RESEARCH
Peer reviewed scientific video journal
Video encyclopedia of advanced research methods
Visualizing science through experiment videos
EDUCATION
Video textbooks for undergraduate courses
Visual demonstrations of key scientific experiments
BUSINESS
Video textbooks for business education
OTHERS
Interactive video based quizzes for formative assessments
Products
RESEARCH
JoVE Journal
Peer reviewed scientific video journal
JoVE Encyclopedia of Experiments
Video encyclopedia of advanced research methods
EDUCATION
JoVE Core
Video textbooks for undergraduates
JoVE Science Education
Visual demonstrations of key scientific experiments
JoVE Lab Manual
Videos of experiments for undergraduate lab courses
BUSINESS
JoVE Business
Video textbooks for business education
Solutions
Language
ar
Menu
Menu
Menu
Menu
A subscription to JoVE is required to view this content. Sign in or start your free trial.
Research Article
Please note that some of the translations on this page are AI generated. Click here for the English version.
Erratum Notice
Important: There has been an erratum issued for this article. View Erratum Notice
Retraction Notice
The article Assisted Selection of Biomarkers by Linear Discriminant Analysis Effect Size (LEfSe) in Microbiome Data (10.3791/61715) has been retracted by the journal upon the authors' request due to a conflict regarding the data and methodology. View Retraction Notice
يحدد هذا البروتوكول ثقافة الخلايا الكيراتينية التي تم الحصول عليها حديثا (المقطع 0) لاستخدامها في تصوير الخلايا الحية.
كان تتبع الخلايا الجذعية وسلوك السلف الملتزم على مستوى الخلية المفردة في جلد الإنسان يمثل تحديا في الجسم الحي وفي المختبر. سمح تصوير الخلايا الحية بإحراز تقدم كبير في القدرة على تحديد الاختلافات بين الخلايا الجذعية للخلايا الكيراتينية وسلوك السلف الملتزم. تصوير الخلايا الحية هو طريقة متطورة وصعبة إلى حد ما لدراسة سلوك الخلايا الكيراتينية في المختبر. تم تطوير هذا البروتوكول لزراعة الخلايا الكيراتينية بكثافة بذر منخفضة ، مما يتيح التصوير الفوتوغرافي بفاصل زمني طويل الأمد نسبيا ومراقبة سلوك الخلية الفردية. ينمو مرور 0 الخلايا الكيراتينية بكثافة نسيلة ، ويسمح التصوير الفوتوغرافي بفاصل زمني بتوثيق انقسامات الخلايا الفردية ووقت حدوثها. لتحقيق أقصى قدر من الأهمية البيولوجية ، يتم وضع الخلايا الكيراتينية البشرية المعزولة حديثا في المختبر. ويركز هذا النهج على الانتشار. ومع ذلك ، يمكن تكييف هذا البروتوكول للاستخدام في تطبيقات تصوير الخلايا الحية الأخرى التي تقيس سلوك الخلية الفردية ، مثل قياس هجرة الخلايا والتئام الجروح والحركة.
الهدف من هذا البروتوكول هو توفير القدرة على تتبع الخلايا الكيراتينية الفردية في المزرعة على مدى فترة طويلة نسبيا (عدة أسابيع) تم تمكينها من خلال كثافة البذر المنخفضة والتصوير الفوتوغرافي بفاصل زمني. يتيح تصوير الخلايا الحية بكثافة منخفضة للباحثين الفرصة لتصور سلوك الخلية في المختبر على مستوى خلية واحدة. على الرغم من أنه غير ممكن في زراعة الخلايا التقليدية ، إلا أن تصوير الخلايا الحية يجعل من الممكن تطوير أشجار النسب في الوقت الفعلي ، دون استخدام الملصقات ، والتي يمكن للمرء من خلالها التأكد من المعلومات المتعلقة بحركية الانقسام ، مثل مدة دورة الخلية ونسبة انقسامات التكاثر والتمايز في المستعمرة. كما يسمح بدراسة هجرة الخلايا وحركتها. قد يكون الأمر صعبا من الناحية الفنية ، مع الجوانب التي تحتاج إلى تحسين ، اعتمادا على نوع الخلية والبيانات التي سيتم التقاطها. استخدمت مختبرات أخرى الخلايا الكيراتينية لحديثي الولادة و / أو الخلايا الكيراتينية التي يسهلنموها 1.
