מתואר כאן הקמת מודל ניתוח קטרקט מדומה ex vivo רלוונטי מבחינה קלינית שניתן להשתמש בו כדי לחקור מנגנונים של תגובת הפגיעה של רקמות אפיתל בתוך המיקרו-סביבה הטבעית שלהן.
מתואר כאן הקמת מודל ניתוח קטרקט מדומה ex vivo רלוונטי מבחינה קלינית שניתן להשתמש בו כדי לחקור מנגנונים של תגובת הפגיעה של רקמות אפיתל בתוך המיקרו-סביבה הטבעית שלהן.
המכשול העיקרי להבנת האופן שבו רקמת אפיתל מבצעת תיקון פצע הוא הזמינות המוגבלת של מודלים שבהם ניתן לעקוב ולתפעל את תגובת הפצע ex vivo בסביבה המחקה מקרוב את זו של פגיעה ברקמת אפיתל in vivo. בעיה זו טופלה על ידי יצירת מודל אפיתל רלוונטי קלינית לתיקון פציעות ex vivo המבוסס על ניתוח קטרקט. במודל תרבית זה, ניתן לעקוב אחר תגובת אפיתל העדשה לפציעה בשידור חי במיקרו-סביבה הטבעית של התאים, והמתווכים המולקולריים של תיקון הפצע ניתנים למניפולציה בקלות במהלך תהליך התיקון. להכנת התרביות מסירים עדשות מהעין ומבצעים חתך קטן בחלק הקדמי של העדשה ממנו מסירים את המסה הפנימית של תאי סיבי העדשה. הליך זה יוצר פצע מעגלי על קפסולת העדשה האחורית, קרום הבסיס העבה המקיף את העדשה. אזור פצע זה שבו חוברו תאי הסיבים ממוקם ממש בסמוך לשכבה חד-שכבתית רציפה של תאי אפיתל עדשה שנשארת מחוברת לקפסולת העדשה במהלך ההליך הכירורגי. האפיתל הפצוע, סוג התא שממנו נגזרים תאי סיבים במהלך ההתפתחות, מגיב לפגיעה של הסרת תאי סיבים על ידי תנועה קולקטיבית על פני אזור הפצע, בהובלת אוכלוסייה של תאי תיקון עשירים בווימנטין שאבותיהם המזנכימליים הם אנדוגניים לעדשה1. תכונות אלו אופייניות לתגובת ריפוי פצעי אפיתל רגילה. במודל זה, כמו in vivo, תיקון פצע תלוי באותות המסופקים על ידי הסביבה האנדוגנית הנשמרת באופן ייחודי במערכת תרבית ex vivo זו, ומספקת הזדמנות אידיאלית לגילוי המנגנונים המווסתים את תיקון האפיתל לאחר פציעה.
ניתוח הקטרקט הרלוונטי מבחינה קלינית, מדומה, לשעבר vivo מודל ריפוי פצעי אפיתל המתואר כאן פותח כדי לספק כלי לחקר המנגנונים המווסתים את התיקון של רקמות האפיתל בתגובה לפציעה. תכונות עיקריות שנועדו ביצירת מודל זה כלול 1 תנאים) ובלבד שמשוכפלים מקרוב את התגובה בvivo לנפצע בהגדרת תרבות, 2) להקל בויסות אלמנטי הרגולציה של תיקון, ו- 3) יכולת תמונת תהליך התיקון, בשלמותו, בזמן אמת. האתגר, לכן, היה ליצור מודל תרבות שבה ניתן היה ללמוד, ולטפל, לתקן פצע אפיתל במייקרו-הסביבה האם של התאים. הזמינות של מודל פצע-תיקון זה פותחת אפשרויות חדשות לזיהוי רמזי איתות אנדוגני ממטריצת חלבונים, ציטוקינים וכמוקינים המסדירים את תהליך התיקון. בנוסף, המודל אידיאלי לבחינה איךn האפיתל הוא מסוגל לנוע כגיליון קולקטיבי מחדש epithelialize אזור פצע 2,3, ולקביעת השושלת של תאי מנהיג mesenchymal בשולי הפצע שפועלים בהכוונת ההגירה הקולקטיבית של האפיתל נפצע 4. מודל זה גם מספק פלטפורמה שעם לזהות תרופות שיכולים לקדם את ריפוי פצע יעיל ולמנוע תיקון פצע חריג 5.
