هنا، نقدم بروتوكولا لعزل وتنقية وزراعة الخلايا الهامشية الأولية من الشريط الوعائي للفأر، ولوضع نماذج مختبرية للإجهاد التأكسدي وشيخوخة الخلايا لدراسة اضطرابات الجدار الجانبي للقوقعة.
يتطلب اشتراك JoVE لعرض هذا المحتوى. تسجيل الدخول أو ابدأ نسخة تجريبية مجانية
مقالة منهجية
* These authors contributed equally
هنا، نقدم بروتوكولا لعزل وتنقية وزراعة الخلايا الهامشية الأولية من الشريط الوعائي للفأر، ولوضع نماذج مختبرية للإجهاد التأكسدي وشيخوخة الخلايا لدراسة اضطرابات الجدار الجانبي للقوقعة.
الشريط الوعائي هو بنية رئيسية في الأذن الداخلية مسؤولة عن توليد والحفاظ على الجهد الشاطف القوقعي (EP)، وخللها مرتبط ارتباطا وثيقا بأشكال مختلفة من فقدان السمع. تتكون الستريا الوعائية من خلايا هامشية، وخلايا وسطية، وخلايا قاعدية، تلعب خلايا الهامش دورا مركزيا في توليد وصيانة EP. لذلك، فإن إنشاء نموذج زراعة أولية في المختبر للخلايا الهامشية أمر ضروري لدراسة الخصائص البيولوجية للخلايا الوعائية وتورطها في اضطرابات فقدان السمع.
في هذه الدراسة، نجحنا في عزل وزراعة الخلايا الهامشية الأولية من العقدة المجرى الوعائي في الفئران حديثة الولادة. تم الحصول على أنسجة التجار عن طريق التشريح الدقيقي، وهضمها باستخدام الكولاجيناز من النوع الثاني، وتنقيتها بالصفائح التفاضلية لإزالة معظم الخلايا الليفية، حيث وصلت الخلايا المزروعة إلى أكثر من 80٪ من التقاء بحلول اليوم السابع. أظهر التلوين الفلوري المناعي تعبيرا مستقرا للسيتوكيراتين 18 (CK18) والفصيلة الفرعية Q 1 (KCNQ1) المرتبطة بجهد البوتاسيوم، مما أكد عزلا ناجحا، ونقاء مرتفعا، ووظيفة فسيولوجية محفوظة للخلايا الهامشية.
استنادا إلى هذا النموذج، تم إنشاء نماذج الإجهاد التأكسدي في المختبرات ونماذج الشيخوخة الخلوية باستخدام بيروكسيد الهيدروجين (H2O2) وD-جالاكتوز على التوالي. أظهرت الخلايا المعالجة زيادة ملحوظة في مستويات أنواع الأكسجين التفاعلية داخل الخلايا (ROS) وإيجابية β-جالاكتوسيداز (SA-β-gal) المرتبطة بالشيخوخة، مما يشير إلى حساسية عالية للخلايا الهامشية الأولية للإجهاد التأكسدي والمحفزات التي تحفز الشيخوخة. تؤسس هذه الدراسة مجتمعة نظاما مستقرا وقابلا للتكرار لزراعة ونمذجة الخلايا الجانبية الأولية للفئران، مما يوفر منصة مختبرية موثوقة للتحقيق في خلل وظائف الوعية الدموية في الستريا والآليات ذات الصلة.
في الجهاز السمعي، تعمل أنسجة مختلفة داخل القوقعة معا لتحويل الموجات الصوتية المعقدة إلى إشارات كهربائية1. تنظم الشريط الوعائي الوعائي التركيب الأيوني للإندوليمف وتولد الجهد الداخلي القوقعي (EP)، مما يحافظ على توازن القوقعة ويضمن الوظيفة الطبيعية لخلايا الشعر الداخلية والخارجية. يتكون من ثلاثة أنواع خلايا مميزة: الخلايا الهامشية، الخلايا الوسيطة، والخلايا القاعدية. تشكل الخلايا الحدية طبقة ظهارية أحادية مستقطبة تواجه مباشرة الإندوليمف وتغلق بوصلات مشدودة. الغشاء الجانبي الجانبي للخلايا الهامشية يثري بناقلين رئيسيين للبوتاسيوم، Na⁺/K⁺-ATPase وNKCC1، اللذين يعملان في تنظيم نقل أيونات الصوديوم والبوتاسيوم في الشريط الوعائي. لقد ثبت أن وظيفة Na⁺/K⁺-ATPase مرتبطة مباشرة ب EP 2,3. قنوات KCNQ1/KCNE1 تقع في الغشية القمية للخلايا الهامشية وتولد جهد انتشار إضافي ل K⁺ يساهم في تكوين EP4. الخلايا الهامشية غنية بعدة بروتينات مرتبطة بالبوتاسيوم وتعمل كوحدة خلوية أساسية تدفع إعادة تدوير البوتاسيوم في اللينيمف القوقعي. لذا، الخلايا الهامشية هي الخلايا الرئيسية المسؤولة عن توليد وصيانة EP.
