ديسمبر 18, 2015
في هذه المقالة نصف مبادئ تصميم وإجراء تجربة تتبع النسب متعددة الألوان باستخدام فئران R26R-Confetti. نحن نقدم بروتوكولا محددا لتتبع الخلايا الظهارية للقرنية والتي يمكن تعديلها للأنسجة الأخرى ذات الأهمية.
الهدف العام من هذه الطريقة هو تحديد وتتبع هجرة الخلايا الجذعية والخلايا السلفية وانتشارها وبقائها في ظهارة القرنية. يمكن أن تساعد هذه الطريقة في الإجابة على الأسئلة الرئيسية في مجال بيولوجيا الخلية الظهارية للقرنية فيما يتعلق بالتوازن وإصلاح الأنسجة والشيخوخة وعلم الأمراض. الميزة الرئيسية لهذه التقنية هي أنها سهلة التأسيس وتسمح بتتبع النسب غير الغازي للخلايا بطريقة نسيلية.
للبدء ، حدد أولا سلالة فأر كري المعدلة وراثيا مع محفز خاص بالأنسجة المحفزة لتسمية الخلايا السلفية الظهارية الداكنية والقرنية والخلايا الجذعية. يتم استخدام خط Tamoxifen Inducible K 14 Cree ERT. بعد ذلك ، اختر كاسيت قوس قزح المناسب اعتمادا على سؤال البحث وخط Cree المتاح.
في هذه الحالة ، يتم استخدام خط Brainbow 2.1. اعبر سلالة R 26 R المتماثلة اللواقح مع سلالة K 14 Cree ERT متماثلة اللواقح لتوليد الفئران ذات أربع خلايا موجبة K 14 ملونة للحث على إعادة التركيب في الفئران المعدلة وراثيا. قم أولا بوزن 80 ملليغرام من تاموكسيفين وقم بإذابته في مليلتر واحد من زيت الذرة بواسطة Vortexing.
ضع المحلول في حمام مائي مهتز ، يحافظ على درجة حرارة 65 درجة مئوية حتى يذوب تماما ، واتركه في الحمام حتى يستخدم التخدير التالي. فأر Brainbow 2.1 Cree ERT متغاير الزيجوت البالغ من العمر ثمانية أسابيع ، وتحقق من عمق التخدير باستخدام قرصة إصبع القدم ، ضع بعناية 100 ميكرولتر من محلول تاموكسيفين على كل سطح عيني من الفأر. ينتج عن التطبيق المباشر للتاموكسيفين كفاءة عالية لتحريض كري قم بتخزين أي محلول تاموكسيفين متبقي محمي من الضوء عند أربع درجات مئوية لمدة تصل إلى أسبوع واحد.
قم بتسخين المحلول قبل التطبيق ، والذي يتكرر على ثلاثة أيام متتالية لكل فأر. قم أولا بإذابة جرام واحد من مسحوق تاموكسيفين في خمسة ملليلتر من ثنائي ميثيل سلفوكسيد المعقم. لإنتاج محلول 200 ملليغرام لكل مليلتر ، ضع المحلول في حمام مائي مهتز ، وحافظ على درجة حرارة 65 درجة مئوية حتى يصبح صافيا واتركه في الحمام حتى الاستخدام.
ثم قم بتخدير الفأر وتحقق من عمق التخدير باستخدام قرصة إصبع القدم ، ضع مرهم العين على عين الفأر غير المعالجة لحمايتها من الجفاف أثناء العملية وإعطاء المسكنات الكافية. بعد ذلك ، اسحب 200 ميكرولتر من محلول تاموكسيفين في حقنة دون أي إبرة ، وقم بتطبيقه موضعيا على قرنية العين بأكملها. يتجمد السائل على الأنسجة في درجة حرارة الغرفة.
احرص على الفأر حتى يحافظ على الرقيق القصي وأعده إلى صحبة الآخرين فقط عندما يكون واعيا تماما. بعد التضحية بالفئران في النقاط الزمنية المناسبة بعد التحريض ، جرح العين كما هو موضح في بروتوكول النص. نواة العين عن طريق الضغط أولا على الجفن لإخراج مقلة العين من التجويف.
حرك الملقط المنحني خلف مقلة العين لتثبيت العصب البصري واسحب مقلة العين لأعلى لفصلها. ضع كل مقلة عين في طبق 60 ملم يحتوي على PBS. ضع الصفيحة المحتوية على العين تحت مجهر ستيريو جراحي.
تأكد من التعرف على البنية الأساسية للعين والقرنية والأطراف والعصب البصري. إزالة العصب البصري والعضلة والنسيج الضام حول العين. امسك العين في الجزء الخلفي بحيث تكون القرنية متجهة لأسفل ، وقم بعمل شق في الصلبة في الجزء الخلفي من مقلة العين باستخدام مقص زنبركي.
