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Induktion einer nekrotisierenden Enterokolitis im humanen epithelialen enteroiden Modell

July 8th, 2025

In This Article

Abstract

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Quelle: Ares, G. J., et al. Ein neuartiges humanes epitheliales enteroides Modell der nekrotisierenden Enterokolitis. J. Vis. Exp.(2019).

Dieses Video zeigt die Entwicklung der nekrotisierenden Enterokolitis-Krankheit in einem humanen neonatalen enteroiden Modell, das durch die Behandlung mit Lipopolysacchariden induziert wurde. Dieses Modell hilft bei der Untersuchung der Pathophysiologie des Darms.

Protocol

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Alle Eingriffe mit menschlichen Teilnehmern wurden in Übereinstimmung mit den institutionellen, nationalen und internationalen Richtlinien für das Wohlergehen des Menschen durchgeführt und vom lokalen institutionellen Prüfungsausschuss überprüft.

>1. Vorbereitung des Reagenzes

  1. Bereiten Sie die Stammlösung des Nährmediums für die Entnahme des gesamten Gewebes vor: 1 l modifiziertes Eagle-Medium (DMEM) von Dulbecco, 110 ml fötales Rinderserum (FBS), 11 ml Penicillin-Streptomycin (Endkonzentration 1 %) und 1,1 ml filtersterilisiertes Insulin (Endkonzentration 0,1 %). Stammlösung bei 4 °C lagern.
  2. Chelat-Puffer #1 vorbereiten: 30 ml Nährmedien (wie in 1.1 beschrieben), 600 μl 0,5 M Ethylendiamintetraessigsäure (EDTA) (Endkonzentration 10 mM), 300 μl Gentamicin (Endkonzentration 1 %) und 60 μl Amphotericin B (Endkonzentration 0,2 %). Stammlösung bei 4 °C lagern.
  3. Chelat-Puffer #2 vorbereiten: 30 ml Nährmedien (wie in 1.1 beschrieben), 300 μl 0,5 M EDTA (Endkonzentration 5 mM), 300 μl Gentamicin (Endkonzentration 1 %) und 60 μl Amphotericin B (Endkonzentration 0,2 %). Stammlösung bei 4 °C lagern.
  4. Bereiten Sie humane Minidarm-Medien vor: 41,4 ml DMEM/F-12, 5 ml FBS (endgültige 10%), 500 μl Penicillin-Streptomycin (Endkonzentration 1%), 500 μl L-Glutamin (Endkonzentration 1%), 500 μl Gentamicin (Endkonzentration 1%), 100 μl Amphotericin B (Endkonzentration 0,2%), 500 μl 1 M N-2-Hydroxyethylpiperazin-N-2-ethansulfonsäure (HEPES) (Endkonzentration 10 mM), 500 μl 100x N-2-Supplement und 1 mL 50x B-27-Supplement minus Vitamin A für ein Gesamtvolumen von 50 mL. Lagerlösung bei -20 °C lagern.
  5. Vollständige Vorbereitung des humanen Minidarm-Mediums: 10 ml humanes Minidarm-Medium (hergestellt in Nummer 1.4), 10 μl 100 μg/ml Wnt3a (Endkonzentration 100 ng/ml), 10 μl 100 μg/ml Noggin (Endkonzentration 100 ng/ml), 10 μl 1 mg/ml R-Spondin (Endkonzentration 1 μg/ml), 10 μl 500 μg/ml epidermaler Wachstumsfaktor (EGF) (Endkonzentration 50 ng/ml), 10 μl 1 M N-Acetylcystein (Endkonzentration 1 mM), 10 μl 10 mM Y-27632 (Endkonzentration 10 μM), 10 μl 500 μM A-83 (Endkonzentration 500 nM), 10 μl 10 mM SB202190 (Endkonzentration 10 μM), 100 μl 1 M Nicotinamid (Endkonzentration 10 mM) und 1 μl 100 μM [leu] 15-Gastrin 1 (Endkonzentration 10 nM). Gesamtvolumen 10 mL. Lagerlösung bei 4 °C.
    Anmerkung: Die Lösungen müssen innerhalb von 48 Stunden verwendet werden.