لقد ثبت أن الشريط الوعائي (SV) يلعب دورا حاسما في التسبب في أمراض العديد من الاضطرابات المرتبطة بفقدان السمع الحسي العصبي (SNHL)، بما في ذلك فقدان السمع المرتبط بالعمر (ARHL)، وفقدان السمع الناتج عن الضوضاء (NIHL)، وفقدان السمع الوراثي (HHL)، وفقدان السمع الناتج عن الأدوية (DIHL). بالإضافة إلى ذلك، أظهرت الدراسات الحديثة أن هناك عدة اضطرابات سمعية أخرى، مثل مرض المناعة الداخلية المناعية (AIED)، ومرض الأذن الداخلية الالتهابية الذاتية (AID)، ومرض مينيير (MD)، رغم اختلافها السببي، إلا أنها تشارك في ال SV في آلياته الممرضة الأساسية 5,6. لذلك، فإن إنشاء نماذج خلوية موثوقة للتحقيق في مسببات فقدان السمع أمر ضروري. أظهرت الدراسات أن انخفاض كثافة الخلايا الهامشية يعمل كمؤشر قوي على وجود EP طوال عمر الفأر، بينما يمثل ضمور الشريط الوعائي آفة مميزة مبكرة في ARHL 7,8. يمكن أن توفر الزراعة المختبرية للخلايا الهامشية نموذجا موثوقا لدراسة مسببات مرض ARHL واستكشاف الأهداف العلاجية المحتملة. بعيدا عن ARHL، كشفت دراسات حديثة عن ارتباط عال وعلاقة أساسية محتملة بين الشريط الوعائي الوعائي واضطرابات سمعية أخرى، مما يشير إلى أن نماذج الخلايا الهامشية في المختبرات قد يكون لها تطبيقات أوسع 5,9,10.
تصف هذه الدراسة بروتوكولا لتشريح وزراعة الشريط الوعائي من قوقعة الفئران الوليدة، يليه تنقية الخلايا الهامشية باستخدام الصفائح التفريقية، مما يوفر نموذجا خلويا موثوقا للبحث في أمراض الستريا الوعائية الوعائية.
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
تم توفير جراء الفئران حديثي الولادة (P0-3) بواسطة شركة بيونت. كانت جميع الإجراءات التجريبية متوافقة مع إرشادات العناية واستخدام الحيوانات المخبرية التي نشرتها المعاهد الوطنية للصحة الأمريكية (منشور NIH، منقحة 2011) وتمت الموافقة عليها من قبل لجنة أخلاقيات الحيوان في مستشفى رينمين بجامعة ووهان (WDRM202400019).
1. التعقيم وتحضير المواد
2. التشريح وعزل العظم الصدغي لجمع الظهارة السمعية
3. التفكك الإنزيمي للحصول على الخلايا الهامشية في الشريط الوعائي
4. تنقية الخلايا الهامشية
5. التلوين بالفلورة المناعية
6. معالجة H2O2 وتلوين ROS
7. علاج D-جالاكتوز وتلوين SA-β-gal
8. التحليل الإحصائي
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
نمو وخصائص الخلايا المزروعة
وباستخدام هذا البروتوكول، نجحنا في تأسيس الثقافات الأولية لخلايا هامشية معزولة من قوقعة الفئران. في اليوم الثاني من الزراعة، كشفت المجهر الضوئي أن الخلايا التصقت بالركيزة وبدأت في تكوين مستعمرات متجمعة (الشكل 2Aa). في اليوم الثالث، قمنا بتنقية الخلايا (الشكل 2B). كشفت الملاحظات اللاحقة خلال الأيام التالية أن الخلايا الهامشية الأولية خضعت لتوسع أسي، وأظهرت شكلا مميزا يشبه الحصى ووصل...
