مقالة منهجية

ملحق مبتكر مطبوع ثلاثي الأبعاد مصمم لتمكين ثقافات الخلايا 2D و 3D المباشرة

DOI:

10.3791/64655

⸱

يناير 6, 2023

 ,  ,  , 
1Laboratoire de Biochimie Médicale et Biologie Moléculaire, Université de Reims Champagne-Ardenne, 2UMR CNRS 7369, Matrice Extracellulaire et Dynamique Cellulaire-MEDyC, Université de Reims Champagne-Ardenne Reims, 3BASF Beauty Care Solutions, 4Service Biochimie-Pharmacologie-Toxicologie, Centre Hospitalier Universitaire (CHU) de Reims

في هذه المقالة

ملخص

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

في هذه الورقة ، يتم تقديم ملحق مطبوع 3D مصمم حديثا كنموذج للثقافة المشتركة ويتم التحقق من صحته من خلال دراسة الاتصال بين الخلايا بين الخلايا البطانية والخلايا الكيراتينية.

الملخص

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

تتطلب التحليلات الكلاسيكية للاتصال غير المباشر بين أنواع الخلايا المختلفة استخدام وسائط مشروطة. علاوة على ذلك ، لا يزال إنتاج الوسائط المكيفة يستغرق وقتا طويلا وبعيدا عن الظروف الفسيولوجية والمرضية. على الرغم من توفر عدد قليل من نماذج الاستزراع المشترك تجاريا ، إلا أنها تظل مقتصرة على فحوصات محددة وهي في الغالب لنوعين من الخلايا.

هنا ، يتم استخدام إدخالات مطبوعة 3D متوافقة مع العديد من المقايسات الوظيفية. يسمح الملحق بفصل بئر واحد من لوحة 6 آبار إلى أربع مقصورات. يمكن تعيين مجموعة واسعة من المجموعات. علاوة على ذلك ، تم تصميم النوافذ في كل جدار من المقصورات بحيث يكون الاتصال المحتمل بين الخلايا بين كل حجرة ممكنا في وسط الاستزراع بطريقة تعتمد على الحجم. على سبيل المثال ، يمكن دراسة الاتصال بين الخلايا paracrine بين أربعة أنواع من الخلايا في طبقة واحدة ، في 3D (كروية) ، أو عن طريق الجمع بين الاثنين معا. بالإضافة إلى ذلك ، يمكن زرع مزيج من أنواع الخلايا المختلفة في نفس الحجرة بتنسيق 2D أو 3D (عضويات). يسمح عدم وجود قاع في الإدخالات المطبوعة 3D بظروف الثقافة المعتادة على اللوحة ، والطلاء المحتمل على اللوحة التي تحتوي على الإدراج ، والتصور المباشر بواسطة الفحص المجهري الضوئي. توفر المقصورات المتعددة إمكانية جمع أنواع مختلفة من الخلايا بشكل مستقل أو استخدام ، في كل حجرة ، كواشف مختلفة لاستخراج الحمض النووي الريبي أو البروتين. في هذه الدراسة ، يتم توفير منهجية مفصلة لاستخدام إدراج 3D المطبوع الجديد كنظام ثقافة مشتركة. لإثبات العديد من قدرات هذا النموذج المرن والبسيط ، تم إجراء فحوصات وظيفية منشورة مسبقا للاتصال الخلوي في إدخالات 3D المطبوعة الجديدة وثبت أنها قابلة للتكرار. أدت الإدخالات المطبوعة 3D وثقافة الخلية التقليدية باستخدام الوسائط المكيفة إلى نتائج مماثلة. في الختام ، فإن الإدراج المطبوع 3D هو جهاز بسيط يمكن تكييفه مع العديد من نماذج الثقافات المشتركة مع أنواع الخلايا الملتصقة.

المقدمة

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

في الجسم الحي ، تتواصل الخلايا مع بعضها البعض إما بشكل مباشر (اتصال الخلية) أو بشكل غير مباشر (عن طريق إفراز الجزيئات). لدراسة التواصل الخلوي ، يمكن تطوير نماذج مختلفة للثقافة المشتركة ، مثل الثقافة المشتركة المباشرة (أنواع الخلايا المختلفة في تفاعل مباشر في نفس البئر) والثقافة المشتركة المجزأة (أنواع الخلايا المختلفة في تفاعل غير مباشر في أجزاء مختلفة من نظام الاستزراع) 1. علاوة على ذلك ، يمكن استخدام الوسائط المشروطة لأنظمة الاستزراع المشترك ، حيث يتم تمكين التفاعل غير المباشر بواسطة جزيئات مفرزة موجودة في الوسائط المشروطة لنوع خلية مستجيبة يتم نقلها إلى نوع خلية مستجيبةمن النوع 1.

