本实验方案的目的是概述用于前庭神经鞘瘤和施万细胞研究中多种下游应用的人类手术样本的采集与处理流程。
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本实验方案的目的是概述用于前庭神经鞘瘤和施万细胞研究中多种下游应用的人类手术样本的采集与处理流程。
前庭神经鞘瘤是桥小脑角区最常见的肿瘤,占所有颅内肿瘤的6%-8%。尽管这些肿瘤可导致高达95%的患者出现感音神经性听力损失,但其听力损失的分子机制仍不明确。本文介绍了我们实验室建立的一系列步骤,旨在促进各种原代人体组织样本的采集与处理,以支持前庭神经鞘瘤研究中的后续科研应用。具体而言,本文描述了一种统一的方法学框架,用于从手术标本中采集、处理和培养施万细胞及神经鞘瘤细胞。该框架还整合了当前研究中被认为必不可少的并行处理步骤:肿瘤和神经分泌物的收集、采集组织中RNA的保存和蛋白质的提取、组织固定以制备切片,以及将原代人源细胞暴露于腺相关病毒,以应用于基因治疗。此外,本文强调经迷路入路手术切除该肿瘤的独特优势,即可同时获取人耳内耳的感觉上皮组织和外淋巴液。文中还提供了提高实验质量的建议,并指出了常见的技术难点。
前庭神经鞘瘤(VS)是桥小脑角区最常见的肿瘤,每10万人中即有1人被诊断出患有此病。尽管该肿瘤不发生转移,但会严重影响患者的生活质量1,2,3,4,5,6。患者通常伴有听力丧失、耳鸣以及耳部胀满感。随着肿瘤的生长,症状逐渐加重,导致平衡障碍、面瘫以及其他脑神经功能受损。由于肿瘤压迫脑干,还可能引发危及生命的并发症7。
前庭神经鞘瘤(VS)的治疗选择主要包括对静止性肿瘤采取观察等待,对生长性肿瘤则采用立体定向放射治疗或手术切除8。在有研究背景的医院中进行此类肿瘤的手术切除,为获取和分析患者手术期间采集的新鲜肿瘤组织提供了机会。其中一种特定的VS手术方式——经迷路切除术,甚至可获得来自内耳的宝贵的人类感觉上皮组织及外淋巴液。
因为前庭神经鞘瘤起源于外周感觉神经(即, 前庭神经),将前庭神经鞘瘤相关观察结果与适当的对照神经(如人耳大神经,GAN)进行比较至关重要。健康的 GAN 常在腮腺切除术或颈部解剖术中被常规切除,可作为研究健康施万细胞生理学的可靠模型。9.
由于目前尚无经美国食品药品监督管理局(FDA)批准用于治疗或预防散发性前庭神经鞘瘤(VS)的药物,研究人员亟需阐明该疾病的分子机制,以确定潜在的治疗靶点。已发现参与VS发病机制的蛋白质包括merlin、血管内皮生长因子(VEGF)、环氧化酶2(COX-2)、核因子κB(NF-κB)、肿瘤坏死因子α(TNF-alpha)、表皮生长因子受体(EGFR)及相关信号分子10,11,12,13,14,15,16,17。
近期进展已拓展并优化了原代人源前庭神经鞘瘤及健康神经组织的采集、处理、培养和后续研究方案18,19然而,大多数现有的实验方案旨在为单一的下游研究应用准备此类组织即, 单独进行细胞培养)。本文介绍了一种统一的方法学框架,可用于对单一人源性前庭神经鞘瘤(VS)或耳蜗神经节(GAN)样本同时进行多种下游应用的处理:细胞类型特异性培养、蛋白质提取、RNA保存、肿瘤分泌物收集以及组织固定。本研究还详细描述了经迷路入路切除VS手术过程中人脑脊液(CSF)和内淋巴液的外科采集与处理步骤,因为这些密切相关的组织可能为VS提供重要的生物标志物来源。最后,本方案提供了原代人VS细胞在培养中进行病毒转导的步骤,作为该组织在基因治疗中应用的一种新途径。
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在采集所有样本前均已获得受试者签署的知情同意书,实验严格遵循《世界医学协会伦理准则》(赫尔辛基宣言)进行。本研究方案的全部环节均已获得麻省眼耳医院和麻省总医院机构审查委员会的批准。
