本文介绍了一种简化自体富集血清(autologous conditioned serum, ACS)制备流程并降低其成本的实验方案。该方法无需使用特殊注射器或表面包被的玻璃珠。此外,改良型ACS(mACS)在小鼠眼部角膜伤口愈合方面较传统自体血清具有竞争优势。 离体.
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本文介绍了一种简化自体富集血清(autologous conditioned serum, ACS)制备流程并降低其成本的实验方案。该方法无需使用特殊注射器或表面包被的玻璃珠。此外,改良型ACS(mACS)在小鼠眼部角膜伤口愈合方面较传统自体血清具有竞争优势。 离体.
近年来,人源血液衍生的局部治疗手段为临床医生带来了显著益处。自体血清(AS)和富血小板血浆(PRP)富含对角膜伤口愈合至关重要的上皮趋向性生长因子。与AS不同,PRP基于差速离心系统制备,可获得更高浓度的血小板源性生长因子。自体条件化血清(ACS)不仅保留了AS和PRP的制备优势,还特别强调其免疫调节特性,这在炎症性疾病中具有重要意义。
缺乏标准化的操作流程以及高昂的制备成本,限制了自体条件血清(ACS)在临床中的应用。本视频实验展示了一种制备改良型自体条件血清(mACS)滴眼液的标准操作流程。首先,在肝素化注射器中加入甘油,作为低氧孵育期间的血细胞稳定剂。为激活血细胞,将血液样本在37 °C条件下孵育4小时。随后,将血液样本在室温下以3,500 × g 离心10分钟。上清液经0.22 µm滤膜过滤后,即完成mACS滴眼液的制备。
mACS治疗效果的初步试验表明,其在角膜伤口愈合方面可能较传统AS具有竞争优势 离体 小鼠眼睛。本研究中使用的AS是根据已发表的研究以及我院的临床实践配制的。因此,未来研究可通过以下方式评估mACS对眼表疾病的效果 体内 动物研究和临床试验
自体血清(AS)在干眼病中的治疗作用最早由Fox等人于1980年代报道1。人们认为,自体血清具有润滑特性,并含有多种重要的上皮营养性生化成分,可模拟天然泪液,促进角膜上皮细胞的增殖。在过去几十年中,基于这一理论已开展了多项研究。其中的营养成分包括表皮生长因子(EGF)、维生素A、转化生长因子β(TGF-β)以及其他细胞因子。有趣的是,血清富含TGF-β和维生素A,这些成分被认为在表皮增殖过程中发挥关键作用2,3,4,5。此外,在治疗眼表疾病患者时,多项研究显示,自体血清滴眼液在患者自述症状改善、其他客观干眼参数6,7以及显微镜下发现(如细胞密度)等方面具有一定优势8。荟萃分析研究表明,使用自体血清滴眼液治疗可能有助于改善患者的症状,但仍缺乏长期疗效和观察数据9,10。
与自体血清(AS)不同,富血小板血浆(PRP)是在制备过程中添加抗凝剂,并通过进一步的差速离心及化学激活血小板而获得。与AS相比,PRP中含有多种化学物质和生长因子,例如转化生长因子-β(TGF-β)、血管内皮生长因子(VEGF)和表皮生长因子(EGF)。PRP也已应用于眼表疾病,并在缓解临床症状方面显示出益处11。
上皮缺损与炎症之间的关联十分复杂。值得注意的是,免疫病理生理学也是眼表疾病中的另一个重要问题。促炎性细胞因子(如 IL-1β 和 IFN-γ)被认为是炎症级联反应中的关键介质12。因此,基于对免疫机制的理解,为治疗开辟了新的途径。阻断这一炎症过程的策略,包括白细胞介素-1受体拮抗剂(IL-1Ra)及其他抗炎性细胞因子的产生,在眼表疾病中也可能发挥重要作用13,14,15。
