מתוארת טכניקה לבידוד הפטוציטים אנושיים ותאי כבד לא פרנכימליים מאותו תורם. סוגי תאי הכבד השונים בונים את הבסיס למודלים תפקודיים של כבד והנדסת רקמות. שיטה חדשה זו שואפת לבודד תאי כבד בתפוקה גבוהה ובכדאיות.
מאמר שיטה
* These authors contributed equally
מתוארת טכניקה לבידוד הפטוציטים אנושיים ותאי כבד לא פרנכימליים מאותו תורם. סוגי תאי הכבד השונים בונים את הבסיס למודלים תפקודיים של כבד והנדסת רקמות. שיטה חדשה זו שואפת לבודד תאי כבד בתפוקה גבוהה ובכדאיות.
לצד hepatocytes parenchymal, הכבד מכיל תאים שאינם parenchymal (NPC) כלומר תאים Kupffer (KC), תאי אנדותל הכבד (LEC) ותאי stellate הכבד (HSC). דו מימדי (2D) תרבות של hepatocyte אדם מן המעלה הראשונה (PHH) עדיין נחשב "תקן הזהב" במבחנה בדיקות של חילוף החומרים סמים הרעילות. זה ידוע היטב כי monoculture 2D של PHH סובל dedifferentiation ואובדן תפקוד. לאחרונה הודגם כי הכבד NPC למלא תפקיד מרכזי בכבד (patho-) פיזיולוגיה החזקת פונקציות PHH. המחקר הנוכחי מתמקד בשחזור של האדריכלות רקמות in vivo על ידי 3D- ומודלים לתרבות משותפת כדי להתגבר על המגבלות של monocultures 2D. בעבר פרסמנו שיטה לבודדת בתאי כבד אנושיים וחקרתי את התאמתו של תאים אלה לשימושם בתרביות תאים בביולוגיה ניסויית ורפואת 1. בהתבסס על הריבית הרחבה te זהchnique המטרה של מאמר זה הוא לספק פרוטוקול מפורט יותר על תהליך הבידוד כבד התא כולל וידאו, אשר יאפשר רבייה קלה של טכניקה זו.
בתאי כבד אנושיים בודדו מדגימות רקמת הכבד האנושי של התערבויות כירורגיות ידי טכניקה P זלוף שני שלבים EGTA / collagenase. PHH הופרד NPC ידי צנטריפוגה ראשונית ב 50 x ז. צעדי צנטריפוגה שיפוע צפיפות שמשו להסרת תאים מתים. אוכלוסיות תאים בכבד הפרט בודדו את שבר NPC מועשר באמצעות מאפייני תאים ספציפיים ונהלי מיון תא. לצד בידוד PHH הצלחנו להפריד KC, הבקר ואת HSC לגידול נוסף.
יחדיו, הפרוטוקול המובא מאפשר בידוד של PHH ו NPC באיכות ובכמות גבוהה ממדגם רקמות התורם אחד. הגישה אוכלוסיות תאים בכבד מטוהרים יכול לאפשר יצירה של in vivo כמו li אדםמודלים Ver.
רקמת כבד אנושית היא מאוד מורכבת מורכבת משני גופי תאים שונים, תאי parenchymal ותאי הלא parenchymal (NPC). תאי כבד Parenchymal כוללים hepatocytes ו cholangiocytes. Hepatocytes מייצג 60 עד 70% של תאי כבד סכו להסביר את רוב הפונקציות הכבדות מטבולית, למשל, חומצות מרות ומשלים סינתזת גורם, biotransformation ואנרגית מטבוליזם 2,3.
שבר NPC הקטן מהווה 30-40% של תאים כבדים כוללים. NPC לכלול אוכלוסיות תאים שונות, כלומר תאי Kupffer (KC), תאי אנדותל כבדים (LEC) ותאי stellate הכבדים (HSC). שבריר תא הטרוגנית זו ממלאת תפקיד מרכזי בתהליכים פיסיולוגיים של הכבד. בנוסף, NPC להשתתף בתיווך נזק כבד חריפה, למשל, פגיעה בכבד הנגרמת התרופה (דילי) וכן לפציעת כבד כרונית, כגון שחמת 4.