注意:以下第1-7节设计为在从手术室接收到原代人源前庭神经鞘瘤(VS)或耳蜗神经瘤(GAN)样本后依次进行。处理应始终从第1节开始。通常情况下,应首先保存RNA(第2节),随后准备用于收集分泌物的组织(第3节)以及进行蛋白质提取(第4节)。用于培养的组织(VS培养见第5节,GAN培养见第6节)可在补充培养基中暂存,同时完成第2、3、4节的操作。用于切片的组织固定(第7节)耗时很短,可在任何离心步骤期间进行。第8节(外淋巴液处理)和第9节(脑脊液处理)可在经迷路入路切除VS手术过程中从手术室接收到外淋巴液或脑脊液后立即开展。第10节(病毒转导)可在体外培养中正在增殖的VS细胞或施万细胞上进行。
1. 外科样本的准备与接收
注意:以下步骤需在无菌环境(如组织培养罩或层流罩)中进行。操作者应熟悉基本的无菌技术。
2. VS 和 GAN 组织的 RNA 保存(同样适用于人类感觉上皮)
3. VS 和 GAN 分泌物的收集
4. 从 VS 或 GAN 组织中提取蛋白质
5. 原代人类VS细胞培养
6. 原代人 GAN 培养
7. VS & GAN 组织固定
8. 经迷路前庭神经鞘瘤切除术中人迷路液的采集与保存
9. 人脑脊液的采集与储存
10. 针对原代 VS 细胞的病毒转导实验
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如第5节所述,在培养条件下的人源性前庭神经鞘瘤(VS)细胞可作为多种下游研究应用中疾病相关过程的有用模型(图1)。第6节中培养的健康施万细胞则提供了直接且具有指导意义的对照。如下所述,依据该统一方法学框架处理的VS和甘油醛-3-磷酸脱氢酶(GAN)的大量数据已在先前发表的多篇文章中公开12,13,14,15,27。
首次展示了利用腺相关病毒对原代前庭 Schwann 细胞进行成功转导以实现基因治疗图2)。在培养物...
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本文描述了一种用于前庭神经鞘瘤(VS)研究的统一方法学框架,概述了同时处理人类VS样本和听神经瘤(GAN)样本以用于后续研究应用的流程。随着VS研究进入精准医学时代,将同一样本制备成能够回答多种研究问题的形式,将有助于发现针对个体患者的分子、细胞、遗传及蛋白质组学方面的特异性信息。
通过免疫细胞化学方法,利用S100标志物阳性细胞与DAPI核染色阳性细胞的比例,对人施万细胞和前庭神经鞘瘤(VS)培养物的纯度进行了长期评估19。因此,建议在细胞接种后的前两周内进行原代人施万细胞培养实验,因为此期间细胞纯度最高;此后,成纤维细胞样细胞将逐渐占主导地位。尽管前庭神经鞘瘤细胞培养物在培养两周时纯度也达到最高,但VS细胞缺乏接触介导的抑制作用,会在后期持续增殖。此外,对来自同一肿瘤的VS组织(第4节)和VS细胞培养物(第5节)的蛋白质表达进行直接微阵列比较,成功表明VS培养物与其相应原发肿瘤之间具有足够高的生物学相似性19。可通过第4节中制备的蛋白裂解液进行Western blot分析,实现目标蛋...
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作者无任何利益冲突需要披露。
本工作获得了耳聋与其他沟通障碍国家研究所基金R01DC015824(K.M.S.)和T32DC00038(资助J.E.S.和S.D.)、美国国防部基金W81XWH-14-1-0091(K.M.S.)、Bertarelli基金会(K.M.S.)、Nancy Sayles Day基金会(K.M.S.)、Lauer耳鸣研究中心(K.M.S.)以及Barnes基金会(K.M.S.)的支持。
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