نقدم بروتوكولا مفصلا لتأسيس وتعديل الأعضاء العنقية البشرية وتعديلها وراثيا.
يتطلب اشتراك JoVE لعرض هذا المحتوى. تسجيل الدخول أو ابدأ نسخة تجريبية مجانية
نقدم بروتوكولا مفصلا لتأسيس وتعديل الأعضاء العنقية البشرية وتعديلها وراثيا.
سرطان عنق الرحم هو رابع أكثر أنواع السرطان شيوعا بين النساء وغالبا ما يؤثر على الرحم الإكتوسيرفيكس. يتميز الجسم الإكتوسيرفيكس الرحمي ببطانة ظهارة حرشفية طبقية، تتكون من خلايا قاعدية وخلايا متمايزة شبه قاعدية وفوق قاعدية. يشير التجدد الذي لوحظ بعد تخمير عنق الرحم إلى وجود نشاط قوي للخلايا الجذعية. ومع ذلك، فقد كان فهمنا لهوية وآليات تنظيم الخلايا الجذعية العنقية وعملية تحولها الخبيثة محدودا بسبب محدودية الوصول إلى أنسجة عنق الرحم ونقص الأنظمة المثلى لتقييم نشاط الخلايا الجذعية في الرحم الإectocervix. يمكن للكائنات العضوية العنقية البشرية التي تم تأسيسها مؤخرا أن تساعد في تجاوز هذه القيود وتوفر فرصا جديدة لدراسة فسيولوجيا عنق الرحم والأمراض المرضية. ومع ذلك، لا توجد طريقة موحدة لعزل وتأسيس الأعضاء العنقية البشرية. هنا، نصف طريقة لتأسيس الأعضاء الخارجية البشرية. على وجه التحديد، نقدم بروتوكولا لعزل الخلايا المفردة من الظهارة الخارجية البشرية. من خلال حضانة نسيج عنق الرحم في محلول إنزيمي محسن، نقوم بتقشير ظهارة عنق الرحم لتعظيم إنتاج الخلايا مع تقليل تلوث الخلايا الليفية. نحدد أيضا شروط زراعة الأعضاء العنقية البشرية باستخدام تركيبة وسط محسنة. بالإضافة إلى ذلك، نشرح إجراءات مرور وتعديل الأعضاء العنقية وجينيا. يوفر هذا البروتوكول نهجا عالي الكفاءة لتأسيس الأعضاء العنقية البشرية واستخدامها لدراسة الخلايا الجذعية والأمراض العنقية.
إكتوسيرفيكس الرحمي هو الموقع الأكثر شيوعا لسرطان عنق الرحم 1,2. على الرغم من أن سرطان عنق الرحم قد انخفض بعد إدخال لقاح فيروس الورم الحليمي البشري (HPV) في الدول المتقدمة، إلا أنه لا يزال رابع أكثر السرطان شيوعابين النساء على مستوى العالم 3,4. أيضا، تستمر معدلات الإصابة بالآفات ما قبل سرطانية عنق الرحم في الارتفاع في بعض الدول 5,6. بينما تتراجع آفة الظهارة الحرشفية منخفضة الدرجة (LSIL) من تلقاء نفسها، فإن الآفة الحرشفية داخل الظهارة عالية الدرجة تحمل خطر التقدم إلى السرطان الغازي وعادة ما تتطلب تدخلا جراحيا مثل الاستئصال أو التقطيع. يمكن أن تؤدي هذه الإجراءات إلى قصر حجم الإكتوسيرفيكس وزيادة خطر الإجهاض أو الولادة المبكرة 7,8. يمكن أن يساعد فهم أعمق لبيولوجيا عنق الرحم، إلى جانب تطوير العلاج التجديدي، في معالجة هذه التحديات، لكنه يتطلب أنظمة نماذج قوية وذات صلة فسيولوجية.
لقد طورت النماذج الحيوانية بشكل كبير فهمنا لتوازن عنق الرحم، وآليات الأمراض، واستراتيجيات العلاج. ومع ذلك، فإن اختلافاتها الجوهرية عن علم الأحياء البشري وعلم الأمراض تحد من قيمتها الانتقالية. كبديل، ظهرت العضوية كمنصات قوية لنمذجة بيولوجيا الإنسان وأمراضه. العضويات هي هياكل دقيقة ثلاثية الأبعاد مشتقة من الخلايا الجذعية تعيد تلخيص الأنسجة والتوقيعات الجزيئية لأنسجتها الأصلية 9,10,11. تم استخدامها لتحديد خلايا جذعية متنوعة للأنسجة البشرية عبر عدة أنسجة، بما في ذلك القصبة الهوائية، المريء، وعنق الرحم 12,13,14. علاوة على ذلك، تمكن الأعضاء من التلاعب الجيني، مما يسمح بنمذجة مسببات أمراض متنوعة، بما في ذلك السرطانات والتليف 15,16,17. بالإضافة إلى ذلك، تعد الأعضاء منصة فعالة لفحص فعالية وسمية الأدوية أو العلاجات الخلوية18، 19، 20، 21.
