Este protocolo describe cómo establecer un sistema de cultivo enteroide de ratón neonatal o precoz del intestino humano así como un método eficiente para recoger la leche de ratones.
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Artículo de método
Este protocolo describe cómo establecer un sistema de cultivo enteroide de ratón neonatal o precoz del intestino humano así como un método eficiente para recoger la leche de ratones.
Enteroids intestinales pequeño humanos se derivan de las criptas y cuando se cultiva en un nicho de células madre contienen todos los tipos de células epiteliales. La habilidad de establecer enteroide humanas ex vivo sistemas de cultivo son importantes Fisiopatología intestinal modelo y estudiar las respuestas celulares particulares involucrados. En los últimos años, enteroids de ratones y humanos son se cultiva, los e inclinada lejos para usarlos en varios laboratorios en todo el mundo. Esta plataforma enteroide puede utilizarse para probar los efectos de diversos tratamientos y medicamentos y qué efectos se ejercen sobre los diferentes tipos de células en el intestino. Aquí, un protocolo para el establecimiento de primaria enteroids intestinal pequeño derivados de células madre derivadas de ratones neonatales y proviene de intestino humano prematuro. Por otra parte, este sistema de cultivo enteroide fue utilizado para probar los efectos de la leche materna específica. Leche de ratón puede obtenerse eficientemente usando un extractor de leche humana modificada y leche de ratón expresa entonces puede ser utilizada para experimentos de investigación adicionales. Ahora nos demuestran los efectos de ratón expresado, humano, y leche materna de donante en el crecimiento y la proliferación de las enteroids derivadas de ratones neonatales o intestino humano prematuro.
La enterocolitis necrotizante (NEC) es la principal causa de muerte por enfermedades gastrointestinales en los niños prematuros, que afecta a casi 1 en 10 bebés nacidos antes de las 29 semanas de gestación1,2,3. La mitad de los niños con el progreso de NEC para la forma más severa, donde la supervivencia es sólo 10-30%4,5. En los Estados Unidos, un estimado 2 billones USD al año se gastan tratando a niños con NEC6,7, sin embargo, la tasa de supervivencia ni terapia ha cambiado en los últimos 30 años. La patogenia de la NEC se caracteriza por lesiones intestinales y alteración mucosa curación8,9,10,11, sin embargo, las vías de señalización que conduce a una exacerbación respuesta inflamatoria y los mecanismos para revertir la inflamación permanecen incompleto entendidos.
La administración de leche humana se ha encontrado que la estrategia solamente protección contra NEC para recién nacidos prematuros. Previamente hemos demostrado que la leche materna protege contra el desarrollo de NEC mediante la inhibición de lo receptores inmunes innatas peaje-como el receptor 4 (TLR4) en el epitelio intestinal vía receptor del factor de crecimiento epidérmico (RFCE) señalización vía11. La suplementación de la leche materna a un fórmula experimental de NEC atenúa la respuesta inflamatoria en NEC según lo demostrado por inhibición de la apoptosis del enterocyte y restauración de la proliferación del enterocyte en una manera que depende de crecimiento epidérmico factor (EGF) y EGFR11. En otro estudio, se demostró que el nitrato, otro componente de la leche materna, contribuye a su naturaleza protectora modulando la perfusión intestinal, en comparación con fórmula infantil, que carece de nitrato y puede contribuir a la mayor frecuencia de NEC en fórmula alimentó a niños de12,13. Otros compuestos presentes en la leche materna que han demostrado para estar implicado en la protección contra el NEC son oligosacáridos de leche humana, L-arginina, glutamina y lactoferrina14,15,16, 1718,de,19. Estos elementos beneficiosos de la leche materna revelan la necesidad de su uso en la prevención de ECN, pero también subrayan la importancia de estudiar los mecanismos de señalización de vías y efectos celulares implicados en cómo la leche materna es mediar la protección contra el NEC .
