تحديد الوظيفة الهدبية وعدم نفاذية الغشاء في ظهارة مجرى الهواء الرئوي الكاذب

Muhammad Faheem; Masfique Mehedi

doi:10.3791/67094

Method Article

تحديد الوظيفة الهدبية وعدم نفاذية الغشاء في ظهارة مجرى الهواء الرئوي الكاذب

DOI:

10.3791/67094

⸱

February 21st, 2025

Muhammad Faheem¹ , Masfique Mehedi¹

¹Department of Biomedical Sciences, School of Medicine and Health Sciences, University of North Dakota

Summary

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

تستخدم ثقافة واجهة الهواء والسائل بشكل شائع لتطوير ظهارة مجرى الهواء الكاذب عن طريق التفريق بين الخلايا الظهارية القصبية البشرية الطبيعية الأولية التي تحاكي الجانب القمي من مجرى الهواء الرئوي. هنا ، نصف بروتوكولا سهلا لتحديد جودته من خلال مراقبة خصائصه الفيزيائية الحيوية ، مثل الوظيفة الهدبية وسلامة الغشاء.

Abstract

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

يعد التفريق بين الخلايا الظهارية لمجرى الهواء الرئوي الأولي في واجهة الهواء والسائل (ALI) تقنية شائعة لتطوير ظهارة مجرى الهواء الكاذبة متعددة الخلايا التي تحاكي الجانب القمي من مجرى الهواء الرئوي. في حين أنه من المتوقع تمايز خلايا مجرى الهواء الرئوي الأولي ، فإن تقييم الخصائص الفيزيائية الحيوية مثل الوظيفة الهدبية وعدم نفاذية الغشاء يوفر تقييما لجودة ظهارة مجرى الهواء ويضمن موثوقية التجربة. هنا ، نصف بروتوكولا مباشرا لتطوير ظهارة مجرى الهواء الكاذب متعددة الخلايا في ثقافة ALI ونقيم خصائصين فيزيائية حيوية مهمتين: الوظيفة الهدبية ونفاذية الغشاء. لتحديد الوظيفة الهدبية ، التقطنا الحركة الهدبية لظهارة مجرى الهواء المتمايز لمدة 4 أسابيع باستخدام كاميرا عالية السرعة متصلة بمجهر مقلوب ، متبوعة بقياس تردد النبض الهدبي (CBF) باستخدام نظام تحليل الفيديو Simon Amon (SAVA). قمنا أيضا بقياس المقاومة الكهربائية عبر الظهارة (TEER) باستخدام مقياس فولت أوم لتحديد سلامة الحاجز الظهاري لظهارة مجرى الهواء.

Introduction

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

تعد أمراض الجهاز التنفسي المزمنة مثل الربو ومرض الانسداد الرئوي المزمن والتليف الكيسي من المخاوف الصحية الرئيسية في جميع أنحاء^{العالم 1}. كما أن انتشار أمراض الجهاز التنفسي التي تسببها فيروسات مثل فيروس الأنفلونزا البشرية A والفيروس المخلوي التنفسي (RSV) وفيروس كورونا 2 المسبب للمتلازمة التنفسية الحادة الوخيمة (SARS-CoV-2) يسبب أيضا عبئا اقتصاديا وصحيا^{عاما 2}. لذلك ، هناك حاجة ماسة لتطوير أنظمة علاجية لأمراض الجهاز التنفسي التي تؤدي إلى تلف أنسجة الجهاز التنفسي بشكل لا رجعة فيه. لا يشارك النسيج الظهاري التنفسي نفسه في امتصاص الأكسجين فحسب ، بل يوفر أيضا حاجزا لحماية الجسم من غزو مسببات الأم....

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Protocol

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

يجب تنفيذ البروتوكول في حالة معقمة تحت غطاء تدفق رقائقي من المستوى 2 للسلامة البيولوجية (خزانة السلامة البيولوجية). يجب إذابة جميع الوسائط والمحاليل عند 37 درجة مئوية قبل الاستخدام. يجب إجراء الطرد المركزي عند 4 درجات مئوية. يجب أن تكون جميع المواد المستخدمة في التجربة معقمة. تم الحصول على الخلايا الأولية (متبرع مجهول الهوية) بالتعاون مع الدكتورة كريستينا بيلي في المركز الطبي بجامعة نبراسكا (UNMC) ، أوماها ، شمال شرق. الخلايا الأولية من متبرعين مجهولي الهوية ، ولا تندرج الخلايا تحت موضوع المعاهد الوطنية للصحة. تم الحصول على الخلايا بموجب اتفاقية نقل المواد المعتمدة (MTA) بين جامعة نورث داكوتا ، غراند فوركس ، إن دي ، و UNMC ، أوماها ،....

