ثقافة 2D hOSE
تم طلاء خلايا hOSE المعزولة حديثا على صفيحة من 12 بئرا واستزراعها لمدة 3 أسابيع. خلال هذه الفترة ، تم تمرير الخلايا ثلاث مرات (الشكل 2 أ). أظهرت خلايا hOSE الأولية في المستنبتة مورفولوجيا تشبه الحصى حتى الممر 3 (P3) ولكن بعد ذلك بدأت تظهر علامات الشيخوخة ، وفقا للنتائج السابقة التي أبلغت عن الفترة المحدودة hOSE يمكن تمريرها27. علاوة على ذلك ، فقد ثبت أن OSE الفئران يخضع للانتقال الظهاري إلى اللحمة المتوسطة (EMT) في المختبر ، حيث يعرض ميزات تشبه الخلايا الليفية مثل إعادة ترتيب الهيكل الخلوي للأكتين وترسب الكولاجين I19. بالاتفاق ، أظهر ACTA2 + CD44 + hOSE تنظيما واضحا ل COL1A1 بين P2 و P3 (الشكل 2B) ، مما يشير إلى أن خلايا hOSE تخضع ل EMT أثناء الثقافة.
إشارات TGF-β هي منظم رئيسي ل EMT28 قادر على تحفيز EMT في أنواع مختلفة من الخلايا الظهارية29. على الرغم من عدم إضافة TGF-β إلى وسائط OSE_2D ، إلا أن FBS المضافة يمكن أن تحتوي على مستويات يمكن اكتشافها من هذا السيتوكين30,31. لهذا السبب ، اختبرنا ما إذا كانت إضافة مستقبلات مثبطات TGF-β من النوع الأول SB-431542 يمكن أن تمنع EMT ، مما يسمح بثقافة 2D لفترات طويلة. والمثير للدهشة أن مكملات الوسائط OSE_2D ب 10 ميكرومتر من SB-43154232أعاقت تكاثر الخلايا (الشكل 2C). خلصنا إلى أن إشارات TGF-β ضرورية لانتشار OSE ، وتم إجراء المزيد من تجارب ثقافة 2D بدون المانع.
3D hOSE الثقافة العضوية
استنادا إلى ظروف الاستزراع المنشورة لزراعة عضويات OSE البشرية12 ، قمنا باشتقاق عضويات hOSE المضمنة في قطرات BME ونمت في وسط OSE_3D (يحتوي على تركيز قياسي قدره 100 نانومتر من استراديول) لمدة تصل إلى 28 يوما. في غضون 7 أيام ، كانت العديد من عضويات hOSE المشتقة من خلايا OSE المعزولة حديثا كيسي بمتوسط قطر 130 مم (الشكل 3 أ ، ب). كانت هذه النتائج مشابهة لتلك التي أبلغ عنها كوبر وزملاؤه حول اشتقاق عضويات hOSE من أنسجة المبيض البشري المفرومة والمهضومة إنزيميا12. ومن المثير للاهتمام ، أن عضويات hOSE المشتقة من خلايا OSE المعزولة حديثا نمت أكبر (متوسط قطر 160 مم) من عضويات hOSE من خلايا OSE الموسعة ثنائية الأبعاد (متوسط قطر 100 مم) بعد 14 يوما في الثقافة (الشكل 3 ب) ، ربما بسبب ميل خلايا OSE الموسعة ثنائية الأبعاد لتقليل الانتشار. علاوة على ذلك ، في حين أن العديد من المواد العضوية ثلاثية الأبعاد hOSE تتكون من طبقة أحادية من الخلايا الظهارية المسطحة (الشكل 3C أعلى اللوحة اليسرى) ، أظهر بعضها طبقة أحادية مكعبة من الخلايا (الشكل 3C أعلى اللوحة اليمنى) ، والبعض الآخر متعدد الطبقات (الشكل 3C اللوحة اليمنى السفلية) أو شكلت مجموعة خلايا غير مزخرفة (الشكل 3C أسفل اللوحة اليسرى).
