يتطلب البروتوكول العام 44 يوما ، بما في ذلك يوم واحد لإعداد الخلايا الظهارية في مجرى الهواء المعزولة من القصبة الهوائية للفئران ، و 15 يوما لتكاثر الخلايا ، و 28 يوما لتحفيز CSE في واجهة الهواء والسائل. يتم وضع جميع التجارب في غرفة SPF Barrier Animal Room التابعة لمركز التجارب الحيوانية بجامعة كابيتال الطبية وقد تمت مراجعتها والموافقة عليها من قبل لجنة التجارب على وأخلاقيات المختبر بجامعة كابيتال الطبية (AEEI-2020-100) لتلبية متطلبات إرشادات REACH7.
1. عزل الخلايا الظهارية في مجرى الهواء الأولي من القصبة الهوائية الفئران
- اعداد
- قم بإعداد وسط تمدد كامل من خلال الجمع بين 1 مل من مكمل 50x و 0.05 مل من مخزون الهيدروكورتيزون مع 48.95 مل من الوسط القاعدي للتمدد. يحفظ في درجة حرارة 4 درجات مئوية ويستخدم في غضون 4 أسابيع.
- قم بإذابة 7.5 ملغ من البروتيناز و 5 ملغ من ديوكسي ريبونوكلياز I في 5 مل من F-12 من هام لتحضير محلول بروتيناز. قم بترشيحه لتعقيمه وتخزينه على حرارة 4 درجات مئوية واستخدمه في غضون 4 أسابيع.
- تحضير محاليل المضادات الحيوية بإضافة 0.05 مل من 100x بنسلين / ستربتومايسين و 0.01 مل من 500x جنتاميسين / أمفوتريسين إلى 5 مل من وسط التمدد الكامل ، PBS ، ومحلول بروتيناز (100 وحدة / مل بنسلين ، 100 وحدة / مل ستربتومايسين ، 10 ميكروغرام / مل جنتاميسين و 0.25 ميكروغرام / مل أمفوتريسين ب). يحفظ في درجة حرارة 4 درجات مئوية ويستخدم في غضون 4 أسابيع.
- تعقيم الأدوات الجراحية وإعداد خزانة السلامة البيولوجية لعزل الخلايا. في الوقت نفسه ، تأكد من أن معدات زراعة الخلايا القياسية جاهزة للاستخدام.
- قم بإعداد الأطباق المغلفة بالكولاجين في ذيل الفئران عن طريق إضافة كولاجين ذيل الفئران (100 ميكروغرام / مل في 0.02 نيوتن حمض الخليك) في أطباق استزراع 100 مم و 24 مم (0.05 مل / سم2). اتركيه مفتوحا طوال الليل تحت ضوء الأشعة فوق البنفسجية للتعقيم.
- عزل الخلايا الظهارية في مجرى الهواء الأولي
- استخدم C57BL / 6 الفئران (6-8 أسابيع ، ذكر ، SPF) لعزل الخلايا الظهارية القصبة الهوائية. القتل الرحيم بجرعة زائدة من محلول الصوديوم بنتوباربيتال 1٪ (حوالي 200 مجم / كجم). استخدم خمسة فئران للحصول على إنتاجية كافية من الخلايا.
- تعقيم الماوس عن طريق الغمر في محلول الإيثانول 75 ٪ ، وليس غمر الأنف والفم في الكحول لمنع الكحول من التدفق إلى القصبة الهوائية.
- تشريح الماوس.
- استخدم الشفرات والملقط الجراحي ، وهي مجموعة واحدة من الأجهزة لقطع وفتح البشرة من الفك السفلي إلى تجويف البطن للماوس.
- استخدم مجموعة أخرى من الأدوات الجراحية لتمزيق الغدد الدرقية على كلا الجانبين وإزالة الروابط بين القصبة الهوائية والأنسجة العضلية المحيطة والمريء.
- بعد ذلك ، قم بقطع الصدر بعناية ، واستخدم الملقط للتعمق في تجويف الصدر ، وإخراج الرئة بأكملها ، والعثور على نهاية القصبة الهوائية.
- معالجة القصبة الهوائية.
- قطع القصبة الهوائية من غضروف الغدة الدرقية إلى فرع القصبة الهوائية الشعب الهوائية ووضعها في وسط تمدد ما قبل البرودة يحتوي على أربعة مضادات حيوية.
