מאמר זה מתאר שיטת השתלת להשתיל השתל בפטמות האפיתל התאים לתוך משטח שומן לבן של בעלי חיים הנמען. ניתן להשתמש בשיטה זו כדי לבחון את השפעות המארחים ו/או התורמים בהתפתחות האפיתל של הפטמות ומבטלת את הצורך בניקוי מראש, ובכך מרחיב את התועלת שבטכניקה זו.
הרשמה ל-JoVE נדרשת לצפייה בתוכן זה. התחברו או התחילו בגרסת ניסיון בחינם.
מאמר זה מתאר שיטת השתלת להשתיל השתל בפטמות האפיתל התאים לתוך משטח שומן לבן של בעלי חיים הנמען. ניתן להשתמש בשיטה זו כדי לבחון את השפעות המארחים ו/או התורמים בהתפתחות האפיתל של הפטמות ומבטלת את הצורך בניקוי מראש, ובכך מרחיב את התועלת שבטכניקה זו.
מוקדם כמו שנות ה-70, החוקרים הושתל בהצלחה תאים אפיתל החלב לתוך משטח שומן לבנים לבן של חולדות. השתלת אפיתל החלב באמצעות טכניקות השתלת מנצל את הסביבה ההורמונלית המסופקים על ידי מארח מכרסם המתבגר. מחקרים אלה מתאימים באופן אידיאלי כדי לחקור את ההשפעה של מניפולציות ביולוגיות שונות על פיתוח בלוטת החלב ולנתח היבטים רבים של בלוטת החלב ביולוגית. נפוץ, אבל מגביל, תכונה היא כי התאים האפיתל המושתלים מושפעים מאוד על ידי משתית מסביב והתחרו על ידי אפיתל אנדוגניים; כדי לנצל את רקמת הפטמות הילידים, pad שומן לבן בבטן העור חייב להיות מנוקה כדי להסיר אפיתל הפטמות מארח לפני ההשתלה. מכשול גדול בעת שימוש באורגניזם מודל החולדה הוא שניקוי עץ הפטמות המתפתח בחולדות שלאחר-מכן אינו יעיל. כאשר מושתלים לתוך רפידות שומן ללא בלוטת, התאים האפיתל התורם יכול לאכלס משטח מארח נקי שומן ליצור בלוטת החלב תפקודית. משטח השומן הרפית הוא מיקום חלופי עבור השתלים אלה. היתרון העיקרי הוא שהוא חסר מבני ductal עדיין מספק את משתית נורמלי כי יש צורך לקדם את הצמיחה אפיתל והוא נגיש בקלות בחולדה. יתרון מרכזי נוסף של הטכניקה היא כי הוא פולשני מינימלית, כי זה מבטל את הצורך לצרוב ולהסיר את עץ הפטמות האנדוגניים גדל. בנוסף, פד שומן מכיל כלי דם המדיאלי שניתן להשתמש בו כדי להפריד אתרים להשתלת. בגלל בלוטות אנדודוגני להישאר שלם, טכניקה זו יכולה לשמש גם למחקרים השוואת בלוטת החלב אנדוגניים לבלוטה המושתלים. נייר זה מתאר את השיטה של השתלת תא האפיתל הפטמות לתוך משטח שומן לבן השכמה של חולדות.
התפתחות בלוטת החלב פוסט לידה ו ductal מורגנזה הם תהליכים המושפעים במידה רבה על ידי איתות הורמונלי בתחילת ההתבגרות. בעכברים וחולדות, בשימוש נפוץ במודלים של ביולוגיה של בלוטת החלב, תהליך זה מתחיל בסביבות 3 שבועות של גיל, שבו התפשטות מהירה ובידול התוצאה היווצרות של המבנה הבוגר. בלוטת החלב הבוגרת יכולה לעבור סבבים רבים של התרחבות ואינוולוציה, נכס שנחקר מאז תחילת המאהה -20. במסגרת ההקשר של היפרהפצה והתפתחות הסרטן, פותחו טכניקות השתלת בלוטת החלב בשנות ה-50 שלהמאה העשרים,והופרו על ידי המתודולוגיה הכמותית שתרמה גולד ואח '. ב-19772,3,4. עידון של טכניקת ההשתלה אצל מכרסמים תרם להתקדמות מרכזית בהבנת ביולוגיה רגילה של בלוטת החלב, כי הם עדיין בשימוש נרחב כדי ללמוד את ההשפעה של טיפולים שונים מניפולציה גנטית על פיתוח בלוטת החלב רגילה ומצבי מחלה.
