تسمح الحقن داخل الفخذ بنقش عدد صغير من الخلايا الجذعية والسلفية المكونة للدم (HSPCs) ، عن طريق وضع الخلايا مباشرة في تجويف نخاع العظم. نصف هنا بروتوكولا تجريبيا للحقن داخل الفخذ ل HSPCs البشرية في الفئران التي تعاني من نقص المناعة.
يتطلب اشتراك JoVE لعرض هذا المحتوى. تسجيل الدخول أو ابدأ نسخة تجريبية مجانية
مقالة منهجية
تسمح الحقن داخل الفخذ بنقش عدد صغير من الخلايا الجذعية والسلفية المكونة للدم (HSPCs) ، عن طريق وضع الخلايا مباشرة في تجويف نخاع العظم. نصف هنا بروتوكولا تجريبيا للحقن داخل الفخذ ل HSPCs البشرية في الفئران التي تعاني من نقص المناعة.
يتم تعريف الخلايا الجذعية المكونة للدم (HSCs) من خلال قدرتها مدى الحياة على إنتاج جميع أنواع خلايا الدم. يتم اختبار ذلك عمليا عن طريق زرع مجموعات الخلايا التي تحتوي على الخلايا المنسقة في الفئران المتزاصلة أو التي تعاني من نقص المناعة. ثم يتم قياس حجم الكسب غير المشروع وتكوينه متعدد السلالات بمرور الوقت ، عادة عن طريق قياس التدفق الخلوي. بشكل كلاسيكي ، يتم حقن مجموعة تحتوي على HSCs في الدورة الدموية للحيوان ، وبعد ذلك تكون HSCs موطنا لنخاع العظام ، حيث تستقر وتبدأ في إنتاج الدم. بدلا من ذلك ، يمكن وضع الخلايا الجذعية الجذعية و / أو الخلايا السلفية (HSPCs) مباشرة في تجويف نخاع العظم.
تصف هذه الورقة بروتوكولا للحقن داخل الفخذ من HSPCs البشرية في الفئران التي تعاني من نقص المناعة. باختصار ، يتم تخدير الفئران المكيفة مسبقا ، ويتم حفر ثقب صغير من خلال الركبة في عظم الفخذ باستخدام إبرة. باستخدام إبرة أنسولين أصغر ، يتم حقن الخلايا مباشرة في نفس القناة التي تم إنشاؤها بواسطة الإبرة الأولى. يمكن تطبيق طريقة الزرع هذه في تصميمات تجريبية متنوعة ، باستخدام خلايا الفأر أو الإنسان كخلايا مانحة. لقد تم استخدامه على نطاق واسع في زراعة الأعضاء ، لأنه في هذا السياق ، يعتقد أنه يوفر تحققا محسنا على الحقن في الوريد ، وبالتالي تحسين القوة الإحصائية وتقليل عدد الفئران التي سيتم استخدامها.
يحتوي الدم على واحد من أعلى معدلات التجدد في جسم الإنسان ، حيث ينتج 1 × 1012 خلية يوميا في نخاع العظام البشريالبالغ 1. تضمن الخلايا الجذعية المكونة للدم (HSCs) إنتاج الدم على مدى العمر الافتراضي من خلال عملية تكون الدم ويتم تحديدها من خلال قدرتها على إنتاج جميع أنواع خلايا الدم (تعدد الإمكانات) مع الحفاظ على نفسها (التجديد الذاتي). تاريخيا ، اعتمد المعيار الذهبي لاختبار وظيفة HSC دائما على الزرع ، واختبار قدرة المتبرعين على إعادة تكوين جميع سلالات الدم للفأر على المدى الطويل (يعرف عادة بأنه 20 أسبوعا على الأقل)2. أثبتت مجموعة كبيرة من الأعمال الوظيفية التي امتدت لعدة عقود أن حجرة HSC غير متجانسة في كل من إنتاج النسب وإعادة التشكيل على المدى الطويل. توسعت مجموعة الأدوات لدراسة تكون الدم بشكل كبير على مر السنين ، مع العديد من التقنيات الجديدة ، بما في ذلك المقايسات الوظيفية أحادية الخلية في المختبر ، ونهج omics أحادية الخلية ، وتتبع النسب3. لقد أظهر الأخير بشكل قاطع أن مساهمات HSC والأسلاف متعددة القدرات تختلف اختلافا كبيرا في تكون الدم الأصلي وتحت الضغط الذي تفرضه عملية الزرع. كل هذه التقنيات تكمل فحوصات الزرع ، والتي تظل مهمة لتقييم قدرة إعادة التوطين على المدى الطويل ل HSCs. في سياق دراسة تكون الدم البشري ، يوفر زرع الأعضاء الطريقة الوحيدة لتقييم التجديد الذاتي تجريبيا في بيئة الكائن الحي بأكمله.
