$$\rightleftharpoonup{xx}$$
$$\longleftharp{xx}$$,
$$\longrightharp{xx}$$,
أجريت جميع التجارب وفقا للبروتوكولات المعتمدة من لجنة رعاية واستخدام الحيوانات المؤسسية في مستشفى بوسطن للأطفال (IACUC) بموجب رقم الموافقة 00002611. يتم توفير قائمة كاملة بجميع المواد المستخدمة في هذا البروتوكول، بما في ذلك المواد الكيميائية والمواد الاستهلاكية والمعدات، في جدول المواد، إلى جانب أرقام المصنعين وأرقام الكتالوج المطابقة لضمان قابلية التكرار.
الزراعة الأولية لخلايا الزونا الكبيضية الكظبية والزبونة اللوثية للفئران
تم تكييف الطرق المستخدمة لتأسيس الزراعة الأولية لخلايا الغدة القشرية الذكور البالغين من النوع البري (Mus musculus, C57BL/6) في هذه الدراسة من إجراء تم تطويره أصلا لفئران سبراج-داولي28. لتأكيد فصل وهوية مجموعات خلايا زونا كبيبة وزونا فاسيكولاتا، تم استخدام نموذج تتبع النسب باستخدام فئران Cyp11b2tm1.1(cre)Brlt/+ (المعروفة أيضا باسم Cre) 1,2,3,4 وفئران Gt(ROSA)26Sortm4(ACTB-tdTomato-EGFP) Luo/J (المعروفة أيضا باسم ROSAmT/mG)29.
التحضير قبل الإجراء
المواد
مجموعتان من الملقط والمقص للشقوق السطحية ومجموعة أخرى لشق تجويف البطن (الشكل 1A الإضافي). دفأ وسط الزراعة وPBS (37 درجة مئوية). حضرت طبقين (P60) باستخدام DMEM/F-12. تم تجهيز 3 أطباق (P60) مع PBS دافئ لغسل الغدد بالتتابع (الحمام 1، 2، و3) (الأشكال الإضافية 1B، 1–3)، وطبق واحد للحفاظ على الغدة الكظرية في محلول (الأشكال الإضافية 1B، 4). تم تحضير طبقين (P60) مع ورق ترشيح معقم على السطح (الأشكال الإضافية 1C، 1–2). جهزت طبقين من P60 مع 500 ميكرولتر من محلول الهضم ووضعت عليها علامات على الكبيبة (zG) أو الحزمة (zF) (الأشكال الإضافية 1D، zG، zF). جهزت أنبوبين، وزينت zG وzF، وأضفت 4.5 مل من محلول الهضم.
الحلول
لصنع محلول الهضم، تم إذابة الكولاجناز من النوع الأول (التركيز النهائي 4 ملغ/مل) وDNase I (التركيز النهائي 0.04 ملغ/مل) في 5 مل من وسط DMEM/F-12 النقي. قمت بترشيح المحلول إلى أنبوب بسعة 50 مل باستخدام حقنة وفلتر 0.22 ميكرومول. يجب تحضير محلول الهضم طازجا في كل مرة.
الحيوانات
للحصول على الزراعة الأولية المغنية لخلايا الفئران الكظرية والمنطقة الفاسيكولاتا، استخدم 10–15 فأرا ذكرا شابا، تبلغ أعمارهم تقريبا 6–7 أسابيع. الإناث لديهن غدد كظرية أكبر قليلا من الذكور، ويمكن استخدام أي من الجنسين بهذا البروتوكول. ومع ذلك، في هذه الدراسة، تم استخدام الذكور فقط لتجنب التداخل المحتمل من منطقة X الموجودة لدى الإناث الصغيرات، مما يضمن الفصل الدقيق للمناطق. تم قتل الفئران عن طريق استنشاق ثاني أكسيد الكربون وفقا لإرشادات رعاية الحيوانات المؤسسية. تم تأكيد الوفاة بغياب التنفس ونقص الاستجابة الذهنية. تم تشريح الغدد الكظرية فورا، خلال 3–5 دقائق من تأكيد الوفاة، للحفاظ على بقاء الأنسجة.
