يتم جمع جميع عينات المرضى من الأفراد المسجلين في الدراسات المعتمدة من قبل مجلس المراجعة المؤسسية بجامعة بيتسبرغ وفقا لإعلان هلسنكي. تمت الموافقة على الأنسجة الجثة التي تم الحصول عليها عن طريق مركز استعادة الأعضاء والتعليم (CORE) من قبل لجنة جامعة بيتسبرغ للإشراف على البحوث والتدريب السريري الذي يشمل المتوفين (CORID).
1. الموافقة والسلامة
- الحصول على موافقة مجلس المراجعة المؤسسية (IRB) أو مذكرة إعفاء لأي مجموعة من عينات المرضى أو أنسجة الجثث وفقا لإعلان هلسنكي.
- خذ التدريب المؤسسي المطلوب للعمل مع الأنسجة البشرية مثل التدريب على مسببات الأمراض المنقولة بالدم ، وأبحاث الموضوعات البشرية الطبية الحيوية ، وأمن الخصوصية والمعلومات ، ونقل وشحن المواد البيولوجية.
2. الخدمات اللوجستية والتحضير
- العينات الجراحية
- تأكد من توفر الثلاجة ووجودها بالقرب من غرفة العمليات. احتفظ بأنابيب مخروطية سعة 50 مل ملصقة مسبقا بتسميات غير محددة تحتوي على 40 مل من القسمة المعقمة من محلول التخزين البارد في هذه الثلاجة لاستخدامها من قبل الطاقم الجراحي. هذه الأنابيب مستقرة عند 4 درجات مئوية حتى تاريخ انتهاء الصلاحية على العبوة الأصلية.
- عند الاستخراج ، ضع أنسجة الصمام في هذه الأنابيب. ضع الأنابيب في حاوية ثانوية محكمة الغلق مثل كيس بلاستيكي مانع للتسرب أو حاوية بلاستيكية تحمل ملصق بيولوجي. يتم التقاط الأنسجة ونقلها على الجليد وفقا للبروتوكولات المؤسسية لنقل المخاطر البيولوجية.
- عينات جثة
- غمر الأعضاء المستعادة في محلول التخزين البارد ، ووضعها في وعاء احتواء ثانوي مغلق ، ونقلها على الجليد وفقا للبروتوكولات المؤسسية لنقل المخاطر البيولوجية.
3. إعداد الكواشف
- اصنع صفائح مطلية بالكولاجين في اليوم السابق على الأقل.
- في أنبوب مخروطي سعة 50 مل ، امزج 5 مل من كحول الأيزوبروبيل ، و 8.7 مل من حمض الأسيتيك ، و 0.5 ميكروغرام من مسحوق الكولاجين I. أحضر ما يصل إلى 50 مل بالماء المعقم. امزج وفلتر من خلال مرشح 0.45 ميكرومتر.
- تحت غطاء زراعة الخلايا المعقمة ، أضف ما يكفي من محلول الكولاجين إلى 6 أطباق بئر وأطباق 10 سم لتغطية القاع بالكامل. غطي الطبق واتركيه لمدة 4-6 ساعات في درجة حرارة الغرفة. قم بإزالة المحلول الزائد باستخدام ماصة معقمة ، وضعه في أنبوب مخروطي معقم جديد سعة 50 مل ، واحفظه عند 4 درجات مئوية لعمل ألواح إضافية. يمكن تخزين المحلول عند 4 درجات مئوية لعدة أشهر.
- جفف الأطباق في حاضنة 37 درجة مئوية طوال الليل ، ثم قم بتخزينها في كيس قابل لإعادة الإغلاق عند 4 درجات مئوية. يمكن تخزين الأطباق والأطباق المطلية بالكولاجين لعدة أشهر.
- الأوتوكلاف العناصر التالية: ملقط الأنسجة ، مقص الأنسجة ، مسحات القطن ومنصات الشاش.
- وسائط نمو VEC: قم بإعداد واستخدام وسيط نمو الخلايا البطانية وفقا لبروتوكولات الشركة المصنعة. يحفظ في الظلام على حرارة 4 درجات مئوية. يسخن إلى 37 درجة مئوية قبل الاستخدام مباشرة على الخلايا ، ولا تترك الوسائط في حمام دافئ لفترة أطول من اللازم (10-15 دقيقة كافية). استخدم الوسائط في غضون شهر واحد من التحضير.
