هنا، نقدم طريقة سريعة ونقية وفعالة من حيث التكلفة لتحديد عضويات الورم من سلالة خلايا A549، مناسبة للاختبارات الأولية ولأغراض التعليم.
يتطلب اشتراك JoVE لعرض هذا المحتوى. تسجيل الدخول أو ابدأ نسخة تجريبية مجانية
مقالة منهجية
* These authors contributed equally
هنا، نقدم طريقة سريعة ونقية وفعالة من حيث التكلفة لتحديد عضويات الورم من سلالة خلايا A549، مناسبة للاختبارات الأولية ولأغراض التعليم.
هنا، نصف بروتوكولا لتوليد عضويات الأورام المشتقة من خط الخلايا (CDTOs) من سلسلة خلايا سرطان الغدة في الرئة البشرية A549. يتضمن البروتوكول تضمين خلايا A549 الموسعة ثنائية الأبعاد في Matrigel والحفاظ عليها في وسط زراعة ثلاثي الأبعاد لزراعة طويلة الأمد. تم تحديد كثافة البذور الموصى بها 500 خلية/ميكرولتر لدعم تكوين عضوي متسق. تميزت الأقراص الناتجة بصبغ الهيماتوكسيلين والإيوزين (H&E) وتألق المناعي (IF). حافظت العضويات على تعبير عال عن علامات سرطان الغدة الدرقية في الرئة مثل عامل النسخ الغدقي 1 (TTF-1)، وبروتين الالتصاق E-كاديرين (ECAD)، وبروتين الهيكل الخلوي كيراتين 7 (KRT7). علاوة على ذلك، أظهر تعبير بروتين الوصلة الضيقة Zona Occludens 1 (ZO-1) استقطبية غير منظمة في عضويات الأورام. يقدم هذا البروتوكول منصة عضوية أورامية بسيطة تقنيا، وفعالة من حيث التكلفة، وبحتة لأبحاث سرطان الغدة في الرئة. بساطته وقابليتها للتكرار تجعلها مناسبة أيضا للتدريس المختبري الجامعي، حيث يمكنها مساعدة الطلاب على اكتساب تقنيات زراعة الأورام العضوية ثلاثية الأبعاد الأساسية ضمن جدول مختبري محدود.
العضويات هي هياكل ثلاثية الأبعاد (ثلاثية الأبعاد) منظمة ذاتيا في المختبر ، تنشأ من الخلايا الجذعية وقادرة على إعادة تلخيص التعقيدات البيولوجية للأعضاء الحقيقية إلى حد كبير1. قد تنبع الخلايا التي تشكل العضويات من خلايا جذعية متعددة القدرات محفزة أو خلايا مشتقة من الأنسجة، وتشمل الأخيرة الخلايا الجذعية/السلفية الطبيعية، والخلايا المتمايزة، وخلايا الورم2. مقارنة بأنظمة الزراعة ثنائية الأبعاد التقليدية ونماذج الحيوانات، يمكن للعضويات تقليد الخصائص الفسيولوجية لجسم الإنسان بشكل أوثق مع توفير مرونة تجريبية أكبر. وبالتالي، تم تطبيق تقنية العضوية على نطاق واسع في تطوير الأدوية3، والطب الشخصي4، ونمذجة الأمراض5.
وقد أنشأت العديد من الدراسات نماذج عضوية لمجموعة واسعة من السرطانات، بما في ذلك أورام القولون والمستقيم6، البروستاتا7، البنكرياس8، المعدة9، الكبد10، الصفراوية11، الثدي12، والأورام العصبية الصماء. ومع ذلك، فإن أحد التحديات الرئيسية في أبحاث الأورام العضوية يكمن في الحفاظ على النقاء. على سبيل المثال، كشفت دراسة على سرطان الرئة غير صغير الخلايا أن 17٪ فقط من الأعضاء المعتمدة كانت أورامية بحتة، حيث تحتوي عينات الأورام غالبا على مزيج من الخلايا الطبيعية والخبيثة التي يصعب فصلها بالكامل قبل الزراعة13. يمكن أن تسبب مشكلة الشوائب هذه القضاء على خلايا الورم عن طريق نمو الخلايا غير الورمية، ويتداخل مع نتائج اختبارات الحساسية للأدوية، ويؤدي إلى تحليلات جزيئية غير دقيقة مثل RT-qPCR أو Western Blot، حيث يتم تخفيف الحمض النووي الريبي والبروتينات من خلايا الورم بسبب نسب غير قابلة للتحكم من الخلايا الملوثة.