وضعية وتعرض البطن
وضع الفأر في وضعية ظرافة ظهرية على سطح مستو معقم (الشكل 1A). تم تعقيم فراء الحيوان بنسبة 70٪ كحول. تم استخدام الملقط والمقص للشقوق الجلدية، والمجموعة الثانية للشق في تجويف البطن. تم عمل شق أولي في المنطقة الإربية من البطن، يمتد جانبيا نحو الصدر من كلا الجانبين ليكشف عن الصفاق (الشكل 1B). تم سحب الجلد بعناية، تليها عضلات البطن، لكشف تجويف البطن (الشكل 1C). يجب أن يكون الشق الأولي سطحيا لتجنب تلف الأعضاء الداخلية. تقدم إلى طبقة العضلات مع شق حذر، ثم كشف تجويف البطن. تجنب تمزق الأوعية الدموية، لأن النزيف قد يصعب تحديد موقع الغدد الكظرية ويؤخر تجمعها. غير الأدوات الجراحية لتقليل التلوث الميكروبي.
تحديد وجمع الغدة الكظرية اليسرى
تقع الغدة الكظرية اليسرى في الوسط وأعلى الكلية اليسرى في الخلف الصفاقي، ذات شكل بيضاوي ولون وردي، محاطة بأنسجة دهنية بيضاء (الأشكال 1D–G). أثناء إزاحة الأعضاء المجاورة بعناية باستخدام ملقط غير حاد لتحسين الرؤية، استخدم المقص لإزالة معظم الأنسجة الدهنية باستخدام قطع قصيرة ومتحكم بها، معزولة الغدة الكظرية. تجنب الإمساك المباشر بالغدة الكظرية لمنع تلف كبسولتها. تم وضع الغدة مباشرة بعد العزل في طبق زراعة P60 يحتوي على 10 مل من DMEM/F-12 المسخن مسبقا عند 37 درجة مئوية (الشكل 1F).
تحديد وجمع الغدة الكظرية اليمنى
تقع الغدة الكظرية اليمنى جانبيا وأعلى الكلية اليمنى في خلف الصفاق، ذات شكل بيضاوي ولون وردي (الأشكال 1E–H). قد يكون تحديد هذه الغدة الكظرية أكثر تحديا بسبب قربها من أعضاء أخرى، مثل الكبد والقولون الصاعد، بالإضافة إلى الأوعية الدموية القريبة. أثناء إزاحة الأعضاء المجاورة بعناية باستخدام ملقط حاد لتحسين الرؤية، استخدم المقص لإزالة معظم الأنسجة الدهنية باستخدام قطع قصيرة ومتحكم بها، مع عزل الغدة الكظرية مع الحرص على عدم إتلاف الكبسولة. تم وضع الغدة مباشرة بعد العزل في طبق زراعة P60 مع 10 مل من DMEM/F-12 المسخن مسبقا عند 37 درجة مئوية. الغدد الكظرية تدمج في نفس الطبق (الشكل 1F). خلال الإجراء، من الضروري التعامل مع الأوعية الدموية الرئيسية في المنطقة بحذر لتجنب الجروح العرضية التي قد تسبب نزيفا وتعقد عملية التثبيت. الأوعية الرئيسية التي يجب الحذر منها تشمل الأوردة الكلوية والشرايين الكلوية. جمعت الغدة الكظرية مع بعض الأنسجة الدهنية الملتصقة. هذا يسهل التعامل مع الغدة ويحمي من تلف الكبسولات والتلوث (الشكل 1I).
