זוהי שיטה ליצור פיגום תרבית תאים 3-ממדי תאי מטריקס ריאתי. ריאות שלמים מעובדות לתוך הידרוג שיכול לתמוך בצמיחה של תאים בשלושה ממדים.
מאמר שיטה
זוהי שיטה ליצור פיגום תרבית תאים 3-ממדי תאי מטריקס ריאתי. ריאות שלמים מעובדות לתוך הידרוג שיכול לתמוך בצמיחה של תאים בשלושה ממדים.
כאן אנו מציגים שיטה לקביעת הידרוג תרבות רכיב תאים מרובה עבור תרבית תאי ריאות במבחנה. החל רקמת ריאה בריאה כמקשה אחת מן חזירי, חולדה או עכבר, הרקמה perfused ו שקוע דטרגנטים כימיים הבאים כדי להסיר את פסולת הסלולר. השוואת היסטולוגית של הרקמה לפני ואחרי עיבוד מאשרת הסרה מעל 95% של מכתים galactosidase דנ"א אלפא גדילים כפול מרמזת רוב פסולת הסלולר מוסר. לאחר decellularization, הרקמה lyophilized ואז cryomilled לאבקה. אבקת מטריקס מתעכלת במשך 48 שעות בתמיסת עיכול פפסין חומצי ולאחר מכן לנטרל כדי ליצור את פתרון pregel. Gelation של פתרון pregel יכול להיגרם על ידי דגירה על 37 מעלות צלזיוס, ניתן להשתמש מייד הנטרול הבא או מאוחסן על 4 מעלות צלזיוס למשך עד שבועות. ציפוי יכול להיווצר באמצעות הפתרון pregel על צלחת שאינם מטופלים עבור גמצורף ell. תאים יכולים להיות תלוי pregel לפני הרכבה עצמית כדי להשיג תרבות 3D, מצופה על פני השטח של ג'ל נוצר שממנו התאים יכולים להעביר דרך הפיגום, או מצופים על הציפויים. שינויים אל המתווה שהוצג יכול להשפיע טמפרטורה gelation, כוח, או בגדלים מקטעי חלבון. מעבר היווצרות הידרוג'ל, נוקשות הידרוג'ל ניתן להעלות באמצעות genipin.
תרגום תוצאות במבחנה למרפאה הוא אחד הנושאים המאתגרים ביותר העומדים בפני חוקרים ביו-רפואיים. מחקר במבחנה על פלסטיק תרבית רקמות קל יותר, נוח יותר ושומר על כדאיות תאים גבוהה. 1 גישה זו היא נקודת התחלה סבירה, אך לתוצאות יש תרגום קליני מוגבל. יותר ויותר, מעבדות משלבות מבנים תלת מימדיים כדי להחליף את השיטות הדו-ממדיות המסורתיות. ביקורות זמינות עבור סביבות תלת מימדיות רבות, החל מפיגומים ביולוגיים ועד פיגומים פולימריים. 2.3
מסגרות ביולוגיות יכולות לחקות מאפיינים של סביבות in vivo מכיוון שהן מכילות רבים ממרכיבי החלבון והגליקוזאמינוגליקן של המטריצה המקורית ומספקות אתרי קשירה מוכרים לתאים להיצמד אליהם ולזהותם. חומרים שמקורם במטריצה חוץ-תאית (ECM) הוכחו כפיגומים מסוגלים להצמדת תאים והתפשטותם. 4 אתגר אחד המגביל את היישום של פלטפורמות הידרוג'ל ECM נובע מהתכונות המכניות החלשות מטבען לאחר הג'לציה. לרקמה ילידית יש לעתים קרובות תכונות מכניות גבוהות יותר מהידרוג'לים. חומרים צולבים שאינם רעילים יכולים להגביר את התכונות המכניות של הידרוג'לים כדי לחקות טוב יותר את סביבת הרקמות המקומיות. Genipin הוא צולב טבעי שאינו רעיל שמקורו בצמחי גרדניה עם יכולת להתאים מקרוב את התכונות המכניות של ECM עם שינויים בריכוז הג'יפין5,6.