בשנים האחרונות, hתאי כבד באומן הפכו יותר ויותר חיוני במחקר ופיתוח של בדיקות סמים, פיתוח תרופות וזיהוי הביוכימיים חדשים במחלות כבדות. עבור בדיקות במבחנה monocultures PHH עדיין נחשבים "תקן הזהב" 5. המגבלה העיקרית של מודלים כבדים homotypic הנוכחיים היא dedifferentiation ואובדן התפקוד של hepatocytes תוך מספר ימים 4. הקמת טכניקות תרבות 3-ממדי (3D) הוכיחה כי מגבלות אלה ניתן לפצות 4,6. עם זאת, אפילו טכניקות תרבות 3D מודרניות אינן מסוגלות להציג את כל מצבי hepatotoxic של פעולות 7. אוכלוסיות NPC חסרות במודלים במבחנה הקיימים נדונות כסיבה אפשרית לאי התאמה זו למצב vivo. הוכח כי תקשורת תאי תאים בין אוכלוסיות תאים בכבד השונות ממלא תפקיד מרכזי הומאוסטזיס פיסיולוגי אלא גם pathophysiologic מעבד 8. לכן את תשומת הלב המדעית מתמקדת יותר ויותר על NPC ואינטראקציות תאי התאים שלהם. שימוש ותכליתי במערכות שיתוף תרבות רקמות מהונדסות יכול להיות פתרון עבור הביקוש הרב של מודלים כבדים במבחנת 8,9 שהן קרובות ככל למצב in vivo ככל האפשר.
כרגע האתגר המרכזי הוא הפיתוח של מודל כבד אנושי סטנדרטי שיתוף תרבות, המכיל חלקים ברורים של PHH ו NPC. כתוצאה מכך, טכניקות לבידוד תאי הכבד הטרוגנית מאוד נדרשות ואלה צריכים להיות מותאמים על מנת לקבל אוכלוסיות תאים טהורות. בעוד פרוטוקולים סטנדרטיים עבור בידוד PHH קיימים 10, הבידוד הסטנדרטי של NPC אדם עדיין בפיתוח. רוב שפורסמו פרוטוקולי בידוד NPC מבוססים על ניסויים עם תאים שאינם בני אדם 11,12. רק כמה פרסומים לתאר את תהליך הבידוד של האדם NPC ורוב מכסים רקשיטות הבידוד של תא בודד מקלידים 11-16. מאפייני התא החשובים ביותר כי כבר רתמו להפרדה סלולרית הם גודל, צפיפות, התנהגות-הקשר, ואת הביטוי של חלבוני פני שטח. על סמך מאפיינים אלה פתחנו פרוטוקול פשוט לבודדים PHH, KC, בקר ואת HSC, אשר פורסם בעבר בביולוגיה ניסויית ורפואת 1. בגלל העניין הרחב בטכניקה זו, המטרה של מאמר זה היא לספק פרוטוקול מפורט יותר על תהליך הבידוד כבד התא כולל וידאו, אשר יאפשר לשחזר את הטכניקה יותר בקלות. הפרוטוקול כולל גם שיטות בקרה איכות להערכת תשואה ואת הכדאיות וכן להערכת זיהוי ורמת ניקיון באמצעות immunostainings הספציפי.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
הערה: כל התאים היו מבודדים מרקמת כבד אנושית הלא tumorous שנקטעה, שנשאר לאחר כריתה חלקית כבדה עם גידולים בכבדים ראשוניים או משניים. הסכמה מדעת של החולים הושגה על פי הקווים המנחים האתיים של השריטה - Universitätsmedizin ברלין.