لاختبار ما إذا كان يمكن أيضا اشتقاق عضويات hOSE باستخدام OSE_2D الوسط ، تم تضمين خلايا hOSE المعزولة حديثا في قطرات BME ونمت في وسائط OSE_2D لمدة 12 يوما. بعد 6 أيام ، كانت الخلايا الشبيهة بالمغزل مرئية ، مما يشير إلى أن خلايا hOSE كانت تخضع ل EMT في القطرات. الأهم من ذلك ، لم يتم تشكيل أي عضويات hOSE باستخدام وسيط OSE_2D (الشكل 3D).
الخصائص الخلوية لعضويات hOSE
في المبيض البشري البالغ ، يشير الكيراتين 8 (KRT8) على وجه التحديد إلى مجموعة OSE (الشكل 4A) ، وبالتالي ، احتفظت عضويات hOSE بتعبير KRT8 ، للتحقق من صحة هويتها الخلوية (الشكل 4B). في خلايا OSE للفأر ، ارتبط التوطين النووي للبروتين المرتبط ب Yes1 (YAP1) على وجه التحديد بالخلايا الجذعية / السلفية OSE القادرة على توسيع وشفاء المنطقة المصابة بعد الإباضة24,33. أظهر YAP توطينا نوويا في غالبية الخلايا في عضويات hOSE بغض النظر عن حجمها (الشكل 4B). كما تم التحقيق في علامات أخرى تم الإبلاغ عنها في خلايا OSE للفأر ، مثل CD4420 و LGR522. ومن المثير للاهتمام ، تم التعبير عن كل من CD44 و LGR5 في عضويات hOSE صغيرة (قطرها <100 ميكرومتر) ، بينما في المواد العضوية الأكبر حجما ، بدا CD44 و LGR5 منخفضي التنظيم (الشكل 4B).
بعد ذلك ، قمنا بالتحقيق فيما إذا كانت الكائنات العضوية hOSE تعرض القطبية القمية القاعدية التي لوحظت عادة في الكائنات العضوية المضمنة في BME (القمي في)34. تم استخدام البروتين القاعدي إنتغرين بيتا 1 (ITGB1) والبروتين القمي بودوكاليكسين (PODXL) لإظهار قطبية الخلية في عضويات hOSE ، مما يؤكد قطبية قمية واضحة مستقلة عن حجم العضو العضوي hOSE (الشكل 4B).
من المعروف أن OSE البشري يعبر عن علامة اللحمة المتوسطة N-cadherin (CDH2) ، في حين أن التعبير عن العلامة الظهارية E-cadherin (CDH1) يقتصر على خلايا OSE العمودية (الشكل 4A) 2. ومن المثير للاهتمام ، أن عضويات hOSE المشتقة في هذا العمل عبرت عن علامات اللحمة المتوسطة CDH2 و vimentin (VIM) ، وكانت عضويات hOSE الكيسية الكبيرة ذات الظهارة المكعبة / العمودية CDH1 + و CDH2 + VIM + (الشكل 4C). لا يزال من غير الواضح ما إذا كانت عضويات CDH1 + hOSE مشتقة من خلايا CDH1 + OSE الأولية أو من خلايا CDH1- OSE التي خضعت للتمايز الظهاري أو التحول (الأورام) في المختبر25,35.
