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Das Darmepithel ist mit verschiedenen Transportproteine (Kanäle, ATPasen, Co-Transporter und Austauscher) ausgestattet, die aus der Absorption von Nährstoffen reichen, Elektrolyten und Medikamente zur Sekretion von Flüssigkeit und Ionen in dem Lumen zahlreiche Funktionen ausführen. Transportproteine erzeugen elektrochemischen Gradienten, der die Bewegung von Ionen oder Molekülen in vektorieller Weise ermöglichen. Dies wird durch die asymmetrische Verteilung der Verkehrssysteme in den apikalen und basolateralen Membranen polarisierter Epithelzellen erreicht. Zusätzlich tight junctions, die benachbarten Epithelzellen anbinden, eine wichtige Rolle in diesem Prozess spielen, indem sie als Barriere gegen die Diffusion von Komponenten intramembranären zwischen den apikalen und basolateralen Membrandomänen dienen. Geeignete Modellsysteme , die diese charakteristischen Eigenschaften des nativen Darms (dh Polarität, Differenzierung und tight junction Integrität) nachahmt sind entscheidend für die Untersuchung der functionalität von epithelialen Transportsysteme.
In Bezug auf die Modelle, sind die typischen Zelllinien, die derzeit in Darmepithel-Verkehrsforschung Caco-2, ein Modell der ausdifferenzierten, saugfähig Dünndarm-Epithelzellen; und T84 - Zellen oder HT-29 Subklone, Modelle der Krypta abgeleiteten großen intestinalen Epithelzellen 1. Herkömmlicherweise werden diese Zelllinien als Monoschichten in Kunststoffoberflächen oder in beschichteten Transwell-Einsätzen gewachsen. Trans-Well - Zellkultur - Einsätze zu einem gewissen Grad ähneln der in - vivo - Umgebung von polarisierten Zellen ermöglicht basolaterally zu ernähren. Jedoch ist eine Einschränkung in herkömmlichen 2D-Kultursysteme, dass die Zellen gezwungen werden, einen künstlichen, flachen und steifen Oberfläche anzupassen. Somit wird die physiologische Komplexität der nativen Epithelien nicht genau in einem 2D-System reflektiert wird. Diese Begrenzung wurde durch Methoden überwinden Zellen in 3D in einem bestimmten Mikroumgebung, wie gallertartig Protein Mixtur zu wachsene, eine Vielzahl von extrazellulären Matrixkomponenten , die 2, 3. Dennoch können die in vitro - Kulturen nicht die Komplexität des Darmepithels simulieren, die multiple Zelltypen und regionsspezifischen Architektur im Darm hat. So erfordern die Studien unter Verwendung von Zellkulturmodellen weitere Validierung im nativen Darm. Unter Verwendung der in vitro Zellkultur - 3D und Maus Darmschleimhaut, beschreiben wir hier einfache Methoden der Regulierung der Darmserotonintransporter zu studieren (SLC6A4, SERT).
Der SERT transporter regelt die extrazelluläre Verfügbarkeit eines wichtiges Hormon und Neurotransmitter 5-Hydroxytryptamin (5-HT), indem sie durch einen Na + / Cl rasch transportieren - -abhängigen Prozesses. SERT ist ein bekanntes Ziel von Antidepressiva und als ein neues therapeutisches Ziel von GI Störungen wie Durchfall und Darmentzündung kürzlich entstanden.Methods 5-HT-Aufnahme in intestinalen Epithelzellen zu untersuchen, die zuvor beschrieben wurden. Beispielsweise auf Kunststoffträger oder permeablen Einsätzen Caco-2 - Zellen wurden bei 4 Fluoxetin empfindlichen 3 H-5-HT - Aufnahme zeigen sowohl apikalen und basolateralen Domänen gewachsen gezeigt. Die Messung der SERT - Funktion in isolierten Pinsel-Vesikeln (gereinigten BBMVs) aus menschlichen Organspender Dünndarm hergestellt wurde auch von uns 5 beschrieben worden ist . 3 H-5-HT - Aufnahme in den menschlichen BBVMs wurde gezeigt , Fluoxetin empfindlich und Na + / Cl sein - -abhängigen, und es zeigte Sättigungskinetik mit einem K m von 300 nM 5. 6 Unter Verwendung ähnlicher Verfahren, auch wir vorher SERT Funktion als 3 H-5-HT - Aufnahme in Maus - Darm-gereinigten BBMVs gemessen. Jedoch erfordert die Herstellung von reinen Plasmamembran-Vesikel, eine große Menge von Gewebe-Schleimhaut. Andere Verfahren, wie die radiogphische Visualisierung von 3 H-5-HT - Aufnahme - Sites, haben auch zuvor bei Meerschweinchen und Ratten - Dünndarm 7 gezeigt.
Der Ussing-Kammer bietet eine physiologische System den Transport von Ionen, Nährstoffe und Medikamente in verschiedenen epithelialen Geweben zu messen. Der Hauptvorteil der Ussing-Kammer-Technik ist, dass es die genaue Messung der elektrischen und Transportparameter an intaktem, polarisierter Darmepithel ermöglicht. Ferner kann der Einfluss des intrinsischen neuromuskulären Systems, seromuskuläre Abisolieren von Darmschleimhaut zu minimieren 8 die Regulierung der Transporteure in dem Epithel zu untersuchen , durchgeführt werden.
Wir zeigen, dass Caco-2 in 3D gezüchteten Zellen auf gallertartig Protein ein hohles Lumen deutliche apikale und basolaterale Marker exprimieren, bilden. Diese Zellen zeigen eine höhere Expression von SERT als 2D Caco-2-Zellen. Methoden 3D-Zellen zu wachsen und zu perform Immunfärbung oder RNA und Protein-Extraktion beschrieben. Darüber hinaus beschreiben wir Verfahren SERT Funktion und Regulation von TGF-β1, ein pleiotrope Cytokine, in Dünndarmschleimhaut unter Verwendung einer Ussing-Kammer-Technik zu studieren.