يصف هذا البروتوكول توليد العضيات الكبدية الباطنة السريعة والقابلة للتكرار (eHEPOs). باستخدام هذا البروتوكول ، يمكن إنتاج eHEPOs في غضون أسبوعين والتوسع على المدى الطويل (أكثر من عام) دون أن تفقد تمايزها ووظائفها.
يتطلب اشتراك JoVE لعرض هذا المحتوى. تسجيل الدخول أو ابدأ نسخة تجريبية مجانية
مقالة منهجية
* These authors contributed equally
يصف هذا البروتوكول توليد العضيات الكبدية الباطنة السريعة والقابلة للتكرار (eHEPOs). باستخدام هذا البروتوكول ، يمكن إنتاج eHEPOs في غضون أسبوعين والتوسع على المدى الطويل (أكثر من عام) دون أن تفقد تمايزها ووظائفها.
سمحت لنا التكنولوجيا العضوية بتوليد مجموعة متنوعة من الهياكل المصغرة الشبيهة بالأعضاء البشرية ، مثل الكبد والدماغ والأمعاء ، في المختبر. فتحت التطورات الملحوظة في النماذج العضوية مؤخرا حقبة تجريبية جديدة لتطبيقات مختلفة في نمذجة الأمراض وعلم الأحياء التنموي واكتشاف الأدوية. تتحكم الخلايا الجذعية البالغة أو عضيات الكبد المستحثة متعددة القدرات المشتقة من الخلايا الجذعية (iPSC) على توليد خلايا الكبد لاستخدامها في تطبيقات متنوعة. هنا ، نقدم بروتوكولا قويا وقابلا للتكرار لتوليد العضيات الكبدية من الخلايا الجذعية متعددة القدرات. ينطبق هذا البروتوكول على الخلايا السليمة والمشتقة من المريض. لتحقيق العضيات الكبدية المشتقة من الأديم الباطن ثلاثية الأبعاد (eHEPOs) ، تم تمييز iPSCs مباشرة أولا إلى خلايا الأديم الباطني ، ثم تم استخدام الخلايا الإيجابية EpCAM المخصبة ب FACS (EpCAM +) لإنشاء العضيات الكبدية باستخدام وسط التمدد. نحن نقدم طريقة سريعة وفعالة لتوليد العضيات الكبدية في غضون أسبوعين. تحاكي العضيات المتولدة الخصائص والوظائف الأساسية لخلايا الكبد ، مثل إفراز الألبومين وتخزين الجليكوجين ونشاط إنزيم السيتوكروم P450. إلى جانب أوجه التشابه في التعبير الجيني الخاص بالكبد ، تشتمل eHEPOs على خلايا ظهارية مستقطبة مع قنوات صفراوية بينهما. بالإضافة إلى ذلك ، يمكن توسيع eHEPOs والممرات التسلسلية على المدى الطويل (1 سنة) دون أن تفقد قدرتها على التمايز إلى خلايا كبد ناضجة. وبالتالي ، توفر eHEPOs مصدرا بديلا لإنتاج خلايا الكبد الوظيفية.
العضيات عبارة عن هياكل مصغرة تشبه الأعضاء تزرع في ظروف ثقافة ثلاثية الأبعاد تحاكي البيئة المكروية للأعضاء وتشمل العوامل الجوهرية اللازمة للتنظيم الذاتي والتجديد الذاتي في نمو الأعضاء نفسها. يمكن اشتقاق العضيات إما من الخلايا الجذعية متعددة القدرات (PSCs) أو الخلايا المشتقة من الأنسجة البالغة (الخلايا الجذعية أو السلفية)1. على الرغم من أن تنظيمها الدقيق الشبيه بالأعضاء والتشابه الوظيفي مع العضو المحدد يجعلها أدوات قيمة لنمذجة الأمراض ، إلا أنها لا تزال بحاجة إلى مزيد من التحسينات من حيث التوحيد القياسي في الثقافة. على وجه الخصوص ، تم نشر العديد من البروتوكولات لتوليد عضيات الكبد ، وهي تختلف في تعقيدها وقابليتها للتكاثر2. على سبيل المثال ، عضيات براعم الكبد التي طورها Takebe et al. تأخذ شكل هياكل كثيفة متعددة الخلايا تحتوي على الخلايا الجذعية متعددة القدرات المستحثة التالية (iPSCs): أسلاف الأديم الباطن الكبدي ، والخلايا البطانية للوريد السري البشري (HUVECs) ، والخلايا الجذعية الوسيطة (MSCs). ومع ذلك ، فإن هذه العضيات ليس لديها قدرة على التجديد الذاتي على المدى الطويل3،4.