1. הכנת חומרים ופתרונות
2. הכנת ציוד זלוף
3. זלוף ועיכול מדגם רקמת כבד (1.5 שעות)
4. בידוד של hepatocytes (1 hr)
5. טיהור hepatocytes (1 hr)
הערה: שלב טיהור זו מומלצת, אם את הכדאיותנמוך מ -70%.
טיפוח 6. hepatocytes
7. בידוד של תאים בכבד ללא parenchymal (1.5-2 שעות)
הפרדת 8. של תאי Kupffer (דבקשלב ההפרדה) (1 hr)
9. הפרדה לתאי אנדותל (1.5 שעות)
10. הפרדת תאי stellate (0.5 שעות)
טבלה 1: זלוף פתרון בידוד.

תקשורת ותרבות ובידוד: טבלה 2.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
ההפרדה לתוך חלק parenchymal ולא parenchymal, באמצעות צנטריפוגה שיפוע צפיפות כהליך לנקות בשילוב עם השימוש של נכסים היצמדות MACS מובילה לבידוד PHH ו NPC מוצלח. PHH ו NPC ניתן לבודד באיכות ובכמות גבוהות. איור 1 מציג את התקנת נציג וציוד זלוף והעיכול כבדים. 10% FCS נוספה P collagenase המכיל זלוף - הפתרון השני להפחית פעילות חלבונים של פרוטאזות וכדי לייצב פעילות P collagenase בתמורה. בזמנים עיכול ארוך יותר מכך נדרש לבידוד NPC ניתן ליישם א...
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
הפרוטוקול שפורסם מתאר טכניקה לבודדת PHH הטהור NPC, כלומר KC, HSC ו בקר, בו זמנית באיכות גבוהה וטוהרים מאותה דגימת רקמת כבד אנושית. רוב הפרסומים העוסקים isolations תא כבד מכסים רק אחד מאותם אוכלוסיות תאי 18-20 ונהלי בידוד מבוצעים עם רקמה אנושית הם נדיר (נבדק על ידי Damm et al.) 21. התאמת שיטות הוקמו עם רקמה מן החי (למשל, חולדה כבדה) כדי כבד אנושי חשף מספר הבדלים במאפייני תא בין בעלי חי אוכלוסיות תאים אנושיים. הקמת שיטת בידוד תא כבד המכסה את א...
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
המחברים מצהירים שאין להם אינטרסים מתחרים.
ברצוננו להודות ג'יה לי ליו על תמיכתם בבריאה של איור 1. מחקר זה מומן על ידי המשרד הפדרלי הגרמני לחינוך ולמחקר (BMBF) פרויקט כבד וירטואלי: 0,315,741.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
| שם | חברה | מספר קטלוג | הערות |
|---|---|---|---|
| <חזק>ציוד כללי | |||
| PIPETBOY | פיפטות אפנדורף | ||
| מיקרוסקופ | אפנדורף | ||
| אולימפוס | |||
| CO2-incubator | קלסר | ||
| Lamin Air | Heraeus | ||
| צנטריפוגה Varifuge 3.0R | Heraeus | ||
| כוס שתן | Sarstedt | 2041101 | |
| מזרק פרפוזור 50 מ"ל | B.Braun | 12F0482022 | |
| מסנן בקבוק עליון | Nalgene | 1058787 | |
| Falcon 50 מ"ל צינור חרוטי פוליפרופילן | BD Biosciences | 352070 | |
| פלקון 15 מ"ל צינור חרוטי פוליפרופילן | BD Biosciences | 352096 | |
| צלחת תרבית רקמות | BD Biosciences | 533047 24 בארות | |
| פיפטות סרולוגיות | BD Biosciences | 357525, 357551, 357543 | 25 מ"ל, 10 מ"ל, 5 מ"ל |
| קצות פיפטות | SARSTEDT | 0220/2278014, 0005/2242011, 0817/2222011 | 100 ומיקרו; l, 200 ומיקרו; l, 1,000 ומיקרו; l |