في حالة دراسات اتصالات الخلايا الباراكرين ، توفر أنظمة الزراعة المشتركة غير المباشرة نماذج تعكس بقوة تفاعلات الخلايا في الجسم الحي. تم تطوير أنظمة الثقافة المشتركة غير المباشرة وتسويقها ، مما يسمح بإنشاء نماذج الثقافة المشتركةغير المباشرة 2,3. لسوء الحظ ، توفر معظم أنظمة الثقافة المشتركة غير المباشرة جزأين فقط. توفر أنظمة الثقافة المشتركة غير المباشرة الأخرى مقصورات متعددة ، لكنها أقل قابلية للتطوير مقارنة بالنظام المذكور في هذه المخطوطة. بعضها لا يسمح بالتصور الكلاسيكي تحت المجهر ، وغالبا ما يقدمون طرق تطبيق محددة. في العديد من الدراسات ، يتم فحص اتصال paracrine بين أنواع الخلايا المختلفة بواسطة نموذج الوسائط المشروطة4،5،6،7. هذه طريقة أسهل للتحقيق مقارنة بأنظمة الثقافة المشتركة غير المباشرة لأنها لا تتطلب طرقا أو مواد محددة ليتم إنشاؤها1. من ناحية أخرى ، فإن إعداد الوسائط المكيفة يستغرق وقتا طويلا ويوفر معلومات فقط عن إشارات الخلية أحادية الاتجاه (المستجيب إلى المستجيب)1.

في هذه الورقة ، تم اقتراح طريقة جديدة وبسيطة للتحقيق في اتصال الخلية. السماح بالجمع بين عدة أنواع من الخلايا في التفاعل المباشر أو غير المباشر وفي تنسيقات 2D أو 3D ، تقدم الإدخالات المطبوعة العديد من المزايا لإعداد نماذج الثقافة المشتركة بسهولة. تم تكييفها ليتم وضعها في آبار 6 ألواح من 6 آبار ، والملحق المطبوع 3D دائري ويسمح بفصل البئر إلى أربع حجرات (مقصورتان كبيرتان ومقصورتان صغيرتان. الشكل 1 أ). تتميز الإدخالات المطبوعة 3D بعدم وجود قاع. وبالتالي ، فإن الخلايا على اتصال مباشر مع اللوحة التي يتم وضع الإدخال عليها. بالإضافة إلى ذلك ، يمكن طلاء كل حجرة بشكل مستقل عن الآخرين. علاوة على ذلك ، يمكن متابعة سلوك الخلية بسهولة تحت المجاهر الضوئية. يسمح وجود نوافذ اتصال في كل جدار من الإدراج بإضافة ، في الوقت الأمثل ، وسيط مشترك لإجراء تجارب مختلفة للثقافة المشتركة. يمكن إجراء مجموعات عديدة من الثقافة المشتركة لدراسة الاتصال المباشر و / أو غير المباشر بين عدة أنواع من الخلايا. على سبيل المثال ، يمكن تصميم نموذج للثقافة المشتركة غير المباشرة بين أربعة أنواع مختلفة من الخلايا في طبقة واحدة و / أو في 3D (كروية). يمكن أيضا إجراء مجموعة من نماذج الاستزراع المشترك المباشرة وغير المباشرة عن طريق خلط أنواع مختلفة من الخلايا في نفس الحجرة. يمكن أن يكون تأثير الهياكل المعقدة (المواد العضوية ، وزرع الأنسجة ، وما إلى ذلك) على أنواع الخلايا المختلفة مثالا آخر على النماذج التي يمكن صنعها. علاوة على ذلك ، فإن الإدخالات المطبوعة 3D متوافقة مع المقايسات الوظيفية لبيولوجيا الخلية (الانتشار ، الهجرة ، تكوين الأنبوب الكاذب ، التمايز ، إلخ) ومع اختبارات الكيمياء الحيوية (استخراج الحمض النووي ، الحمض النووي الريبي ، البروتين ، الدهون ، إلخ). أخيرا ، توفر الإدخالات المطبوعة 3D مجموعة واسعة من المخططات التجريبية لنماذج الثقافة المشتركة مع إمكانية الجمع بين المقايسات المختلفة في وقت واحد في نفس التجربة في المقصورات المختلفة.