لمعالجة هذه المشكلة، استكشف الباحثون تصميم وسائط زراعة انتقائية تستغل تقليل اعتماد خلايا الورم على عوامل نمو معينة، مما يثبط النمو الطبيعي للخلايا مع تعزيز توسع خلايا الورم14. بالإضافة إلى ذلك، يتم تطوير استراتيجيات مثل فرز الخلايا أو التعرف على وحيد النسيلة لبناء عضويات أورامية نقية.
يصف هذا البروتوكول توليد عضويات الأورام المشتقة من خط الخلايا (CDTOs) باستخدام خط الخلايا A549 لسرطان الغدة في الرئة البشرية، والتي أبلغ عن أنها تظهر جزئيا خصائص شبيهة بالخلايا الجذعية السرطانية، بالإضافة إلى تعزيز التكاثر، والقدرة على التكاثر، وزيادة الإصابة بالأورام في المختبر.15. حافظت CDOs الناتجة على تعبير علامات حيوية خاصة بالسلالة مثل عامل نسخ الغدة الدرقية 1 (TTF-1)16، وبروتين الالتصاق E-كاديرين (ECAD)17، وبروتين الهيكل الخلوي كيراتين 7 (KRT7)16 ، وأظهرت سمات فسيولوجية مميزة للعضويات الورمية. هذا النموذج سهل التأسيس ويحتوي على مكونات محددة من خلايا السرطان، مما يجعله مناسبا للباحثين الجدد في مجال الورم العضوي أو الذين يواجهون صعوبة فقدان هوية الورم في الزراعة العضوية الأولية للأورم. تشمل التطبيقات المحتملة اختبار الحساسية الدوائيةالأولي 18، ودراسات البيئة الدقيقةللأورام 19، والتدريب التعليمي على تقنيات الزراعة ثلاثية الأبعاد.
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
درجة حرارة الغرفة في المختبر تتراوح بين 22–24 درجة مئوية وتسمى RT. يوصى باستخدام جهاز طرد مركزي من نوع دلو التأرجح. المواد المستخدمة والمواد المستخدمة مدرجة في جدول المواد.
1. تأسيس العضويات الأولية من A549
2. تثبيت وتضمين، وتقسيم الأعضاء
3. تلوين الهيماتوكسيلين والإيوزين (H&E)
4. التلوين بالفلورية المناعية الكاملة
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
تشمل العملية العامة لهذا البروتوكول توسيع خلايا A549 ثنائية الأبعاد إلى المرحلة الأسية (الشكل الإضافي 1A) والمرور إلى المادة ثلاثية الأبعاد لتشكيل عضويات (الشكل 1A). عند تغليف الخلايا في ماتريجيل، تكاثرت الخلايا وتجمع ذاتيا، مكونة في الغالب عضويات أحادية النسيلة (الشكل 1B). كان شكلها الكثيف والمعقد موحدا عبر الممرات (الشكل التكميلي 1C). وبالمقارنة، كانت معظم هذه الهياكل كروية وزادت حجمها مع استمرار الثقافة؛ جزء واحد التصق بأسفل ...
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
يصف هذا البروتوكول طريقة لتوليد عضويات الأورام المشتقة من خط الخلايا في سرطان الغدة الرئوي A549، محسنة للبساطة التقنية وقابلية التكرار والاستخدام التعليمي. ثلاثة معايير تحدد النجاح بشكل حاسم: الحالة الابتدائية للخلية، وتركيب الوسط، وتركيب المصفوفة. بالإضافة إلى ذلك، لا ينصح بتجاوز مدة الزراعة 14 يوما. فيما يلي مؤشرات رئيسية وحل المشكلة.
الحالة الأولية للخلية
تم الحفاظ على عدد ممرات منخفض للخلايا (<20 مقطعا) لتقليل الانجراف الجيني والانتقاء ...
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
لا يوجد لدى المؤلفين تضارب مصالح للكشف عنها.
وقد دعم هذا العمل برنامج فودان للممارسة الجيدة للتدريس والتعلم، والمعهد الوطني للأبحاث لمواد التدريس، والبرنامج الوطني لتدريب المواهب في التخصصات الأساسية (رقم J1210012)، بالإضافة إلى برنامج تنمية الطلاب المتفوقين في التخصصات الأساسية التابع لوزارة التعليم (رقم 20211021). تم إنشاء الشكل 1A في BioRender (جو، ز. (2026) https://BioRender.com/0qi2gmd).
