2023年9月29日
本文介绍了一种分离区域性脱细胞肺组织的实验方案。该方案为研究细胞外基质的复杂性以及细胞与基质间的相互作用提供了有力的工具。
脱细胞器官正不断被应用于多种组织工程领域。然而,大多数研究仅将器官视为整体,而未关注其各个解剖区域。我们开发了该方法,以研究脱细胞人肺的各个解剖区域,从而为后续应用提供更精确的模型系统。
在构建模型系统时,必须考虑不同的设计因素,以使系统能够最大程度地模拟正常的生物学特性。此外,还需考虑环境应激、周期性机械应力和弹性等因素,这些因素在肺部不同区域之间可能存在差异。利用该方法,我们已能够证明,来源于健康和病变肺组织不同解剖区域的细胞外基质具有独特的蛋白质组学特征。
这有助于我们进一步理解肺部疾病,并可能提出新的治疗途径。为了持续推进这项研究,我们实验室目前正在利用健康和病变肺组织的细胞外基质开发三维水凝胶。这些水凝胶使我们能够进行体外类器官建模,以阐明细胞与细胞外基质相互作用对相应细胞行为的影响。首先使用手术剪刀采用铺展技术,小心地暴露获取的猪肺气道。
首先,找到最大的气道,其直径通常为 2 至 4 厘米。然后使用一把镊子沿气道长度方向触诊,深入约 2.54 厘米。最后,将手术剪与气道平行持握,将闭合的剪尖插入不可见气道周围的组织中。
轻轻打开手术剪,分开周围的膜组织。取出手术剪,避免切割任何组织。间歇性重复此操作,以持续暴露气道。
使用手术剪在气道分叉处进行剪切,并分别沿各个分支独立解剖。当确认完整末端仍可清晰辨认且易于定位后,切断气道的相应区域。将切断的气道片段放入对应的试管中,切断片段的长度范围为1至5厘米,宽度则根据在气道树中的相对位置而有所不同。
轻轻按压血管以暴露血管,并缓慢将其从气道分离。允许血管轻微拉伸,并使用手术剪进一步将其与气道分开。避免施加过大压力,以免撕裂血管。
暴露血管树的分支点后,将手术剪的闭合尖端插入分支点下方,并置于两条相应血管区域之间。然后缓慢打开剪刀,以分离下方的组织。间歇性地使用一对镊子清除被撑开的组织以及血管周围其他任何组织。
在血管覆盖气道区域或妨碍任何解剖步骤时,于分支点处切断血管。随后分别沿各分支独立进行解剖。确认血管的两端仍可清晰辨认并易于定位,以便后续解剖操作,然后切除血管的相应区域。
为了切除肺泡组织,应选择远离气道或血管结构的区域。捏住一小块看似无血管或气道穿行的组织,将其从肺组织上撕下。肺泡组织在肺中分布广泛,在解剖过程中应全面去除。
观察所切除的组织区域,并确认其是否为肺泡组织。该操作已应用于一个人体肺部模型。对切除组织进行的质谱分析表明,在去细胞化肺组织的不同区域中,细胞外基质(ECM)的组成存在差异,包括全肺ECM、富集肺泡ECM、气道ECM和血管系统ECM。在来自无肺部疾病史患者的去细胞化肺组织中,与基底膜相关的蛋白质在富集肺泡ECM中有所增加。
与此同时,气道细胞外基质富含与软骨相关的细胞外基质蛋白,例如聚集蛋白聚糖(aggrecan)。血管系统的细胞外基质则富含纤连蛋白及其它与血管相关的可溶性细胞外基质蛋白。
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本文介绍了一种分离区域性脱细胞肺组织的实验方案,可用于详细研究细胞外基质及细胞-基质相互作用。该方法针对脱细胞人肺的各个解剖区域,旨在为多种应用优化模型系统。
区域特异性脱细胞肺组织的分离能够精确分析细胞外基质(ECM)的组成,为呼吸系统疾病研究和组织工程提供先进的模型系统。该方法通过阐明依赖于组织区域的ECM特征,提高了早期发现阶段的预测可信度,直接影响靶点验证和机制性风险降低。该技术有助于生物制药团队开发更贴近疾病特征的临床前模型,并为再生疗法和细胞治疗产品的研发决策提供依据。
该方法整合了早期发现与临床前模型开发的接口,使研究团队能够将细胞外基质生物学与转化研究相结合。