يتم تقديم بعض قدرات الإدخالات المطبوعة 3D للتحقق من صحتها كنموذج ثقافة مشتركة سريع وسهل الاستخدام. بالمقارنة مع دراسة نشرت سابقا أجريت على اتصالات الخلايا paracrine ، تم إثبات قدرة إدراج 3D المطبوعة لتكون نموذجا قيمة للثقافة المشتركة. لتقييم هذه النقطة ، تمت مقارنة تنظيم تكاثر الخلايا البطانية والهجرة بواسطة الخلايا الكيراتينية بين نظام الإدراج المطبوع 3D والنظام الكلاسيكي باستخدام الوسائط المشروطة. تسمح الإدخالات المطبوعة 3D بالحصول على نتائج مماثلة بسرعة مقارنة بالنظام التقليدي باستخدام الوسائط المكيفة. في الواقع ، توفر الإدخالات المطبوعة 3D نموذجا قويا لدراسة تفاعلات الخلايا في كلا الاتجاهين دون الحاجة إلى إنتاج وسائط مشروطة ومع إمكانية إجراء فحوصات الانتشار والهجرة بالتوازي في نفس التجربة.

في الختام ، في هذه الورقة ، يقترح نموذج جديد وجاهز للاستخدام لدراسة اتصال الخلية. متوافقة مع جميع أنواع الخلايا الملتصقة ، تسمح الإدخالات المطبوعة 3D بأداء مجموعات عديدة من الثقافة المشتركة التي تهدف إلى أن تكون أقرب إلى ظروف الجسم الحي .

الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.

البروتوكول

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

ملاحظة: يتم شراء إدخالات 3D (الشكل 1A) تجاريا ويتم طباعتها باستخدام راتنج فوتوبوليمر متوافق حيويا مع زراعة الخلايا والتعقيم (انظر جدول المواد). في هذا القسم ، يتم وصف بروتوكول مفصل لإنشاء نموذج الثقافة المشتركة عن طريق الإدراج (انظر الشكل 1 ب). كما يتم توفير بعض الأمثلة على التطبيقات.

1. وضع الملحق المعقم في ألواح 6 آبار

  1. امزج المكونين المقدمين في المجموعة (انظر جدول المواد) ، سيليكون الطعام (الكاشف أ) والمحفز (الكاشف ب) ، بنسبة 10: 1 (v / v) وفقا لتعليمات الشركة المصنعة. (الشكل 1 ب). استخدم ملعقة معقمة من الإيثانول بنسبة 70٪ لخلط المكونين.
    ملاحظة: يعتمد حجم خليط السيليكون المراد تحضيره على عدد الإدخالات المراد تثبيتها. يمكن أن يؤدي وجود فائض من المحفز إلى تصلب خليط السيليكون بسرعة كبيرة.
  2. ضع الحشوات على مزيج السيليكون بملاقط بحيث يتم توزيع الخليط بشكل متجانس على الحافة السفلية للإدخالات (الشكل 1Bb). ضع الحشوات في آبار لوحة ذات 6 آبار واضغط برفق على الحشوات للتأكد من أن الحشوات على اتصال وثيق باللوحة لتجنب أي تسرب لوسط زراعة الخلايا (الشكل 1 بج).
  3. ضع اللوحة عند 37 درجة مئوية لدعم عملية تصلب السيليكون لمدة 1 ساعة.
    ملاحظة: يعتمد وقت التصلب على كمية المحفز الذي تمت إضافته.
  4. بعد التصلب ، قم بتعقيم الألواح بالحشوات عن طريق غمرها في حمام إيثانول بنسبة 70٪ لمدة 30 دقيقة إلى 1 ساعة.
  5. تخلص من الكحول عن طريق السحب واترك الطبق يجف (الغطاء مفتوحا) طوال الليل في غطاء زراعة الخلايا.
    ملاحظة: يجب تبخير الكحول بالكامل قبل تنفيذ الخطوة التالية لتجنب تثبيت الخلية والسمية. يمكن تخزين اللوحة الجاهزة للاستخدام التي تحتوي على الحشوات لعدة أيام قبل استخدامها في ظروف جافة ومعقمة في درجة حرارة الغرفة.

2. الطلاءات مثل بولي-L-ليسين ، أو بولي-HEMA (خطوة اختيارية)

ملاحظة: لا يتم إجراء الطلاء في هذه التجربة ، ويتم توفير الخطوات للإبلاغ عن إمكانية طلاء الإدخالات.