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
على مدى عقود، ركزت الأبحاث حول فقدان السمع بشكل أساسي على دور خلايا الشعر الحسية وروابطها المشبكية مع الخلايا العصبية الحلزونية11. تم تخصيص العديد من الدراسات المنشورة لإنشاء وتحسين نماذج الزراعة المختبرية لخلايا الشعر، والتي لعبت دورا لا غنى عنه في دراسة تلف خلايا الشعر، وتجددها، وتأثيرات الأدوية السامة للأذن 12,13. ومع ذلك، سلطت مجموعة متزايدة من الأبحاث والمراجعات الضوء على الدور الحاسم الذي طا...
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
يعلن المؤلفون أن البحث لا يحتوي على تضارب مصالح تجارية أو مالية.
نعبر عن امتناننا لقسم طب الأنف والأذن والحنجرة - جراحة الرأس والرقبة، ومستشفى رينمين بجامعة ووهان (ووهان، الصين) ومعهد أبحاث طب الأنف والأذن والحنجرة - جراحة الرأس والرقبة، مستشفى رينمين بجامعة ووهان (ووهان، الصين) على دعمهم السخي وتشجيعهم. وقد دعم هذا العمل مؤسسة بناء وحضانة مركز الخدمات الصحية الوطنية في الصين (ZX0000000037)، والمؤسسة الوطنية للعلوم الطبيعية في الصين (81700916، 82301294)، ومؤسسة العلوم الطبيعية في مقاطعة هوبي (2017CFB242)، ومشروع البحث العلمي للجنة الصحة في مقاطعة هوبي (WJ2017Q005).
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
| الاسم | الشركة | رقم فهرسي | التعليقات |
|---|---|---|---|
| أنبوب الطرد المركزي بسعة 15 مل | سيرفيسبيو | EP-1501-J | الاستخدام للثقافة |
| طبق زراعة الخلايا بقطر 35 مم | NEST | 706001 | الاستخدام للتشريح |
| 4٪ بارافورمالديهيد | سيرفيسبيو | G1101 | التلوين المناعي الفلوري |
| صفيحة ذات 6 آبار | سيرفيسبيو | CCP-6H | الاستخدام للثقافة |
| أليكسا فلور 488-الأجسام المضادة المضادة للأرانب الماعز المتزامن | بروتين تك | SA00013-2 | التلوين المناعي الفلوري |
| وسيط تركيب مضاد التدرج مع DAPI | الأبسين | ABS9235 | التلوين المناعي الفلوري |
| مجموعة عد الخلايا-8 | بيوتايم | C0037 | الاستخدام في عد الخلايا |
| كولاجناز النوع الثاني | بايوشارب | BS164 | الاستخدام للثقافة |
| نظام المسح بالليزر الكونفوكال | أوليمبوس | FV1200 | التلوين المناعي الفلوري |
| DCFH-DA | إنفيتروجين | C2938 | صبغة ROS |
| دي-غال | سولاربيولوجيا | D8310 | الاستخدام لنمذجة الخلايا |
| وسيط إبي سي إم إيه | ساينس ل | 4131 | الاستخدام للثقافة |
| الملقط الدقيق | الدفع الخلفي | F11020-11 | الاستخدام للتشريح |
| مصل الماعز | بيوتايم | C0265 | التلوين المناعي الفلوري |
| H2O2 | مكبيو | MM0707 | الاستخدام لنمذجة الخلايا |
| محلول الملح المتوازن لهانك (HBSS) | بايوشارب | BL561A | الاستخدام للثقافة |
| إيزوفلوران | الدفع الخلفي | R510-22-10 | الاستخدام للتشريح |
| الأجسام المضادة KCNQ1 (G-8) | سانتا كروز | SC-365186 | التلوين المناعي الفلوري |
| المجهر | أوليمبوس | SZX7-1063 | الاستخدام للتشريح |
| المجهر | أوليمبوس | IX71 | يستخدم لمراقبة نتائج التلوين الفلوري المناعي |
| ميتو تراكر الأحمر CMXRos | إنفيتروجين | M7512 | صبغة ROS |
| جراء الفئران حديثة الولادة (P0-P3) | مقدمة من BIONT | ||
| PBS | سيرفيسبيو | G4202 | التلوين المناعي الفلوري |
| الأجسام المضادة وحيدة النسيلة من رابيت مضاد للفأر CK18 | بروتين تك | 10830-1-AP | التلوين المناعي الفلوري |
| طقم التلوين للشيخوخة وبيتا;-جالاكتوسيداز | بيوتايم | C0602 | تصبغات التقدم في العمر |
| ترايتون X-100 | سيغما-ألدرتش | X100 | التلوين المناعي الفلوري |
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.