- وسائط نمو مركز فيينا الدولي: الوسط الأساسي DMEM المكمل (4.5 جم/لتر من الجلوكوز، مكمل إل-جلوتامين، 110 ملغم/لتر من بيروفات الصوديوم)30 مع 10٪ FBS معطل بالحرارة و100 وحدة دولية/مل بنسلين و100 ميكروغرام/مل من الستربتومايسين. يحفظ في الظلام على حرارة 4 درجات مئوية لمدة تصل إلى 3 أشهر. يسخن إلى 37 درجة مئوية قبل الاستخدام مباشرة على الخلايا ، ولا تترك الوسائط في حمام دافئ لفترة أطول من اللازم (10-15 دقيقة كافية).
- اصنع محلول شطف معقم قبل الاستخدام مباشرة. تكملة PBS معقمة مع 2.5 ميكروغرام / مل من مبيدات الفطريات ، 0.05 ملغ / مل جنتاميسين و 5 ميكروغرام / مل مبيد للجراثيم.
- اصنع محلول كولاجيناز معقم قبل الاستخدام مباشرة. أضف 5 ملغ من كولاجيناز II إلى 5 مل من وسط قاعدة DMEM الطازج المعقم. تخلط جيدا وتعقيم الحل عن طريق المرور من خلال مرشح 0.45 ميكرومتر. يحفظ على الثلج حتى الاستخدام.
4. إعداد الأنسجة ومعالجتها
ملاحظة: يجب الحصول على موافقة مؤسسية لاستخدام الأنسجة البشرية قبل بدء العمل. أثناء التعامل مع المناديل ، يجب ارتداء معدات الحماية الشخصية التالية (PPE): ثوب ملتف حول حاجز سائل يمكن التخلص منه ، أو معطف مختبر أمامي مخصص بأزرار مع حاجز سائل يلتف حول ساحة وبرسيم كم يمكن التخلص منه ؛ درع كامل للوجه ، أو نظارات أمان مع قناع جراحي ؛ قفازات مزدوجة أحذية قريبة من أصابع القدم وملابس لتغطية الساقين. يتم توضيح مخططات سير العمل الشاملة لإعداد الأنسجة لتقييم التكلس (القسم 5) وعزل الخلايا (القسمان 6 و 7) في الشكل 1 أ ، ب على التوالي.
- عند استلام عينة العضو الجثة ، قم باستئصال جذر الأبهر وغمره في أنبوب مخروطي سعة 50 مل من محلول الشطف المعقم. عند استلام العينة الجراحية ، أخرجها من أوعية النقل واغمسها في أنبوب مخروطي سعة 50 مل من محلول الشطف المعقم. ضع الأنبوب الذي يحتوي على المنديل في دلو الثلج على الروك واخلطه لمدة 10 دقائق في درجة حرارة الغرفة (RT).
ملاحظة: ستؤدي معالجة الأنسجة في أقرب وقت ممكن من وقت الاستخراج إلى أفضل استعادة للخلايا ، ومع ذلك يمكن جمع خلايا قابلة للحياة حتى 61 ساعة بعد الاستئصال ، وتظهر البيانات أن VICs أكثر قوة من VECs مع مرور الوقت. إذا تعذر معالجة الأنسجة على الفور ، عندما يكون ذلك ممكنا ، قم بإزالة الأنسجة ، وقم بتنفيذ الخطوة 4.1 ، ثم أعد المنديل إلى محلول تخزين بارد معقم طازج واحتفظ به عند 4 درجات مئوية حتى يصبح جاهزا للمتابعة. يمكن تخزين الصمامات التي يتم جمعها أثناء العمليات الجراحية الليلية أو في عطلة نهاية الأسبوع في محلول تخزين بارد سعة 40 مل عند 4 درجات مئوية ولا تزال قادرة على إنتاج خلايا قابلة للحياة بعد أكثر من يومين من الاستخراج.
