דוגמה לטיפול גנטי אדנו-ויראלי בקרניות אנושיות בתרבית איברים סוכרתיים מוצגת לקראת נורמליזציה של ריפוי פצעים מושהה והפחתה ניכרת בביטוי סמני תאי גזע אפיתל בקרניות אלה. הוא גם מתאר את האופטימיזציה של תהליך זה בתרביות אפיתל לימבליות מועשרות בתאי גזע.
הרשמה ל-JoVE נדרשת לצפייה בתוכן זה. התחברו או התחילו בגרסת ניסיון בחינם.
מאמר שיטה
דוגמה לטיפול גנטי אדנו-ויראלי בקרניות אנושיות בתרבית איברים סוכרתיים מוצגת לקראת נורמליזציה של ריפוי פצעים מושהה והפחתה ניכרת בביטוי סמני תאי גזע אפיתל בקרניות אלה. הוא גם מתאר את האופטימיזציה של תהליך זה בתרביות אפיתל לימבליות מועשרות בתאי גזע.
מטרת פרוטוקול זה היא לתאר שינויים מולקולריים קרני סוכרת אדם להדגים כיצד הם ניתן להקל על ידי ריפוי גנטי adenoviral ב קרניות איבר תרבותי. המחלה בקרנית הסוכרתית היא סיבוך של מחלת סוכרת עם מומים תכופים של עצבים קרניים וריפוי פצע אפיתל. גם תעדנו ביטוי ישתנה באופן משמעותי של סמני תא גזע כמה משוערים אפיתל קרניות סוכרת אדם. כדי להקל את השינויים האלה, ריפוי גנטי adenoviral יושם בהצלחה באמצעות גברת ביטוי ביטוי פרוטו-אונקוגן-נפגש ג ו / או downregulation של מטלו-10 מטריקס proteinases (MMP-10) ו cathepsin צלזיוס זה טיפול מואץ ריפוי פצע ב קרניות סוכרת גם כאשר רק תא תאי גזע limbal היה transduced. את התוצאות הטובות ביותר התקבלו עם טיפול משולב. להשתלה לחולה אפשרית של תאי גזע מנורמלים, מוצגת דוגמא גם של optimizatiעל של תמרת גן בתרביות תאים מועשרות גזע באמצעות משפרי polycationic. גישה זו עשויה להיות שימושי לא רק הגנים שנבחרו אלא גם עבור מתווכים אחרים של ריפוי הפצע אפיתל הקרנית גזע תפקוד התא.
המחלה בקרנית הסוכרת בעיקר תוצאת אפיתל ניוונית (keratopathy) ואת העצב (נוירופתיה) שינויים. הוא לעתים קרובות לידי ביטוי על ידי הליקויים של ריפוי פצע אפיתל והפחתת עצב קרני 1-4. סוכרת 60-70% העריכו יש 1,3 בעיות קרניות שונות. המחקרים שלנו זיהו מספר חלבונים סמן עם ביטוי שונה ב קרניות סוכרת האדם כולל downregulation של (הקולטן לגורם הצמיחה hepatocyte) פרוטו-אונקוגן-נפגשו ג ואת הגברת הביטוי של מטלו-10 מטריקס (MMP-10) ו cathepsin F 5, 6. גם תעדנו ירד באופן משמעותי ביטוי מספר סמני תא גזע המשוערת אפיתל קרניות סוכרת האדם.
במחקרים הקודמים פתחנו ריפוי גנטי adenoviral המבוסס לנרמל את רמות הסמנים שינה סוכרת באמצעות מערכת התרבות איבר קרנית סוכרת אדם, אשר מציגה ריפוי פצע איטי, סוכרתשינויי סמן, גזע הפחתת התא סמן ביטוי דומה קרניות vivo לשעבר 7,8. התמדה זו של שינויים שנראה בשל קיומו של זיכרון מטבולי אפיגנטיים 9. מערכת תרבות זה הייתה מעבר למה משומש עבור ריפוי גנטי. היעדים עבור טיפול זה נבחרו מתוך סמנים גם עם ביטוי מופחת ב קרניות סוכרתיות (נפגש-ג פרוטו-אונקוגן), או ביטוי מוגבר (MMP-10 ו F cathepsin).