השערות רבות נוצרו ונבדק לאחר מכן באמצעות השתלת בלוטת החלב, שתוארה לראשונה על ידי DeOme et al. ב 19591. ניסויים בכמה עשורים הראו את הנטייה של רקמת דוטל שנתרמה מבלוטות החלב של התורמים כדי לאכלס מראש את כל משטח השומן5,6,7 והצביע על כך שרכיב קריטי בהתפתחות בלוטת החלב שוכן במבני אפיתל אלה. מחקרים מאוחרים יותר בעכברים הראו כי תא גזע בודד יכול לאכלס משטח שומן נקי ותרם לגילוי של מעשה יחיד, משותף של התאים האפיתל הבליים והלומיאל של חלבשמונה,9,10. בשורה עם מסקנות אלה, הוצע כי ההשתלה מגדילה את בריכת התאים עם ריבוי היוחסין-מאכלס מחדש את הפוטנציאל כתוצאה של פלסטיות, ומאפשר לתאים המושתלים לצמוח בלוטת חלב תפקודית7,10,11,12,13. חשוב מכך, השימוש בטכניקות השתלת מכרסמים מתגבר על מגבלות של תאים המושרה התרבות התאי14 ולעתים קרובות מספק תוצאות רק עניין של שבועות.
בעוד ההליך תוארה במקור בהקשר של נגעים preneoplastic בעכברים, זה היה מורחב במהרה חולדות משמש בשילוב עם הטיפול מסרטן כדי להקים ריבוי כמדד של הרגישות לסרטן15, אבל הפופולריות של טכניקות השתלת עקב התפתחות של כלים גנטיים עבור כל מין. למרות לימודי העכבר המשלבים השתלת תרמו ממצאים טרנסלבותית רבים, המקרוב של בלוטת הפטמות של החולדה דומה לאדם הדוק יותר16,17 ומציע יתרונות ברורים ללמוד קולטן אסטרוגן-חיובית (ER +) סרטן השד. גידולי הפטמות מinducible בשני המינים, אך הם נבדלים במונחים של רגישות הורמונלית ופרופילי ביטוי גנטי. ההבדל העיקרי הוא כי גידולי הפטמות העכברים לבטא ותלוי בתפקוד של קולטני הורמונים השחלות ובלוטת יותרת השכל, כלומר, אסטרוגן ופרוגסטרון (PR), בדומה ללומיאל-סוג של סרטן השד האנושי. אכן, השתלת תא האפיתל הפטמות, כפי שמתואר בפרוטוקול זה, נעשה שימוש כדי ללמוד משתנים גנטיים המעורבים בסרטן השד ולקבוע את האוטונומיה התאית של ההשפעות על תאים אפיתל הפטמות18.
בנוסף לביולוגיה של הגידול, האפיתל הדוטל של בלוטת הפטמות הרגילה מציגה רמה גבוהה יותר של הסתעפות ומוקף בשכבה עבה יותר של משתית מאשר העכבר. חשיבותו של הסטרומה מתועדת היטב במחקרים של השתלות האפיתל. אפיתל הפטמות חייב לקיים אינטראקציה עם משתית שומן, ובאופן אידיאלי משלה mesenchyme, כדי לעבור את המאפיין שלה מורפולגנזה19,20. השתלת רקמה בבלוטת החלב של המטופל מספקת סביבה אופטימלית; עם זאת, הנוכחות של אפיתל אנדוגני יכול להפריע לתוצאות. ניקוי בלוטת החלב של אפיתל אנדודוגני מבוצע בדרך כלל באמצעות השתלת העכבר בחני ודורש כריתה כירורגית של רקמת חלב אנדוגניים ו/או הסרת הפטמה1,21,22. למרות האפשר, מראש לנקות את האפיתל הפטמות בחולדות פוסט-weanling אינו מבוצע באופן נרחב, בעיקר בשל חוסר היעילות של ניקוי עץ הפטמות הגוברת בחולדות פוסט-weanling. מאז הוכח כי אזורים של רקמת האדיפוז במקום אחר בגוף יכול לתמוך בצמיחה של אפיתל החלב המושתלת21,23,24, תהליך של מראש ניתן להימנע בקלות חולדות על ידי השתלת רקמות לתוך pad שומן לבן הגלימה.