自1998年以来,Orthokine作为一种已商业化的自体条件化血清(ACS),已临床应用于患有骨关节炎(OA)、类风湿性关节炎(RA)和脊柱疾病患者的治疗13。与AS和PRP相比,ACS的特有技术特征在于使用化学涂层玻璃珠以及低氧孵育来激活单核细胞16。理论上,通过对细胞施加生存应激,可促进其分泌更多的抗炎因子,从而获得更高浓度的关键免疫调节成分,包括IL-1Ra。已有研究报道,与AS相比,ACS在OA治疗中具有更优的疗效17。眼表疾病在某些方面与骨科炎症性疾病的免疫背景相似。因此,基于人源血液疗法在骨科领域取得的成功,ACS可能凭借其上皮趋向性和免疫调节特性,在临床实践中优于传统治疗方法。尽管ACS已在骨科炎症性疾病中广泛应用,但其在眼科领域的临床应用仍需进一步探索,而高昂的成本、文献支持的缺乏以及制备工艺缺乏标准化导致疗效差异,可能限制了其在眼科的推广。
在本视频文章中,展示了一种新颖、经济且便捷的方法,用于制备经修饰的自体血清(mACS),即富含生长因子的血浆(PRGF),以制备出具有与市售自体血清相当实用价值的眼药水溶液。该方法保留了添加抗凝剂并通过应激孵育促使血细胞分泌抗炎细胞因子的核心理念,但与基于CrSO4包被玻璃珠或商用试剂盒的化学诱导方法不同,本方法通过低氧孵育实现物理性诱导关键的应激状态。此外,添加甘油可带来额外益处,包括增强血细胞膜的稳定性、维持适当的细胞外液渗透压18,以及在低氧条件下提供适宜的营养来源,从而避免 对细胞造成过度应激。
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研究在方案部分开始时遵循了机构指南。所有实验方案和操作均按照《赫尔辛基宣言》进行,并经过长庚纪念医院机构审查委员会的审查和批准。所有志愿者均被告知本研究的性质,并在参与前签署了知情同意书。整个实验过程所需的耗材见图1和图2,以及材料表中。
1. 制备mACS滴眼液所需材料
2. MACS滴眼液的制备
3. 离体 小鼠角膜上皮伤口愈合模型
注意:以下 离体 动物模型基于 Hung 等人关于角膜上皮机械损伤的既往经验20以下步骤应在显微镜下进行,以制作边界清晰且一致的角膜上皮损伤。
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图1 和图2展示了实验所需的材料,图3展示了mACS制备过程中的各个步骤及成功的中间产物。首先,向每支10 mL无菌试管中加入0.5 mL的10%甘油溶液(图3A)。然后,从患者体内采集60–70 mL静脉血,并将10 mL血液注入每支试管中(图3B)。在制备前,必须对患者的血液进行彻底且常规的实验室检查,以确保血液质量符合标准。最常见的低质量血液产物是由血脂异常引起的,离心后血清上层呈现浑浊,难以去除,此时无法继续进行滴眼液的后续制备(图5A)。
然后将密封的试管置于37 °C的培养箱中孵育4 h(图3C)。孵育结束后进行离心,样品可分离为上层液体,含有mA...
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本研究描述了一种制备mACS的方案,并进一步展示了mACS滴眼液在动物模型伤口愈合中的益处。该mACS方案的关键改进是在每个试管中加入约0.5 mL的10%甘油溶液,从而在37 °C孵育4小时期间创造适宜的低氧条件。该条件可对前房液施加适当的应激,促使细胞分泌有助于伤口愈合的必要生长因子。使用0.22 µm滤膜可去除大分子蛋白、血细胞和杂质,从而使最终产物更纯净且黏附性更低。
血液在37 °C下孵育4小时,随后进行进一步的离心和过滤。在最终产品制备过程中严格保持无菌操作,并在适当温度下储存,同样至关重要。最终血清产品中富含营养成分,极易成为细菌的良好培养基。因此,储存不当或制备过程中发生污染均可能导致滴眼液变质。受污染的自体血清滴眼液可能引发结膜炎或感染性角膜炎等疾病。
患者的血液质量同样重要,因此在制备mACS前需要进行实验室检测,以确保血液制品的安全性。在采集及操作患者血液样本过程中,操作人员应注意溶血现象。制备过程中任何压力均可能引发溶血,因此采血时应缓慢抽拉和推动注射器。还应控制缺氧条件,以获得高浓度的生长因子和抗炎性...
