تحدد الدراسة الحالية طريقة قابلة للتكرار وقابلة للتكرار بدرجة كبيرة لدراسة أحداث إشارات Wnt غير المتعارف عليها في المختبر. تم تطبيق هذا البروتوكول لتقييم تأثير إشارات باراكرين Wnt5a في خلايا القمة العصبية للفئران والأرومات العضلية.
يتطلب اشتراك JoVE لعرض هذا المحتوى. تسجيل الدخول أو ابدأ نسخة تجريبية مجانية
مقالة منهجية
تحدد الدراسة الحالية طريقة قابلة للتكرار وقابلة للتكرار بدرجة كبيرة لدراسة أحداث إشارات Wnt غير المتعارف عليها في المختبر. تم تطبيق هذا البروتوكول لتقييم تأثير إشارات باراكرين Wnt5a في خلايا القمة العصبية للفئران والأرومات العضلية.
تنظم إشارات Wnt غير المتعارف عليها تنظيم خيوط الأكتين داخل الخلايا والهجرة المستقطبة للخلايا السلفية أثناء التطور الجنيني. تتطلب هذه العملية تفاعلات باراكرين معقدة ومنسقة بين خلايا إرسال الإشارات وخلايا استقبال الإشارات. بالنظر إلى أن هذه التفاعلات يمكن أن تحدث بين أنواع مختلفة من الخلايا من سلالات مختلفة ، فإن التقييم في الجسم الحي للعيوب الخاصة بالخلية يمكن أن يكون صعبا. تصف الدراسة الحالية طريقة قابلة للتكرار بدرجة كبيرة لتقييم إشارات Wnt غير المتعارف عليها في المختبر. تم تصميم هذا البروتوكول مع القدرة على (1) إجراء تقييمات وظيفية وجزيئية لإشارات Wnt غير المتعارف عليها بين أي نوعين من الخلايا ذات الأهمية. (2) تشريح دور جزيئات إرسال الإشارات مقابل جزيئات استقبال الإشارات في مسار إشارات Wnt غير المتعارف عليه ؛ و (3) إجراء تجارب إنقاذ النمط الظاهري باستخدام الأساليب الجزيئية أو الدوائية القياسية.
تم استخدام هذا البروتوكول لتقييم إشارات Wnt غير المتعارف عليها بوساطة خلية القمة العصبية (NCC) في الأرومات العضلية. يرتبط وجود NCCs بزيادة عدد الفيلوبوديا السيتوبلازمية الإيجابية للقضيب والصفيحيات في الأرومات العضلية وتحسين هجرة الأرومة العضلية في مقايسة التئام الجروح. تم تحديد محور Wnt5a-ROR2 على أنه مسار إشارات Wnt غير قانوني حاسم بين NCC وأسلاف الأرومة العضلية القلبية في مجال القلب الثاني (SHF). في الختام ، هذا بروتوكول قابل للتتبع للغاية لدراسة آليات إشارات Wnt غير المتعارف عليها في المختبر.
إشارات Wnt غير المتعارف عليها هي مسار محفوظ تطوريا ينظم تنظيم الخيوط الخلوية والهجرة الاتجاهية. وقد تورط هذا المسار في عمليات بيولوجية متعددة ، بما في ذلك تشكل الأنسجة الجنينية1،2،3 ، وتكوين الأوعية الدموية اللمفاوية والأوعية الدموية4،5،6،7 ، ونمو السرطان وورم خبيث8،9،10 . على المستوى الخلوي ، يتم تنفيذ إشارات Wnt غير المتعارف عليها من خلال تفاعلات paracrine المنسقة بين خلايا إرسال الإشارات واستقبال الإشارات. تحدث هذه التفاعلات بشكل متكرر بين الخلايا من سلالات أو أنواع مختلفة وتتضمن شبكة جزيئية متنوعة تشمل ما يصل إلى 19 رابطا ومستقبلات متعددة ومستقبلات مشتركة ومستجيبات نقل إشارة المصب11. ومما يزيد من تعقيد عملية الإشارات هذه ، أظهرت الدراسات السابقة أن مجموعات مستقبلات الرباط يمكن أن تختلف بطريقة تعتمد على السياق والأنسجة 12,13 ، وأن نفس روابط المصدر التي تقود إشارات Wnt غير المتعارف عليها في خلايا استقبال الإشارة يمكن إنتاجها بواسطة أنواع متعددة من الخلايا المرسلة للإشارات 14,15 . نظرا للتعقيد الخلوي والجزيئي المرتبط بإشارات Wnt غير المتعارف عليها ، كانت القدرة على دراسة الآليات الفردية وذات الصلة سريريا في الجسم الحي محدودة.