שיטת ההשתלה המתוארת במאמר זה כרוכה בהזרקה של אורגנואידים בלוטת החלב אנזיטיתיים (שברי האפיתל של הפטמות וסוגי תאים אחרים המסוגלים להיות מורפולגנזה) או תאים חד מפוצלים לתוך משטח השומן הבין-משני ב מונוגניים, או זנים של עכברי מעבדה2. בגלל pad שומן החוצה הוא נטול בדרך כלל של רקמת הפטמות, הוא מספק סביבה מתאימה עבור אתרי השתלת מרובים ללא צורך ברור מראש אפיתל אנדוגניים. כתוצאה מכך, האנדוגניים בעלי החיים המארחים, בלוטות החלב מבולי הבטן אינם כפופים לטיפול כירורגי, מפתחים כרגיל, ואינם יכולים להפריע לפרשנות של תוצאות. בנוסף, ניתן להשתמש בבלוטות החלב ללא שינוי לצורך השוואת המחשב המארח לעומת השפעות התורמים בהתפתחות האפיתל של החלב ובטומוריגנזה18,25. למרות שאכלוס מחדש של בלוטת החלב מתא גזע אחד זמין עבור עכברים, זה עדיין לא פותחה עבור עכברוש, בעיקר בשל חוסר הזמינות של נוגדנים לבחור עבור העכבר הפטמות גזע בתאי25,26,27. למרות זאת, השתלת תאים אפיתל מונוציתיים לכמת מחדש את הפוטנציאל ניתן לבצע בהצלחה, ותאים אלה יפתחו בדרך כלל כאשר מושתל במסגרת המתאימה2,3,4. בעוד אורגנואידים הם טובים עבור מטרות רבות, תאים חד מפוזרים נדרשים עבור יישומים כמותיים, למשל, כדי לקבוע את מספר התאים האפיתל החלב הנדרש עבור החניכה סרטן בעקבות טיפול קרינה מייננת28 או להשוואת מאפייני הזרימה הצילתית של הפטמות של תאים האפיתל שנבחרו בשנת29.
עד היום, ההליך המתואר כאן הוא השיטה החזקה ביותר של ביצוע השתלת בלוטת החלב בחולדה עם מטרה כוללת של לימוד פיתוח בלוטת החלב ומנגנונים בבסיס התפתחות סרטן השד. לעתים קרובות, התורם ו/או בעלי החיים נחשפים למשתנים שונים לפני, במהלך, או אחרי השתלת האפיתל. דוגמאות כוללות לימודי גנים בודדים מעורבים כימיים קרצינובגנזה30, קרינה28,31,32, מניפולציה גנטית של מארח/הגנום תורם18, ו מניפולציה הורמונליים12. היתרון העיקרי של הדיסוציאציה האנזימטית המתואר בפרוטוקול זה הוא ההזדמנות לבודד תאי אפיתל או תאים חד מבודדים עבור ניסויים משלימים הכרוכים בזרימה, תרבות תלת-ממדית, עריכת גנים ועוד. יישומים עתידיים של טכניקה זו יכלול מניפולציה נוספת של התורם ו/או מארח רקמות עם הנדסה גנטית. לדוגמה, תאים תורמים יכולים להיות מהונדסים גנטית לשעבר vivo בכל מקום גנומית שנבחרה באמצעות CRISPR-Cas9 המערכת לעריכת גנים. באופן דומה, חולדות הנמען יכול גם להיות שונה גנטית כדי ללמוד את האינטראקציה בין התורם לבין המטופל הנדסה גורמים גנטיים.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
כל בעלי החיים היו שוכנו והחזיקו במתקן מאושר AAALAC, וניסויים המתוארים בפרוטוקול זה אושרו על ידי הMUSC טיפול בעלי חיים מוסדיים & להשתמש הוועדה (IACUC). בעלי חיים לשימוש השתלת הדדית צריך להיות זן מעוות או איזוגניים, עם מעמד הקונגניים מועדף או מוצלב עבור לפחות 6 דורות.