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Results

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

قمنا بتقييم كل من الوظيفة الهدبية ونفاذية الغشاء لظهارة مجرى الهواء التي تم الحصول عليها من التفريق بين خلايا NHBE الأولية من اثنين من المتبرعين المستقلين غير المحددين (اثنان من غير المدخنين أو بالغين أصحاء أو بالغين مصابين بمرض الانسداد الرئوي المزمن ، فوق سن 50 عاما). لتحديد الوظيفة الهدبية ، حددنا CBF لظهارة مجرى الهواء المتمايزة لمدة 28 يوما. لاحظنا أن CBF وصل إلى 3 هرتز على الأقل لكل من ظهارة مجرى الهواء ، والتي كانت قابلة للمقارنة مع النتائج المنشورة سابقا (الشكل 1) ^6.......

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Discussion

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

تستخدم ظهارة مجرى الهواء الأولي البشري (ثقافة ALI) بشكل متزايد كنموذج رئة في المختبر للتقييمات البيولوجية للتحقيق في الوظيفة والآليات وتقليل استخدام¹⁴. تتمتع ALI بالعديد من المزايا مقارنة بأي ثقافة مغمورة أحادية الطبقة. على سبيل المثال ، يوفر ظهارة مجرى الهواء الكاذبة الشبيهة بالأنسجة والتي تحاكي الجانب القمي من مجرى الهواء الرئوي⁶^،⁷^،¹⁴. ومع ذلك ، يجب تقييم جودة وسلامة ظه.......

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Disclosures

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

المؤلفون ليس لديهم تضارب في المصالح.

Acknowledgements

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

تم تمويل هذا العمل من خلال منحة تجريبية من المعاهد الوطنية للصحة P20GM113123 و UND SMHS.

....

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Materials

List of materials used in this article
Name	Company	Catalog Number
1x DPBS	Thermo Fisher Scientific ، الولايات المتحدة الأمريكية	14190-144
مجرى الهواء لنمو الخلايا الظهارية المتوسطة	PromoCell ، ألمانيا	C-21060
أمفوتريسين ب	ثيرمو فيشر العلمي ، الولايات المتحدة الأمريكية	15290-026
EVOM2 فولت أومتر	الدقة العالمية ، الولايات المتحدة الأمريكية	غير قابلة للتطبيق
حلول الهيبارين	تقنيات STEMCELL، الولايات المتحدة الأمريكية	07980
مخزون هيدروكورتيزون	تقنيات STEMCELL ، الولايات المتحدة الأمريكية	07926
المجهر: Leica DMI8 (مجهر لايكا) مع كاميرا عالية السرعة 120f / sec (Basler) مرتبطة بالمجهر. تم تثبيت Microsope أيضا مع حاضنة غرفة المسرح i8.	لايكا ، الولايات المتحدة الأمريكية	غير قابل للتطبيق
البنسلين الستربتومايسين	كورنينج ، الولايات المتحدة الأمريكية	30-002-CI
PneumaCult-ALI Basal Medium ؛	تقنيات STEMCELL ، الولايات المتحدة الأمريكية	05002
PureCol	Advanced BioMatrix ، الولايات المتحدة الأمريكية	5005
نظام تحليل الفيديو Sisson-Ammons (SAVA). البرمجيات V.2.1.15	Amson Engineering ، الولايات المتحدة الأمريكية	غير قابل للتطبيق

أدوات

References

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

GBDCRD Collaborators. Global burden of chronic respiratory diseases and risk factors, 1990-2019: an update from the Global Burden of Disease Study 2019. E Clin Med. 59, 101936(2023).
Fendrick, A. M., Monto, A. S., Nightengale, B., Sarnes, M.

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Reprints and Permissions

Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article

Request Permission

تحديد الوظيفة الهدبية وعدم نفاذية الغشاء في ظهارة مجرى الهواء الرئوي الكاذب

In This Article

Summary

Abstract

Introduction

Protocol

Results

Discussion

Disclosures

Acknowledgements

Materials

References

Reprints and Permissions

Tags

Related Articles