يتم إجراء عملية زرع الخلايا الجذعية السرطانية بشكل شائع باستخدام الحقن الوريدي للخلايا في الفئران التي تعاني من نقص المناعة. ومع ذلك ، فإن الخلايا المنسقة الجذعية نادرة4 والوصول إلى العينات البشرية التي تحتوي على الخلايا الجذعية السرطانية محدود. في عام 2003 ، قامت مجموعة جون ديك بتكييف بروتوكول لشفط نخاع العظم وحقن الفئران غير البدينة السكرية / نقص المناعة المركب الشديد (NOD-SCID) مع خلايا دم الحبل السري Lin−CD34 + (CB)5. على حد علمنا ، لم يتم الإبلاغ عن مقارنة رسمية بين الحقن الوريدي والحقن داخل الفخذ في نتائج الزرع طويلة الأمد والمتسلسلة. ومع ذلك ، بالمقارنة مباشرة مع الحقن في الوريد ، توفر الحقن داخل الفخذ أحجام أكبر للكسب غير المشروع بنفس عدد الخلايا المزروعة6 ، على الأقل على المدى القصير. بالإضافة إلى ذلك ، يمكن اكتشاف النقش بعدد أقل من الخلايا الجذعية والسلفية المكونة للدم (HSPCs) المزروعة. يعتقد أن هذا يرجع إلى أن التوصيل داخل الفخذ يتجاوز الحاجة إلى HSCs إلى موطن نخاع العظام ، والذي يحد في سياق الطعم الغريب بسبب نقص التفاعل عبر الأنواع لعدد من المستقبلات والسيتوكينات. من خلال استخدام الحقن داخل الفخذ ، كان Notta وزملاؤه أول من زرع HSCs بشريةواحدة 7 ، على الرغم من الحاجة إلى أخذ اعتبارات إضافية ، كما هو موضح في أساليبهم. التسليم داخل الفخذ من HSPCs له أيضا قيود. الحقن نفسه يعطل ويدمر جزءا من نخاع العظام ، وبالتالي لا يشار إليه لدراسات الحديث المتبادل بين الخلايا الجذعية العليا والبيئة الدقيقة لنخاع العظام. بالإضافة إلى ذلك ، فإن الحد الأقصى لعدد الخلايا محدود بحجم تجويف العظام وقد يكون ذلك قليلا جدا بالنسبة لبعض التطبيقات. كما هو الحال مع كل تقنية ، يجب تقييم تطبيقها في تجربة معينة بناء على الفوائد / العيوب والسؤال المطروح. في سياق زرع الأعضاء ، إذا كان الهدف من التجربة هو اختبار نقش عدد قليل من HSPCs البشرية دون تقييم للبيئة المكروية ، فعادة ما يفضل التوصيل داخل الفخذ على الحقن في الوريد.
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
تلتزم جميع الأبحاث على المعروضة هنا بلوائح تعديل قانون (الإجراءات العلمية) لعام 1986 لعام 2012 وتم إجراؤها بعد المراجعة الأخلاقية والموافقة من قبل هيئة رعاية والمراجعة الأخلاقية بجامعة كامبريدج (AWERB). إيماءة أنثى. تم استخدام الفئران Cg-PrkdcscidIl2rgtm1Wjl / SzJ (NSG) ، التي تتراوح أعمارها بين 12 و 16 أسبوعا (~ 21-30 جم) ، تم تربيتها في المنزل والحفاظ عليها في منشأة حيوانية خالية من مسببات الأمراض ، للحقن داخل الفخذ. تم جمع عينات CB غير المحددة من المتبرعين الأصحاء بعد موافقة مستنيرة من قبل بنك كامبريدج الحيوي للدم والخلايا الجذعية (CBSB) وفقا للإجراءات المنظمة المعتمدة من قبل لجنة أخلاقيات البحث المحلية في كامبريدجشاير (18 / EE / 0199).