  1. تحضير محلول الطلاء وفقا لتعليمات الشركة الصانعة.
  2. ضع في اعتبارك حجم 200-400 ميكرولتر لأكبر المقصورات وحجم 50-100 ميكرولتر لأصغر المقصورات لطلاء الإدخال. أضف محلول الطلاء إلى المقصورات الفردية.
  3. دع الطلاء يجف كما هو موضح من قبل الشركة المصنعة في ظل ظروف معقمة.

3. بذر الخلايا

  1. استزرع الخلايا الكيراتينية لغمد الجذر الخارجي (KORS) والخلايا البطانية الوعائية الدقيقة الجلدية البشرية (HDMECs) على النحو الموصى به من قبل الشركة المصنعة. قم بإعداد تعليق الخلية بمجرد وصول الخلايا إلى نقطة التقاء.
    1. تخلص من الوسط من القوارير وأضف 5 مل من التربسين لفصل الخلايا (انظر جدول المواد).
    2. ضع القارورة التي تحتوي على KORS على درجة حرارة 37 درجة مئوية مع 5٪ CO2 لمدة 5 دقائق. احتضان القارورة التي تحتوي على HDMECs لمدة 5 دقائق في درجة حرارة الغرفة.
    3. امزج محلول التربسين الذي يحتوي على KORS مع 5 مل من وسط الخلايا الجذعية الوسيطة (MSCM) المكمل بمصل بقري جنيني بنسبة 5٪ (FBS) وعوامل النمو (وسط قاعدي مع مجموعة مكملات ، انظر جدول المواد). امزج محلول التربسين الذي يحتوي على HDMECs مع 5 مل من وسط الخلايا البطانية (ECM) المكمل ب 5٪ FBS وعوامل النمو (انظر جدول المواد).
    4. نقل الخلايا إلى 15 مل من أنبوب مخروطي معقم. أجهزة الطرد المركزي KORS و HDMEC تعليق في 200 × غرام لمدة 5 دقائق في درجة حرارة الغرفة.
    5. تخلص من المادة الطافية وأعد تعليق الخلايا في 2 مل من الوسط المعني.
    6. امزج 10 ميكرولتر من معلق الخلية مع 10 ميكرولتر من صبغة تريبان الزرقاء (انظر جدول المواد).
    7. أضف 10 ميكرولتر من المزيج إلى حجرة شريحة العد.
    8. أدخل شريحة العد في نظام عد الخلايا (انظر جدول المواد) واكتشف رقم الخلية وصلاحيتها.
    9. تحضير معلق الخلية بتركيز 0.5 × 105 خلايا / مل في الوسط المعني.
      ملاحظة: إذا كانت أنواع الخلايا المختلفة تتطلب أوقاتا مختلفة من الالتزام و / أو للوصول إلى التقاء مثالي ، فيمكن إجراء بذر الخلية في نقاط زمنية مختلفة وفقا لأنواع الخلايا.
  2. قم بتوزيع 800 ميكرولتر إلى 1 مل من تعليق الخلية في المقصورات الكبيرة الفردية و 100-150 ميكرولتر في المقصورات الصغيرة الفردية باستخدام ماصة.
    1. قم بزرع KORS عند 1 × 10 5 خلايا / مل في MSCM مع استكمال5٪ FBS وعوامل النمو في إحدى المقصورات الكبيرة.
    2. البذور HDMEC في ECM تستكمل مع 5٪ FBS وعوامل النمو في 2.5 × 103 خلايا / مل في المقصورات الصغيرة وعند 1.25 × 105 خلايا / مل في الحجرة الكبيرة الأخرى.
      ملاحظة: يمكن إجراء اختبار الانتشار في المقصورات الصغيرة ، ويمكن إجراء فحوصات الترحيل والجدوى في المقصورات الكبيرة. تم تحسين تركيز الخلايا المصنفة وفقا لتوصيات الشركة المصنعة. يسمح هذا التركيز بصلاحية جيدة للخلايا بعد 24-48 ساعة من الحضانة.
  3. ضع لوحة زراعة الخلايا عند 37 درجة مئوية مع 5٪ CO2 أو في ظل الظروف المعتادة للسماح بالتصاق الخلية و / أو نضجها.
    ملاحظة: احتضان الخلايا لمدة 24-48 ساعة دون تغيير الوسائط. إذا لزم الأمر ، يمكن تغيير وسيط المقصورات بشكل مستقل.