כמעט כל התאים בגוף מתקיימים ב-ECM שהם מייצרים או מתחזקים על פיו. התמקדות חדשה בחשיבות האוניברסלית של ECM בארגון, במצב ובתפקוד בכל איבר או מערכת הציתה את הייצור של פלטפורמות מבוססות מטריצה לחקירה חוץ גופית. תת-רירית המעי הדק של חזיר היא הפיגום הטבעי הנחקר ביותר, והוא שימש לחידוש גידים, רצועות, שרירי שלד4 ואפילו עצם7. מטריצות מאיברים אחרים ומינים תורמים הוכיחו גם פוטנציאל טוב להתחדשות רקמות. השימוש ברכיבי ECM זרים גורם לבעיות מינימליות באימונומודולציה. לאחר חיסול החומר התאי המארח, ה-ECM הנותר יהיה דומה בתכולת חומצות האמינו ובארגונו לכל מיני היונקים האחרים8. ישנו קו מחשבה הולך וגובר שהדרך הטובה ביותר לבחון אינטראקציות תאים-ECM במבחנה היא להשתמש בפיגומי ECM ספציפיים לאיברים. כל איבר מספק הרכב ייחודי של חלבונים ופרוטאוגליקנים ליצירת נישות תאיות. נישות מספקות פירוק מבני, פונקציונלי ואפילו אנזימטי של המטריצה החוץ-תאית התורמת לאיתות ביופיזי. כדי להשיג מיקרו-סביבה במבחנה הדומה ביותר למיקרו-סביבה in vivo, שימוש ב-ECM ספציפי לרקמה ימטב את הנישות התאיות למחקר.
מטרת פרוטוקול זה היא לספק שיטה להקמת פיגום הידרוג'ל ייחודי ל-ECM של הריאות. שיטה זו מספקת פלטפורמה למחקר במבחנה על אינטראקציות בין תאי ריאה ל-ECM.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
| פִּתָרוֹן | סינון סטרילי | כיווני |
| DiH 2 O | כן | DiH 2 O; סטרילי מסונן |
| פתרון 0.1% Triton X-100 | כן | מתחת למכסה המנוע קטר להוסיף 100 μl טריטון-X 100 פתרון ל -100 מ"ל DiH 2 O ו להתסיס עד שהיא נמסה; סינון סטרילי. |
| 2% פתרון Deoxycholate | כן | מתחת למכסה המנוע קטר להוסיף פתרון נתרן Deoxycholate 2 g לכל 100 מ"ל DiH 2 O ו להתסיס עד שהיא נמסה; סינון סטרילי |
| 1 M NaCl | כן | הוסף 58.44 גרם NaCl 1 ליטר של DiH 2 O; להתסיס עד שהיא נמסה; סינון סטרילי |
| פתרון DNase | כן | להוסיף 12,000יחידות DNase עד 1 L DiH 2 O; הוסף 0.156 גרם MgSO 4 (נטול מים), ו 0.222 גרם CaCl 2; להתסיס עד שהיא נמסה; סינון סטרילי |
| PBS | כן | שלב 27.2 גרם Na 2 4 HPO · 7H 2 O (dibasic heptahydrate), 80 גרם NaCl, ו -2 גרם KCl עם 10 L DiH 2 O; להתסיס עד שהיא נמסה; כדי להתאים את pH 7.4; סינון סטרילי |
טבלה 1: הפתרונות הנדרשים עבור רקמות Decellularization. הפוך את הפתרונות הנ"ל לתהליך decellularization. חנות ב 4 מעלות צלזיוס. כ 2.5 L יהיה צורך ריאות חזיריות אחד.
1. גיבוש הידרוג'ל
2. Cross-linking הידרוג כדי לשפר את חוזק מכני
3. תרבית תאים עם Microporous ג'ל
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
באמצעות שיטה זו, הפקנו הידרוג מן החזיר רגיל, חולדה, וריאות עכבר (איור 1). ריאות מעובד לספק מוערכת של 5 מ"ג, 40 מ"ג, ו -10 גרם של אבקת ECM בהתאמה. סקירה כללית של התהליך מוצג באיור 2. חזותי מפתח בתהליך כולל: מראה לבן של הריאות אחרי שטיפת deoxycholate; לאחר היווצרות pregel, הפתרון צריך להיות אטום הפתרון אמור להופיע הומוגנית במשך חודשים אם מאוחסן ב 4 ° C.. כללנו שולחן תקלות בסיסי שיעזרו לזהות מקורות השגיאה לאורך כל התה...