- رش الأنابيب بنسبة 70٪ من الإيثانول وانتقل إلى غطاء معقم. إزالة الأنسجة واستئصال وريقات صمامي (الشكل 2 أ). ضع وريشة واحدة في قنينة مبردة (أو 2-3 قوارير إذا كانت هناك حاجة إلى عدة قطع أصغر للتحليل في المستقبل) وقم بالتجميد المفاجئ عن طريق إسقاط النيتروجين السائل ثم خزنه في درجة حرارة -80 درجة مئوية.
- إذا كان الصمام ثنائي الشرف ، فقم باستئصال نشرة واحدة فقط. باستخدام المقص ، قم بقص النشرة إلى النصف من العقيدات إلى المفصلة. استخدم نصف النشرة للتجميد المفاجئ والنصف الآخر للخطوة 4.3.
- معالجة النشرة الثانية لتضمين البارافين لتقييم محتوى التكلس عن طريق تقطيعه إلى نصفين من العقيدات إلى المفصلات. ضع كلتا القطعتين في كاسيت مغمور في 4٪ بارافورمالدهيد (PFA) ، ثم ضعهما على كرسي هزاز في RT لمدة لا تقل عن 2 ساعة ولكن ليس أكثر من 4 ساعات.
ملاحظة: أوقات التثبيت الأطول تخلق المزيد من الخلفية مع تلطيخ المناعي. بمجرد تنفيذ الخطوتين 4.2 و 4.3 ، انتقل فورا إلى القسم 6 وعد إلى الخطوة 4.4 بعد الخطوة 6.12.
- بعد التثبيت ، اغسل الأنسجة عن طريق الغمر في PBS الطازج لمدة 1 ساعة 3-4 مرات. بعد هذه الغسالات ، يمكن أن تبقى العينات في PBS عند 4 درجات مئوية لعدة أشهر إذا لزم الأمر. انتقل إلى الخطوة التالية قبل التضمين مباشرة.
- التغيير تدريجيا من PBS إلى 70٪ إيثانول. اغسل 30-60 دقيقة لكل خطوة مع 1: 4 70٪ إيثانول: PBS ؛ 1: 1 70٪ إيثانول: PBS ، 4: 1 70٪ إيثانول: PBS ؛ 70٪ إيثانول.
- قم بتضمين الأنسجة بحيث تكشف الأقسام عن الطبقات الثلاث للنشرة (الشكل 1 أ) وفقا للبروتوكولات المعمول بها31. بدلا من ذلك ، وإذا كان ذلك متاحا ، أحضر الأنسجة إلى قلب علم الأمراض لتضمينها وقطعها.
- بعد التعامل مع المناديل ، تخلص من معدات الوقاية الشخصية أو خزنها حسب الاقتضاء واغسل يديك على الفور. قم بتطهير جميع المعدات والأسطح والنفايات الصلبة والسائلة بتخفيف 1:10 من المبيض أو مطهر المنظفات. اترك 20 دقيقة لإزالة التلوث ، ثم اتبعه بشطف الإيثانول بنسبة 70٪. علاج غطاء زراعة الخلايا مع رذاذ الميكوبلازما وفقا لتعليمات الشركة الصانعة.
5. فون كوسا تلطيخ لمحتوى الكالسيوم
ملاحظة: يمكن القيام بذلك بشكل جيد بعد عزل الخلية وإنشاء الخط ولكن تأكد من ربط مستوى تكلس الأنسجة بالمستندات المتعلقة بخط الخلية الأولية الذي تم إنشاؤه.
- تقطع شرائح البارافين بسمك 5 أو 10 ميكرومتر على شرائح زجاجية وتخبز الشرائح على حرارة 65 درجة مئوية لمدة 1 ساعة ، ثم تبرد إلى RT.
- باستخدام حلول جديدة ، قم بإزالة الشرائح عن طريق غمرها على النحو التالي: 100٪ زيلين لمدة 30 دقيقة ، 2x ؛ 100٪ إيثانول لمدة 3 دقائق ، 2x ؛ 90٪ إيثانول لمدة 3 دقائق ؛ 80٪ إيثانول لمدة 3 دقائق ؛ 70٪ إيثانول لمدة 3 دقائق ؛ 50٪ إيثانول لمدة 3 دقائق ؛ ماء عالي النقاء لمدة 3 دقائق ؛ يحفظ في ماء عالي النقاء حتى الخطوات التالية.