العمل في شفاط تدفق طبقي معقم
قبل نقل الغدد إلى غطاء التدفق الطبقي، تم مسح الطبق بالكحول بنسبة 70٪. تم غسل الغدد الكظرية ب PBS ثلاث مرات في درجة حرارة الغرفة (25 درجة مئوية) (في الصحون 1 و2 و3 وجمعت في الطبق 4) (الشكل الإضافي 1B). يساعد ورق الفلتر في التصاق الدهون ويضمن نتائج أفضل. أثناء تحضير عدة غدد، يجب الحفاظ على الأنسجة المنفصلة في DMEM المدفئة مسبقا للحفاظ على الصلاحية. تم الإمساك بالغدة الكظرية بواسطة نسيج الدهون الملتصق (الأشكال 1I–J)، وتم تشريح الدهون بعناية على ورق الترشيح (الشكل الإضافي 1C، الطبق 1)، باستخدام ملقط دقيق وحركات محكمة لتجنب إتلاف الكبسولة. النتيجة المتوقعة هي غدة ناعمة وسليمة خالية من الدهون الزائدة والأنسجة الضامة، كما هو موضح في الشكل 1K. تم نقل الغدد الكظرية بعناية إلى ورق مرشح جديد (الشكل الإضافي 1C، الطبق 2) لتسهيل التشريح الدقيق للاستئصال الدقيق. تم قرص الكبسولة بلطف باستخدام ملقط دقيق، وباستخدام شفرة المشرط، تم إجراء شق شعاعي في الغدة دون قطع الأنسجة بالكامل.
تم كشف محتويات القشرة الداخلية بلطف عن طريق دفعها للخارج عبر الشق عبر الضغط الميكانيكي الطفيف باستخدام الملقط. ظلت الكبسولة وzG متصلتين بطرف الملقط، بينما كانت المادة الغدية المطرودة الداخلية تتوافق مع zF والنخاع. يجب أن يبدأ الهضم الإنزيمي فقط بعد معالجة جميع الغدد (الشكل 1L)، بسبب الانفصال الميكانيكي للمناطق الخارجية والداخلية.
الهضم
تم تصنيف أنبوبين ك OF (الجزء الخارجي: الكبسولة والزغ) أو IF (الجزء الداخلي: zF والنخاع) (الشكل 1M). تمت إضافة ما مجموعه 4.5 مل من محلول الهضم المسخن مسبقا (37 درجة مئوية)، وتم نقل محلول OF وIF إلى الأنابيب المناسبة. تم حضن العينات عند درجة حرارة 37 درجة مئوية في حاضنة رطبة تحتوي على 5٪ CO₂ لمدة 30 دقيقة، وتم تدوير الأنابيب بلطف كل 10 دقائق، عن طريق قلبها يدويا 2–3 مرات لضمان تعرض منتظم لمحلول الإنزيم. قد يختلف الوقت المطلوب للهضم حسب جودة ونشاط وظروف تخزين الكولاجيناز. بعد 30 دقيقة، تم تفكيك النسيج عن طريق الرش بالماصات صعودا وهبوطا 40 مرة بضربات بطيئة ومتحكم بها، باستخدام ماصة مصلية بحجم 5 مل لتوليد خليط خلية واحدة. بعد تفكك النسيج، من المثالي ألا تبقى شظايا مرئية، ويجب أن يبدو الوسط عكرا. إذا كانت الشظايا لا تزال موجودة، فقد ينظر في هضم إضافي لمدة 15 دقيقة.
الغسيل والطلاء
بعد الهضم، تم غسل الخلايا بإضافة 45 مل من DMEM/F-12 لإزالة الإنزيم المتبقي (الشكل 1 M). تم طرد العينات على حرارة 150 × جرام لمدة 12 دقيقة في درجة حرارة الغرفة (25 درجة مئوية). بعد الطرد المركزي، يتوقع وجود حبيبات صغيرة ومضغوطة ذات مظهر وردي إلى أصفر فاتح قليلا، بينما يجب أن يبقى الفائق صافيا وخاليا من الجسيمات المرئية. تمت إزالة السوبرناتينت بعناية والتخلص منها، مع الحرص على عدم إزعاج الحبيبة. تم إعادة تعليق الحبيبة في وسط زراعة مسخن مسبقا (37 درجة مئوية) وفقا للحجم النهائي المطلوب للطلاء (انظر أدناه). تم الحفاظ على كثافة طلاء مثالية تبلغ حوالي 70٪ لضمان بقاء وحيوية الزرعة. تم تقدير عدد الخلايا باستخدام غرفة عد نيوباور قبل الطبق، وتم تعديل عدد الخلايا المزروعة حسب مساحة طبق الزراعة لتحقيق التقاء المطلوب. قم بتغليف الخلايا الخارجية الغنية بالزي جي (OF) بكثافة تقارب حيوان واحد لكل بئر (عادة ما تنتج ~1.5–2.5 × 104 خلايا) وخلايا الكسر الداخلية الغنية ب zF عند ~0.63 حيوان لكل بئر (عادة ما تنتج ~2.5–4.0 × 104 خلايا) في صفيحة مكونة من 48 بئرا.