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
אחד ההיבטים של ביולוגיה הנפרדים הוא הארגון-העצמי של מולקולות לתוך מבנים היררכיים לבצע משימה ספציפית. 13 במעבדה, הרכבה עצמית תלויה בגורמים רבים כגון ריכוז מלח, pH, ומשך העיכול. כפי שניתן לראות, נוצר הידרוג'ל מתארגנת מעצמה כאשר חלבונים solubilized לחזור לטמפרטורה פיזיולוגית. הידרוג נוצר מסוגל לקדם מצורף הסלולר ושגשוגם במבחנה.
תגובה תאית לאותות biophysical מ ECM לא ניתן לחקור באמצעות פולימרים...
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
החוקרים אין לי מה לחשוף.
ברצוננו להודות חוות סמית'פילד על תרומת רקמת הריאה החזירית ללא פגע. אנו רוצים גם להודות לד"ר הו יאנג, ד"ר כריסטינה טאנג והמחלקה לכירורגיה פלסטית VCU עבור ומאפשר לנו להשתמש בציוד שלהם. דגימות הידרוג'ל ורקמות הוכנו עבור SEM במחלקה לאנטומיה VCU מתקן מיקרוסקופית לנוירוביולוגיה נתמך, בין השאר, על ידי מימון NIH-NINDS מרכז Core גרנט 5 P30 NS047463 ו, בין השאר, על ידי טופס מימון גרנט תמיכה במרכז לחקר הסרטן NIH-NCI CA016059 P30. הדמיה SEM של דגימות במתקן אפיון Core ננוטכנולוגיה VCU (NCC). עבודה זו מומנה על ידי הקרן הלאומית למדע, CMMI 1,351,162.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
| שם | חברה | מספר קטלוג | הערות |
|---|---|---|---|
| טריטון X-100 | פישר סיינטיפיק | BP151-100 | השתמש במכסה אדים עם מגן עיניים וכפפות. |
| נתרן דאוקסיכולט | סיגמא-אולדריץ' | D6750-100 גרם | השתמש במכסה המנוע עם מגן עיניים וכפפות. |
| מגנזיום גופרתי | סיגמא-אולדריץ' | M7506-500 גרם | ללא |
| סידן כלוריד | סיגמא-אולדריץ' | C1016-500 גרם | ללא |
| DNase | סיגמא-אולדריץ' | D5025-150KU | ללא |
| HCl | סיגמא-אולדריץ' | 258148-500 מ"ל | השתמש עם מגן עיניים וכפפות. |
| פפסין | סיגמא-אולדריץ' | P6887-5G | השתמש במכסה אדים עם מגן עיניים וכפפות. |
| נתרן הידרוקסיד | פישר סיינטיפיק | BP359-500 | לשימוש עם מגן עיניים וכפפות. |
| Genipin | Wako Chemicals | 078-03021 | השתמש במכסה אדים עם מגן עיניים וכפפות. |
| PBS 10x | איכות ביולוגית | 119-069-151 | ללא |
| PBS | VWR | 45000-448 | ללא |
| נייר סינון | Whatman | 8519 | N / A |
| משאבת יד | פישר סיינטיפיק | 10-239-1 | N / A |
| בוגר | VitLab | 445941 | |
| Cryomill | SPEX | 6700 | השתמש בכפפות קריוגלאב ועין הגנה. |
| Lyophilizer | FTS FlexiDry | השתמש בכפפות. | |
| ריאומטר | דיסקברי | HR-2 | השתמש בכפפות ובהגנה על העיניים. |
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
בקש הרשאה לשימוש חוזר בטקסט או באיורים של מאמר JoVE זה
בקש הרשאה