יש כבר מספר דגמי פצע-תיקון זמינים, הן בתרבות וin vivo, שספק את רוב מה שידוע על תהליך תיקון הפצע היום. במודלים של בעלי חיים פציעה, כגון קרנית 6-12 ועור 13-17, יש את ההזדמנות ללמוד את התגובה של הרקמה לפציעתם בהקשר של כל מתווכי התיקון שיכול להיות מעורב בתהליך, כוללים תרומות מ מערכת עצבים כלי דם ו. עם זאת, יש מגבלות למניפולציה של ההתנסותתנאים נפשיים in vivo, וזה עדיין לא ניתן לבצע מחקרי הדמיה של תגובת תיקון in vivo, רציף ולאורך זמן. לעומת זאת, רוב דגמי תרבות במבחנה פצע-תיקון, כגון פצע השריטה, ניתן להשפיע בקלות ואחריו לאורך זמן, אבל חסרים את ההקשר הסביבתי של לימוד ריפוי פצעים ברקמות in vivo. בעוד מודלים vivo לשעבר מציעים את היתרון של לימוד תהליך תיקון פגיעה ברציפות לאורך זמן בהקשר של מייקרו-הסביבה של התאים בשילוב עם היכולת לווסת את הרגולטורים המולקולריים של תיקון בכל נקודה בתהליך זמן, יש כמה דגמים שמתאימים אלה פרמטרים.
כאן מתואר הליך כדי ליצור vivo לשעבר פצע אפיתל מאוד לשחזור ריפוי תרבויות שלשכפל התגובה של רקמת האפיתל לפציעה פיזיולוגית. שימוש בעדשה עובר אפרוח כמקור רקמות, vivo לשעבר MOCניתוח קטרקט k מתבצע. העדשה היא רקמה אידיאלית לשימוש עבור מחקרים אלה שכן הוא בתוך כמוסת קרום במרתף עבה עצמאי, avascular, לא innervated, וללא כל סטרומה קשורה 18,19. במחלות של בני אדם, ניתוח קטרקט מתייחס לאובדן ראייה עקב עננות של העדשה, וכרוך בהסרת מסת תאי עדשת סיבים, הכוללת את חלק הארי של העדשה. חזון ניתוח קטרקט בעקבות משוחזר באמצעות ההחדרה של עדשה תוך-עינית מלאכותית. ניתוח הקטרקט, באמצעות הסרת תאי סיבים, גורם תגובת פציעה באפיתל העדשה הסמוכה, שמגיב בepithelialization מחדש של האזור האחורי של הקפסולה העדשה שנכבש על ידי תאי הסיבים. בניתוח קטרקט, כמו ברוב תגובות תיקון הפצע, יש לפעמים מתרחש תוצאה חריגה fibrotic לתגובת ריפוי הפצע, הקשורים בהופעתה של myofibroblasts, אשר בעדשה ידועה כאחורי Capsule העננות 20-22. על מנת ליצור את מודל ריפוי פצע ניתוח קטרקט, ניתוח קטרקט הוא חיקה בעדשות הוסרו מן העין עובר אפרוח לייצר פגיעה פיזיולוגית. הסרת מייקר תוצאות תאי עדשת סיבים באזור פצע עגול מאוד עקבי מוקף תאי אפיתל העדשה. אוכלוסיית תא זה נשארה מחובר היטב לכמוסת הקרום במרתף עדשה והוא נפגע על ידי ההליך כירורגי. תאי האפיתל להעביר על האזור הערום של הקרום במרתף אנדוגני לרפא את הפצע, בראשות אוכלוסייה של תאי mesenchymal vimentin העשיר הידועים בתהליך תיקון תאי מנהיג 1. בעזרת מודל זה התגובה של האפיתל לפציעה ניתן דמיין בקלות ואחריו עם זמן בהקשר של מייקרו-הסביבה של התאים. התאים נגישים לשינויים בביטוי או ההפעלה של המולקולות צפויות לשחק תפקיד בתיקון פצע. תכונה חזקה של ההוא מודל הוא היכולת לבודד ולחקור שינויי הגירה ספציפית במסגרת ריפוי פצעים. היכולת להכין מספר גדול של תרבויות בגילים תואמות vivo לשעבר ריפוי פצע ללימודים היא יתרון נוסף של מודל זה. לפיכך, מערכת מודל זה מספקת הזדמנות ייחודית ללהפריד מנגנוני תיקון פצע ותרופות מבחן להשפעתם על תהליך ריפוי פצע. מודל ניתוח קטרקט המדומה vivo לשעבר צפוי להיות תחולה רחבה, מתן משאבים קריטיים לחקר מנגנונים של תיקון פציעה.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
הפרוטוקול הבא עומד בהנחיות הטיפול בבעלי חיים מוסדיים ועדת שימוש אוניברסיטת תומס ג'פרסון ועם הצהרת ארוו לשימוש בבעלי חיים במחקר חזון.