صيانة زراعة الخلايا
كانت الخلايا تزرع في وسط الزراعة المذكور أعلاه وتحافظ عليها تحت ظروف قياسية في حاضنة رطبة عند 37 درجة مئوية مع 5٪ CO₂. بعد 24 ساعة من الزراعة، تم استبدال الوسط لإزالة الحطام وأي خلايا دم متبقية. تعزز هذه الخطوة النمو الأمثل. تم سحب الطبق بعناية، وأضيف متوسط جديد مسخن مسبقا (37 درجة مئوية). انتظر على الأقل 48 ساعة قبل تقييم الخلايا في التجارب الوظيفية. يوصى بالانتظار ثلاثة أيام قبل إجراء التجارب الوظيفية لضمان ترسيخ الزراعة بشكل جيد. قد تتطلب الزراعة الممتدة بعد هذه الفترة التريبسين والمرور، مما قد يؤدي إلى اختيار الخلايا وفقدان خصائص الزراعة الأولية.
تحليل البيانات والإجراءات الداعمة
تحضير زراعة الخلايا الأولية للغدة الكظرية
تم إنشاء زراعة أولية للغدد الكظرية الكاملة باتباع نفس الإجراءات لجمع الأنسجة، والهضم، والغسل، والتلوين، واستخدمت كضوابط قياسية للاختبارات الجزيئية والوظيفية.
تحليل التعبير الجيني
لتنقية الحمض النووي الريبي الكلي من خلايا OF وIF، تم تجانس الخلايا المزروعة في TRIReagent باستخدام مجموعة RNA، وفقا لبروتوكول الشركة المصنعة. تم تقييم سلامة وتركيز الحمض النووي الريبي باستخدام التحليل الطيفي. شملت معالجة الحمض النووي الريبي الكلي التحويل العكسي إلى cDNA باستخدام مجموعة النسخ العكسي cDNA عالية السعة. تم إجراء تحليل التعبير الجيني بواسطة تحليل PCR الكمي في الوقت الحقيقي (qPCR) باستخدام جهاز التدوير الحراري. تم استخدام النسخ التقنية للتحكم في التغيرات. تم استخدام تمهيدات TaqMan Universal PCR Master Mix وتاك مان بالفأرة (الجدول 1). تم اختيار قيمة عتبة الدورة (CT) ضمن نطاق التضخيم الخطي لكل عينة تم تشغيلها في مكررة. تم تطبيعه بواسطة جينات التحكم الداخلي β الأكتين والبروتين الريبوزومي 18S (Rps18). تم حساب مستويات التعبير النسبية باستخدام طريقة 2–ΔΔCt رقم 30. تعرض بيانات ثلاث تجارب مختلفة كمتوسط ± انحراف معياري (SD). أجرينا ثلاث تجارب مستقلة.