4. تنفيذ الثقافة المشتركة (الشكل 1Bd)

ملاحظة: يتوافق تنفيذ الثقافة المشتركة مع الوقت الذي تتم فيه إضافة الوسيط المشترك. توفر إضافة وسيط فريد لجميع أنواع الخلايا في المقصورات المختلفة إمكانية الاتصال بين الخلايا بسبب وجود نوافذ اتصال (ثقوب بيضاوية في جدران الإدخالات المطبوعة 3D). لتنفيذ الثقافة المشتركة ، اتبع الخطوات 4.1-4.3.

  1. أفرغ وسائط الاستزراع للمقصورات المختلفة للإدخالات باستخدام ماصة. في حالة وجود ثقافة خلية كروية 3D ، تجاهل الوسيلة بلطف شديد.
  2. شطف الخلايا مع 1 مل من 37 درجة مئوية PBS دافئة في المقصورات الكبيرة و 200 ميكرولتر من 37 درجة مئوية PBS دافئة في المقصورات الصغيرة. تأكد من الغسيل اللطيف لعدم فصل الخلايا.
  3. أضف 3 مل من وسط شائع محدد ليكون متوافقا مع جميع أنواع الخلايا.
    ملاحظة: في هذه الدراسة ، يتم استخدام ECM القاعدي (بدون FBS وعوامل النمو). تأكد من أن الوسيط يغطي جميع المقصورات (المستوى فوق نوافذ الاتصال [ثقوب بيضاوية في الجدران] ، كما هو موضح في الشكل 1 أ).
  4. ضع اللوحة التي تحتوي على المزارع المشتركة عند 37 درجة مئوية مع 5٪ CO2 لمدة 24-48 ساعة.

5. مراقبة الخلايا والعد والكشط

  1. مراقبة التشكل وحساب عدد الخلايا من المقصورات المختلفة أثناء التجربة تحت المجهر الضوئي بعد 24-48 ساعة من الحضانة.
    ملاحظة: يعتمد العدد المتوقع للخلايا على أنواع الخلايا المستخدمة (الحجم ، التشكل ، إلخ) وعلى حجم المقصورة. في هذه التجربة ، يتم حساب ما بين 0.5 × 10 6-1 × 10 6 KORS / مل وبين 0.25 × 10 6-0.75 × 10 6 HDMECs / mL في المقصورات الكبيرة.
  2. افصل الخلايا باستخدام التربسين لحساب معلق الخلية.
    ملاحظة: بالنسبة لمحلول انفصال الخلايا ، ضع في اعتبارك حجم 100-500 ميكرولتر لأكبر المقصورات وحجم 10-50 ميكرولتر لأصغر المقصورات.
  3. تحقق من الصلاحية باستخدام تلطيخ التريبان الأزرق (انظر الخطوات 3.1.6-3.1.8).

6. إدراج التنظيف لإعادة التدوير

  1. قم بإزالة الإدخالات من اللوحة المكونة من 6 آبار في نهاية التجربة عن طريق تحريف طفيف (الشكل 1Be).
  2. قم بإزالة السيليكون من الحشوات عن طريق سحبه. إذا لزم الأمر ، استخدم ملعقة لإزالة السيليكون المتبقي العالق على جدران الإدخالات (الشكل 1Bf).
  3. اغسل الحشوات بمنظفات زراعة الخلايا التقليدية ومواد التنظيف (المثال الوارد في جدول المواد).
  4. تعقيم الحشوات لاستخدامها في المستقبل في الأوتوكلاف (دورة صلبة ، 121 درجة مئوية لمدة 20 دقيقة) أو عن طريق غمرها في حمام الإيثانول بنسبة 70٪ لمدة 1 ساعة.
    ملاحظة: من هذه الخطوة ، يتم وصف مثالين للمقايسات المحتملة (مقايسات الانتشار والهجرة) باستخدام الإدخالات المطبوعة ثلاثية الأبعاد (الشكل 1Bd).