مؤخرا، أنشأت مجموعتان مستقلتان أنظمة عضوية عنق الرحم البشرية22,23. وبناء على هذه التقدمات، قمنا بتحسين كفاءة زراعة العضوية العنقية بشكل كبير وحددنا الخلايا الجذعية البشرية في عنق الرحم13. علاوة على ذلك، من خلال تقشير الظهارة العنقية، قمنا بتقليل احتواء الأرومات الليفية الموجودة تحت الظهارة العنقية. من خلال استخدام الأعضاء العنقية مع التلاعب الجيني، كشفنا دور المستقلبات الميكروبية ومساراتها في الحفاظ على توازن عنق الرحم ومنع تقدم السرطان قبل السرطان. لذا، فإن بروتوكول موحد ومحسن لتوليد وصيانة وتعديل وراثي للعضويات العنقية سيكون أداة أساسية لدراسة علم الأحياء والأمراض العنقية.
في هذا المقال، نقدم بروتوكولا مفصلا ومحسنا لتوليد ومرور الأعضاء العنقية البشرية. كما وصفنا بروتوكولا للتلاعب الجيني بهم عبر التقارب الكهربائي.
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
تمت الموافقة على عزل الخلايا وزراعة الأعضاء باستخدام أنسجة عنق الرحم البشرية وأجريت وفقا لجميع اللوائح الأخلاقية ذات الصلة من قبل مجالس المراجعة الداخلية في DGIST، دايغو، كوريا، ومستشفى تشيلغوك كيونغبوك الوطني الجامعي، كيونغسانغبوك-دو، كوريا (DGIST-20210401-BR-112-01 و KNUCH-2020-12-020-001). تم توفير الأنسجة الخارجية للبشر من قبل قسم التوليد وأمراض النساء في مستشفى تشيلغوك كيونغبوك الوطني الجامعي. تم الحصول على أنسجة عنق الرحم السليمة من مرضى خضعوا لاستئصال الرحم بالمنظار الكامل بسبب أمراض الرحم الحميدة. تم الحصول على موافقة مستنيرة من جميع المرضى.
1. العزل الخلوي الواحد من الأنسجة الخارجية
ملاحظة: يبدأ هذا البروتوكول بعينة خزعة من الإكتوسيرفيكس البشري بحجم يقارب 5 مم × 5 مم × 5 مم (الشكل 1).
2. البذور والزراعة العضوية الخارجية
3. تفكك العضويات وإعادة الزرع
4. التلاعب الجيني في العضويات العنقية البشرية عن طريق الحفر الكهربائية
ملاحظة: يعتمد هذا البروتوكول على استخدام جهاز لونزا أماكسا 4D-Nucleofector ومجموعة P4 Primary Cell 4D-Nucleofector X (#V4XP-4032).
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
الزراعة العضوية العنقية ثلاثية الأبعاد
تم تفكيك الأنسجة الخارجية السرفية البشرية المعزولة حديثا إلى خلايا منفردة بالترتيب المذكور أعلاه، ثم تم تغطيتها فوق إدخالات زراعة خلايا ب 24 بئرا وزرعت لتشكيل عضويات عنق الرحم كما هو موضح في هذا البروتوكول (الشكل 1). تنمو العضويات العنقية البشرية حتى قطر 500 ميكرومتر من خلايا منفردة خلال أسبوعين (الشكل 2A). معدل نجاح إنتاج الأعضاء العضوية يزيد عن...
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
في هذه المخطوطة، نصف بروتوكول تأسيس وتمرير الأعضاء العنقية البشرية. كما نوفر بروتوكولا للتلاعب بها جينيا، مما يدفع دراسة علم بيولوجيا عنق الرحم وعلم الأمراض بشكل كبير. على الرغم من أننا قمنا بتحسين البروتوكول خصيصا للعضويات العنقية في الرحم البشري، إلا أنه يمكن تطبيق بروتوكولنا على أنظمة عضوية أخرى مع تعديلات طفيفة.
تشمل المعلومات الأساسية لإنشاء وتحسين زراعة العضوية تركيبة وسائط مفصلة لتحقيق أقصى كفاءة مع مكونات قليلة، بالإضافة إلى بروتوكول تفكيك خلية واحدة ي...