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
| الاسم | الشركة | رقم فهرسي | التعليقات |
|---|---|---|---|
| 1.5 mL Micro Centrifuge tube | Biofil | CFT003015 | |
| A549 [A-549]human non-small cell lung cancer cells | ZQXZbio | ZQ0003 | STR: Amelogenin: X,Y; CSF1PO: 10,12; D13S317: 11; D16S539: 11,12; D5S818: 11; D7S820: 8,11; TH01: 8,9.3; TPOX: 8,11; vWA: 14. Mycoplasma was negetive when purchased was tested every 2 weeks. Passage number within 10 passages from the P1 aliquots of the purchased batch was used. |
| Advanced DMEM/F12 | Gibco | 12634010 | |
| Anti-E Cadherin antibody | Abcam | ab231303 | |
| Anti-Fade Mounting Medium | YEASEN | 36307ES08 | |
| Anti-HIF-1 alpha antibody | Abcam | ab51608 | |
| Biological Safety Cabinet | Nuaire LABGARD | NU-540 | |
| Biological Tissue Embedding Machine | KEDEE | KD-BM | |
| BSA | Sigma | A1933 | |
| Cell-Grade BSA | Sigma | A1933-100G | |
| Centrifuge | Eppendorf | Centrifuge 5702 R | Swing bucket; Mild to low speed. |
| Centrifuge tube | Biofil | CFT920150 | |
| Citrate Antigen Retrieval Solution (pH 6.0) | ZSGB-BIO | ZLI-9065 | |
| Cryostage | KEDEE | KD-BL | |
| Cytation 5 Cell Imaging Multimode Reader | Biotek | Cytation 5 | |
| Cytokeratin 7 (KRT7) Rabbit mAb | Abclonal | A4357 | |
| DMEM | Gibco | 11965092 | |
| DMSO | Solarbio | D8371 | |
| Donkey Serum | Solarbio | SL050 | |
| Dulbecco's Modified Eagle Medium | Gibco | 11965118 | |
| Eclipse Ts2 Inverted Microscope | Nikon | Eclipse Ts2 | |
| Eosin Staining Solution (Alcohol-Soluble) | Servicebio | G1001 | |
| FBS | Nobimpex | B118-500 | |
| Forma Steri-Cycle i160 CO2 Incubator | Thermo Scientific | i60 | |
| Hematoxylin Bluing Solution | Servicebio | G1040 | |
| Hematoxylin Differentiation Solution | Servicebio | G1040 | |
| Hematoxylin Staining Solution | Servicebio | G1004 | |
| Hemocytometer | Solarbio | YA0810 | |
| Human Lung Adenocarcinoma Organoid Medium (3D medium) | PMO Bio | HC1001 | |
| Immunohistochemistry (IHC) Pen | ZSGB-BIO | ZLI-9305 | Store in 4°C |
| Laser Confocal Microscope FV3000 | Olympus | FV3000 | Usual parameter range: PMT Voltage: 500 ± 200 V; Laser Transmissivity: 5 ± 3%; Offset: 3 % |
| Manual Rotary Microtome | Leica | RM2235 | |
| Metal Bath | ALLSHENG | MK-3000 | |
| Microwave Oven | Galanz | ||
| Nail Polish | Lete | ||
| Neutral Balsam (Mounting Medium for Microscopy) | Beyotime | C0173 | |
| Organoid-Specific Extracellular Matrix Gel | PMO Bio | BM1001 | |
| PBS | WISENT | 311-010-CL | |
| Peroxidase Blocking Solution | Beyotime | P0100A | |
| Pipettes | Eppendorf | 312300063/312300020/312400083 | |
| Pipettes tips | Axygen | 14-222-692/14-222-723/14-222-869 | Consider using low retention tips if possible. |
| Three-Dimensional Shaker | SCILOGEX | SK-D3309-Pro | Low speed. |
| Tissue Flotation Water Bath | KEDEE | KD-P | |
| Triton X-100 | VWR | 92046-34-9 | |
| Trypan Blue | Gibco | 15250061 | |
| TryPLE | Gibco | 12605028 | |
| TTF1 Recombinant Monoclonal Antibody | HUABIO | HA720067 |
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.