7. مقايسة تكاثر الخلايا - مقايسة WST-1

  1. اتبع الخطوات 1-3.1 لزراعة الخلايا.
    ملاحظة: اتبع الخطوة الواردة في هذا الفرع لتنفيذ نظام الاستزراع المشترك من أجل التحقيق في تأثير إفراز KORS على انتشار HDMEC. تستخدم خلايا KORS لمقارنة البيانات المنشورة سابقا8.
    1. قم بزرع KORS عند 1 × 105 خلايا / مل في وسط الخلايا الجذعية الوسيطة (MSCM) مع 5٪ FBS وعوامل النمو في المقصورات الكبيرة.
    2. ضع لوحة زراعة الخلايا عند 37 درجة مئوية مع 5٪ CO2 لمدة 24 ساعة.
    3. قم بزرع HDMECs في وسط الخلية البطانية (ECM) مع استكمال 5٪ FBS وعوامل النمو عند 2.5 × 103 خلايا / مل في المقصورات الصغيرة.
    4. ضع صفيحة زراعة الخلايا عند 37 درجة مئوية مع 5٪ CO2 لمدة 24-48 ساعة.
    5. تخلص من الوسائط من جميع المقصورات وقم بتنفيذ نظام الاستزراع المشترك بإضافة 3 مل من ECM القاعدي غير المكمل (وسط زراعة الخلايا المشترك لجميع مقصورات الإدخالات المطبوعة ثلاثية الأبعاد).
  2. قم بتخفيف WST-1 في وسط زراعة الخلايا الشائعة ECM (التخفيف النهائي 1:10) لتحضير محلول WST-1.
    ملاحظة: بالنسبة لحجم محلول WST-1 ، قم بإعداد 500 ميكرولتر على الأقل من المحلول الإضافي للفراغ.
  3. تخلص من وسط زراعة الخلايا من الإدخال عن طريق الماصة.
  4. أضف حل WST-1 إلى المقصورات المحددة (150 ميكرولتر للمقصورات الصغيرة و 600 ميكرولتر للمقصورات الكبيرة). ضع اللوحة عند 37 درجة مئوية مع 5٪ CO2.
  5. بعد وقت حضانة الخلية الأمثل البالغ 30 دقيقة ، انقل 100 ميكرولتر من وسط الحضانة من كل حالة على لوحة 96 بئرا.
  6. قم بتقييم التفاعل اللوني باستخدام قارئ الصفائح الدقيقة بين 420 نانومتر و 480 نانومتر.
    1. ضع اللوحة على قارئ microplate وانقر على زر تحرير بروتوكول جديد.
    2. حدد النوع المحدد للوحة 96 بئرا (انظر جدول المواد) المستخدمة والطول الموجي 450 نانومتر.
    3. انقر على زر بدء القياس.

8. مقايسة هجرة الخلايا - جهازان لغرف الهجرة

  1. اتبع الخطوات 1-3.1 لزراعة الخلايا.
    ملاحظة: اتبع الخطوات الواردة في هذا الفرع لتنفيذ نظام الاستزراع المشترك من أجل التحقيق في تأثير الذخيرة السرية لنظام كورس على انتشار HDMEC.
    1. قم بزرع KORS عند 1 × 10 5 خلايا / مل في MSCM مع استكمال5٪ FBS وعوامل النمو في إحدى المقصورات الكبيرة.
    2. ضع لوحة زراعة الخلايا عند 37 درجة مئوية مع 5٪ CO2 لمدة 24 ساعة.
    3. ضع جهاز غرفتي الترحيل في الحجرة الكبيرة الأخرى من الإدراجات.
    4. قم بزرع HDMECs في ECM المكملة ب 5٪ FBS وعوامل النمو عند 7 × 105 خلايا / بئر لجهاز غرفتي الهجرة.
    5. ضع لوحة زراعة الخلايا عند 37 درجة مئوية مع 5٪ CO2 لمدة 24 ساعة.
    6. تخلص من الوسائط وجهاز غرفتي الترحيل بعد 24 ساعة أو في الوقت الأمثل وفقا لنوع الخلية التي يتم ترحيلها. تنفيذ نظام الاستزراع المشترك بإضافة 3 مل من ECM القاعدي غير المكمل
      ملاحظة: تابع بعناية لعدم فصل الخلايا. إذا كانت الخلايا حساسة حقا للانفصال الناجم عن إضافة وسيط مشترك ، فقم بسحب جهاز غرفتي الهجرة بعد إضافة الوسط المشترك.
  2. راقب والتقط صورة للسطح الذي تغطيه الخلايا في نقاط زمنية مختلفة تحت مجهر تباين الطور عند تكبير 10x.
    ملاحظة: يتم التقاط الصور باستخدام مجهر تباين الطور (انظر جدول المواد). يتم حفظ الصور في مفتاح USB ثم تحليلها بواسطة المكون الإضافي لأداة التئام الجروح للبرنامج (انظر جدول المواد).
  3. قياس السطح المكشوف باستخدام برنامج التحليل الكمي الكلاسيكي.
    1. افتح الصورة على البرنامج وقم بتنشيط أداة التئام الجروح المتوفرة في قائمة الماكرو.
    2. انقر فوق الزر m لقياس السطح المكشوف لصورة الترحيل.
    3. يتم حساب السطح المكشوف وفقا للصيغة التالية:
      النسبة المئوية للتغطية = ([متوسط المنطقة بدون خلايا عند T0 - المنطقة بدون خلايا في الوقت T] / متوسط المساحة بدون خلايا عند T0) × 100.
      ملاحظة: يتم تكييف الإدخالات المطبوعة ثلاثية الأبعاد تماما مع معظم تقنيات بيولوجيا الخلية (مثل مقايسة تكوين الأنبوب الكاذب ، والثقافات ثلاثية الأبعاد) ولتجارب الكيمياء الحيوية (مثل استخراج الحمض النووي والحمض النووي الريبي والبروتين).

الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.

النتائج

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

في العمل الحالي ، تم وصف نظام الثقافة المشتركة الأمثل للحصول على بيانات قوية وموثوقة ومهمة يمكن مقارنتها بالطرق الكلاسيكية من خلال استخدام الوسائط المكيفة. تحاكي الإدخالات المطبوعة 3D ظروف البيئة المكروية في الجسم الحي لأنواع الخلايا المختلفة في التفاعل من خلال التغلب على الصعوبات والإنتاج الذي يستغرق وقتا طويلا للوسائط المكيفة في المنبع في التجارب. تمت إعادة إجراء دراسة منشورة سابقا لتحليل التفاعلات غير المباشرة بين نوعين من الخلايا الموجودة في بصيلات الشعر: الخلايا البطانية الوعائية الدقيقة البشرية (HDMECs) وا...

الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.

المناقشة

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

عادة ما يتم التحقيق في الاتصال الخلوي غير المباشر باستخدام الوسائط المكيفة أو أجهزة نظام الثقافة المشتركة. يستغرق تحضير الوسائط المشروطة وقتا طويلا في المراحل الأولى من التجارب ، وتقتصر هذه الطريقة على تحليلات التأثير من جانب واحد. الدراسة السابقة التي أجراها كولين بيير وآخرون.8 باستخدام وسائط مشروطة أجريت على اتصال الخلية غير المباشر بين نوعين من الخلايا (HDMECs و KORS). أظهرت بيانات هذه الدراسة السابقة تأثير الوسائط المكيفة KORS على انتشار HDMEC وتأثير الوسائط المشروطة KORS على انتقال H...

الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.

الإفصاحات

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

يعلن أصحاب البلاغ عدم وجود مصالح مالية متنافسة.

شكر وتقدير

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

تم إجراء هذه الدراسة بالتعاون مع BASF Beauty Care Solutions. السيدة تشارلي كولين بيير هي زميلة دكتوراه ممولة من BASF / CNRS.

نود أن نشكر السيد مهدي سلامي على تصور إدراج 3D المطبوعة.

الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.

المواد

قائمة المواد المستخدمة في هذه المقالة
الاسمالشركةرقم فهرسيالتعليقات
الأوتوكلافGetingeAPHPدورة صلبة ، 121 درجة ؛ C لمدة 20 دقيقة
Biomed ClearFormlabsRS-F2-BMCL-01انطباع أجرته شركة 3D-Morphoz (ريمس ، فرنسا)
منظفات زراعة الخلايا   ؛TounettA18590 / 0116
كاشف انتشار الخلايا WST-1Roche11،64،48،07،001
شريحة العدNanoEnTekEVE-050
Culture-Insert 2 Well in & - Dish 35 mmIbidi80206جهاز غرف الهجرة الثنائية.
وسيط الخلية البطانيةScienCell1001الوسط القاعدي +/- 25 مل من مصل الأبقار الجنينية (FBS ، 0025) ، 5 مل من مكمل نمو الخلايا البطانية (ECGS ، 1052) ، و 5 مل من محلول البنسلين / الستربتومايسين (P / S ، 0503).
عداد الخلية الآلي EVE NanoEnTekNESCT-EVE-001E 
EVOS XL CoreFisher ScientificAMEX120010x من التكبير
كاشف السيليكون الغذائي ومجموعة المحفزاتArtificinaRTV 3428 A و B & nbsp ؛(10:1)
طابعة FORM 3BFormlabsPKG-F3B-WSVC-DSP-BASICIMPRESSION التي أجرتها شركة 3D-Morphoz
الخلايا البطانية الجلدية الدقيقة للخلايا البطانية للأوعية الدموية الدقيقة (HDMEC)ScienCell2000
الكيراتينية لغمد الجذر الخارجي (KORS)ScienCell2420
برنامج أداة التئام الجروح الماكروبرنامج ImageJالمستخدم لقياس السطح المكشوف (ل فحوصات الهجرة)
وسط الخلايا الجذعية الوسيطة ScienCell7501متوسط قاعدي +/- 25 مل من مصل الأبقار الجنينية (FBS ، 0025) ، 5 مل من مكمل نمو الخلايا الجذعية الوسيطة (MSCGS ، 7552) ، و 5 مل من محلول البنسلين / الستربتومايسين (P / S ، 0503)
قارئ Microplate SPECTRO star NANOBMG LabtechBMG LABTECH برنامج
PBSPromocellC-40232بدون Ca2 + < / sup> / Mg2 + < / sup>
Trypan Blue StainNanoEnTekEBT-001
Trypsin / EDTAPromocellC-41020ل KORS عند 37 درجة ؛ C مع 5٪ CO2< / sub> لمدة 5 دقائق. حضانة HDMECs لمدة 5 دقائق في درجة حرارة الغرفة
96 بئر Nunclon Delta SurfaceThermoscientific167008
الخلايا حضانة لوحة