| Name | Company | Catalog Number | >Comments |
| >Isolation Equipment | |||
| water bath | Lauda | ||
| peristaltic | |||
| תרמוסטט | מד pH לאודה | ||
| שוט קשקשים עדינים | Sartorius | ||
| stand | |||
| Bü chner משפך | Haldenwanger | ||
| פלסטיק משפך | |||
| סיליקון צינור | |||
| צינורית עם קצות | |||
| זכוכית צלחת | |||
| מלקחיים | |||
| אזמל | נוצה | 12068760 | |
| Neubauer ספירה תא | לידה | ||
| Costar | |||
| וילון כירורגי | Charité Universitä tsmedizin ברלין | A2013027 | |
| דחיסת | Fuhrmann | 40013331 | |
| כפפות כירורגיות סטריליות | Gammex PF | 1203441104 | |
| דבק רקמות | B. Braun | 1050052 | |
| בקבוק זכוכית | VWR | ||
| קולגנאז P | Roche | 13349524 | |
| Percoll Separating Solution | ביוכרום | L6145 | צפיפות 1.124 גרם/מ"ל |
| Hank' s BSS | PAA | H00911-3938 | |
| דולבקו' s PBS | PAA | H15 - 002 | ללא מ"ג/Ca |
| פלסטיפור | 13CKP151 | ||
| אלבומין | סיגמא-אולדריץ' | A7906 | |
| NaCl | Merck | 1,064,041,000 | |
| KCl | Merck | 49,361,000 | |
| Hepes Pufferan | Roth | 133196836 | |
| EDTA | Sigma | E-5134 | |
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| >Media Equipment | |||
| DMEM | PAA | E15-005 | גלוקוז נמוך (1 גרם/ליטר) (ללא L-גלוטמין) |
| תמיסת חיץ HEPES 1 M | GIBCO | 1135546 | |
| L-גלוטמין | GIBCO | 25030-024 | 200 מ"מ |
| MEM NEAA | GIBCO | 11140-035 | |
| פניצילין/סטרפטומיצין | GIBCO | 15140-122 | |
| RPMI 1640 | PAA | E15 - 039 | ללא L-גלוטמין |
| נתרן פירובט | GIBCO | 1137663 | 100 מ"מ |
| טריפאן כחול פתרון | סיגמא-אולדריץ | T8154 | 0.4% |
| ויליאם s E | GIBCO | 32551-020 | |
| עם GlutaMAX ™ | |||
| EGTA | Sigma-Aldrich | 03780-50G | |
| Fortecortin | Merck | 49367 | 8 מ"ג/2 מ"ל |
| אינסולין אנושי | Lilly | HI0210 | 100 I.E./ml |
| N-אצטיל ציסטאין | סיגמא-אולדריץ' | A9165-5G | |
| סרום עגל עוברי (FCS) | PAA | A15-101 | |
| <חזק>שם | חברה | >מספר קטלוגי | תגובות |
| >ציוד לצביעה חיסונית | |||
| CD 68 | R& D Systems, ארה"ב | חד שבטי | |
| CK 19 | סנטה קרוז | D2309 | פוליקלונלי |
| CK18 | סנטה קרוז | K2105 | חד שבטי |
| וימנטין | סנטה קרוז | מונוקלונלי | |
| GFAP | סיגמא אולדריץ' | מונוקלונלי | |
| טריטון X-100 | סיגמא אולדריץ' | 23.472-9 | |
| עיזים נגד עכבר IgG1-PE | סנטה קרוז | C0712 | |
| עיזים נגד ארנב IgG-FITC | סנטה קרוז | L0412 | |
| מתנול | J.T.Baker | 1104509006 | |
| פורמלדהיד 4% | Herbeta Arzneimittel | 200-001-8 | |
| אלבומין סרום בקר (BSA) | סיגמא אולדריץ' | A7906-100G |
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
בקש הרשאה לשימוש חוזר בטקסט או באיורים של מאמר JoVE זה
בקש הרשאה