تصف هذه المخطوطة بروتوكولا مبسطا لعزل خلايا الظهارة المصطبغة في الشبكية (RPE) عن عيون الفئران بطريقة تدريجية. يتضمن البروتوكول استئصال وتشريح عيون الفئران ، يليه عزل خلايا RPE وبذرها وزراعتها.
يتطلب اشتراك JoVE لعرض هذا المحتوى. تسجيل الدخول أو ابدأ نسخة تجريبية مجانية
مقالة منهجية
تصف هذه المخطوطة بروتوكولا مبسطا لعزل خلايا الظهارة المصطبغة في الشبكية (RPE) عن عيون الفئران بطريقة تدريجية. يتضمن البروتوكول استئصال وتشريح عيون الفئران ، يليه عزل خلايا RPE وبذرها وزراعتها.
تقع طبقة الظهارة المصطبغة في الشبكية (RPE) خلف المستقبلات الضوئية مباشرة وتؤوي نظاما استقلابيا معقدا يلعب العديد من الأدوار الحاسمة في الحفاظ على وظيفة المستقبلات الضوئية. وبالتالي ، فإن هيكل RPE ووظيفته ضروريان للحفاظ على الرؤية الطبيعية. تقدم هذه المخطوطة بروتوكولا راسخا لعزل خلايا RPE الأولية للماوس. عزل RPE هو أداة رائعة للتحقيق في الآليات الجزيئية الكامنة وراء أمراض RPE في نماذج الفئران المختلفة لاضطرابات العين. علاوة على ذلك ، يمكن أن يساعد عزل RPE في مقارنة خلايا RPE الأولية للفئران المعزولة من الفئران البرية والمعدلة وراثيا ، وكذلك اختبار الأدوية التي يمكن أن تسرع من تطوير العلاج للاضطرابات البصرية. تقدم المخطوطة بروتوكول عزل RPE خطوة بخطوة. يستغرق الإجراء بأكمله ، من النوى إلى البذر ، حوالي 4 ساعات. لا ينبغي تغيير الوسائط لمدة 5-7 أيام بعد البذر ، للسماح بنمو الخلايا المعزولة دون اضطراب. ويتبع هذه العملية توصيف المورفولوجيا والتصبغ وعلامات محددة في الخلايا عن طريق التألق المناعي. يمكن تمرير الخلايا بحد أقصى ثلاث أو أربع مرات.
تقع خلايا ظهارة الشبكية المصطبغة (RPE) بين المشيمية والشبكية العصبية ، وتشكل طبقة أحادية بسيطة من الخلايا التكعيبية التي تقع خلف خلايا المستقبلات الضوئية (PR)1. يلعب RPE دورا حاسما في الحفاظ على بيئة صحية لخلايا العلاقات العامة ، وذلك أساسا عن طريق الحد من التراكم المفرط لأنواع الأكسجين التفاعلية (ROS) وما يترتب على ذلك من أضرار مؤكسدة1. تشرف خلايا RPE على العديد من الوظائف ، مثل تحويل وتخزين الرتينويدات ، وامتصاص الضوء المتناثر ، ونقل السوائل والأيونات ، وكثرة البلعمة في غشاء الجزء الخارجي من PR 2,3. يمكن أن تؤدي التغيرات في RPE (المورفولوجيا / الوظيفة) إلى إضعاف وظيفتها مما يؤدي إلى اعتلال الشبكية وهذه سمة مشتركة بين العديد من اضطرابات العين4. ترتبط العديد من أمراض العين بتغيرات في مورفولوجيا ووظيفة خلايا RPE ، بما في ذلك بعض الأمراض الوراثية مثل التهاب الشبكية الصباغي ، وداء الأذنين الخلقي ، والمهق4،5،6 ، بالإضافة إلى اضطرابات العين المرتبطة بالعمر مثل اعتلال الشبكية السكري (DR) والتنكس البقعي المرتبط بالعمر (AMD) 7,8 . الخلايا البشرية هي الأكثر استحسانا ، وبالتالي سيكون من المثالي دراسة اضطرابات RPE في خلايا RPE البشرية الأولية لتشكيل طبقات RPE الأحادية. ومع ذلك ، فإن المسائل الأخلاقية ومحدودية توافر المتبرعين من البشر يرجع ذلك إلى حقيقة أن معظم هذه الاضطرابات تؤدي