ومع ذلك ، فإن خطوط الخلايا التي تخضع لمرور متكرر تختلف اختلافا كبيرا في السلوك والتشكل عن حالتها في الجسم الحي 2. للحصول على أكبر أهمية بيولوجية من أجل الحصول على أقرب سلوك في الجسم الحي ، يتم استخدام مرور 0 خلايا. في مجموعات الخلايا الكيراتينية ، من الممكن التمييز بين الخلايا الجذعية والسلف الملتزم دون فرز أو تسميات لأن هناك اختلافات واضحة في سلوك الانقسام يمكن ملاحظتها من خلال تصوير الخلايا الحية3.
نحن نستخدم تصوير الخلايا الحية لدراسة حركية تكاثر الخلايا الكيراتينية. تم استخدام نهج مماثل لدراسة حركة خلايا الورم الميلانيني الجلدي المزروعة مع الخلايا الكيراتينية4 ، وهجرة الخلايا الملتصقة لمقايسات الخدش5 ، وكيف تؤثر مثبطات ROCK على تكاثر الخلايا الكيراتينية6. تم تصميم هذا البروتوكول خصيصا لزراعة الخلايا لتسهيل تتبع النسب عن طريق تصوير الخلايا الحية ، على الرغم من أنه يمكن تكييفه لأغراض أخرى.
يحدد هذا البروتوكول عزل مرور 0 خلايا كيراتينية لغرض تصوير الخلايا الحية ، ويناقش المضاعفات التي قد تنشأ ، ويوفر الاعتبارات التي قد تتطلب تعديلات على البروتوكول (الشكل 1).
مطلوب موافقة من لجنة البحوث البشرية التابعة للمؤسسة لاستخدام الأنسجة البشرية. غالبا ما يتم الحصول على عينات بشرية للبحث من مصادر تجارية (على سبيل المثال ، ATCC ، وتقنية خلايا شريان الحياة ، و Zen-Bio). تستخدم دراساتنا الأنسجة المهملة في وقت العمليات الجراحية أو عينات خزعة الجلد المأخوذة خصيصا لأغراض الدراسة. تتطلب هذه الحالات موافقات وإجراءات موافقة مختلفة. يتم الحصول على جميع المناديل بعد موافقة لجنة البحوث البشرية بجامعة كاليفورنيا في سان فرانسيسكو ، باستخدام موافقة خطية مستنيرة واتباع مبادئ إعلان هلسنكي.
1. فصل البشرة عن الأدمة
2. عزل الخلايا الكيراتينية
بالنظر إلى المتغيرات المتعددة التي يمكن التلاعب بها في هذه الطريقة والتي تؤدي في النهاية إلى مجموعة متنوعة من النتائج ، فإننا هنا نحدد العثرات الشائعة ونتائجها الناتجة ، بالإضافة إلى تقديم نتائج نموذجية والظروف الكامنة وراءها.
كما هو الحال مع أي تقنية لزراعة الخلايا ، فإن التلوث هو احتمال (فيديو تكميلي 1). إلى جانب تقنيات التعقيم الدقيقة ، ضع في اعتبارك استخدام المضادات الحيوية في الوسائط ، خاصة إذا كانت الزراعة لفترات طويلة من الزمن. لوحظ تلوث متكرر عندما تم نقل الخلايا المستنبتة إلى نظام تصوير في مكان آخر دون استخدام المضادات الحيوية. يرجى الاطلاع على قسم المناقشة لمعرفة سلبيات استخدام المضادات الحيوية.