1. בלוטת הרקמות של התורם המעי האפיתל
2. לחלץ רקמת מוח מתורמים מורדמים
3. העיכול והעיבוד של תמציות בלוטת החלב
4. השתלת הליך (חולדות הנמען 4-5 שבועות של גיל)
5. הערכת התפתחות האפיתל
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
בלוטות החלב של התורם והנמען
השלבים כדי לבודד ולהכין את התאים האפיתל החולדה החלב עבור השתלת מוצגים באיור 1א. בגיל 4 שבועות, בלוטת החלב אנדוגניים של עכברוש התורם החלה התבגרות האפיתל ניתן לדמיין על שקופיות רכוב שלם מוכתם עם אלום כרמיין (איור 1B). עכברוש אחד התורם בגיל זה יספק כ 1 x 106 תאים להשתלה. אם כמות רקמת התורם שנאסף או בעקבות המבצע ה...
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
פרוטוקול זה מתאר טכניקת השתלת תאים אפיתל הפטמות האופטימיזציה לעבודה עם חולדות. מבודדים האפיתל הפטמות מבונואידים של חולדות תורם (3-5 שבועות של גיל) הם מושתלים לתוך משטח שומן לבן השכמה של חולדות הנמען (גם 3-5 שבועות של גיל). ניתן לפרש את התוצאות במעט כמו 4-6 שבועות מאוחר יותר, תוך שימוש במיקרוסקופיה קלה לבדיקת הרקמה המחחטת; עם זאת, יש לקבוע את כמות הזמן המיטבית בין השתלת והקרבה לפני יישום הניסוי המלא. אם קצת יותר מדי זמן או יותר מדי חלף, התוצאות לא יהיו מתרגם שולחן או משמעות. כדי לייעל את הפרוטוקול, לנתח את הצמיחה בקבוצה ק...
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
. למחברים אין מה לגלות
עבודה זו מומן על ידי המרכז לסרטן הולנגס של סרטן המרכז תמיכה גרנט P30 CA138313 מחקר הטייס מימון המכון הלאומי לבריאות (https://www.nih.gov/), וכספים מן המחלקה לפתולוגיה &Amp; מעבדה רפואה באוניברסיטת הרפואה של דרום קרוליינה. היינו רוצים להודות למרינה סמית. על שהקליט את הצהרות הראיון
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
| שם | חברה | מספר קטלוג | הערות |
|---|---|---|---|
| 0.2 ומיקרו; מסנני מזרק M | פישר סיינטיפיק | 09-715G | חומרי עיכול קולגנאז מסננים סטריליים |
| 1.5 - 2.0 מ"ל צינורות מיקרוצנטריפוגה (סטריליים) | פישר סיינטיפיק | 05-408-129 | המכילים תאים תלויים ו/או תערובת הומוגנאט מוח |
| 100 ומיקרו; מסנני תאים M | קורנינג | 431752 | סינון מוח הומוגנאט |
| 100 uL מזרקים אטומים לגז עם 25 מחטים מד | המילטון | 81001 & 90525 | להזרקת תערובת שתל לבעלי חיים נמענים (1 לכל גנוטיפ/מצב תורם) |
| 1000 uL קצות פיפטה + פיפטה | - | העברת תאים/תערובות/רקמות | |
| 15 מ"ל צינור פוליפרופילן | פלקון (קורנינג)352196 | מוח אחסון תערובת הומוגנית, או תא : תערובת הומוגנית להשתלה | |
| 40 ומיקרו; מסנני תאים | M קורנינג | 431750 | סינון אורגנואידים לאחר שטיפת גלולת התא |
| 50 מ"ל צינורות פוליפרופילן | פישר סיינטיפיק | 05-539-6 | לעיכול קולגנאז של רקמת בלוטת החלב התורם |
| כלים 60 מ"מ Thermo | Scientific | 130181 | לטחינת רקמות |
| אלום אשלגן סולפט | סיגמא-אולדריץ' | 243361/237086 | צביעת בלוטת החלב הר שלם שקופיות |
| וופורייזר הרדמה לשימוש וטרינרי | - | עקוב אחר פרוטוקול מוסדי | |