إلى المراضة9 ، ولكن ليس بالضرورة الوفيات10 ، وبالتالي منع عزل خلايا RPE البشرية الأولية. وهذا يجعل زراعة خلايا RPE من متبرعين حيوانيين غير بشريين بديلا مفضلا. تعتبر القوارض ، وخاصة الفئران ، نموذجا رائعا لدراسة أمراض العين المختلفة نظرا لأن التكنولوجيا المعدلة وراثيا مثبتة على نطاق أوسع في هذه الأنواع11. على الرغم من أن استخدام خلايا RPE الأولية المستزرعة يوفر العديد من المزايا ، فقد كان من الصعب الحفاظ على الخلايا المتنامية للعديد من الممرات ، أو تخزين الخلايا وإعادة استخدامها. القيد الرئيسي لهذا البروتوكول هو عمر الفئران. يجب أن تكون الفئران المستخدمة لعزل RPE في سن مبكرة جدا (18-21 يوما هي الأمثل) حيث كان من الصعب زراعة خلايا RPE من الفئران البالغة11،12،13. يمكن عزل خلايا RPE عن عيون الفئران في أي عمر ، ولكن ما يصل إلى أربعة ممرات خلوية كانت ناجحة فقط مع الفئران الصغيرة (18-21 يوما). تم إجراء عزل RPE من شبكية العين الفئران ، باستخدام كل من الفئران C57BL6 والفئران المعدلة وراثيا مع حذف مستقبلات N-methyl-D-aspartate (NMDARs) في خلايا RPE ، لدراسة تأثير الحمض الأميني المرتفع الحمض الأميني على تطور وتطور AMD14. بالإضافة إلى ذلك ، ساعدت خلايا RPE الأولية المعزولة في اقتراح هدف علاجي ل AMD عن طريق تثبيط NMDARs في خلايا RPE14. هناك بعض حاصرات NMDAR التي تمت الموافقة عليها من قبل إدارة الغذاء والدواء (FDA) وتستخدم حاليا لعلاج الارتباك المعتدل إلى الشديد (الخرف) المرتبط بمرض الزهايمر (AD) ، مثل الميمانتين16 ، والذي يمكن أن يكون هدفا علاجيا محتملا ل AMD14. علاوة على ذلك ، تم استخدام خلايا RPE الأولية المعزولة للفئران للكشف عن العلامات الالتهابية والحث المقترح للالتهاب كآلية أساسية للميزات التي يسببها الحمض الأميني من AMD و AD باستخدام فأر معدل وراثيا (CBS) ، والذي يقدم مستوى عال من الحمض الأميني16,17.
تم استخدام هذا البروتوكول لعزل خلايا RPE عن كل من الفئران C57BL/6 من النوع البري والفئران المعدلة وراثيا التي تم تطويرها في مختبرنا كتكييف مبسط لبروتوكولات العزل المنشورة الأخرى13،18،19 للوصول إلى بروتوكول سهل التطبيق وموثوق به. لا يوجد تفضيل جنسي في هذا البروتوكول. في حين أن أعمار الفئران ضرورية لعملية العزل ، فقد تم استخدام الفئران الصغيرة والمسنين (18-21 يوما) والفئران الأكبر سنا في أي عمر (حتى 12 شهرا) لعزل RPE. ومع ذلك ، لاحظنا أن خلايا RPE المعزولة عن الفئران الصغيرة عاشت لفترة أطول ، ويمكن إجراء ما يصل إلى أربعة ممرات. يمكن تمرير خلايا RPE المعزولة من الفئران الأكبر سنا مرة أو مرتين ، ثم تتوقف عن النمو بمعدل طبيعي وتغير شكلها لتكون أكثر استطالة (خلايا تشبه الخلايا الليفية ). كما لوحظ فقدان التصبغ وانخفاض الالتصاق بصفيحة زراعة الأنسجة متبوعا بانفصال.
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
تم استخدام الحيوانات وفقا للمبادئ التوجيهية لبروتوكول الحيوان IACUC بجامعة أوكلاند رقم 21063 والمبادئ التوجيهية لبيان ARVO لاستخدام الحيوانات في أبحاث العيون والرؤية.
