للبروتوكولات المعتمدة من قبل لجنة رعاية بجامعة رين (فرنسا).
1. الكواشف
2. استعادة العضيات
3. التثبيت والنفاذية والحجب
4. وضع العلامات
5. تحضير عينة الاغاروز للتصوير
6. التصوير
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
تعمل طرق تكوين الأعضاء خارج الجسم الحي على تحويل قدراتنا على دراسة تطور أنسجة الثدييات والحفاظ على توازن الأنسجة في الطبق. يعتمد تحليل الآليات الجزيئية والخلوية التي تنظم هذه العمليات ، بما في ذلك تكوين الأهداب الأولية والإشارات الهدبية ، على القدرة على تصوير العضيات ثلاثية الأبعاد.
يتيح البروتوكول الموضح أعلاه تلطيخ العضيات الثديية الكاملة. تنشأ من الخلايا القاعدية المخصبة بالخلايا الجذعية الثديية والتي يتم تنقيتها بتقنية FACS من إناث الفئران البالغة (الشكل 1 أ)<...
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
يتيح البروتوكول التفصيلي المقدم هنا تلطيخ وتصوير عضيات ثدي الفئران التي تنمو في وسط شبه صلب. من المفترض أن ينطبق هذا البروتوكول على تلطيخ العضيات التي تحاكي بنية الأنسجة المختلفة التي تنمو في وسائط شبه صلبة وصلبة. بالنسبة للعضويات التي تنمو بنسبة 100٪ Matrigel مع متوسط في الأعلى ، تختلف خطوات الاسترداد والتثبيت قليلا. يجب إزالة وسط الثقافة من الثقافة جيدا. بعد غسل PBS سريع ، يمكن إضافة المحلول المثبت (4٪ PFA) مباشرة في المزرعة جيدا على العضيات المحتوية على Matrigel. يمكن تحضين العضيات في...
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
ويعلن أصحاب البلاغ عدم وجود تضارب في المصالح.
نشكر كزافييه بينسون للمساعدة في تطوير الفحص المجهري للصفائح الخفيفة. مركز Biosit للتكنولوجيا الحيوية ، بما في ذلك MRic و Arche والمرافق الأساسية لقياس التدفق الخلوي و SFR Santé F. Bonamy ، بما في ذلك مرفق MicroPICell الأساسي ، للحصول على الدعم الفني. تم دعم هذا العمل من قبل مؤسسة ARC ، Cancéropôle Grand Ouest ، جامعة رين 1 ، مؤسسة فرنسا. حصل دكتوراه في الطب على دعم زمالة الدراسات العليا من جامعة رين. VJ تم دعمه من قبل زمالة ما بعد الدكتوراه من Fondation ARC.
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
| الاسم | الشركة | رقم فهرسي | التعليقات |
|---|---|---|---|
| مضاد للفأر IgG1 647 | Thermo-Fisher | A21240 | |
| مضاد للفأر IgG2A 488 | Thermo-Fisher | A21131 | |
| مضاد للأرانب 546 | Thermo-Fisher | A11035 | |
| Arl13b | NeuroMab | 73-287 | |
| EMS 16٪ محلول مائي بارافورمالديهايد ، | علوم المجهر الإلكتروني | EM 15710 | |
| FBS | Thermo-Fisher | 10270106 | |
| gtubulin | Sigma-Aldrich | T5326 | |
| Hoechst 33342 | Thermo-Fisher | 62249 | |
| Integrin a6 | Biolegend | 313616 | |
| ورقة خفيفة شعرية | Zeiss | 701908 | |
| ضوء ورقة الغطاس | Zeiss | 701998 | |
| ربط منخفض أنابيب الطرد المركزي الدقيقة | BioScience | 27210 | |
| مختبرات ناقلات محلول حجب مصل الماعز | العادي S-1000 | ||
| PBS | Sigma-Aldrich | p3587 | |
| إشارات خلية | البزاقة | 9585 | |
| Triton-X100 | Sigma-Aldrich | T9284 | |
| Tween-20 | Euromedex | 9005-64-5 | |
| انصهار منخفضة | 16520050 | Thermo-Fisher |
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