| בטא-דין או יוד | - | ||
| צינור תרבית זכוכית בורוסיליקט להומוגניזציה | פישר סיינטיפיק | 14-961-26 | להומוגניזציה של המוח (השתמש בצינור מתאים להומוגניזציה) |
| קרמין | סיגמא-אולדריץ' | C6152/1022 | מכתים את בלוטת החלב שקופיות הר שלם |
| מכשיר ספירת תאים | - | ||
| כלובי בעלי חיים נקיים להתאוששות | - | עקוב אחר פרוטוקול מוסדי | |
| קולגנאז סוג 3 | וורת'ינגטון ביוכימיה קורפ. | LS004183 | עיכול אנזימטי של רקמת בלוטת החלב הטחונה מחולדות תורמות |
| מים נטולי יונים | - | לתמיסות כימיות | |
| DMEM/F12 | GIBCO | 11320033 | לטחינת רקמות, מצעי עיכול קולגנאז והשעיית תערובות תאי אפיתל |
| EDTA | - | תערובת מונופיזרציה | |
| אתנול, 200 הוכחה | Decon Labs | 2705/2701 | מקבע שקופיות של תושבת שלמה, שטיפת שקופיות של תושבת שלמה, ניקוי אתרי חתך כירורגיים (מדולל) |
| סרום בקר עוברי (FBS) | תמיסת אינאקטיבציה | של היקלון | |
| גזה | - | ||
| חומצה אצטית קרחונית | פישר סיינטיפיק | A38-212 | שימוש לקיבוע שקופיות שלם של חלב (1:4 חומצה אצטית קרחונית ב-100% אתנול) |
| HBSS | GIBCO | - | תערובת מונופיזרציה |
| רפידות חימום | - | -עקוב | אחר פרוטוקול מוסדי |
| דליי קרח (x2) | - | - | |
| אינקובטור עם סיבוב מסלולי | - | חייב | להיות מסוגל לשמור על 37° C, רעידות במהירות 220-225 סל"ד (לעיכול קולגנאז של רקמת החלב) |
| הרדמה איזופלורן | - | עקוב אחר פרוטוקול מוסדי | |
| מיקרוסקופ אור או מצלמה דיגיטלית | - | הדמיה של אפיתל חלב שלם ו/או רכישת תמונות | |
| הומוגנייזר מכני | פישר רקמות מדעיות | או דגמים חלופיים | |
| שמן מינרלי, טהור | Sigma-Aldrich/ ACROS Organics | 8042-47-5 | אחסון לטווח ארוך של תושבות שלמות של בלוטת החלב |
| המנוקה מיכלי חמצן להרדמה וופורייזר | - | עקוב אחר הפרוטוקול המוסדי | |
| מגבות נייר או מגבוני משימות עדינים | - | ||
| שקופיות מיקרוסקופ טעונות חיובית | Thermo Scientific | P4981-001 | רקמת בלוטת החלב תושבות שלמות |
| לאחר הניתוח משכך כאבים | - | פרוטוקול מוסדי | |
| מדידות | משקל גוף של בעלי חיים, מינון נכון של תרופות נגד כאבים | ||
| מכונת גילוח | - | קוצץ חשמלי | |
| , או צנצנות צביעה | - | מינימום 1 לכל שטיפה כימית, גודל מתאים למספר המגלשות, זכוכית מועדפת | |
| וילונות שדה סטריליים | IMCO | 4410-IMC | משמש במהלך ההשתלה |
| מספריים ומלקחיים סטריליים x3 (אוטוקלאב | - | כלים כירורגיים לחיטוי המשמשים לתורמים ומקבלי | |
| מזרקים: 5 מ"ל (או יותר) | - | לסינון סטרילי של מצע עיכול קולגנאז | |
| תערובת מונופיזר | טריפסין | וורת'ינגטון | |
| כלי קיבול לאיסוף פסולת לנוזלים (מוזגים או נשאפים) | - | - | |
| יישום קליפ פצע, קליפסים וכלי להסרה | Fine Science Tools | 12020-00 | סגירת חתך העור מעל כרית הרפידה הלבנה הבין-שכמה |
| Xylenes | Fisher Scientific | X3S-4 | ניקוי בלוטת החלב שלם מחליק לאחר צביעה |
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.