1. إعداد الحل
2. الاستئصال
3. التشريح
4. الطرد المركزي
5. زراعة الخلايا
6. المرور
7. التألق المناعي
ملاحظة: تم إجراء التألق المناعي وفقا للطرق المنشورة سابقا8،14،15،16،17،18 لتلطيخ والتحقق من خصوصية RPE. عادة ما يتم تلطيخ خلايا RPE الأولية في الممرات P1 و P2. هنا ، يتم تقديم نظرة عامة موجزة على بروتوكول الفلورسنت المناعي.
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
التحقق من خصوصية ونقاء ووظيفة حاجز / تشكيل خلايا RPE المعزولة
تم فحص الخلايا المعزولة تحت المجهر الضوئي للتحقق من جدواها ومورفولوجيتها وتصبغها. والتقطت صور من P0 وP1 (الشكل 1A، B) وصور من P0 وP4 (الشكل 1C، D) لإظهار التغيرات في الخلايا؛ الشكل والحجم والتصبغ مع انتقال الممرات إلى المقطع الرابع (تشير الأسهم السوداء إلى خلايا RPE المعزولة في P4). تم استخدام جسم مضاد لبروتين RPE65 للتحقق من هوية الخلايا المعزولة. تم إجراء تلطيخ ا...
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
البروتوكول الحالي هو إجراء مفصل تم الإبلاغ عنه وتعديله وتبسيطه لعزل RPE عن عيون الماوس. يتضمن البروتوكول استئصال وتشريح وجمع وبذر وزراعة وتوصيف خلايا RPE المعزولة عن عيون الفئران.
هناك بعض القيود والخطوات الحاسمة التي يجب الوفاء بها لعزل RPE بنجاح ، مثل عمر الفئران ، وعدد العيون التي تم تشريحها ، وحجم لوحة أو طبق زراعة الأنسجة ، والتحذيرات بعد البذر والتخزين والتمرير. لتكون قادرة على تمرير الخلايا المعزولة تصل إلى ثلاث أو أربع مرات ، فإن أفضل أعمار الفئران تتراوح بين 18-21 يوما. للحصول على عدد...
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
ليس لدى المؤلفين أي تضارب في المصالح للإعلان عن صلته بمحتوى هذه المقالة.
تم دعم هذا العمل من قبل المعهد الوطني للعيون (NEI) ، صندوق المعهد الوطني للعيون (NEI) R01 EY029751-04
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
| الاسم | الشركة | رقم فهرسي | التعليقات |
|---|---|---|---|
| دورق : 100 مل | KIMAX | 14000 | |
| كولاجيناز من المطثية الهيستوليتيكوم ؛ | Sigma-Aldrich | C7657-25MG | لإنزيم العمل ، |
| ماصات نقل متدرجة يمكن التخلص منها: 3.2 مل معقمة | 13-711-20 | ||
| DMEM / F12 | ؛ gibco | 11330 | وسائل الإعلام لتنمية خلايا RPE |
| مصل الأبقار الجنيني (FBS) | جيبكو | 26140079 | لوسائط زراعة خلايا RPE الكاملة |
| محلول كاشف جينتاميسين | gibco | 15750-060 | لوسائط زراعة خلايا RPE الكاملة |
| محلول الملح المتوازن هانكس (HBSS) | Thermo Scientific | 88284 | لإنزيمات العمل (A & amp; ب) |
| Heracell VISO 160i CO2 حاضنة | حراري علمي | 50144906 | |
| هيالورونيداز من الخصيتين البقريتين | Sigma-Aldrich | H3506-500MG | لإنزيم العمل A |
| Kimwipes | Kimberly-Clark | 34155 | |
| Luer-Lok حقنة بإبرة مرفقة 21 جم × 1 1/2 بوصة ، معقمة ، تستخدم مرة واحدة ، 3 مل | BD | 309577 | |
| أنبوب الطرد المركزي الصغير: 2 مل | Grainger | 11L819 | |
| ماوس أحادي النسيلة المضاد ل RPE65 الأجسام المضادة | أبكام ، كامبريدج ، ماساتشوستس ، الولايات المتحدة الأمريكية | ab78036 | لتلوين IF ؛ |
| Pen Strep | gibco | 15140-122 | للحصول على وسائط ثقافة خلايا RPE كاملة |
| ملاقط عمل إيجابي ، نمط 5/45 | مقص Dumont | 72703-DZ | |
| قزحية قياسية مستقيمة 11.5 سم | GARANA INDUSTRIES | 2595 | |
| Sorvall St8 جهاز طرد | مركزي ThermoScientific | 75007200 | |
| Stemi 305 مجهر | Zeiss | n / a | |
| شفرة جراحية ، # 11 ، | تعليق 371211 | Bard-Parker | |
| 60 مم × 15 مم طبق | الأنسجة 430589 | ||
| Corning: 100x20mm نمط | Corning | 353003 | |
| أنابيب Tornado: 15 مل | Midsci | C15B | |
| أنابيب التورنادو: 50 مل | Midsci | C50R | |
| Trypsin EDTA (1x) 0.25٪ | جيبكو | 2186962 | لعمل إنزيم B |