>2. Kryptenisolierung und -beschichtung aus ganzem Gewebe

  1. Zum Zeitpunkt der Entnahme im Operationssaal ist die Dünndarmgewebeprobe des Menschen in kalte Dulbecco-Phosphatpuffersalzlösung (DPBS) zu legen. Waschen Sie die Probe in kaltem DPBS, bis sie frei von Stuhl und Blut ist. Die Probe wird bei 4 °C in RPMI 1640 Medium gelagert, bis sie für die Kryptenisolierung bereit ist.
    Anmerkung: Gewebe darf nicht länger als 24 Stunden gelagert werden.
    1. Stellen Sie sicher, dass die Probe frei von Stuhl und Blut ist. Entfernen Sie mit einer feinen Präparierschere überschüssiges Fett oder chirurgische Klammern/Klammern usw. Wiegen Sie die Probe.
      HINWEIS: Streben Sie ein Stück von ca. 0,75-2,5 g an.
  2. Schneiden Sie die Probe in 0,5 cm große Stücke und geben Sie sie in 30 ml Chelatpuffer #1 (wie in Schritt 1.2 vorbereitet).
    1. Bei niedriger Geschwindigkeit 15 min bei 4 °C schütteln.
    2. Filtrieren Sie das Gewebe durch ein 100-μm-Zellsieb und entsorgen Sie den Durchfluss.
  3. Geben Sie das Gewebe in 30 ml Chelatpuffer #2 (wie in Schritt 1.3 vorbereitet).
    1. Bei niedriger Geschwindigkeit 15 min bei 4 °C schütteln.
    2. Filtrieren Sie das Gewebe durch ein 100-μm-Zellsieb und entsorgen Sie den Durchfluss.
  4. Tauen Sie 500 mL der Basalmembranmatrix auf Eis auf, um sie in Schritt 2.8 zu verwenden.
  5. Geben Sie 10 mL kaltes DMEM in ein konisches 50-ml-Röhrchen und schütteln Sie es 10 s lang kräftig mit der Hand.
    1. Durch ein 100 μm Zellsieb filtrieren und den Durchfluss auffangen (Etikett #1). Halte Tube #1 auf Eis.
    2. Geben Sie das Gewebe zu weiteren 10 mL kaltem DMEM in einem separaten konischen 50-ml-Röhrchen und schütteln Sie es 10 Sekunden lang kräftig mit der Hand.
    3. Filtrieren Sie durch ein 100-μm-Zellsieb und sammeln Sie den Durchfluss (Etikett #2).
    4. Wiederholen Sie dies zwei weitere Male, bis vier konische Röhrchen mit Durchfluss vorhanden sind (mit den Röhrchen #1-4 beschriftet).
  6. Filtrieren Sie das Röhrchen #1 durch ein 100 μm Zellsieb und übertragen Sie den Durchfluss in ein konisches 15-ml-Röhrchen (Etikett #1). Wiederhole dies für #2-4.
    1. Zentrifugieren Sie 15 mL Röhrchen #1-4 bei 200 x g für 15 min bei 4 °C.
  7. Entfernen Sie in der Laminar-Flow-Haube den Überstand von den Rohren #1-4 und entsorgen Sie ihn. Vermeiden Sie es, die Gewebewolke unmittelbar über dem Pellet zu stören, auch wenn das bedeutet, dass ein Überstand zurückbleibt.
    1. Durch langsames Pipettieren mischen Sie das Pellet mit dem übrig gebliebenen Überstand in den Röhrchen #1-4.
    2. Übertragen Sie die Mischung aus den Röhrchen #1-4 in ein einzelnes konisches 2-ml-Röhrchen.
    3. Das konische Röhrchen bei 200 x g für 20 min bei 4 °C zentrifugieren.
  8. Den Überstand entfernen und das Pellet in 500 μl der Basalmembranmatrix wieder suspendieren.
    Anmerkung: Halten Sie die Basalmembranmatrix immer auf Eis und arbeiten Sie schnell für die nächsten Schritte. Dieses Produkt polymerisiert bei Raumtemperatur sehr schnell.
    1. Tragen Sie 50 μl Proben-/Basalmembran-Matrix-Suspension auf die Mitte einer Vertiefung in einer 24-Well-Platte auf. Diese sollte kuppelförmig aussehen.
      Anmerkung: Die Verwendung von gekühlten Pipettenspitzen trägt zu einem reibungsloseren Transfer der Suspension bei und minimiert die Polymerisation.
    2. Wiederholen Sie den Vorgang 9 Mal, um insgesamt 10 Vertiefungen zu füllen.
  9. Stellen Sie die 24-Well-Platte für 30 Minuten in einen 37 °C heißen Inkubator mit 5 % CO2, um die Polymerisation zu ermöglichen.
  10. Geben Sie 500 μl Human Minigut Media Complete (wie in Schritt 1.5 vorbereitet) in jede Vertiefung. Alle 2 Tage ersetzen.
  11. Entnehmen Sie Enteroide nach 5-10 Tagen, wenn die Knospe sichtbar ist. Anweisungen zur Entnahme finden Sie in den Schritten 4 und 5.

>3. Induktion von experimentellen NEC

  1. Geben Sie an Tag 0 10 μl 5 mg/ml Lipopolysaccharid (LPS) zu 500 μl humanem Minidarm Media Complete (wie in Schritt 1.5 vorbereitet) in jede Vertiefung. Alle 2 Tage bis zur Abholung ersetzen.

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Disclosures

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Es wurden keine Interessenkonflikte angegeben.

Materials

List of materials used in this article
NameCompanyCatalog NumberComments
4% ParaformaldehydThermoFisherAAJ19943K2
Basalmembran-Matrix (Matrigel)CorningCB-40230C
DMEM/F-12ThermoFisherMT-16-405-CV
Dulbeccos modifizierter Eagle Medium (DMEM)ThermoFisherTel.: 11-965-118
Dulbeccos phosphatgepufferte Kochsalzlösung (DPBS)ThermoFisherNr. 14190-144
Epidermaler Wachstumsfaktor (EGF)SigmaE9644-.2MG
Ethylendiamintetraessigsäure (EDTA)SigmaEDS-500G
Fötales Rinderserum (FBS)Zwillinge Bio-Pro100-125
Phosphatgepufferte Kochsalzlösung (PBS)SigmaP5368-5X10PAK
RPMI 1640 MittelInvitrogen11875093
Gel zur Gewebeverarbeitung (Histogel)ThermoFisherTel.: 22-110-678
Lipopolysaccharid (LPS)SigmaL2630-25MG
gentamicinSigmaG5013-1G

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Necrotizing EnterocolitisHuman Enteroid ModelLPS TreatmentCrypt IsolationBasement Membrane MatrixIntestinal CryptsLPS BindingToll Like ReceptorReactive Oxygen SpeciesApoptosis Induction

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