من منظور تاريخي ، Huch et al. أبلغ لأول مرة عن إنتاج العضيات الظهارية الكبدية البشرية المشتقة من الأنسجة البالغة ، حيث تستقطب الخلايا وتتخصص لإعادة إنتاج جوانب من الظهارةالأصلية 5. ثم, Guan et al. استخدم العضيات الكبدية المشتقة من iPSC لنمذجة متلازمة ألاجيل (ALGS), اضطراب وراثي نادر مرتبط بتصغير القناة الصفراوية داخلالكبد 6. تتمتع كل من هذه العضيات بقدرة على التجديد الذاتي ويمكن أن تكتسب وظائف خلايا كبد ناضجة ، مثل إفراز الصفراء والألبومين ، وتخزين الجليكوجين ، وإزالة السموم من الأدوية الخاصة بالكبد. في دراسة حديثة ، قدم Ramli et al. نموذجا عضويا للكبد مشتق من PSC يحتوي على شبكات قناة صفراوية وظيفية بين الخلايا الشبيهة بخلايا الكبد المستقطبة (HLCs) التي تفرغ الأدوية الصفراوية في أكياس صفراوية تتكون من خلايا شبيهة بالخلايا الصفراوية (CLCs) 7.
تقدم هذه الدراسة ثقافة فريدة لتوليد العضيات الكبدية المشتقة من iPSC, تسمى eHEPOs. يتم وصف ثقافة iPSC والتمايز إلى الأديم الباطن خطوة بخطوة, ويتم إثبات توليد eHEPOs من أسلاف EpCAM + المخصبة. أخيرا ، يتم وصف توصيف الوظائف والتنظيم الهيكلي ل eHEPOs ، بالإضافة إلى حفظ العضيات بالتبريد.
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
تم الحصول على الأذونات المتعلقة بالخطوات التجريبية من لجنة أخلاقيات البحث السريري المحلية التابعة لكلية الطب بجامعة دوكوز إيلول (2013/25-4، 12 مايو 2013؛ 2016/30-29، 24 نوفمبر 2016).
1. تحضير حلول لزراعة الخلايا
2. ذوبان iPSCs على لوحة خالية من المغذيات
3. تمايز الأديم الباطن
4. تأسيس eHEPO
5. توصيف eHEPOs
6. الحفظ بالتبريد لوحدات eHEPO
7. إذابة eHEPOs
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
أولا, الخلايا الليفية البشرية أو خلايا الدم المحيطية أحادية النواة (PBMC) تم استزراعها وتحويلها إلى iPSCs عن طريق إعادة البرمجة العرضية. كان مصل خروج المغلوب الطازج ضروريا للحصول على iPSCs صحية. ثم, تم زرع iPSCs في لوحات الاستزراع المغلفة ب BMM مع 50٪-60٪ التقاء. وجود مستعمرات iPSC صغيرة / متوسطة الحجم تحسين كفاءة التمايز. ثم, تم تمييز iPSCs إلى الأديم الباطن النهائي مع وسط يحتوي على أكتيفين A, Wnt3a, و R-spo1 العوامل ل 5 أيام. أثناء التمايز ، زاد عدد وحجم الخلايا بشكل كبير. لذلك ، من الضروري الانتباه إلى تحديث ...
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
يصف البروتوكول الحالي طريقة شاملة لتوليد, توسيع, وتجميد/ذوبان العضيات الكبدية بدءا من iPSCs. يغطي هذا البروتوكول جميع الخطوات, بما في ذلك زراعة iPSCs على المغذي والثقافة الخالية من المغذي, تمايز الأديم الباطن ثنائي الأبعاد, إثراء الخلايا السلفية مع FACS وتشكيل العضوية, وتوليد العضيات اكتساب الوظيفة. علاوة على ذلك ، يتم أيضا توفير تعليمات مفصلة للتحقق من صحة وتوصيف العضيات. العقبة الرئيسية أمام التطبيق الواسع لخلايا الكبد الناضجة والوظيفية هي المصادر المحدودة لخلايا الكبد الأولية ، وعدم ا...
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
المؤلفون ليس لديهم ما يكشفون عنه. ليس لدى المؤلفين أي تضارب في المصالح للإعلان عنه. إسراء إردال هي المؤسس المشارك لشركة ORGANO-ID للتكنولوجيا الحيوية.
تم دعم هذا البحث من قبل مجلس البحث العلمي والتكنولوجي التركي (TÜBİTAK) من خلال المشروعين SBAG-115S465 و SBAG-213S182. تم إنشاء الشكل 1 باستخدام BioRender.
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
| الاسم | الشركة | رقم فهرسي | التعليقات |
|---|---|---|---|
| أنابيب الطرد المركزي المخروطية 15 مل | كورنينج | 430052 | |
| 37 ° ج حمام مائي | Nü هاء | 210.NB9 | |
| 37 ° ج، حاضنة ثاني أكسيد الكربون 2 بنسبة 5٪ | ميميرت | إنكو 153 | |
| أنابيب الطرد المركزي المخروطية 50 مل | كورنينج | 430290 | |
| 70 µ م و 40 &ميكرو; مصفاة الخلية m | صقر | 352350/ 352340 | |
| 70٪ إيثانول | سيغما | 1009832511 | |
| A1AT | أبكام | أب166610 | التخفيف: 1/500 (IF) ، 1/50 (IHC) |
| A-83.01 (مثبط TGF-& beta) | توكريس بيوسيان | 2939 | |
| أسيتون | إيزلاب | 9,01,026 | |
| شريحة مجهر لاصق | هيستوبوند | C981040 | |
| DMEM-F12 المتقدم | جيبكو | 12634-010 | |
| برس | أبكام | أب3980 | التخفيف: 1/25 (IHC) |
| اجار | EMS | 10200 | |
| القلب | أبكام | أب10241 | التخفيف: 1/100 (IF) ، 1/20 (IHC) |
| طحين أليكسا 488 (فأر) | إنفيتروجين | طائفة A11001 | التخفيف: 1/1000 (إذا) |
| طحين أليكسا 488 (أرنب) | إنفيتروجين | A110034 | التخفيف: 1/1000 (إذا) |
| طحين أليكسا 594 (فأر) | إنفيتروجين | أ 11005 | التخفيف: 1/1000 (إذا) |
| دقيق أليكسا 594 (أرنب) ؛ | إنفيتروجين | أ 11037 | التخفيف: 1/1000 (إذا) |
| طقم فحص الأمونيا | سيجما ألدريتش | ماك-310 | |
| كلوريد الأمونيوم | سانتا كروز | SC-202936 | |
| مكمل B27 50x | جيبكو | 12587010 | |
| قالب القاعدة | ساكورا | 4216 | |
| ب-إف جي إف | بيبروتك | 100-18 ب | |
| السلامة البيولوجية ، الفئة الثانية ، خزانة السلامة | الحراريه | سيف 2020 | |
| ماصات معايرة | جيلسون | F167380 | |
| الطرد المركزي | إيبندورف | 5702 | |
| كوليلجلسيلاميدو-فلوريسين | كورنينج | 451041 | |
| عازلة السترات درجة الحموضة 6.0 | البصريات الحيوية | 15-م 103 | |
| CK-18 | سانتا كروز | SC-51582 | التخفيف: 1/100 (IF) ، 1/20 (IHC) |
| CK-19 | سانتا كروز | SC-6278 | التخفيف: 1/100 (IF) ، 1/20 (IHC) |
| المجهر متحد البؤر | زييس | ال إس إم 880 | |
| قفازات المناولة المبردة وحماية العين | كريوكيت | 5274 | |
| كريوستات | لايكا | سم 1950 | |
| الأنابيب المبردة | كورنينج | 430659 | |
| الداب | روش | 11718096001 | |
| دبت | سيجما ألدريتش | أ5942 | |
| ديكساميثازون | سيجما ألدريتش | D4902 | |
| Dispase | تقنيات الخلايا الجذعية | 7923 | |
| دي إم إف 12 | جيبكو | 31330038 | |
| إي كاد | سانتا كروز | SC-8426 | التخفيف: 1/100 (IF) ، 1/20 (IHC) |
| إيدتا | إنفيتروجين | 15575-020 | |
| مجهر الإلكترون | زييس | سيجما 500 | |
| طقم ELISA | فورتيس علوم الحياة بيثيل | [إ88-129] | |
| تضمين 812 مجموعة التضمين | EMS | 14121 | |
| إنتيلان | ميرك | 107961 | |
| إيوسين ذ ٪1 | سيجما ألدريتش | HT110332 | |
| إيككام | ميلتيني بيوتيك | 130-059-901 | التخفيف: 1/11 (FACS) |
| ايثانول | ميرك | 1,00,98,32,511 | |
| مصل الأبقار الجنينية (FBS) | جيبكو | 26010066 | |
| فورسكولين (FSK) | توكريس بيوسيان | 1099 | |
| حاوية التجميد (السيد فروستي) | الحراريه | 5100-0001 | |
| متوسط التجميد | جيبكو | 12648010 | |
| ماصة باستور زجاجية | إيزلاب | 084.01.001 | |
| جلوتامكس 100x | جيبكو | 35050-068 | |
| جلوترالديهايد 25٪ ، درجة EM | EMS | 16210-1 لتر | |
| الماعز المضادة للفأر HRP | ثيرمو فيشر | 62-6520 | التخفيف: 1/1000 (IHC) |
| الماعز المضادة للأرانب HRP | ثيرمو فيشر | 31460 | التخفيف: 1/1000 (IHC) |
| مصل الماعز | جيبكو | 162-10-072 | |
| H2O2 | ميرك | 107209 | |
| الهيماتوكسيلين | ميليبور | HX86017674 | |
| HEPES ، 1 متر | جيبكو | 15630-056 | |
| HNF-4 &alpha ؛ | أبكام | أب55223 | التخفيف: 1/50 (IHC) |
| الثلج والثلج الجاف | محلي الصنع | محلي الصنع | |
| حاضنة (65 درجة ؛ C) | Nü هاء | رقم الرؤية 400 | |
| إيزوبوبانول | سيجما ألدريتش | 24137 | |
| Leu15 Gastrin I الإنسان | سيجما ألدريتش | جي 9145 | |
| مقياس الإضاءة | بيرتولد تك | 960 رطل | |
| ماستر ميكس | الأنظمة الحيوية التطبيقية | 43676659 | |
| مصفوفة Matrigel ، مؤهلة من hESC | كورنينج | 354277 | |
| مصفوفة Matrigel ، خالية من الفينول الأحمر | كورنينج | 356231 | |
| ميثانول | ميرك | 179337 | |
| أنابيب الطرد المركزي الدقيق | أكسيجن | 321-02-501 | |
| مجهر | زييس | أكسيو فيرت A1 | |
| شفرة ميكروتوم | ريشة | S35 ، C35 | |
| متد تيSR1 | تقنيات الخلايا الجذعية | SC-05850 | |
| ألواح زراعة التعليق متعددة الآبار | سارستيدت | 83,39,21,500 | |
| مكمل N2 100x | جيبكو | 17502048 | |
| ن-أستيل سيستين | سيجما ألدريتش | أ 9165 | |
| الفورمالين المحايد المخزن٪ 10 | تيكيم | 60161.05001 | |
| نيكوتيناميد | سيجما ألدريتش | رقم 0636 | |
| الأحماض الأمينية غير الأساسية (NEAA) | جيبكو | 11140050 | |
| اكتوبر | مناديل تيك | 4583 | |
| رابع أكسيد الأوزميوم | EMS | 19110 | |
| طقم فحوصات P450-Glo ؛ | بروميجا | V9001 | |
| قلم عنق الرحم | سيغما | Z377821-1EA | |
| بارافين | تيكيم | TK.200661.01002 | |
| طقم وصمة عار PAS | أبكام | أب150680 | |
| برنامج تلفزيوني | لونزا | بي إي 17-516 | |
| البنسلين / الستربتومايسين | جيبكو | 15630-056 | |
| حمض الفوسفوتونغستيك | تيد بيلا | 19402 | |
| مساعدة الماصة | أكسيجن | موتوبيت -1 | |
| قارئ لوحة varioskan فلاش ؛ | الحراريه | 5250040 | |
| إطالة Antifade Mountant | إنفيتروجين | ص 36980 | |
| أكسيد البروبيلين ، درجة EM | EMS | 20401 | |
| نظام PCR في الوقت الحقيقي | الأنظمة الحيوية التطبيقية | 7500 سريع | |
| المؤتلف البشري Activin A | آر آند D | 338-AC-050 | |
| المؤتلف البشري BMP7 | بيبروتك | 120-03 | |
| EGF البشري المؤتلف | بيبروتك | أف-100-15 | |
| FGF10 البشري المؤتلف | بيبروتك | 100-26 | |
| FGF19 البشري المؤتلف | بيبروتك | 100-32 | |
| HGF البشرية المؤتلفة | بيبروتك | 100-39 | |
| مثبط رو كيناز ، Y-27632 ثنائي هيدروكلوريد | سيجما ألدريتش | نعم 0503 | |
| أنبوب RNase / DNase 1.5 مل خالي من الأنابيب | أكسيجن | 31108101 | |
| نصائح تصفية خالية من RNase / DNase | سارستيدت | 703031255 | |
| الدوار ميكروتوم | لايكا | 2245 رينجيت ماليزي | |
| RPMI 1640 متوسط | جيبكو | 61870010 | |
| متوسط مكيف Rspo1 | محلي الصنع | ||
| الشريحة الرئيسية | البصريات الحيوية | 15-MEQ001 | |
| سورنسون الفوسفات العازلة | EMS | 11600-10 | |
| سبينر | الحراريه | بلدي سبين 6 | |
| الماصات المصلية المعقمة | صقر | 357543 | |
| كاسيت المناديل | لايكا | 3802240 | |
| الانتهازي | لايكا | EM تريم 2 | |
| تريتون X-100 | ثيرمو ساينتفيك | 28314 | |
| إنزيم TrypLE Express | جيبكو | 12605010 | |
| التربسين-EDTA | جيبكو | 25200-056 | |
| فائقة الميكروتوم | لايكا | EM UC7 | |
| أورانيلاسيتات | EMS | 22400 | |
| دوار | الحراريه | 88880018 | |
| بروتين Wnt البديل-FC الانصهار | ImmunoPrecise | رقم 001 | |
| الزيلين | سيجما | 16446 | |
| زو-1 | إنفيتروجين | 40-2200 | التخفيف: 1/400 (إف) |
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.