بذلت محاولات لدراسة إشارات Wnt غير المتعارف عليها باستخدام تقنيات زراعة الخلايا في المختبر. على سبيل المثال ، تم استخدام فحوصات التئام الجروح التي يتم إجراؤها في أحاديات الطبقة الخلوية لتقييم الهجرة الاتجاهية الخلويةوظيفيا 4،16،17،18،19. تم استخدام تقنيات التلوين المناعي لإجراء تحليلات مكانية لتعبير البروتين السطحي لتقييم التغيرات غير المتعارف عليها Wnt في التشكل الخلوي7،10 ، والهندسة المعمارية ، والاستقطاب غير المتماثل18،19،20. على الرغم من أن هذه الأساليب قد وفرت أدوات مهمة لتوصيف الأنماط الظاهرية المرتبطة ب Wnt في خلايا استقبال الإشارات ، إلا أن عدم وجود مكونات إرسال إشارة في هذه البروتوكولات يحد من قدرتها على نمذجة آليات إشارات paracrine بدقة والتي لوحظت في الجسم الحي. نتيجة لذلك ، لا تزال هناك حاجة ماسة لتطوير أنظمة في المختبر تسمح بإجراء تقييم قوي وقابل للتكرار لتفاعلات إشارات paracrine بين خلايا إرسال الإشارات وتلقيها لمسار Wnt غير المتعارف عليه ، لا سيما تلك الخاصة بأنواع الخلايا المختلفة.
تحقيقا لهذه الغاية ، كان الهدف الأساسي من هذه الدراسة هو إنشاء بروتوكول لنمذجة تفاعلات إشارات Wnt غير المتعارف عليها في المختبر. لقد طورنا نظام زراعة مشتركة غير متصل يلخص مكونات إرسال الإشارات واستقبال الإشارات لهذه التفاعلات ويسمح باستخدام الأساليب الجزيئية أو الجينية أو الدوائية القياسية لدراسة آليات مستقبلات الليجند المحددة بشكل مستقل في مسار Wnt غير القانوني. تم فحص آليات إشارات Wnt بوساطة NCC في الأرومات العضلية باستخدام خطوط خلايا الفئران الثابتة. كدليل على المبدأ ، تم استخدام هذا النموذج لتأكيد نتائج الدراسات السابقة في الجسم الحي في الفئران التي تورط محور Wnt5a-ROR2 كمسار إشارات Wnt غير قانوني ذي صلة بين NCCs21 وأسلاف الأرومة العضلية القلبيةSHF 3،22،23.
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
1. التوسع قبل التجريبي وتمرير الخلايا
2. تصفيح الخلايا في نظام الاستزراع المشترك
3. إجراء فحص الجروح والتقييم الكمي لهجرة الأرومة العضلية
4. تلطيخ المناعي وتصوير الخلايا العضلية المهاجرة
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
آثار NCCs على القدرة المهاجرة للأرومات العضلية للفئران
تم تطبيق هذا الاختبار لأول مرة لتقييم تأثير NCCs على القدرة المهاجرة للخلايا العضلية. يوضح الشكل 1 النموذج التخطيطي للفحص. لاختبار هذا التأثير ، تم إجراء فحوصات الخدش باستخدام الأرومات العضلية التي نمت في عزلة (بدون إدخالات NCC) مقارنة بتلك التي نمت في وجود إدراجات. كعنصر تحكم إيجابي ، تمت إضافة 500 نانوغرام / مل من Wnt5a المؤتلف (rWnt5a) إلى آبار الغرفة مع إدخالات NCC. تم تحديد تركيز rWnt5a هذا من خلال تحليل الجرعة و...
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
يعد مسار إشارات Wnt / قطبية الخلية المستوية (PCP) غير المتعارف عليه مسارا للإشارات الخلوية مهما للغاية وقد تورط في عمليات تنموية متعددة 24,25 ومرض24,26. أثناء التطور الجنيني ، تتضمن إشارات Wnt غير المتعارف عليها شبكة موسعة من الإشارات الجزيئية من الخلايا المرسلة للإشارات التي تحفز في النهاية تغييرات في التشكل والتنظيم غير المتماثل والهجرة الاتجاهية في الخلايا المستقبلة للإشارة11...
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
يعلن المؤلفون أن البحث قد أجري في غياب أي علاقات تجارية أو مالية يمكن تفسيرها على أنها تضارب محتمل في المصالح.
تم دعم هذا العمل جزئيا من خلال جوائز المعاهد الوطنية للصحة F30HL154324 إلى O.T. و K08HL121191 و R03HL154301 إلى SRK. يود المؤلفون أن يعترفوا بأن المخطط في الشكل 1 في هذه المخطوطة تم إنشاؤه باستخدام biorender.com.