טיפול adenoviral (AV) שמש ב קרניות האיבר תרבותי השלמות או בתא לימבלית ההיקפי corneoscleral בלבד. תא זה מטפח בתאי גזע אפיתל שמתחדשים האפיתל של הקרנית ולהשתתף באופן פעיל ריפוי הפצע 4,10-15. הנה, פרוטוקולים מסופקים תרבות איבר קרנית אנושית בריאה סוכרתית, ריפוי פצעים אפיתל, בידוד ואפיון של תרביות תאים לימבלית מועשרות בתאי גזע, ותא adenoviral תמרה קרנית. שֶׁלָנוּתוצאות מראות את הכדאיות של טיפול זה לנרמול ביטוי סמן ואת ריפוי פצעים קרני סוכרת להשתלה עתידית אפשרית. הם גם מראים כי הטיפול המשולב הוא הדרך היעילה ביותר כדי לשחזר דפוס סמן נורמלי ולריפוי אפיתל הקרני סוכרת 16-18.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
המחלף הלאומי למחקר מחלות (NDRI, פילדלפיה, פנסילבניה) ספק עיניים קרניות אדם בריאים סוכרת שלאחר מוות הסכימו. פרוטוקול אוסף אדם רקמות של NDRI יאושר על ידי הוועדה הניהולית ובכפוף National Institutes of Health הפיקוח. מחקר זה נערך תחת דירקטוריון הסקירה המוסדי במרכז הרפואי Cedars-Sinai אשר (IRB) פרוטוקול פטור EX-1055. שיתוף פעולת מנתחים קרניים, בני זוג. א Maguen וי רבינוביץ, סיפק חישוקי corneoscleral שנזרקו לבידוד תרמי של תרבויות אפיתל הקרנית גזע מועשר התא. מחקר זה נערך תחת פרוטוקול IRB אשר Pro00019393.
1. תרבות איברי אדם קרנית
הערה: קרניות רגילות סוכרת או עיניים כולו מתקבלות במדיום אחסון קרני מצונן (למשל, Optisol GS) תוך 48 שעות לאחר מותו מהספק הלאומי NDRI.
ריפוי 2. אפיתל הפצע
הערה: הקרניות הסוכרות, את הטריה אפיתל על ידי גירוד מכאני הוא לא ריאלית מכיוון הקרום במרתף אפיתל שברירי מנותק בתהליך, מה שלא קורה ב הקרניות הנורמליות. לכן, כדי לשמור על הקרניות הנורמליות סוכרת בתנאים דומים של ריפוי פצעים, הסרה כימית של האפיתל עם n-heptanol משמשת 19. הליך זה מסיר את האפיתל אך מותיר אחריו קרום במרתף ללא פגע בשתי הקרניות הנורמליות סוכרתיות.
3. בידוד של תאים לימבלית ותחזוקה של תרבויות גזע מועשר ניידות
הערה: הכן את תאי הגזע אפיתל limbal העיקרי (LESC) תרבויות -enriched מן המכון corneoscleral. החישוקים מגיעים מתורמים בריאים מושלכים לאחר השתלות קרניות מתקבלות המנתחים הפעולה במדיום האחסון קרני הסטנדרטי (למשל, Optisol). אחרת, התרבויות מועשרות LESC ניתן לקבל חישוקי הניכרת מן הקרניות כולו נורמליות סוכרות או גלובס שהתקבלו NDRI במדיום האחסון הקרני.
4. תמרת adenoviral של קרניות איברים-תרבותיים
הערה: adenoviruses רקומביננטי (AV) כוללים AV-וקטור (לא הגן הוכנס), AV-cmet (עם מסגרת קריאה פתוחה גן-נפגשו ג), AV-shM10 (עם shRNA כדי MMP-10), ו AV-shCF ( עם shRNA כדי cathepsin F). הם E1 / E3-deleted סוג 5 AV לבטא גנים תחת השליטה של אמרגן ציטומגלווירוס מוקדם המיידי הגדול. וירוסי AV-cmet נוצרים באמצעות כרית וקטור AV / CMV / V5-DEST 16. הוירוסים AV-shRNA נוצרות מותאם אישית על ידי subcloning של רצפי shRNA יחד עם האמרגן HH1 ורצף תג ה- GFP מן וקטור iLenti-EGFP לתוך שכפול-יוצלח (-E1 / -E3) הומאn AV סוג 5 הגנום באמצעות Adeno-4 ביטוי במערכת 17.
5. התמרה adenoviral של תאים בתרבית לימבלית
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
הראינו בעבר כי בתרבויות האיברים הקרניות, ההבדלים בביטוי של סמנים סוכרים (למשל, חלבונים בממברנה מרתף integrin α3β1) וריפוי פצעים בין הקרניות הנורמליות סוכרת נשמרים. מערכת תרבות זו הייתה נתון הריפוי הגנטי שמטרתה נרמול רמות סמנים שינה-סוכרת, c-Met, MMP-10, ו cathepsin פ
כאשר האפיתל של הקרנית כולה transduced עם AV-cmet, או AV-shRNA כדי MMP-10 ...
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
הקרנית שנראית רקמות אידיאליות עבור ריפוי גנטי בשל המיקום פני השטח שלו שבו למסירת הגן, כמו גם להערכת השפעות היעילות בצד, קלה. עם זאת, תרגום קליני של גישה חזקה זה עדיין איטי בשל מידע נדיר על גורמים גנטיים של המחלות הקרניות ואת מטרות הריפוי הגנטי 24. סיבוכים סוכרים כולל שינויים בקרנית עלולים להיות אפיגנטיים בעיקר בטבע, אשר מיתרגם זיכרון מטבולי 9. מסיבה זו, הרקמות הסוכרות והתאים לשמר הליקויים שלהם לשעבר vivo ו ניתן ללמוד בתרבות האיברים ורקמות. כמו כן, סו...
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
המחברים מצהירים שאין אינטרסים פיננסיים.