1. התקנה והכנת עדשות לתרבות Ex Vivo פצע
2. ניתוח קטרקט מוק הבמה
3. ומתכונניםז העדשות הפצועים לאקס תרבות Vivo
4. הפרדה של מרכז הגירת האזור (CMZ), שבו מחדש epithelialization של האזור הפצוע בקפסולה אחורית מתרחש, מהקובץ המצורף המקורי האזור (OAZ) של תאי אפיתל העדשה, לניתוח כמותי.
הערה: התאים מתחילים לנוע לאזור CMZ מייד בתגובה לפציעה. ביום אחד בתרבות מספיק תאים נודדים ברחבי CMZ לניתוח מולקולרי וביוכימיים, הבאים הפרדת CMZ וOAZ על ידי מיקרו לנתיחה 23. פרוטוקול זה כרוך ההסרה של כנף אחת (OAZ) בכל פעם מהאזור הפצוע של הקפסולה.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
Ex Vivo דגם נוצר כדי ללמוד את תהליך ריפוי הפצע במייקרו-הסביבה האם של התאים
לחקור מנגנונים מעורבים בויסות ריפוי פצע של האפיתל במייקרו-הסביבה המקומית של התאים, מודל ניתוח קטרקט רלוונטי קליני vivo לשעבר מדומה נוצר. מודל זה נוצר מרקמת עדשה המציעה יתרונות רבים בשל המאפיינים הפנימיים שלה: 1) העדשה היא איבר עצמאי מוקף קרום במרתף עבה נקרא הקפסולה העדשה; 2) זה avascular, 3) לא innervated ו -4) ללא סטרומה...
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
כאן מתוארת טכניקה להכנת מודל תרבית לתיקון פצעים הכוללת ביצוע ניתוח קטרקט ex vivo בעדשות עוברי אפרוחים לאחר הסרתן מהעין. אפיתל העדשה מגיב לפציעה רלוונטית קלינית זו בתהליך תיקון המחקה מקרוב את זה המתרחש in vivo, וחולק תכונות עם תיקון פצעים ברקמות אפיתל אחרות2,4. בעוד שהפרוטוקול פשוט ופשוט לביצוע, ביצוע ניתוח קטרקט מדומה עם עדשות עובריות דורש פיתוח מיומנויות בטיפול ברקמות קטנות שניתן לרכוש בתרגול, שכן קוטר העדשות העובריות הוא כ-2 מ"מ בלבד. הליך ניתוח הקטרקט מבוצע תחת מיקרוסקופ הניתוח, והשלבים הט...
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
המחברים מצהירים שאין להם אינטרסים פיננסיים מתחרים.
עבודה זו נתמכה על ידי מענק המכונים הלאומיים לבריאות ל-A.S.M. (EY021784).
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
| שם | חברה | מספר קטלוג | הערות |
|---|---|---|---|
| נתרן כלורי (NaCl) | Fisher Scientific | S271-3 | שימוש ב-140 מ"מ ב-TD Buffer |
| אשלגן כלורי (KCl) | Fisher Scientific | P217-500 | שימוש ב-5 מ"מ ב-TD Buffer |
| נתרן פוספט (Na2HPO4) | Sigma | S0876 | שימוש ב-0.7 מ"מ במאגר TD |
| D-גלוקוז (דקסטרוז) | Fisher Scientific | D16-500 | שימוש ב-0.5 מ"מ במאגר TD |
| Tris | Base Fisher | Scientific BP152-1 | שימוש ב-8.25 מ"מ במאגר TD |
| חומצה הידרוכלורית | פישר סיינטיפיק | A144-500 | שימוש במאגר pH TD ל-7.4 |
| מדיה 199 | GIBCO | 11150-059 | |
| L-גלוטמין | קורנינג/CellGro | 25-005-CI | שימוש ב-1% במדיה199 |
| פניצילין/סטרפטומיצין | קורנינג/ CellGro | 30-002-CI | שימוש ב 1% ב Media199 |
| 100 מ"מ צלחות פטרי | פישר סיינטיפיק | FB0875711Z | |
| Stericup יחידת מסנן | Millipore | SCGPU01RE | השתמש לסינון עיקור |
| מלקחיים Media Dumont #5 (צורך 2) | Fine Science Tools | 11251-20 | |
| 35 מ"מ צלחת תרבית תאים | קורנינג | 430165 | |
| 27 גרם 1 מ"ל SlipTip עם מחט החלקה מדויקת | BD | 309623 | |
| מספריים עדינות | כלי מדע עדינים | 14058-11 | |
| מלקחיים סטנדרטיים | כלי מדע עדינים | 91100-12 | |
| פריטים אחרים דרושים: מכשירי דיסקציה כלליים, ביצי עוף לבנים פוריים, בדוק חממת ביצים (לחות, 37.7° C), מכסה זרימה למינרית, מיקרוסקופ |
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
בקש הרשאה לשימוש חוזר בטקסט או באיורים של מאמר JoVE זה
בקש הרשאה