ملاحظة: الأوقات المذكورة أعلاه هي الحد الأدنى ، قد تستغرق كل خطوة أطول.
- المضي قدما في تلطيخ Von Kossa وفقا لبروتوكولات الشركة المصنعة.
- قم بتقييم منطقة الصمام بالكامل مجهريا وقم بتعيين نسيج تحكم (لا توجد علامة على التكلس) أو CAVD (أي دليل على التكلس ، الشكل 2 ب).
6. عزل الخلية البطانية للصمام (VEC) وتوسيعها وتأكيدها
- في غطاء زراعة الخلايا المعقمة ، افتح الأنبوب المخروطي الذي يحتوي على نشرة الصمام المتبقية وضع النشرة في أنبوب مخروطي جديد سعة 50 مل مملوء ب PBS بارد الثلج. أنبوب الغطاء وقلبه برفق أو ضعه على الروك لمدة 2 دقيقة في RT.
- قم بإزالة الأنسجة إلى طبق 60 مم مملوء ب 5-7 مل من محلول كولاجيناز البارد. باستخدام ملقط ، اغمس جانبي النشرة في المحلول 3-4 مرات. احتضان الأنسجة لمدة 5-10 دقائق في حاضنة زراعة الخلايا عند 37 درجة مئوية ، مع هز الأنسجة برفق كل 2 دقيقة 3-4 مرات.
- أخرج 2 مل من المحلول من الطبق وضعه في أنبوب مخروطي معقم سعة 15 مل. ضع ملقط على العقدة واستخدم قطعة قطن معقمة جافة للتمرير من الملقط إلى المفصلة ، وقم بتدوير المسحة أثناء تحريكها على طول الوريقة. بين كل تمريرة ، امسح المسحة في المحلول في الأنبوب المخروطي سعة 15 مل لإزالة الخلايا. كرر لمسح سطح الأنسجة بالكامل ، ثم اقلبه وكرر على الجانب الآخر.
- امسك نشرة الصمام بالملقط في يد ، وماصة 1 مل في اليد الأخرى ، اشطف أسطح النشرة بالمحلول الموجود في الطبق. بمجرد شطفه ، انقل كل المحلول الذي يحتوي على VECs في الطبق إلى نفس الأنبوب المخروطي سعة 15 مل مع الخلايا من المسحة وانتقل إلى الخطوة 6.5. ضع نسيج الصمام المتبقي في أنبوب مخروطي جديد سعة 15 مل مع 7 مل من محلول كولاجيناز المعقم وانتقل إلى الخطوة 7.1.
- قم بالطرد المركزي للأنبوب الذي يحتوي على VECs عند 180 × جم لمدة 5 دقائق لتكوير VECs المعزولة. استنشاق المادة الطافية وإعادة تعليقها في 3 مل من وسائط نمو VEC. الطرد المركزي مرة أخرى وإزالة طاف . أعد تعليق الخلايا في 1 مل من وسائط النمو وحدد عدد الخلايا باستخدام مقياس الدم والتريبان الأزرق.
- أعد تعليق حبيبات VEC في 2 مل من وسائط نمو VEC وقم بتقطيع الخلايا في بئر مطلي مسبقا بالكولاجين من صفيحة 6 بئر عند حوالي 5 × 105 خلايا / سم2. دع الخلايا تنمو على الأقل 3-4 أيام ، ثم قم بإزالة الوسائط وتجديدها بوسائط جديدة. كرر تغيير الوسائط كل 4 أيام. سوف تنمو VECs في بقع مرصوفة بالحصى (الشكل 3B ، الألواح اليسرى).
- عندما تغطي بقع VEC >80٪ من اللوحة ، تقسم الخلايا عند حوالي 1.3 × 104 خلايا / سم 2 اعتمادا على مدى سرعة نموها (إذا وصلت إلى 80٪ في أقل من أسبوع واحد مقسمة عند عدد أقل قليلا من الخلايا / سم2).
- للانقسام ، اغسل الخلايا مرتين باستخدام 2 مل DPBS ثم أضف ما يكفي من كاشف التفكك لتغطية سطح الخلايا فقط. احتضن لمدة 2-3 دقائق عند 37 درجة مئوية ، وتحقق للتأكد من عدم تحضين الخلايا. توقف عن الهضم عن طريق إضافة حجم متساو من وسائط نمو VEC ونقل السائل إلى أنبوب سعة 15 مل. جهاز طرد مركزي عند 180 × جم لمدة 5 دقائق ، وإزالة المادة الطافية ، وإعادة التعليق في الحجم المناسب من الوسائط لعدد الآبار / الألواح المطلوبة.