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
| الاسم | الشركة | رقم فهرسي | التعليقات |
|---|---|---|---|
| 2-Mercaptoethanol | Sigma Aldrich | M-7522 | |
| وسيط تركيب مضاد للتلاشي مع | مختبرات ناقلات | H-1200-10 | مخزنة عند 4 درجات ؛ ألبومين |
| مصل الأبقار | C سانتا كروز للتكنولوجيا الحيوية | sc-2323 | مخزنة في 4 درجة ؛ C |
| C2C12 خط خلية الأرومة العضلية الفئرانية | ATCC | CRL-1772 | |
| قوارير ثقافة الخلايا ، 75 سم < sup > 2 < / sup> | 156499 | العلمي ThermoFisher | |
| ، 4 آبار | ThermoFisher | Scientific 154526 | |
| Dulbecco ' s النسر المعدل s متوسط (DMEM) ، ارتفاع الجلوكوز (4.5 جم / لتر) ، L-glutamine (2 ملم) | Corning | 10-017-CV | مخزن عند 4 درجات ؛ |
| أنابيب الطرد المركزي المخروطية C Falcon ، 15 مل | فيشر Scientific | 14-959-53A | |
| دعم نفاذية Falcon للوحة 24 بئرا مع 0.4 وميكرو ؛ M غشاء PET شفاف | Corning | 353095 | |
| مصل بقري الجنين | فيشر Scientific | W3381E | مخزنة في 50 مل في -20 درجة ؛ محلول |
| الجيلاتين C ، 0.1٪ | ATCC | PCS-999-027 | مخزنة عند 4 درجات ؛ C |
| أطراف ماصة متدرجة ومعقمة، 10 وميكرو؛ L | USA Scientific | 1111-3810 | |
| عامل مثبط لسرطان الدم (LIF) ، 106 وحدة / مل | Millipore Sigma | ESG1106 | |
| L-glutamine 200 ملي مولار (100x) | Gibco | 25030-081 | |
| Lipofectamine RNAiMAX | Thermo Fisher Scientific | 13778-075 | |
| MEM الأحماض الأمينية غير الأساسية (MEM NEAA) 100x | Gibco | 11140-050 | |
| الحد الأدنى من الوسط الأساسي (MEM) | Corning | 10-022-CV | |
| Mitomycin C | Roche | 10107409001 | |
| أغطية زجاجية تلقائية غير لاصقة ، 24 × 55 مم | Springside Scientific | HRTCG2455 | |
| O9-1 خط خلية القمة العصبية | Millipore Sigma | SCC049 | |
| Opti-MEM I ، 1x | Gibco | 31985-070 | |
| Paraformaldehyde حل في PBS ، 4٪ | سانتا كروز للتكنولوجيا الحيوية | SC-281692 | مخزنة في 4 درجة ؛ C |
| البنسلين الستربتومايسين (10,000 وحدة / مل بنسلين و 10,000 مو ؛ جم / مل ستربتومايسين) | فيشر Scientific | W3470H | مخزنة في 10 مل في -20 درجة ؛ C |
| Phalloidin-iFluor 488 | Abcam | ab176753 | مخزنة عند -20 درجة ؛ C ، يحفظ بعيدا عن الضوء |
| محلول ملحي للفوسفات (PBS) ، 1x ، بدون الكالسيوم والمغنيسيوم ، درجة الحموضة 7.4 | Corning | 21-040-CV | مخزنة عند 4 درجات ؛ ج |
| عامل نمو الخلايا الليفية البشرية المؤتلف الأساسي (rhFGF-basic) | R & D Systems | 233-FB-025 | |
| مؤتلف للإنسان / الفأر Wnt5a بروتين | R & D Systems | 645-WN-010 | |
| بيروفات الصوديوم ، 100 ملي مولار | جيبكو | 11360-070 | |
| طبق بتري مربع مع شبكة | توماس سيانتيفيك | 1219C98 | |
| STO خلايا تغذية الخلايا الليفية للفئران | ATCC | CRL-1503 | |
| Triton X-100 محلول | Sigma Aldrich | X100-100ML | |
| Trypsin-EDTA ، 0.25٪ | فيشر Scientific | W3513C | مخزنة عند 4 درجات ؛ C |
| Zeiss Apotome.2 المجهر الفلوري | Carl Zeiss AG | ||
| Zeiss مقلوب Axio Vert.A1 المجهر | Carl Zeiss AG | ||
| Zen lite 2012 برنامج الفحص المجهري | Carl Zeiss AG |
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.