عرض استخدام عضويات hOSE: تأثير إشارات التبويض على عضويات hOSE
يمكن استخدام الهرمونات المحفزة للجريب وموجهة الغدد التناسلية المشيمية البشرية لتحفيز نمو الجريبات والإباضة ، بينما بعد الإباضة ، هناك زيادة ملحوظة في تركيز الهرمونات المنتجة من المبيض ، مثل البروجسترون والإستراديول36. لعرض قابلية استخدام عضويات hOSE كمنصة فحص ، قمنا بفحص تأثير هذه الهرمونات على عضويات hOSE ، باستخدام عدد وحجم الكائنات العضوية كناتج كمي (باستخدام فيجي). لهذا ، اشتقنا عضويات hOSE في OSE_3D الوسائط التي تفتقر إلى استراديول (بدون هرمون) وفي OSE_3D الوسائط التي تحتوي على FSH أو hCG أو استراديول أو البروجسترون بتركيزات مختلفة (الشكل 5 أ).
تم تحديد عدد عضويات hOSE المشتقة من خلايا hOSE المذابة المحفوظة بالتبريد (غير الموسعة) من 3 متبرعين مختلفين (n = 3) لكل قطرة بعد 7 أيام من المزرعة (الشكل 5A ، B). تم تغيير وسائل الإعلام الثقافية كل 3 أيام. لم تلاحظ فروق ذات دلالة إحصائية في العدد الإجمالي لعضويات hOSE لكل قطرة تشكلت في هرمونات متوسطة تحتوي على وسط مقارنة بالوسط بدون هرمونات (الشكل 5 أ ، ب). لتحديد تأثير الهرمونات على حجم الأعضاء ، بعد 14 يوما في الثقافة ، تم تصوير كل قطرة (من كل حالة) ، وتم قياس مساحة أكبر 4 عضويات hOSE باستخدام فيجي. ومن المثير للاهتمام ، أن توليد عضويات hOSE من متبرعين مختلفين (n = 2) في وجود البروجسترون (1000 نانومتر) أو استراديول (200 نانومتر) أدى إلى عضوي واحد كبير جدا على الأقل (قطره حوالي 700 ميكرومتر) لكل قطرة (الشكل 5C ، D).

الشكل 1: تمثيل تخطيطي لعزل خلايا hOSE عن المبيضين الكاملين. تم تحضين المبايض في محلول الهضم لمدة 30 دقيقة عند 37 درجة مئوية. تم فصل خلايا hOSE عن سطح المبيض عن طريق كشطها بلطف وحفظها بالتبريد لاحقا ، أو مطلية مباشرة على ثقافة 2D OSE في طبقة أحادية ، أو مضمنة في مستخلص الغشاء القاعدي (BME) لثقافة 3D hOSE العضوية. يمكن استخدام خلايا hOSE المذابة المحفوظة بالتبريد لثقافة 2D أو تكوين عضوي ثلاثي الأبعاد ، ويمكن استخدام خلايا hOSE الموسعة ثنائية الأبعاد لتوليد عضويات hOSE ثلاثية الأبعاد. يرجى النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

الشكل 2: الثقافة الأولية ثنائية الأبعاد لخلايا hOSE. (أ) صور برايتفيلد لخلايا hOSE في الممرات 0 (P0) و 2 (P2) و 3 (P3) التي تصور مورفولوجيا الحصى الظهارية النموذجية. قضبان المقياس 750 ميكرومتر على الألواح العلوية و 125 ميكرومتر على الألواح السفلية. (ب) التألق المناعي ل ACTA2 و CD44 و COL1A1 على خلايا hOSE ثنائية الأبعاد عند P2 و P3. قضبان المقياس هي 50 ميكرومتر. (C) صور برايتفيلد لخلايا hOSE المزروعة ب 10 ميكرومتر من SB-431542 عند P0 و P2 و P3. أظهرت الخلايا علامات الشيخوخة من P2 ولم تصل إلى التقاء عال أثناء الثقافة. قضبان المقياس 750 ميكرومتر على الألواح العلوية و 125 ميكرومتر على الألواح السفلية. يرجى النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