אנו מודים בתודה על התמיכה הכספית של NIH/NEI R01 EY13431 (AVL), מענק CTSI UL 1RR033176 (AVL), ומענקים מהמכון לרפואה רגנרטיבית, המרכז הרפואי Cedars-Cedars.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
| שם | חברה | מספר קטלוג | הערות |
|---|---|---|---|
| מדיום חיוני מינימלי | תרמו פישר סיינטיפיק | 11095-080 | |
| אופטיזול-GS | באוש & Lomb | 50006-OPT | |
| ABAM תערובת אנטיביוטית-אנטי-פטרייתית | Thermo Fisher Scientific | 15240062 | |
| קולגן עור עגל | סיגמא-אולדריץ' | אגר C9791 | |
| דרגת תרבית רקמות | סיגמא-אולדריץ' | A1296 | |
| n-הפטנול | סיגמא-אולדריץ' | 72954-5ML-F | |
| O.C.T. תרכובת | VWR International | 25608-930 | |
| Dispase II | Roche Applied Science | 4942078001 | |
| מדיום נטול סרום קרטינוציטים (KSFM) | תרמו פישר סיינטיפיק | 17005042 | |
| מדיום EpiLife עם סידן | תרמו פישר סיינטיפיק | MEPI500CA | |
| תוסף N2 בינוני, 100x | תרמו פישר סיינטיפיק | 17502-048 | |
| B27 תוסף בינוני, 50x | תרמו פישר סיינטיפיק | 17504-044 | |
| תוסף גידול קרטינוציטים אנושיים, 100x | תרמו פישר סיינטיפיק | S-001-5 | |
| טריפסין 0.25% - EDTA 0.02% עם פנול אדום | תרמו פישר סיינטיפיק | 25200056 | |
| טריפסין 0.25% עם פנול אדום | תרמו פישר סיינטיפיק | 15050065 | |
| מעכב טריפסין סויה | סיגמא-אולדריץ' | T6414 | |
| סרום בקר עוברי | Thermo Fisher Scientific | 26140079 | |
| תוסף אינסולין-טרנספרין-סלניט (ITS) | Sigma-Aldrich | I3146-5ML | |
| נוגדן לקרטין 14 | סנטה קרוז ביוטכנולוגיה | sc-53253 | |
| נוגדן לקרטין 15 | סנטה קרוז ביוטכנולוגיה | sc-47697 | |
| נוגדן לקרטין 17 | סנטה קרוז ביוטכנולוגיה | SC-58726 | |
| נוגדן ל &דלתא; Np63 ואלפא; | נוגדן Santa Cruz Biotechnology | sc-8609 | |
| ל-PAX6 | נוגדן BioLegend | PRB-278P-100 | |
| ל-nidogen-1 | R& D Systems | MAB2570 | |
| נוגדנים לאינטגרין ואלפא; 3&בטא; 1 | EMD Millipore | MAB1992 | |
| פיברונקטין אנושי | BD Biosciences | 354008 | |
| למינין אנושי | Sigma-Aldrich | L4445 | |
| קולגן אנושי מסוג IV | סיגמא-אולדריץ' | C6745-1ML | |
| אדנו-וירוס המבטא MMP-10 shRNA | Capital BioSciences | בהתאמה | |
| אדנו-וירוס המבטא קטפסין F shRNA | Capital BioSciences | בהתאמה | |
| אדנו-וירוס המבטא shRNA מקושקש ו-GFP | Capital BioSciences | בהתאמה | |
| אדנו-וירוס המבטא c-met | OriGene (פלסמיד)SC323278 | ||
| אדנו-וירוס המבטא GFP | KeraFAST | FVQ002 | |
| סילדנפיל ציטראט, 25 מ"ג | פייזר | מגורם | |
| תרמו פישר סיינטיפיק | PHG0311 | ||
| פולי-L-ליזין | סיגמא-אולדריץ' | P4707 | |
| פוליברן | סיגמא-אולדריץ' | 107689-10G | |
| ViraDuctin | Cell Biolabs | AD-200 | |
| ibiBoost | ibidi, גרמניה | 50301 | |
| פוספט חוצץ מלח (PBS) | Thermo Fisher Scientific | 10010049 | |
| Corning מרית קצה עגול | Dow Corning | 3005 | |
| 60 מ"מ צלחות פטרי | Thermo Fisher Scientific | 174888 | |
| Nunc Lab-Tek II שקופיות תא מרובות | סיגמא-אולדריץ' | C6807 | |
| 200 μ l טיפים פיפט | Bioexpress | P-1233-200 | ספקים אחרים זמינים |
| מיקרוסקופ הפוך | ניקון | דיאפוט | ספקים / דגמים אחרים זמינים |
| לח CO2 חממה | Thermo Fisher Scientific | 370 (Steri-Cycle) | ספקים / דגמים אחרים זמינים |
| מיקרוסקופ פלורסנט | אולימפוס, יפן | BX-40 | ספקים / דגמים אחרים זמינים |
| ניתוח מיקרוסקופ סטריאו | Leica, גרמניה | S4 E | ספקים / דגמים אחרים זמינים |
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.