- هز الأنبوب لشطف أكبر قدر ممكن من الدم من سطح القصبة الهوائية ، واحتفظ به على الثلج ، ثم ابدأ الجراحة للفأر التالي.
- نقل جميع القصبات الهوائية التي تم جمعها إلى مخزن مؤقت قبل البرودة يحتوي على أربعة مضادات حيوية (200 وحدة / مل من البنسلين ، 200 وحدة / مل من الستربتومايسين ، 20 ميكروغرام / مل جنتاميسين ، و 0.5 ميكروغرام / مل من الأمفوتريسين ب) للمعالجة المسبقة قبل الهضم.
- استخدم مجموعة من الأدوات الجراحية لإزالة الجلطات والأنسجة الأخرى من أسطح القصبة الهوائية ، ثم قم بتقطيعها إلى حجم 1 سم2 .
- احتضان أنسجة القصبة الهوائية في محلول بروتيناز عند 37 درجة مئوية لمدة 40 دقيقة.
- بعد 40 دقيقة ، هز الأنبوب عدة مرات واستخدم مصفاة خلية 40 ميكرومتر لإزالة الأنسجة المتبقية. اشطف القصبة الهوائية المفرومة على مصفاة تحتوي على 5 مل من وسط التمدد ، وطرد مركزي معلق الخلية عند 400 × جم لمدة 5 دقائق عند 4 درجات مئوية ، وتخلص من المادة الطافية.
- أعد تعليق الخلايا التي تم الحصول عليها في 8 مل من وسط التمدد.
- عد الخلايا القابلة للحياة باستخدام التريبان الأزرق ومقياس الدم.
- لوحة P0 تعليق الخلية على أطباق 100 مم (1 × 104 خلايا حية / سم2) مغلفة مسبقا بكولاجين ذيل الفئران ، وزرع الخلايا في حاضنة عند 37 درجة مئوية ، 5٪ CO2.
2. ثقافة التوسع ومرور الخلايا الظهارية في مجرى الهواء الأولي
- استبدل الوسط لثقافة الخلايا P0 كل 3 أيام حتى تصل الخلايا إلى التقاء 70٪ -80٪ ، عادة في غضون 6 أيام. عند هذه النقطة ، يمكن أن تشكل الخلايا الظهارية القصبة الهوائية للفأر طبقة أحادية سليمة ذات مظهر مرصوف بالحصى (الشكل 1A-D).
- قم بتسخين كميات كافية من PBS ، ووسط التمدد الكامل ، ومجموعة تفكك الخلايا الخالية من المكونات الحيوانية (ACF) إلى 37 درجة مئوية.
- شطف الخلايا بلطف مع 3 مل من برنامج تلفزيوني.
- أداء التفكك الأنزيمي.
- أضف 3 مل من محلول التفكك الأنزيمي ACF إلى الطبق واحتضانه على حرارة 37 درجة مئوية لمدة 5 دقائق. بعد سحب العين، قم بإزاحة الخلايا برفق ونقل معلق الخلية إلى 3 مل من محلول تثبيط إنزيم ACF.
- كرر إضافة 3 مل من محلول التفكك الأنزيمي ACF واحتضانه مرة أخرى لمدة 5 دقائق لضمان أقصى انفصال للخلايا.
- أدر معلق الخلية عند 400 × جم لمدة 5 دقائق عند 4 درجات مئوية. تخلص من المادة الطافية.
- أعد تعليق الخلايا في 1 مل من وسط التمدد.
- عد الخلايا القابلة للحياة باستخدام التريبان الأزرق ومقياس الدم.
- لوحة P1 تعليق الخلية على عدة أطباق 100 ملم (5 × 104 خلايا حية / سم2) مغلفة مسبقا بكولاجين ذيل الفئران ، وزرع الخلايا في حاضنة عند 37 درجة مئوية ، 5٪ CO2.
3. التمايز وتحفيز CSE للخلايا الظهارية في مجرى الهواء الأولي في واجهة الهواء والسائل
- قم بتأكيد نوع الخلية.