1. تحضير الماوس
2. تحضير الخلايا
ملاحظة: بالنسبة لهذه الحقن ، يمكن استخدام الخلايا من عينات طازجة أو مجمدة. يمكن فرز مجموعات سكانية فرعية محددة من الخلايا عن طريق قياس التدفق الخلوي. بدلا من ذلك ، يمكن زراعة الخلايا في الظروف المرغوبة قبل الزرع. بالنسبة للتجارب الموضحة ، نستخدم خلايا CB CD34 + المجمدة.
3. التحضير للحقن داخل الفخذ في منشأة
4. الحقن داخل الفخذ
5. رعاية ما بعد الحقن
6. تحليل البيانات
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
يمكن تقييم نقش الخلايا المحقونة داخل الفخذ في أي وقت من 24 ساعة فصاعدا اعتمادا على التصميم التجريبي. في نقطة النهاية ، يمكن جمع IF ، BM ، PB ، والطحال. يمكن معالجتها ، وتقييم مستوى النقش عن طريق قياس التدفق الخلوي. لاستدعاء النقش البشري بقوة حتى عند المستويات المنخفضة ، قمنا بتلطيخ جسمين مضادين متميزين ضد CD45 البشري (استنساخ HI30 واستنساخ 2D1). تم اعتبار الخلايا الإيجابية لكلا الأجسام المضادة (CD45 ++) فقط من أصل بشري. تم تحديد عتبة النقش على النحو التالي: (٪ CD45 ++ + ٪ GlyA +) ≥ 0.01٪ ...
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
تعتبر الحقن داخل الفخذ أداة مفيدة في زراعة الأعضاء عندما يتوفر عدد صغير فقط من HSPCs ، مما يوفر تحسنا مقارنة بالحقن في الوريد. ومع ذلك ، فإن هذه التقنية تتطلب البراعة والتدريب. عند التمرين ، نوصي باستخدام جثث جديدة من نطاق الوزن الصحيح (انظر أدناه) وحقن صبغة ملونة (مثل التريبان الأزرق) بحيث يتضح عند التشريح ما إذا كان الحقن قد دخل في عظم الفخذ واقتصر عليه (لا ينبغي ملاحظة أي صبغة في العضلات). بالنسبة لهذا الإجراء ، هناك خطوتان حاسمتان: تحديد الموضع والشعور بالإدخال الصحيح للإبرة الثانية ...
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
ويعلن أصحاب البلاغ عدم وجود تضارب في المصالح.
يقر المؤلفون بمجموعة الدكتور جون ديك لعملهم السابق على هذه الطريقة ، ومونيكا دويدنز للتدريب. نحن ممتنون للبنك الحيوي للدم والخلايا الجذعية في كامبريدج (CBSB) ، وتحديدا الدكتورة جوانا باكستر وفريق ممرضات CBSB الذين وافقوا وجمعوا عينات من دم الحبل السري. عينة المتبرعين لدينا. الخدمة الطبية الحيوية بالجامعة ، وتحديدا نيكولاس لوملي والموظفين في مبنى آن ماكلارين لصيانة سلالات الفئران لدينا ودعم تجاربنا في الجسم الحي . شايزمين بشير لتحرير المخطوطة.