كما هو مذكور في البروتوكول ، يعد اختيار الوسائط أمرا بالغ الأهمية. تم استخدام DMEM مع 10٪ FBS و Ham's F-12 في البداية على طبقة تغذية الخلايا الليفية. ومع ذلك ، كانت هناك مشاكل في هذا الاختيار (الفيديو التكميلي 2). كانت كثافة البذر الأولية للأرومات الليفية المستخدمة عالية جدا ، ومع مرور الوقت ، بدا أن الخلايا الليفية تتوسع ، مما يحجب رؤية الخلايا الكيراتينية. أدى تقليل كثافة بذر الخلايا الليفية إلى حل مشكلة حجب الخلايا الليفية. ومع ذلك ، بالإضافة إلى ذلك ، بدا أن الخلايا الكيراتينية تتمايز بسرعة أكبر من الوسط الخالي من المصل ، مما أدى إلى مناطق غير موحدة من الخلايا الكيراتينية ، والتي كان من الصعب تتبعها لأغراض تتبع النسب (الفيديو التكميلي 3). يتم توسيع القضايا الأخرى المتعلقة بوسائل الإعلام المستندة إلى DMEM في المناقشة.
بعد مواجهة مشكلات مع F-12 التقليدية من DMEM / FBS / Ham ، تم اختيار الوسائط الخالية من المصل كبديل. مع وسائط الاستزراع المكملة ب HKGS والخلايا الكيراتينية بكثافة نسيلة ، كانت هناك مستعمرات موحدة يمكن تتبعها (فيديو تكميلي 4 ، فيديو تكميلي 5). مع الوسائط الخالية من المصل ، يحدث التمايز بشكل أبطأ (ربما بسبب انخفاض الكالسيوم) ، والعديد من الخلايا الملتصقة لا تنقسم أبدا ولكنها لا تنفصل (كما هو الحال في الوسائط الأخرى. الفيديو التكميلي 4 ، الفيديو التكميلي 3).
يمكن أن تؤثر كثافة البذر على القدرة على تتبع الخلايا. يمكن أن يؤدي وجود عدد كبير جدا من الخلايا إلى عدم القدرة على تتبع الخلايا بدقة ، وعلى العكس من ذلك ، يؤدي عدد قليل جدا من الخلايا إلى نمو غير كاف. يوصي العديد من مصنعي الوسائط الخالية من المصل بإقران وسطهم المحدد بالكولاجين ، مما يسمح بانخفاض كثافة البذر (الشكل 2). انظر المناقشة لمعرفة المزيد حول هذا الموضوع.
يتضح تمايز الخلايا الكيراتينية شكليا من خلال الخلايا الكبيرة المسطحة والتشكل المكدس. انظر الفيديو التكميلي 2. تقييم التمايز النهائي هو عدم وجود قسمة على 48 ح 3,12,13.

الشكل 1: خطوات عزل الخلايا الكيراتينية. يوضح هذا الرسم البياني خطوات عزل الخلايا الكيراتينية كما هو موضح في هذا البروتوكول. تم إنشاؤه في عام BioRender.com الرجاء النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

الشكل 2: التصاق الخلية وتكوين المستعمرة. الفرق في التصاق الخلية وتشكيل المستعمرة في 2 أيام 23 ح مع وبدون الكولاجين. يحسن الكولاجين الالتصاق الأولي بالخلايا الكيراتينية بشكل كبير. تم إنشاؤه في عام BioRender.com الرجاء النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.
فيديو تكميلي 1: تلوث مستعمرة الخلايا الكيراتينية. الصور التي تم التقاطها كل 20 دقيقة بواسطة تصوير الخلايا الحية مجمعة في فيديو. الرجاء النقر هنا لتنزيل هذا الملف.
فيديو تكميلي 2: النمو السريع للخلايا الكيراتينية باستخدام المغذيات التقليدية والوسائط القائمة على DMEM. الصور التي تم التقاطها كل 20 دقيقة بواسطة تصوير الخلايا الحية مجمعة في فيديو. الرجاء النقر هنا لتنزيل هذا الملف.
الفيديو التكميلي 3: زيادة تمايز الخلايا الكيراتينية باستخدام المغذي التقليدي والوسائط القائمة على DMEM. الصور التي تم التقاطها كل 20 دقيقة بواسطة تصوير الخلايا الحية مجمعة في فيديو. الرجاء النقر هنا لتنزيل هذا الملف.