الشكل 3: التوصيف المورفولوجي لعضويات hOSE. (أ) صور برايتفيلد لثلاثة اشتقاقات عضوية hOSE مستقلة من ثلاثة مانحين مختلفين (tOVA86 ، tOVA87 ، tOVA88). تم التقاط الصور بعد تضمين الخلية (D0) واليوم 7 (D7) واليوم 14 (D14) واليوم 28 (D28) من الثقافة. قضبان المقياس هي 750 ميكرومتر عند D0 و 50 ميكرومتر للباقي. (ب) قطر عضويات hOSE المشتقة من خلايا hOSE المعزولة حديثا (الخط المتقطع) وخلايا hOSE الموسعة 2D (الخط الصلب). الموضح هو متوسط حجم الانحراف المعياري ± قياسه عند D0 وD7 وD14. يتم عرض النتائج من متبرعين مختلفين (tOVA88 و tOVA89). (ج) صور برايتفيلد لعضويات hOSE تظهر أشكالا مختلفة: طبقة مسطحة واحدة (أعلى اليسار) ، طبقة عمودية واحدة (أعلى اليمين) ، متعددة الطبقات (أسفل اليمين) ، ومجموع الخلايا غير اللومينية (أسفل اليسار). قضبان المقياس هي 100 ميكرومتر. (د) صور برايتفيلد لخلايا hOSE المضمنة في BME والمزروعة لمدة 12 يوما باستخدام وسائط OSE_2D. تم التقاط الصور بعد تضمين الخلية (D0) واليوم 6 (D6) واليوم 9 (D9) واليوم 12 (D12). تفوقت الخلايا الشبيهة بالخلايا الليفية على الثقافة ، ولم يتم تشكيل أي هياكل شبيهة بالعضوية. قضبان المقياس 750 ميكرومتر. يرجى النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

الشكل 4: التوصيف الخلوي لعضويات hOSE. أ: التألق المناعي ل KRT8 و CDH1 في قسم المبيض البشري. شريط المقياس على اللوحة اليسرى هو 500 ميكرومتر ، والألواح الوسطى واليمنى 50 ميكرومتر. (ب) التألق المناعي ل KRT8 و YAP و LGR5 و CD44 و ITGB1 و PODXL في عضويات hOSE بأحجام مختلفة (<50 ميكرومتر ، 50-75 ميكرومتر ، 75-100 ميكرومتر ، >100 ميكرومتر). قضبان المقياس هي 50 ميكرومتر. (ج) التألق المناعي ل VIM و CDH1 و CDH2 في عضويات hOSE. قضبان المقياس 50 ميكرومتر. يرجى النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الشكل.

الشكل 5: تأثير إشارات التبويض على تكوين عضوي hOSE. (أ) إجمالي عدد عضويات hOSE لكل قطرة تشكلت في اليوم 7 في وسائط الاستزراع المختلفة. تم اشتقاق عضويات hOSE من ثلاثة مانحين مختلفين (tOVA77 ، tOVA79 ، tOVA83). بالخط العريض هو الوسيط OSE_3D المستخدم في اشتقاق المواد العضوية. ب: التكوين العضوي النسبي مقارنة بالوسط الذي لا يحتوي على هرمونات. تم اشتقاق القيم المجمعة من عضويات hOSE من ثلاثة مانحين مختلفين (tOVA77 ، tOVA79 ، tOVA83). (ج) رسم بياني يصور منطقة الصورة لأكبر 4 عضويات hOSE في اليوم 14 في كل حالة من الظروف التجريبية التي تم اختبارها من متبرعين مختلفين (tOVA77 ، tOVA83). (د) صور برايتفيلد تظهر عضويات hOSE في اليوم 14 مع وسط بدون هرمونات ، 200 نانومتر E2 ، و 1000 نانومتر P4 من متبرعين مختلفين (tOVA77 ، tOVA83). قضبان المقياس 750 ميكرومتر. يرجى النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.
الجدول 1: تكوين حلول العمل المستخدمة في الدراسة. الرجاء الضغط هنا لتنزيل هذا الجدول.