- تحقق من الأصل الظهاري للخلايا المعزولة باستخدام مقايسة التألق المناعي (IFA) مع الأجسام المضادة ضد السيتوكيراتين. خلايا البذور على شرائح زجاجية مغلفة بكولاجين ذيل الفئران وتستخدم بارافورمالدهايد لإصلاحها لمدة 12 ساعة على الأقل بعد أن تصل الخلايا إلى التقاء 80٪.
- اغسل الشرائح 3 مرات بمحلول PBS لمدة 5 دقائق واحتضانها بنسبة 3٪ BSA و 0.1٪ triton X-100 في محلول PBS في درجة حرارة الغرفة (RT) لمدة 1 ساعة.
- احتضان الشرائح طوال الليل عند 4 درجات مئوية مع الجسم المضاد التجاري المضاد للسيتوكيراتين عند تخفيف 1: 500.
- في اليوم التالي ، اغسل الشرائح 3 مرات بمحلول PBS لمدة 5 دقائق واحتضانها بمحلول ثانوي للأجسام المضادة بتخفيف 1: 1000 في RT لمدة 2 ساعة في الظلام.
- بعد الحضانة ، اغسل الشرائح 3 مرات باستخدام PBS (5 دقائق لكل غسلة) ، وأضف DAPI بتخفيف 1: 1000 لهم. بعد الحضانة في RT لمدة 15 دقيقة ، اغسل الشرائح مرة واحدة باستخدام PBS لمدة 5 دقائق.
- راقب الشرائح تحت مجهر مضان وقارن أنماط التعبير بعنصر تحكم إيجابي (خط خلية A549) وعنصر تحكم سلبي (خط خلية Raw264.7) (الشكل 2).
- بذر الخلايا للتمايز.
- فصل خلايا P2 وأجهزة الطرد المركزي كما هو موضح سابقا ، وإعادة تعليق حبيبات الخلية في حجم مناسب من وسط التمدد لتسهيل طلاء 1 × 104 خلايا حية / سم2.
- ماصة 1 مل من تعليق الخلية على الغرفة القمية لإدراج غشاء البولي كربونات transwell. إلى المقصورة القاعدية للترانسويل ، أضف 1.5 مل من وسائط الانتشار.
- احتضان الخلايا عند 37 درجة مئوية وتغيير جميع الوسط بالكامل في الغرف القاعدية والقمية كل 3 أيام باستخدام وسط التمدد حتى يتم الوصول إلى التقاء. يستغرق هذا عادة 3-6 أيام.
- تحضير 50 مل من وسط التمايز الكامل بإضافة 5 مل من مكمل ALI 10x ، و 500 ميكرولتر من مكمل صيانة ALI ، و 100 ميكرولتر من محلول الهيبارين ، و 250 ميكرولتر من محلول مخزون الهيدروكورتيزون إلى 44.15 مل من وسط ALI القاعدي.
- إعداد CSE.
- قم بفقاعة سيجارة واحدة من خلال 12.5 مل من وسط التمايز ثم قم بترشيحها من خلال مرشح مسام 0.22 ميكرومتر لتحضير CSE. لضمان التوحيد القياسي بين التجارب ودفعات CSE ، قم بقياس الامتصاص عند 320 نانومتر على مقياس الطيف الضوئي وحدد الكثافة الضوئية (OD) من 1 على أنها 100٪ 8.
- استخدم وسط التمايز الذي يحتوي على تركيز مناسب من CSE لتحفيز الخلايا الظهارية في مجرى الهواء الأولي للكشف عن التأثيرات على تمايز الخلايا.
- اسمح للخلايا بالتمايز لمدة 28 يوما ، يتم خلالها تغيير وسائط الغرفة القاعدية ، ويتم غسل الجانب القمي مرتين في الأسبوع عن طريق إزالة وسائط الغرفة القمية واستبدال وسائط الغرفة القاعدية بوسط التمايز الذي يحتوي على التركيز المناسب ل CSE.
- تحليل الخلايا بعد التعرض.
- بعد التعرض لوسط التمايز الذي يحتوي على CSE ، احصد الخلايا وطافات الثقافة في أي وقت (أي 0-28 يوما) للكشف عن التغيرات المورفولوجية (أي مقايسة التألق المناعي (IFA) أو تلطيخ الهيماتوكسيلين-يوزين (HE) أو للإجراءات التحليلية المعلوماتية الحيوية (أي علم النسخ ، البروتينات ، الأيض ، إلخ).