المراجع

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  1. Regier, M. C., Alarid, E. T., Beebe, D. J. Progress towards understanding heterotypic interactions in multi-culture models of breast cancer. Integrative Biology. 8 (6), 684-692 (2016).
  2. Doğan, A., Demirci, S., Apdik, H., Apdik, E. A., Şahin, F. Mesenchymal stem cell isolation from pulp tissue and co-culture with cancer cells to study their interactions. Journal of Visualized Experiments. (143), e58825(2019).
  3. Lin, J., et al. Long non-coding RNA UBE2CP3 enhances HCC cell secretion of VEGFA and promotes angiogenesis by activating ERK1/2/HIF-1α/VEGFA signalling in hepatocellular carcinoma. Journal of Experimental & Clinical Cancer Research. 37 (1), 113(2018).
  4. Soares, N. L., et al. Carbon monoxide modulation of microglia-neuron communication: Anti-neuroinflammatory and neurotrophic role. Molecular Neurobiology. 59 (2), 872-889 (2022).
  5. Al Halawani, A., Abdulkhalek, L., Mithieux, S. M., Weiss, A. S. Tropoelastin promotes the formation of dense, interconnected endothelial networks. Biomolecules. 11 (9), 1318(2021).
  6. Mercatali, L., et al. Development of a human preclinical model of osteoclastogenesis from peripheral blood monocytes co-cultured with breast cancer cell lines. Journal of Visualized Experiments. (127), e56311(2017).
  7. Orona, N. S., Astort, F., Maglione, G. A., Yakisich, J. S., Tasat, D. R. Direct and indirect effect of air particles exposure induce Nrf2-dependent cardiomyocyte cellular response in vitro. Cardiovascular Toxicology. 19 (6), 575-587 (2019).
  8. Colin-Pierre, C., et al. The glypican-1/HGF/C-met and glypican-1/VEGF/VEGFR2 ternary complexes regulate hair follicle angiogenesis. Frontiers in Cell and Developmental Biology. 9, 781172(2021).
  9. Toubal, A., et al. The NC1 domain of type XIX collagen inhibits melanoma cell migration. European Journal of Dermatology. 20 (6), 712-718 (2010).
  10. Wu, A. -L., et al. Role of growth factors and internal limiting membrane constituents in müller cell migration. Experimental Eye Research. 202, 108352(2021).
  11. Oudart, J. -B., et al. Plasmin releases the anti-tumor peptide from the NC1 domain of collagen XIX. Oncotarget. 6 (6), 3656-3668 (2015).
  12. Martinotti, S., Ranzato, E. Scratch wound healing assay. Methods in Molecular Biology. 2109, 225-229 (2020).
  13. Cattin, S., Ramont, L., Rüegg, C. Characterization and in vivo validation of a three-dimensional multi-cellular culture model to study heterotypic interactions in colorectal cancer cell growth, invasion and metastasis. Frontiers in Bioengineering and Biotechnology. 6, 97(2018).
  14. Ma, Y. N., et al. Three-dimensional spheroid culture of adipose stromal vascular cells for studying adipogenesis in beef cattle. Animal. 12 (10), 2123-2129 (2018).

الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.

إعادة الطباعة والأذونات

طلب إذن لإعادة استخدام النص أو الأشكال في مقالة JoVE هذه

طلب إذن

الوسوم

3D Printed InsertCell Co CultureIntercellular CommunicationConditioned MediaKeratinocyte CultureEndothelial CellsSpheroid CultureOrganoid CultureCell Migration AssayOptical Microscopy

مقالات ذات صلة