يتم تمويل E.L. من قبل زمالة السير هنري ديل التي يتم تمويلها بشكل مشترك من قبل Wellcome Trust والجمعية الملكية (107630 / Z / 15 / A). L.M. مدعوم من Sofinter - برنامج رعاية الموارد البشرية. تم تمويل هذا البحث كليا أو جزئيا من قبل Wellcome Trust (203151 / Z / 16 / Z ، 203151 / A / 16 / Z ، 215116 / Z / 18 / Z) ومجلس البحوث الطبية UKRI (MC_PC_17230). لغرض الوصول المفتوح ، قام المؤلف بتطبيق ترخيص حقوق الطبع والنشر العام CC BY على أي نسخة مخطوطة مقبولة للمؤلف تنشأ عن هذا التقديم.
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
| الاسم | الشركة | رقم فهرسي | التعليقات |
|---|---|---|---|
| 0.5 مل حقنة الأنسولين مع 29 جم × 12.7 مم إبرة | BD | 324892 | |
| 1 مل حقنة الأنسولين مع 29 جم × 0.5 بوصة إبرة | BD | 324827 | |
| أنبوب 1.5 مل | Fisherbrand | 509-GRD-PFB | |
| 3 مل حقنة ؛ | HENKE SASS WOLF GMBH | 4020.000V0 | |
| 5 مل أنبوب اختبار البوليسترين القاع المستدير مع غطاء مصفاة الخلية 12 × 75 مم | Falcon | 352235 | أنبوب FACS |
| 5 مل أنبوب اختبار البوليسترين القاع المستدير مع غطاء المفاجئ 12 × 75 مم | أنبوب Falcon | 352058 | FACS |
| 27 G 1/2 "إبرة | BD | 300635 | |
| 40 & مصفاة خلية m لأنبوب 50 مل | Greiner Bio-one | 542040 | |
| أنبوب 50 مل | Sarstedt Ltd | 62.547.254 | |
| 96 لوحة مستديرة القاع جيدا ؛ | Falcon | 351177 | |
| مسحة الكحول | VITREX MEDICAL A / S | ||
| BD LSR Fortessa X-20 Cell Analyzer | مقياس التدفق الخلوي | BD | |
| Buphrenorphine | Animalcare | XVD190 | |
| CD14 / PECy7 (استنساخ M5E2) | biolegend | 301814 | يستخدم في 1 في 1000 |
| CD19 / Alexa 700 (استنساخ HIB19) | biolegend | 302226 | يستخدم في 1 في 300 |
| CD19 / FITC (استنساخ HIB19) | biolegend | 302206 | يستخدم في 1 في 200 |
| CD3 / APCCy7 ؛ ( استنساخ HIT3a) | biolegend | 300318 | يستخدم في 1 في 100 |
| CD33 / APC (استنساخ P67.6) دينار | بحريني 345800 | يستخدم في 1 في 200 | |
| CD45 / BV510 (استنساخ HI30) | biolegend | 304036 | يستخدم في 1 في 500 |
| CD45 / PECy5 (استنساخ 2D1) | biolegend | 368526 | يستخدم في 1 في 300 |
| CompBeads Anti-Mouse Ig ، & kappa ؛ / مجموعة جزيئات تعويض التحكم السلبي | BD | 552843 | |
| Dnase 1 | ورثينجتون الكيمياء الحيوية | LS002139 | |
| مصل الأبقار الجنينية (FBS) | PAN-Biotech | P40-37500 | |
| جليكوفورين أ (GlyA) / PE (استنساخ GA-R2) BD | 340947 | يستخدم في 1 في 1000 | |
| Iscove Modified Dulbecco Media (IMDM) | PAN-Biotech | P04-20250 | |
| Isoflurane (IsoFlo 100٪ وزن / ث بخار الاستنشاق ، سائل) | Zoetis | 115095 | |
| Microvette 300 ليثيوم هيبارين LH ، 300 وميكرو ؛ L | Sarstedt Ltd | 20.1309 | أنبوب جمع الدم الماوس |
| NOD. Cg-PrkdcscidIl2rgtm1Wjl/SzJ (NSG) الفئران | نهر تشارلز | ||
| Pancoll الإنسان ، الكثافة: 1.077 جم / مل | PAN-Biotech | P04-60500 | |
| البنسلين الستربتومايسين ؛ | جيبكو | 15140122 | |
| محلول ملحي مخزن بالفوسفات (PBS) | 14190169 | جيبكو |
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.