ملاحظة: بمجرد توسيعها إلى صفيحة 10 سم ، قد تفقد VECs في بعض الأحيان مورفولوجيتها وتغير النمط الظاهري أثناء تكاثرها. يحدث هذا عادة عندما يتم زرع VECs عند التقاء منخفض أثناء إنشاء وتوسيع خط الخلية.
- لضمان ثقافة نقية ، ضع في اعتبارك استخدام حبات CD31 + الفائقة المغناطيسية مع كل انقسام.
- ل 1 × 108 خلايا أو أقل (طبق واحد 10 سم أو أقل) ، قم بإعداد 25 ميكرولتر من الخرز المغنطيسي الفائق عن طريق الغسيل وفقا لبروتوكولات الشركة المصنعة.
ملاحظة: يوصى بإجراء الخطوة 6.10 قبل التربسين من VECs.
- افصل الخلايا كما في الخطوة 6.8 ولكن أعد تعليقها في 500 ميكرولتر من PBS بنسبة 0.1٪ BSA ، ودرجة الحموضة 7.4 ، وضعها في أنبوب طرد مركزي سعة 2 مل. أضف 500 ميكرولتر من الخرز المغسول والمعاد تعليقه إلى أنبوب الخلايا سعة 2 مل واحتضانه على دوار لمدة 20 دقيقة عند 4 درجات مئوية.
- ضع الأنابيب على المغناطيس لمدة 2 دقيقة. بينما لا يزال الأنبوب في المغناطيس ، قم بإزالة الطافت بعناية. قم بإزالة الأنبوب من المغناطيس ، وأضف 1 مل من PBS الطازج مع 0.1٪ BSA ، ماصة برفق 2-3 مرات ، ثم ضعه مرة أخرى على المغناطيس لمدة دقيقتين. كرر 2 مرات أكثر. بعد الإزالة النهائية للمخزن المؤقت ، أعد تعليق الخلايا في وسائط النمو بالحجم اللازم لإعادة الطلاء.
ملاحظة: ستظل الخلايا تحتوي على خرز ، لكنها لن تؤثر على النمو وسيتم إزالتها في الممرات اللاحقة.
- بمجرد توسيع الخلايا ، بالإضافة إلى التشكل ، قم بتأكيد النمط الظاهري VEC عن طريق التلوين الإيجابي لعلامات الفلورسنت المناعية مثل عامل فون ويلبراند (vWF) أو الكاديرين 5 (CDH5) أو PECAM-1 / CD31 ، والتلوين السلبي لعلامات VIC مثل الكالبونين 1 (CNN) أو أكتين العضلات الملساء ألفا -2 (αSMA ، الشكل 4 ، الألواح اليسرى).
7. عزل الخلية الخلالية للصمام (VIC) وتوسيعها وتخزينها
- كما هو مذكور في الخطوة 6.4 ، بعد إزالة VECs من نسيج الصمام ، يتم وضع النشرة في أنبوب مخروطي سعة 15 مل مع محلول كولاجيناز 7 مل. احتضان لمدة 12 ساعة في حاضنة ثقافة الخلية مع غطاء مفتوح قليلا للسماح بتبادل الغازات. لا يزال من الممكن حدوث عزل ناجح ل VICs مع ما يصل إلى 18 ساعة في محلول كولاجيناز.
- بعد الحضانة ، في غطاء زراعة الخلايا المعقمة ، امزج الأنسجة برفق عن طريق السحب باستخدام ماصة مصلية لضمان إطلاق VICs من أنسجة الوريقة.
- قم بإزالة معلق الخلية ومررها عبر مرشح 0.70 ميكرومتر إلى أنبوب مخروطي سعة 50 مل.
- أضف 7 مل من وسط نمو VIC إلى أنبوب 50 مل وأجهزة طرد مركزي عند 180 × جم لمدة 5 دقائق. نضح طاف وإعادة تعليق بيليه الخلية في 1 مل من وسائط نمو VIC وتحديد رقم الخلية. ضع VICs في طبق معالج بزراعة الأنسجة 60 مم بمعدل 1.3 × 104 خلايا / سم2.