En orden para otro estudio las propiedades protectoras de la leche materna en un modelo murino de NEC, hemos desarrollado una técnica novedosa, fácil de usar por que ratón puede extraerse leche materna de una presa anestesia mediante un pecho humano eléctrico bomba11,12 . Esta estrategia de adquirir leche de ratón es ventajosa, no sólo porque los extractores de leche humana son fácilmente disponibles y eficaces en la adquisición de la leche materna, sino también porque este método permite el análisis de leche de mama específicos. Como resultado, pueden comparar los efectos de la leche materna de ratón con los de la leche materna humana expresada como pasteurizada leche humana de donante de un banco de leche en modelos específicos. Esta técnica permite el estudio de los componentes de la leche materna en relación con su contribución a la prevención de NEC. Otros investigadores han desarrollado métodos de extracción de leche materna, sin embargo, estas técnicas son manuales y requieren típicamente más de un laboratorio miembro20,21,22. Aquí se presenta una técnica fácil que puede ser utilizada mediante la modificación de un extractor de leche eléctrico humano para recoger la leche de un ratón. Esta técnica puede aplicarse también a otras especies.
Para interrogar adecuadamente las vías de señalización involucradas con NEC, modelo de los sistemas es necesarios para evaluar todos los tipos de células diferentes a ser afectados en el proceso de la enfermedad. Aquí, discutimos una tal sistema modelo - enteroids - y su establecimiento del intestino humano y ratón. Enteroids intestinales humanos (HIEs) proporcionan en particular promesa significativa, ya que ofrecen un modelo humano innovador, genéticamente diversas ex vivo para ayudar en el estudio de procesos fisiopatológicos que ocurren en el tracto gastrointestinal 23. Enteroids se han encontrado para ser cultivadas a largo plazo y puede ser congelados para su posterior uso23, y a diferencia de los organoides Intestinal humano (HIOs), cuyos cultivos se desarrollan de células madre pluripotentes inducible, enteroids son generados a partir de células madre dentro de las criptas intestinales aislados24. Enteroids requieren menos mantenimiento, puede ser infectado rápidamente25y fácilmente se puede establecer desde las criptas intestinales se diferencian más que HIOs23. Por lo tanto, HIEs ofrecen muchas ventajas sobre las técnicas existentes porque puede ser desarrollados para cada región propiedades compositivas y funcionales del epitelio gastrointestinal humano23. El uso de enteroids es una opción altamente efectiva cuando se necesita un modelo humano del intestino, con apego a las limitaciones de cada región y facilidad de uso. Aquí se demuestra la técnica de aislamiento y mantenimiento de enteroids intestinal pequeño derivado de la célula de vástago primario de ratones y humanos prematuros.
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Todos los procedimientos animales en este estudio fueron aprobados por la Universidad de Washington en St. Louis institucional Animal cuidado uso Comité (protocolo 20160187) o atención Animal institucional de la Universidad de Pittsburgh y uso Comité (protocolo 14103918). Intestino fetal humano en menos de 24 semanas de gestación se obtuvo siguiendo las directrices de contratación de Universidad de Pittsburgh anatómica del tejido después de la aprobación de la Junta de revisión institucional (protocolo PRO14100537) de la Universidad de Pittsburgh salud Ciencias Banco de tejidos a través de un sistema de intermediario honesto. Anónima la leche materna o leche materna de donantes pasteurizada se obtuvo con una dispensa del consentimiento de la Universidad de Pittsburgh Junta de revisión institucional.
1. cripta aislamiento y establecimiento de Enteroids de ratones neonatales o intestino humano prematuro
2. ratón recolección de leche materna
3. todo montaje coloración de Enteroids
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Primero intentamos investigar ya sea leche materna o leche materna de donantes pasteurizada tuvo un efecto en pequeños enteroids intestinal. De hecho, la leche materna y leche materna de donante aumentan el crecimiento de ratón neonatal (figura 1A) y enteroids derivados humanos prematuros (figura 1B).
Puesto que la leche materna humana aumentó el crecimiento de pequeños...
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El epitelio intestinal se compone de muchos subtipos celulares que son responsables de proporcionar la defensa del huésped frente a patógenos, mantener la integridad de la barrera del intestino y pueden ser violados en la patogenia de varias enfermedades. Mientras que los modelos animales pueden recapitular algunas facetas de la enfermedad, el modelo ex vivo de enteroids derivadas del intestino de los ratones y los seres humanos proporciona una plataforma para probar efectos de varios tratamientos. La importanci...
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Los autores no tienen nada para revelar y sin conflictos de interés.
MG es apoyado por becas K08DK101608 y R03DK111473 de los institutos nacionales de salud, marzo de Dimes Foundation Grant no. 5-FY17-79, los niños Discovery Institute de Washington University de St. Louis los niños Hospital y el Departamento de Pediatría de la Washington University School of Medicine, St. Louis. CJL es apoyado por R01DK104946 (PI: Silverman), Hospital descubrimiento Institute de Washington University infantil de St. Louis los niños.