تحفيز إفراز الألدوستيرون والكورتيكوسترون في الزرعات الأولية ZG و ZF
تم إنشاء والحفاظ على الزراعة الأولية لخلايا زونا كلوبيرولوزا (ZG) والمنطقة الفاسيكولاتا (ZF) عند درجة حرارة 37 درجة مئوية في غلاف جوي رطب يحتوي على 5٪ CO₂. تم طلاء حوالي 5 × 104 خلايا لكل بئر في صفيحة مكونة من 48 بئر باستخدام وسط نمو كامل. بعد أربعة أيام من الزراعة المستمرة، عكست قياسات الإفراز الأساسي إنتاج الهرمونات التراكمي خلال هذه الفترة. في اختبارات التحفيز، تم استنشاق الوسط، وغسلت الخلايا مرة واحدة بمحلول ملحي مخزن بالفوسفات (PBS) لإزالة العوامل المتبقية. بعد ذلك، أضيف 200 ميكرولتر من الوسط الطازج إلى كل بئر، وتمثل الفحوصات التالية إفرازا محفزا حادا ضمن نافذة زمنية محددة. في اختبارات تحفيز الألدوستيرون، تم تزويد وسط الزراعة بأنجيوتنسين II (Ang-II، 10 نانومتر)، والبوتاسيوم (K+)، وككلوريد البوتاسيوم (KCl، 10 ملليمو)، وACTH (10 نانومال). تم استخدام كلوريد الصوديوم (NaCl، 10 ملليمتر) كوسيلة تحكم للمركبة. في اختبارات تحفيز الكورتيكوستيرون، تم اتباع نفس الإجراءات، لكن تم تعزيز الوسط ب ACTH (10 نانوملار)، أو فورسكولين (10 ميكرومول)، أو NaCl (10 ملليموتر) كوسيلة تحكم للمركبة. بعد 6 ساعات من الحضانة عند 37 درجة مئوية و5٪ CO، تم جمع الزائفات الزائدة في الزراعة وتخزينها عند −80 درجة مئوية لقياس الهرمونات لاحقا، كما هو موضح سابقافي 31. تم تحلل الخلايا الملتصقة المتبقية لاستخلاص البروتين، وتم تطبيع مستويات الهرمونات إلى إجمالي محتوى البروتين في الليزات المقابل.
استخراج البروتين وتطبيع قياسات الألدوستيرون والكورتيكوستيرون
تم استخراج البروتين باستخدام تحليل RIPA ومحلول الاستخلاص، مع إضافة مزيج مثبط بروتياز 1x Halt Halt. تم إعادة تعليق الخلايا عن طريق التوصيل بأنابيب لأعلى وأسفل 15 مرة باستخدام رأس ماصة P200 ثم تم تصويتها باستخدام جهاز قياس المجس. تم تحديد تركيز البروتين باستخدام مجموعة اختبار بروتين BCA وفقا لتعليمات الشركة المصنعة.
قياس الألدوستيرون بواسطة التحليل المناعي الإشعاعي (RIA)
تم تحديد تركيز الألدوستيرون في المواد الفائقة لزراعة الخلايا باتباع بروتوكول الشركة المصنعة. باختصار، تمت إضافة 50 ميكرولتر من المادة الفائقة و150 ميكرولتر من 1٪ BSA في PBS، بالإضافة إلى 500 ميكرولتر من متتبع الألدوستيرون المشيع، إلى أنابيب مغطاة بالأجسام المضادة الألدوستيرون. بعد الخلط، تم حضن الأنابيب في درجة حرارة الغرفة (25 درجة مئوية) لمدة 18 ساعة. ثم تم تفريغ خليط الحضانة، وتم حساب الإشعاع في الأنابيب باستخدام عداد غاما ذاتي Cobra II31. تم تطبيع مستويات الألدوستيرون إلى بروتين كلي، كما هو موضح سابقا.
قياس الكورتيكوسترون
تم قياس تركيزات الكورتيكوستيرون في مكونات الزراعة الخلوية باستخدام مجموعة اختبار المقاومة المناعية المرتبط بالإنزيم (ELISA) التنافسية المخصصة للكورتيكوستيرون في الفئران والجرذان، وفقا لبروتوكول الشركة المصنعة. تم تطبيع مستويات الكورتيكوسترون إلى بروتين كلي، كما تم وصفهسابقا 32.
المناعة
تم إجراء التألق المناعي على كل من أقسام الغدة الكظرية المدمجة في البارافين والخلايا المزروعة التي نمت على أغطية زجاجية معالجة مسبقا مطلية ب Poly-L-lysine. لجميع العينات، تم إجراء الحجب باستخدام مصل الماعز الطبيعي (NGS) بنسبة 5٪ في PBS، وتم صبغ النوى بمادة DAPI (4′، 6-دياميدينو-2-فينيل إندول، 1:1000). تم غسل الزلاجات والغطاء ثلاث مرات لمدة 5 دقائق لكل منها بنسبة 0.1٪ من Tween-20 في PBS بين خطوات الحضانة. بعد التلوين، تم تركيب العينات باستخدام Antifade Mountant وتخزينها في الظلام حتى التصوير. مقاطع الأنسجة: تم إزالة البارافين من أجزاء الغدة الكظرية من البارافين في الزيلين، ثم شطفها عبر سلسلة إيثانول متدرجة (100٪، 95٪، 70٪)، وأخيرا شطفها ب PBS. تم إجراء استرجاع المستضدات في مخزن Tris-EDTA (قاعدة Tris 10mM، 1 mM EDTA، 0.05٪ Tween-20، pH 9.0) عن طريق التسخين عند 95 °م لمدة 20 دقيقة. بعد التبريد إلى درجة حرارة الغرفة، تم غسل المقاطع ب PBS وحجبها ب 5٪ NGS في PBS لمدة ساعة واحدة. تم حضنة الأقسام طوال الليل عند 4 درجات مئوية مع الأجسام المضادة الأولية التالية المخففة بنسبة 1:100 في 5٪ NGS في PBS: الفأر مضاد Dab2، مضاد للدجاجة GFP، ومضاد للأرانب RFP. تم استخدام الأجسام المضادة الثانوية التالية (1:300): أليكسا فلور 594 مضاد للفئران IgG، أليكسا فلور 594 مضاد للدجاج IgY، وأليكسا فلور 647 مضاد للأرانب IgG.
الخلايا المزروعة: تم إجراء الفلورية المناعية على الغطاء بعد أربعة أيام من الطبق. تم تثبيت الخلايا ببارافورمالديهيد 4٪ (PFA) المسخن مسبقا عند 37 درجة مئوية لمدة 15 دقيقة وغسلها ثلاث مرات في PBS. تم إجراء الحجب باستخدام 5٪ NGS في PBS لمدة ساعة واحدة في درجة حرارة الغرفة. تم حضنة الغطاء خلال الليل عند 4 درجات مئوية باستخدام فأر مضاد Dab2 (1:100 في 5٪ NGS/PBS)، تلاها أليكسا فلور 488 مضاد للفأر (1:500).
التقاط الصور: تم التقاط صور الحقول المضيئة والفلورية (mGFP وmTomato) للخلايا المزروعة باستخدام نظام المجهر. تم التقاط فلورة mGFP باستخدام مجموعة مرشح للفلورة الخضراء (الإثارة: 470 نانومتر، الانبعاث: 525 نانوموتر)، وتم التقاط فلورة الطماطم باستخدام مجموعة مرشح للفلورة الحمراء (الإثارة: 585 نانومتر، الانبعاث: 624 نانوم).
البرمجيات والتحليل الإحصائي
تم إنشاء ملخصات بصرية، ومخططات مخططة، وأشكال باستخدام Adobe Illustrator 2023 (Adobe Inc., https://www.adobe.com/products/illustrator.html) وBioRender (https://www.biorender.com)، وتم الوصول إليه في مايو 2025. تم تحليل البيانات باستخدام GraphPad Prism الإصدار 10.0. متوفر على: https://www.graphpad.com. أجريت جميع التجارب على الأقل ثلاث مرات ومتكررة بشكل مستقل لضمان قابلية تكرار النتائج. للمقارنات بين مجموعتين، تم استخدام اختبار t الخاص بالطلاب (مزدوج أو غير مقران، حسب الحاجة). للمقارنات التي تشمل ثلاث مجموعات أو أكثر، تم إجراء تحليل التباين (ANOVA) يليه اختبار ما بعد الحدث المناسب لتحديد الفروق ذات الدلالة بين المجموعات. تعرض النتائج كمتوسط ± SD. تم اعتبار قيمة p أقل من 0.05 ذات دلالة إحصائية.