قم بتكبير القطع للسماح للعدسة بالخروج وإزالة القزحية بالملقط. بعد ذلك ، قم بعمل أربعة إلى خمسة شقوق شعاعية عن طريق القطع من المركز باتجاه المحيط لتسطيح القرنية ثم إزالة أي أجزاء متبقية من القزحية بملعقة مسطحة رفيعة. أخيرا ، قم بقطع الأنسجة المحيطية الزائدة المحيطة بالأطراف لإصلاح القرنية.
انقل الأنسجة المقطوعة إلى طبق 12 جيدا واحتضنه في 4٪ من الفورمالديهايد لمدة 10 دقائق. ثم اغسل الأنسجة لفترة وجيزة في PBS لتلطيخ نوى الخلية. احتضان القرنية في ميكروغرامين لكل مليلتر من محلول DPI لمدة 10 دقائق ، متبوعا بغسل قصير في PBS.
بعد ذلك ، ضع القرنية على شريحة زجاجية بحيث يكون الجانب الظهاري متجها لأعلى. ثم ضع قطرة من وسائط التثبيت فوق القرنية وقم بتغطيتها بقلة غطاء. دع الشرائح تجف طوال الليل في درجة حرارة الغرفة وقم بتخزينها على أربع درجات مئوية.
لتصوير القرنية ، استخدم نظاما طيفيا متحد البؤر يتيح فصل انبعاثات R-F-P-Y-F-P-G-F-P و CFP. قم أولا بتعيين الأطوال الموجية الفلورية والإثارة والانبعاث اعتمادا على بروتينات الفلورسنت في الدماغ. كاسيت بو ، مع الحرص على منع الإثارة المتقاطعة أو تداخل إشارات الانبعاث.
بعد ذلك ، احصل على صور مبلطة لتصور القرنية بأكملها بدقة عالية. هنا ، احصل على مصفوفة من 12 × 12 صورة في جميع قنوات الفلورسنت الأربع. أخيرا ، ادمج الصور لإنشاء سلالة مركبة.
تم إجراء تجارب التتبع باستخدام فئران القصاصات R 26 R لمتابعة مصير الخلايا السلفية الظهارية القصوية والقرنية. في ظل ظروف الحالة المستقرة ، لوحظت مجموعات صغيرة من الخلايا الفلورية بعد 10 أيام من الحث كما هو متوقع. بعد أربعة أشهر ، تطورت خطوط من الأطراف إلى مركز القرنية مما يشير إلى أن الخلايا تهاجر من الأطراف لتجديد القرنية بعد إصابة القرنية.
حدثت الهجرة المنشارية من النسيان بسرعة مع تطور خطوط داكنة حول القزحية الطويلة والسميكة في غضون سبعة أيام. هذا النموذج ذو قيمة لتتبع ودراسة الخلايا الجذعية والسلفية للقرنية في ظل ظروف مختلفة. سيسمح بالتحقيق في تمدد الخلايا النسيلي والبقاء على قيد الحياة والهجرة في حالة مستقرة وفي ظل ظروف الإجهاد مثل الجرح وطفرة الحروق الكيميائية والمزيد في المستقبل.
يمكن أيضا استخدام هذا النموذج لتشريح الآليات الجزيئية الكامنة وراء تجديد القرنية الطبيعي والمرضي. قد تساهم هذه التقنية في فهمنا للحالات المرضية المختلفة مثل ضمور القرنية والحروق وصدمات القرنية ، بالإضافة إلى تقييم تأثير العلاجات المختلفة على تجديد القرنية وتوسيع الخلايا والهجرة.
تصف هذه المقالة طريقة لتتبع الأنساب متعددة الألوان باستخدام فئران R26R-Confetti، مع التركيز بشكل خاص على خلايا ظهارة القرنية. يمكن تعديل البروتوكول لأنسجة أخرى ويهدف إلى تعزيز فهم ديناميات الخلايا الجذعية في ظهارة القرنية.
This lineage tracing method enables biopharma researchers to non-invasively track corneal epithelial stem and progenitor cell dynamics, providing mechanistic insights into tissue regeneration under steady-state and injury conditions. The multi-color clonal labeling system supports predictive de-risking by clarifying cellular origins, migration patterns, and expansion kinetics relevant to ophthalmic therapeutic development. It offers a translatable preclinical model for evaluating corneal repair mechanisms and treatment impacts on cellular behavior.
The method integrates into the discovery continuum from target validation through lead identification to preclinical evaluation, enabling hypothesis-driven assessment of corneal stem cell behavior in disease models.