- دع الخلايا تنمو على الأقل 1-2 أيام قبل استبدال الوسائط. قم بإزالة الوسائط واغسل مرتين DPBS لإزالة الحطام المتبقي واستبداله بوسط نمو جديد. تجديد المتوسطة كل 2-3 أيام. سوف تنمو VICs في شكل الخلايا الليفية (الشكل 3B ، الألواح اليمنى).
- عندما تصل VICs إلى التقاء >90٪ ، اغسل مرتين باستخدام DPBS لإزالة الوسائط الزائدة وفصل الخلايا عن طريق إضافة حجم مناسب من كاشف التفكك قبل التسخين لتغطية اللوحة (أي 2-3 مل لكل طبق 10 سم). احتضان الطبق في حاضنة 37 درجة مئوية. سوف تنفصل VICs عن الطبق بعد 2-3 دقائق من الحضانة. أضف 4-6 مل من الوسائط التي تم تسخينها مسبقا.
ملاحظة: إذا استغرقت الخلايا أكثر من 3 دقائق لرفع اللوحة ، فقد يكون كاشف التفكك قد فقد فعاليته. إذا لزم الأمر ، يمكن استخدام مكشطة الخلايا لرفع الخلايا برفق.
- انقل معلق الخلية إلى أنبوب وطرد مركزي برفق عند 180 × جم لمدة 5 دقائق. بعد إزالة المادة الطافية ، أعد تعليق حبيبات الخلية برفق في وسائط نمو VIC التي تم تسخينها مسبقا وحدد عدد الخلايا القابلة للحياة باستخدام مقياس الدم والأزرق التريبان. بذر الخلايا القابلة للحياة بكثافة 1: 2 من الطبق الأصلي (على سبيل المثال ، ~ 1 × 106 خلايا لكل طبق 10 سم أو 1.3 × 104 خلايا / سم2).
- قم بتقييم النمط الظاهري لمركز فيينا الدولي عن طريق التلوين الإيجابي لعلامات الفلورسنت المناعية مثل αSMA أو CNN أو SM22α والتلوين السلبي لعلامات VEC مثل CD31 أو CDH5 أو vWF (الشكل 4 ، اللوحات اليمنى).
ملاحظة: يختار سير عمل البروتوكول المعروض هنا بشكل غير متحيز نشرة واحدة لعزل VECs و VICs ، بينما يتم استخدام المنشورات المتبقية لتلطيخ Von Kossa (القسم 5) والتجميد المفاجئ.
8. تخزين الخلايا على المدى الطويل
- بمجرد توسيعها ، قم بتجميد الخلايا للتخزين طويل الأجل. اغسل الخلايا مرتين باستخدام 2-5 مل DPBS ثم أضف ما يكفي من كاشف التفكك لفصل الخلايا كما في الخطوتين 6.8 و 7.6. توقف عن الهضم عن طريق إضافة حجم متساو من وسائط نمو VEC أو VIC ونقل تعليق الخلية إلى أنبوب سعة 15 مل.
- أوجد عدد الخلايا القابلة للحياة باستخدام مقياس الدم والأزرق المثقب.
- جهاز طرد مركزي عند 180 × جم لمدة 5 دقائق.
- أعد تعليق الخلايا في وسائط نمو مشروطة مبردة إلى كثافة خلية ~ 3 × 106 خلايا / مل.
- برفق مع الدوران ، أضف حجما متساويا من وسط الحفظ بالتبريد 2x المبرد. سيؤدي ذلك إلى رفع تركيز الخلية إلى ~ 1.5 × 106 خلايا / مل.
- القسمة 1 مل في قوارير الحفظ بالتبريد. ضع القوارير في حاوية تجميد الخلايا ، وأغلقها ، واقلبها 5-6 مرات لضمان بقاء الخلايا معلقة. ضع الحاوية عند -80 درجة مئوية لمدة 6-72 ساعة أو وفقا لبروتوكول حاوية التجميد. قم بإزالة القوارير من -80 درجة مئوية وانقلها إلى النيتروجين السائل لتخزينها على المدى الطويل.