فيديو تكميلي 4: مستعمرة الخلايا الكيراتينية القابلة للتتبع. الصور التي تم التقاطها كل 20 دقيقة بواسطة تصوير الخلايا الحية مجمعة في فيديو. الرجاء النقر هنا لتنزيل هذا الملف.
فيديو تكميلي 5: مستعمرة الخلايا الكيراتينية القابلة للتتبع. الصور التي تم التقاطها كل 20 دقيقة بواسطة تصوير الخلايا الحية مجمعة في فيديو. الرجاء النقر هنا لتنزيل هذا الملف.
المؤلفون ليس لديهم ما يكشفون عنه.
يحدد هذا البروتوكول ثقافة الخلايا الكيراتينية التي تم الحصول عليها حديثا (المقطع 0) لاستخدامها في تصوير الخلايا الحية.
شكر خاص ل T. Richard Parenteau ، دكتوراه في الطب / دكتوراه ، وألكسندرا شاروير ، دكتور / دكتوراه ، لتعليمي كيفية زراعة الخلايا الكيراتينية. شكرا ل Merisa Piper MD لتزويدنا بعينات لعزل الخلايا الكيراتينية منها. شكرا أخيرا لمايكل روزنبلوم ، دكتوراه في الطب ، للسماح لنا بالوصول إلى نظام تصوير الخلايا الحية الخاص به لإكمال التجارب.
| 0.05٪ تريبسين-إيدتا (1X)، 100 مل | جيبكو | 25300-054 | |
| فلتر خلية 100 ميكرومتر | كورنينج | 352360 | |
| فالكون 15 سي سي | كورنينج | 352096 | |
| فالكون مخروطي 50 سم مكعب | كورنينج | 352070 | |
| ميكروبليت بستة آبار | كورنينج | 3516 | |
| 70٪ كحول كاشف، 4 لتر | VWR للكيماويات | BDH1164-4LP | يمكنك أيضا تخفيف خاصتك |
| أمفوتيرسين B، 50 مل | كورنينج | 30-003-CF | تخفيفه إلى 5X (50 ميكروغرام/مل) |
| ديباز، 100 مل | كورنينج | 354235 | أخفف بنسبة 1:1 باستخدام HBSS، أضف 1x جنتامايسين، ثم قم بتعقيم الفلتر |
| إبيلايف، 50 مل | جيبكو | MEP1500CA | أضف HKGS، فكر في المضادات الحيوية |
| FBS معطل بالحرارة في مصل البقر الجنيني، 500 مل | جيبكو | A52568-01 | FBS |
| ملقط | |||
| جنتاميسين، 10 مل | جيبكو | 15750-060 | خفف إلى 50 ميكروغرام/مل ل5X |
| محلول الملح المتوازن هانك (1X)، 500 مل | جيبكو | 14170-112 | (HBSS) |
| HBSS 5X PSAG | هذا هو تركيزات HBSS + 5X من Pen/Strep/Ampho/Gent | ||
| هيبيكلينز، جالون | مولنليكه | 57591 | تخفيفه إلى 10٪ باستخدام H20 منزوع الأيونات |
| مصل نمو خلايا الكيراتينوسايتا البشرية، 5 مل | جيبكو | S-001-5 | تمت إضافته إلى الحياة الفوقية |
| البنسلين/ستربتومايسين، 100 مل | كورنينج | 30-002-Cl | تخفيفها إلى 5X (تتوفر بحجم 100x) ل5X PSA - 1X لتغيير الوسائط |
| طبق بترى 100 مم × 15 مم | فيشر ساينتيفك | FB0875713 | |
| شفرة المشرط رقم 23 | VWR | 76457-480 | |
| TrypLE | جيبكو | 12604021 | بديل أقل حدة للتريبسين العادي |
| محلول تعادلي التريبسين | (TNS)، هذا هو HBSS مع 10٪ FBS (بعضهم يستخدم مصلا أقل، 5٪) |