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所有作者均声明不存在利益冲突。
作者感谢简雅兰和李佳颖提供的出色技术支持,以及OnLine English公司提供的语言编辑服务。本研究部分由长庚医学研究项目(资助编号:CMRPG3L1491)资助。
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| 姓名 | 公司 | 目录编号 | 评论 |
|---|---|---|---|
| 96孔培养板 | Merck KGaA, Germany | CLS3997 | |
| Barraquer眼睑撑开器 | katena | K1-5355 | 15 mm |
| Barraquer持针钳 | Katena | K6-3310 | 无锁扣 |
| Barron真空环钻 8.0 mm | katena | K20-2108 | 用于切割滤纸 |
| BD 10.0 mL 真空采血管(含肝素158 USP单位) | Becton,Dickinson and Company, US | 367880 | 至少6管,用于采集后续实验所需血液并防止血液凝集 |
| BD 21 G 蝶翼式输液套件 | Becton,Dickinson and Company, US | 367281 | 用于甘油溶液的均匀分布 |
| C57BL/6小鼠 | 国家实验动物中心 | RMRC11005 | 用于小鼠模型 |
| Castroviejo镊子 0.12 mm | katena | K5-2500 | |
| 离心机 | Eppendorf, Germany | 5811000428 | 3,500 x g 离心10分钟 |
| 成毅 10.0 mL 无菌滴眼瓶 | 成毅化学,中国台湾 | CP405141 | 必须无菌,用作最终产品的储存容器 |
| 角膜锈环去除器(带0.5 mm钻头) | Algerbrush IITM; Alger Equipment Co., Inc. Lago Vista, TX | CHI-675 | 用于角膜上皮清创 |
| 杜尔贝科改良最低必需培养基 | Merck KGaA, Germany | D6429 | |
| 滤纸 | Toyo Roshi Kaisha,Ltd. | 1.11 | |
| 荧光素钠眼科试纸 U.S.P | OPTITECH | OPTFL100 | 用于角膜上皮缺损染色 |
| 培养箱 | Firstek, 中国台湾 | S300S | 37 °C 培养4小时 |
| Kanam无菌手套 | Kanam Latex Industries, India | EN455 | 用于无菌操作 |
| Merck 0.22 µm 滤器 | Merck KGaA, Germany | PR05359 | 至少2个滤器,用于mACS过滤 |
| 南光 250 mL 10% 甘油溶液 | 南光制药,中国台湾 | 19496 | 为血细胞提供适宜的膜稳定作用和细胞外渗透压 |
| 生理盐水 | 台湾生物技术有限公司 | 100-120-1101 | |
| 皮肤活检穿孔器 2 mm | STIEFEL | 22650 | |
| 体视显微镜 | Carl Zeiss Meditec, Dublin, CA | SV11 | 手术用显微镜 |
| Terumo 18 G 针头 | Terumo, 中国台湾 | SMACF0120-18BX | 3.0 mL 注射器配18 G 针头,用于离心后吸取上清液 |
| Terumo 20.0 mL 注射器 | Terumo, 中国台湾 | MDSS20ES | 可用于初次离心后收集血清,并用于二次离心。 |
| Terumo 3.0 mL 注射器配23 G 针头 | Terumo, 中国台湾 | MDSS03S2325 | 3.0 mL 注射器用于离心后吸取上清液,然后连接滤器和23 G 针头,注入滴眼瓶中。 |
| Westcott 断腱剪 中号 | katena | K4-3004 |
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