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| Nombre | Empresa | Número de catálogo | Comentarios |
|---|---|---|---|
| Medio de águila modificado de Dulbecco (DMEM) con 4,5 g/L de glucosa y L-glutamina | Suero | 12-604F | |
| (FBS) | Gibco | 26140-079 | |
| Penicilina-estreptomicina | Gibco | 15140-122 | |
| Humulina N (insulina) | Eli Lilly And Company | 0002-8315 | |
| 1x Solución salina tamponada con fosfato de Dulbecco ( DPBS) | Sigma-Aldrich | D8537 | |
| Gentamicina | Gibco | 15750-060 | |
| Anfotericina B | Gibco | 15290-026 | |
| 0,5 M Ácido etilendiaminotetraacético (EDTA), pH 8,0 | Invitrogen | 15575-020 | |
| 1x Advanced DMEM/F-12 | Invitrogen | 12634-028 | |
| 200 mM L-Glutamina | Gibco | 25030-081 | |
| 1 M N-2-hidroxietilpiperazina-N-2-etano ácido sulfónico (HEPES) | Sigma-Aldrich | H3537 | |
| N-acetilcisteína | Sigma-Aldrich | A9165 | |
| 100x N-2 Suplemento | Gibco | 17502-048 | |
| 50x B-27 Suplemento Menos Vitamina A | Gibco | 08-0085SA | |
| 100x Inhibidor de ROCK Y-27632, Dihidrocloruro | Sigma-Aldrich | Y0503 | |
| Ratón Recombinante Wnt3a Proteína | R& D Systems | 1324-WN | |
| Murine Noggin | PeproTech | 250-38 | |
| Ratón recombinante R-Spondin 1 | R& D Systems | 3474-RS | |
| Factor de crecimiento epidérmico murino recombinante (EGF) | PeproTech | 315-09 | |
| Matrigel Factor de crecimiento Matriz de membrana basal reducida Corning | 356231 | ||
| 35 x 10 mm Placa de Petri de cultivo celular | Eppendorf | 0030700112 | |
| placa de cultivo celular de 24 pocillos | Eppendorf | 0030722116 | |
| célula de 48 pocillos placa de cultivo | Eppendorf | 0030723112 | |
| 8 pocillos Nunc Lab-Tek II Sistema de portaobjetos de cámara | Thermo Scientific | 154534 | |
| 50 mL Tubo cónico | Corning | 352070 | |
| 100 μ M Filtro de células estériles | Fisher Scientific | 22-363-549 | |
| 70 μ M Colador de células estériles | Fisher Scientific | 22-363-548 | |
| 1x solución salina tamponada con fosfato (PBS), pH 7.2 | Invitrogen | 20012-027 | |
| 16% Paraformaldehído (PFA) | Ciencias de la microscopía electrónica | 15710 | |
| Triton X-100 | Sigma-Aldrich | T8787 | |
| Tween 20 | Sigma-Aldrich | P1379 | |
| Burro normal Suero (NDS) | Sigma-Aldrich | D9663 | |
| 4',6-diamidino-2-fenilindol, diclorhidrato (DAPI) | Invitrogen | D1306 | |
| Microscopio Cubierta de vidrio | Fisher Scientific | 12-544-D | |
| Microscopio confocal Leica TCS SP8 X | Leica Microsystems | N/A | |
| Photoshop CS6 | Adobe Systems | N/A | |
| 18 G Aguja de 1,5 pulgadas | Becton Dickinson | 305196 | |
| Isoflurano | Sigma-Aldrich | 792632 | |
| Oxitocina | Sigma-Aldrich | O3251 | |
| Extractor de leche eléctrico doble humano | Lansinoh | 044677530163 | |
| 5 mL Tubo de ensayo de fondo redondo | Corning | 352058 | |
| Tapones de goma Frey | Scientific 560761 | ||
| Ki67 Anticuerpo | Abcam | AB15580 | |
| humano Mki67 cebador F: 5'-GACCTCAAACTGGCTCCTAATC-3' R: 5'-GCTGCCAGATAGAGTCAGAAAG-3'Tecnologías | de ADN integradas | N/A |
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