| ملاقط 5 مللي ثانية ، 8.2 سم ، مستقيم ، 0.09 × 0.05 مم نصائح | ملاقط دومون | 501764 | |
| نمط العمل الإيجابي 5 ، بيولوجي ، دوموستار ، تشطيب مصقول ، 110 مم OAL | علوم المجهر الإلكتروني دومون | 50-241-57 | |
| وسادات سفلية ، معتدلة: 23 × 36 بوصة | مقص زنبركي McKesson | 4033 | |
| Vannas - 2.5 مم | FST | 15000-08 | |
| Zeiss AxioImager Z2 | Zeiss | n / a | |
| Zeiss Zen Blue 2.6 | Zeiss | n / a |
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
An erratum was issued for: Isolation of Primary Mouse Retinal Pigmented Epithelium Cells. The Discussion and References sections were updated.
The third paragraph of the Discussion section was updated from:
This protocol is different from other valuable and reliable published protocols for primary mouse RPE isolation13,19,20 in that it is simplified with a few steps that are easy to follow. RPE cells are able to be identified by their morphology, pigmentation, and specific RPE markers such as RPE654,5,21. Validation of the purity and contamination of Müller cells was achieved by staining isolated cells with a specific cell marker for Müller cells (vimentin)22. Many techniques have been used to evaluate the integrity of the blood-retinal barrier (BRB) in vitro, such as electron microscope (EM) examination, assessment of tight junction proteins (TJPs), FITIC dextran leakage assay, and transepithelial electrical resistance (TER) measurement that evaluates the physiological function of RPE as a monolayer8,23. RPE cells play an important role in maintaining the outer BRB, and to validate this function, we evaluated tight junction proteins (TJPs) such as Zona ocludin-1 (ZO-1) and cytoskeletal proteins like F-actin as previously published8. TJPs evaluation is a more convenient method for the evaluation of BRB integrity and barrier function which doesn't require expensive equipment that may not be available in all research labs, as opposed to EM evaluation or TER.
to:
This protocol is different from other valuable and reliable published protocols for primary mouse RPE isolation13,19,20,24 in that it is simplified with a few steps that are easy to follow. RPE cells are able to be identified by their morphology, pigmentation, and specific RPE markers such as RPE654,5,21. Validation of the purity and contamination of Müller cells was achieved by staining isolated cells with a specific cell marker for Müller cells (vimentin)22. Many techniques have been used to evaluate the integrity of the blood-retinal barrier (BRB) in vitro, such as electron microscope (EM) examination, assessment of tight junction proteins (TJPs), FITIC dextran leakage assay, and transepithelial electrical resistance (TER) measurement that evaluates the physiological function of RPE as a monolayer8,23. RPE cells play an important role in maintaining the outer BRB, and to validate this function, we evaluated tight junction proteins (TJPs) such as Zona ocludin-1 (ZO-1) and cytoskeletal proteins like F-actin as previously published8. TJPs evaluation is a more convenient method for the evaluation of BRB integrity and barrier function which doesn't require expensive equipment that may not be available in all research labs, as opposed to EM evaluation or TER.
In the References section, a 24th reference was added: