تقدم هذه المقالة دليلا متدرجا لإنشاء مزرعة أولية للخلايا الجذعية لب الأسنان باستخدام طريقة زراعة الزرع وتوصيف هذه الخلايا بناء على إرشادات ICSCRT. يمكن اعتبار الخلايا المعزولة بواسطة هذا البروتوكول خلايا جذعية وسيطة لمزيد من التطبيقات.
يتطلب اشتراك JoVE لعرض هذا المحتوى. تسجيل الدخول أو ابدأ نسخة تجريبية مجانية
مقالة منهجية
* These authors contributed equally
تقدم هذه المقالة دليلا متدرجا لإنشاء مزرعة أولية للخلايا الجذعية لب الأسنان باستخدام طريقة زراعة الزرع وتوصيف هذه الخلايا بناء على إرشادات ICSCRT. يمكن اعتبار الخلايا المعزولة بواسطة هذا البروتوكول خلايا جذعية وسيطة لمزيد من التطبيقات.
يمثل لب الأسنان البشري خزانا واعدا للخلايا الجذعية متعددة القدرات مع كفاءة تجديد بارزة يمكن حصادها من الأسنان المستخرجة. يمنح أصل اللحمة الخارجية المشتقة من القمة العصبية للخلايا الجذعية لب الأسنان (DPSCs) درجة عالية من اللدونة التي تدين بفوائدها متعددة الأوجه في إصلاح الأنسجة وتجديدها. هناك العديد من الطرق العملية لحصاد الخلايا الجذعية البالغة والحفاظ عليها وتكاثرها والتي يتم التحقيق فيها لاستخدامها في الطب التجديدي. في هذا العمل ، نوضح إنشاء مزرعة الخلايا الجذعية الوسيطة الأولية من أنسجة الأسنان بطريقة زراعة الزرع. كانت الخلايا المعزولة على شكل مغزل والتقت بالسطح البلاستيكي للوحة الاستزراع. أظهر توصيف النمط الظاهري لهذه الخلايا الجذعية تعبيرا إيجابيا عن علامات سطح الخلية الموصى بها من قبل الجمعية الدولية للعلاج الخلوي (ISCT) ل MSC ، مثل CD90 و CD73 و CD105. علاوة على ذلك ، أكد التعبير الضئيل عن المكونة للدم (CD45) والعلامات البطانية (CD34) ، وأقل من 2٪ من تعبير علامات HLA-DR ، تجانس ونقاء ثقافات DPSC. لقد أوضحنا كذلك تعدد قدراتها بناء على التمايز إلى السلالات الدهنية والعظمية والغضروفية. كما حثثنا هذه الخلايا على التمايز إلى خلايا كبدية وخلايا شبيهة بالخلايا العصبية عن طريق إضافة وسائط تحفيز مناظرة. سيساعد هذا البروتوكول الأمثل في زراعة مجموعة قابلة للتوسيع بدرجة كبيرة من الخلايا الجذعية الوسيطة لاستخدامها في المختبر أو للدراسات قبل السريرية. يمكن دمج بروتوكولات مماثلة في الإعدادات السريرية لممارسة العلاجات القائمة على DPSC.
تحولت الخلايا الجذعية البالغة إلى أداة علاجية قوية للعلاجات والعلاجات الموجهة بالخلايا بسبب اللدونة وآليات الباراكرين والخصائص المناعية1،2،3. ألهمت البيانات المشجعة من الدراسات قبل السريرية القائمة على الخلايا الجذعية الباحثين للعمل من أجل الترجمة من مقاعد البدلاء إلى السرير. يلعب نوع الخلايا الجذعية المستخدمة في العلاج بالخلايا الجذعية دورا مهما في النتائج الناجحة. في الدراسات قبل السريرية والسريرية ، يظل المصدر الأكثر الإبلاغ عنه على نطاق واسع للخلايا الجذعية الوسيطة (MSCs) هو نخاع العظم 4,5. ومع ذلك ، فإن العيوب الرئيسية لاستخدام الخلايا الجذعية المشتقة من نخاع العظام (BMSCs) تشمل سكانها النادرة ، والإجراءات الغازية للغاية للعزل ، وقدرتها المحدودة على التوسع. ولذلك، يجري استكشاف مصادر بديلة للالتزامات البحرية المتوسطة. في هذا الصدد ، تعتبر أنسجة الأسنان ، مع سهولة الوصول إليها ، واللدونة الهائلة ، وإمكانات التجدد العالية ، والقدرة التكاثرية العالية ، مصدرا بديلا غنيا ومحتملا للخلايا الجذعية6،7،8،9،10.
كانت الخلايا الجذعية لب الأسنان (DPSCs) أول نوع من الخلايا الجذعية السنية التي تم عزلها وتميزها بواسطة Gronthos في 200011. استحوذت DPSCs على الاهتمام لتطبيقات هندسة الأنسجة بسبب معدل انتشارها المرتفع ، وإمكانية التمايز الكبيرة ، وسهولة الوصول إليها من خلال الزراعة السهلة ، والأهم من ذلك ، قدرتها على الحصول عليها من الأسنان المهملة دون أي قلق أخلاقي12. يتم التحايل على القيود التي تفرضها مصادر الخلايا الجذعية الأخرى ، مثل BMSCs والخلايا الجذعية المشتقة من الدهون (ADSCs) ، في عزلتها وقدراتها غير الكافية على التجديد الذاتي من قبل DPSCs13. يمكن الحصول على DPSCs البشرية من الأسنان الأولية البشرية ، والأسنان الدائمة ، وأسنان الحكمة ، والأسنان اللبنية المقشرة (SHEDs) ، والحليمات القمية. علاوة على ذلك ، يمكن أيضا عزل DPSCs عن الأسنان الزائدة ، والتي يتم التخلص منها بشكل عام14. تعبر DPSCs عن العلامات المرتبطة بالقمة العصبية ولديها القدرة على التمايز إلى خلايا عصبية في كل من المختبر وفي الجسم الحي15. بالإضافة إلى إمكاناتها العصبية ، يمكن أن تتمايز DPSCs إلى سلالات خلايا أخرى ، مثل العظمية ، والغضروفية ، والدهنية ، والكبدية ، والعضلية ، عند إعطائها ظروف تمايز محددة13. وبالتالي ، فإن هذه الخلايا متعددة القدرات تحمل إمكانات كبيرة للعلاج القائم على الخلايا ويمكن استخدامها لتجديد الأنسجة المختلفة. أفادت الدراسات أيضا بالدور المحتمل ل DPSCs في إعادة بناء القرنية16 ، وإصلاح احتشاء عضلة القلب17 ، ودورها العلاجي المحتمل في أمراض مثل نقص تروية الأطراف18 ، ومرض الزهايمر 19 ، وباركنسون 20 ، والشيخوخة21. لذلك ، يمكن استخدام الخلايا الجذعية المشتقة من أنسجة الأسنان ليس فقط لتجديد الأسنان ، ولكن أيضا لإصلاح وتجديد الأعضاء غير السنية مثل العيون16 والقلوب17 والكبد22 والعظام23 وما إلى ذلك.
هناك طريقتان خاصتان لعزل سكان MSC عن أنسجة اللب - الهضم الأنزيمي وثقافة الزرع24,25. تم الإبلاغ عن نجاح إنشاء مزارع أولية دون أي اختلاف كبير في كمية وخصائص DPSCs بكلتا الطريقتين26. في هذه الدراسة ، ركزنا على عزل DPSCs بطريقة الزرع27 ، لأن هذه الطريقة تولد DPSCs دون تلوث الخلايا المكونة للدم والخلايا البطانية ، مقارنة بالهضم الأنزيمي الذي يمكن أن يؤدي إلى تلوث الخلايا الليفية28.
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
تمت الموافقة على جميع الإجراءات الموضحة في الدراسة من قبل لجنة أخلاقيات المعهد (IEC # 9195 / PG-12 ITRG / 2571-72) من PGIMER ، شانديغار. يجب إجراء جميع التجارب المتعلقة بزراعة الخلايا في خزانة السلامة البيولوجية من الفئة الثانية (BSC) باتباع تقنية التعقيم. تم الحصول على لب الأسنان من الأسنان السليمة لثلاثة مرضى (F / 14 و M / 14 و M / 20) يخضعون لخلع الضرس الثالث لأسباب تقويم الأسنان. قبل جمع العينات ، تم الحصول على موافقة خطية مستنيرة من المريض / الوصي وفقا للمبادئ التوجيهية المقدمة من لجنة الأخلاقيات في PGIMER ، شانديغار.
1. إنشاء مزرعة أولية للخلايا الجذعية لب الأسنان (DPSCs) من أنسجة الأسنان البشرية
ملاحظة: لا ينبغي استخدام أي أسنان متسوسة.
2. إزالة أنسجة اللب من زراعة الأسنان والخلايا في DPSCs (الوقت: 60-120 دقيقة)
ملاحظة: تم تنفيذ جميع الخطوات بعد نقل الأسنان في مختبر زراعة الخلايا والأنسجة داخل خزانة السلامة الحيوية المستوى 2.
3. توسيع DPSC
4. تحديد علامات النمط الظاهري للخلايا الجذعية (الوقت: 90 - 120 دقيقة)
ملاحظة: لتوصيف الخلايا التي يتم حصادها من أنسجة اللب ، استخدم الخلايا بين الممر الثالث والخامس.
5. تمايز DPSC إلى سلالات متعددة
ملاحظة: استخدم 75٪ -80٪ ثقافات متقاربة من DPSCs في المقطع الثالث إلى الخامس لتقييم تعدد القدرات. يجب استخدام مجموعة خلايا تحكم تحتوي على α-MEM لجميع أنواع التمايز الموضحة أدناه.
6. التمايز الأديبوجيني ل DPSCs ، تلطيخ O الأحمر الزيتي ، والقياس الكمي
ملاحظة: الخطوات الأولية للبذر هي نفسها المذكورة أعلاه (أي خطوة التمايز العظمي 5.1).
7. التمايز الغضروفي ل DPSCs ، تلطيخ ألسيان الأزرق ، والقياس الكمي
ملاحظة: تم إحداث تمايز غضروفي في الثقافة أحادية الطبقة ل DPSCs. الخطوات الأولية للبذر هي نفسها المذكورة أعلاه (أي خطوة التمايز العظمي 5.1).
8. تمايز DPSCs نحو النسب والتوصيف الشبيه بالكبد
9. التمايز العصبي ل DPSCs نحو النسب والتوصيف الشبيه بالخلايا العصبية
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
هنا ، نصف كيف يمكن للباحثين إنشاء ثقافة نقية من DPSCs عبر طريقة الزرع6،7،8،9،10 وحثهم على سلالات متعددة لإثبات نقاء الثقافة للتطبيقات النهائية.
أنشأنا مزرعة أولية ل DPSCs من الأنسجة الصغيرة من اللب المستخرج من السن المولي الثالث للمرضى ، كما هو موضح في الشكل 1 أ. في البداية ، لوحظ عدد قليل جدا ...
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
لقد علقت الخلايا الجذعية آمالا في علاج العديد من الأمراض، نظرا لمرونتها، وقوتها، وخصائصها المناعية، وآلياتها الباراكرينية، وكفاءاتها. تعتبر أنسجة لب الأسنان المصدر الأكثر فعالية وقيمة للخلايا الجذعية ، مع اللدونة البارزة والقدرة على التجدد. هنا ، نوضح عزل DPSCs ، باستخدام طريقة الاستزراع الخارجي المعتمدة على نطاق واسع ، حيث تهاجر الخلايا من قطع من أنسجة اللب أو النباتات الخارجية لتنمو لتصبح مزرعة خلايا متجانسة تشبه شكليا الخلايا الشبيهة بالخلايا الليفية على شكل مغزل. تنتج طريقة الزرع ثقافات أكثر اتساقا من DPSCs ، خالية م...
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
يعلن المؤلفون عدم وجود تضارب في المصالح المالية أو غير المالية.
نحن نقر بالدعم التمويلي ل AK من إدارة البحوث الصحية (DHR) ، ICMR ، حكومة الهند (DHR-NRI Grant # R.12015/01/2022-HR). تلقت SR تمويلا من ICMR ، حكومة الهند (Grant # 2020-7593 / SCR-BMS) وحصلت PS على زمالة من CSIR ، حكومة الهند. نحن ممتنون أيضا للسيدة سانديا توخي والسيدة بوبيندر كور للمساعدة في قياس التدفق الخلوي ، ونواة الأجهزة المركزية المتطورة (CSIC) و PGIMER ، شانديغار لتوفير دعم البنية التحتية.
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
| الاسم | الشركة | رقم فهرسي | التعليقات |
|---|---|---|---|
| 6 لوحة ثقافة خلية جيدة | Costar | 3516 | لزراعة الخلايا |
| Alcian Blue stain | EZstain طقم تلطيخ الخلايا الغضروفية ، HiMedia | CCK029 | |
| أليزارين أحمر S stain | Sigma-Aldrich | TMS-008 | |
| كوكتيل المضادات الحيوية | Himedia | A002-5X50ML | لمنع تلوث الثقافة |
| حمض الأسكوربيك | هيميديا | TC094-25G | الحث الغضروفي |
| B27 الملحق | جيبكو | 17504044 | للحث العصبي |
| bFGF (عامل نمو الخلايا الليفية الأساسي) | PHG0024 جيبكو | للحث العصبي | |
| CD 105 | BD-Pharmingen | 560839 | |
| CD 35 | Biolegend | 343604 | |
| CD 45 | Biolegend | 304006 | |
| CD 73 | Biolegend | 344016 | |
| CD 90 | Biolegend | 328107 | توصيف |
| سيتيل بيريدينيوم كلوريد (CPC) | سيجما ألدريتش | 1104006 | لاستخراج أليزارين الأحمر |
| ديكساميثازون 21-فوسفات ثنائي الصوديوم | سيجما ألدريتش | D1159-100MG | |
| فوسفات دولبيكو محلول ملحي | مخزن هيميديا | TS1006-5L | لغرض الغسيل |
| EGF (عامل نمو البشرة) | جيبكو | PHG0311 | للكبد والعصبي التحريضي |
| EVOS LED | المجهر Invitrogen | ل التصوير الفلوري | |
| EZ صبغة الغضروف طقم تلطيخ | الخلايا الغضروفية هيميديا | CCK029-1KT | طقم صبغة Chondro |
| FACS Canto مقياس التدفق الخلوي | BD Biosciences | للخلية توصيف | |
| مصل الأبقار الجنيني | جيبكو | 16000044 | للثقافة الأولية |
| مصل الأبقار الجنيني | سيجما ألدريتش | F2442 | لزراعة الخلايا |
| مكمل | جيبكو | 17503012 | للحث العصبي |
| HGF (عامل نمو خلايا الكبد) | سيجما ألدريتش | H1404 | للحث الكبدي |
| HLA-DR | Biolegend | 307605 | |
| TGF البشري - بيتا ؛ 3 | Peprotech | # 100-36E-10U | |
| الأنسولين - ترانسفيرين - حمض السيلينوس بريمكس | سيجما ألدريتش | I3146 | للحث الكبدي |
| ITS بريمكس | كورنينج | 354350 | |
| LDL امتصاص مجموعة الفحص | Abcam | ab133127 | لتوصيف |
| الكبد منخفض الجلوكوز DMEM | Gibco | 11885-084 | لتحريض |
| الكبدالأجسام المضادة MAP2 | Sigma-Aldrich | M4403 | للتوصيف العصبي |
| N2 الملحق | Gibco | 17502048 | للحث العصبي |
| العصبي العصبية العصبية القاعدة الوسائط | Gibco | 21103049 | للحث العصبي |
| الجسم المضاد NFM | سيجما-ألدريتش | N4142 | للتوصيف العصبي |
| نيكون Elipse TS100 مجهر | نيكون | ل زيت التصوير الفلوري | |
| الأحمر O | Sigma-Aldrich | 01391-250Ml | صبغة شحمية |
| Oncostatin M | R & D Systems | 295-OM-010 / CF | للحث الكبدي |
| Petridish | Tarson | 460090-90MM | لقطع الأنسجة |
| فوسفات البوتاسيوم أحادي القاعدة | Sigma-Aldrich | 15655-100G | تحريض العظم |
| Propan-2-ol | Thermo Fisher | Q13827 | للزيت الأحمر O |
| استخراج محلول بيروفات الصوديوم | Sigma life Sciences | S8636-100ML | |
| Trypsin-EDTA | Sigma-Aldrich | T4049 | لمرور الخلايا |
| ورق ترشيح Whatman | ورق ترشيح | مرك WHA1001325 | ورق ترشيح |
| ألفا ؛ - الحد الأدنى من الوسائط الأساسية (&alpha ؛ -MEM) | Sigma-Aldrich | M0643-10X 1L | Media للثقافة الأولية |
| & بيتا ؛ - هيدرات ملح ثنائي الصوديوم glycerophosphate | Sigma-Aldrich | G9422-50G |
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.