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
وقد تم دعم هذا العمل بمنحة من وزارة الصحة والرعاية الاجتماعية (RS-2024-00439434 ل Y. Jeong).
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
| الاسم | الشركة | رقم فهرسي | التعليقات |
|---|---|---|---|
| مجموعة P4 للخلية الأولية 4D-Nucleofector X | لونزا | V4XP-4032 | |
| لوحة تثبيت فائقة الارتفاع ب 96 بئر | SPL | 39796 | |
| مصفاة الخلايا 40 وميكرو؛ m | SPL | 93040 | |
| أنبوب مخروطي 50 مل 500/صندوق | أخصائي النطق واللغة | SPL50050 | |
| أنبوب مخروطي بسعة 15 مل | سارستيدت | 62.554.502 | |
| أنبوب كريو بيور 1.8 مل - أبيض | سارستيدت | 72.379P | |
| 37 & درجة؛ C، 5٪ ثاني أكسيد الكربون الحاضنة | إبندورف | 9734IQ905476 | |
| إدخال مزرعة الخلايا | SPL | 37024 | |
| أماكسا 4D-Nucleofector | لونزا | AAF-1003X | |
| مخزن حجب (2٪ BCS في DPBS) | جيبكو / ويلجين | BCS: 26010074; DPBS: LB001-02 | |
| مسحوق ديسباس II | جيبكو | 17105041 | |
| DNAse I | الإنزينوميكس | M059L | |
| ماتريجيل | كورنينغ | 356231 | |
| مخزن تحليل RBC | بيوسيسانغ | R2015 | |
| TrypLE Express | جيبكو | 12605 | |
| مخزن الغسيل (HBSS) | جي بي آي | BL003-1 | |
| DMEM/F12 المتقدم | جيبكو | 12634028 | |
| مكمل جلوتاماكس | جيبكو | 35050-061 | |
| البنسلين – ستريبتوميسين | بيوويست | L0022-100 | |
| هيبس | جيبكو | 15630-080 | |
| مكمل فيتامين B27 | جيبكو | 17504044 | |
| نوجين | بيبروتك | 118214 | |
| ن-أسيتيل-إل-سيستين | سيغما | A9165 | |
| Y-27632 | تقنيات الخلايا الستيمية | 72307 | |
| FGF2 | بيبروتك | 100-18B-50UG | |
| FGF7 | بيبروتك | AF-100-19-250UG | |
| A83-01 | سيليكشم | S7692 | |
| فورسكولين | سيغما | F6886 | |
| نيوريغولين 1 | بيبروتك | 100-03-50UG | |
| NGF | بيبروتك | AF-450-01-100UG | |
| ر-سبوندين | سينوبيولوجيا | 11083-HNAS | |
| HGF | بيبروتيك | 100-39H-250ug | |
| FGF10 | بيبروتيك | 100-26 | |
| بيتريديش 35 مم & nbsp; | SPL | 10035 | |
| <وصفة الوسائط العضوية>القوية | |||
| <قوي>اسم | <قوي>شركة | <القوة>رقم الكتالوج | <قوي>تركيز |
| DMEM/F12 المتقدم | جيبكو | 12634028 | |
| مكمل جلوتاماكس | جيبكو | 35050-061 | 1x |
| البنسلين – ستريبتوميسين | بيوويست | L0022-100 | 1x |
| هيبس | جيبكو | 15630-080 | 10 مللي مولار |
| مكمل فيتامين B27 | جيبكو | 17504044 | مرة واحدة<بر/> بدون فيتامين أ |
| نوجين | بيبروتك | 118214 | 100 نانوغرام/مل |
| ن-أسيتيل-إل-سيستين | سيغما | A9165 | 1 مللي مولار |
| Y-27632 | تقنيات الخلايا الستيمية | 72307 | 10 ميكرومتر |
| FGF2 | بيبروتك | 100-18B-50UG | 50 نانوغرام/مل |
| FGF7 | بيبروتك | AF-100-19-250UG | 25 نانوغرام/مل |
| FGF10 | بيبروتيك | 100-26 | 100 نانوغرام/مل |
| A83-01 | سيليكشم | S7692 | 500 نانومتر |
| فورسكولين | سيغما | F6886 | 10 μ M |
| نيوريغولين 1 | بيبروتك | 100-03-50UG | 50 نانوغرام/مل |
| NGF | بيبروتك | AF-450-01-100UG | 20 نانوغرام/مل |
| ر-سبوندين | سينوبيولوجيا | 11083-HNAS | 100 نانوغرام/مل |
| HGF | بيبروتيك | 100-39H-250ug | 25 نانوغرام/مل |
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.