RESEARCH
Peer reviewed scientific video journal
Video encyclopedia of advanced research methods
Visualizing science through experiment videos
EDUCATION
Video textbooks for undergraduate courses
Visual demonstrations of key scientific experiments
BUSINESS
Video textbooks for business education
OTHERS
Interactive video based quizzes for formative assessments
Products
RESEARCH
JoVE Journal
Peer reviewed scientific video journal
JoVE Encyclopedia of Experiments
Video encyclopedia of advanced research methods
EDUCATION
JoVE Core
Video textbooks for undergraduates
JoVE Science Education
Visual demonstrations of key scientific experiments
JoVE Lab Manual
Videos of experiments for undergraduate lab courses
BUSINESS
JoVE Business
Video textbooks for business education
Solutions
Language
he_IL
Menu
Menu
Menu
Menu
Research Article
Please note that some of the translations on this page are AI generated. Click here for the English version.
Erratum Notice
Important: There has been an erratum issued for this article. View Erratum Notice
Retraction Notice
The article Assisted Selection of Biomarkers by Linear Discriminant Analysis Effect Size (LEfSe) in Microbiome Data (10.3791/61715) has been retracted by the journal upon the authors' request due to a conflict regarding the data and methodology. View Retraction Notice
מוצג כאן הוא פרוטוקול לבידוד של העכבר hepatocytes מתוך כבדי העכבר למבוגרים באמצעות שונה קולגן הטכניקה הפרו הפרזיה. גם תיאר הוא התרבות ארוכת טווח של hepatocytes בקביעת כריך קולגן תלת-ממד, כמו גם immunolabeling של מרכיבים ציטושלד לחקר היווצרות המרה והתגובה שלה לטיפול.
הפטציטים הם התאים המרכזיים של הכבד האחראים לתפקוד חילוף החומרים שלו. ככאלה, הם יוצרים האפיתל מקוטב ייחודי, שבו שני או יותר הפטוציטים לתרום הקרום האפילי ליצור רשת המרה שדרכה המרה מופרש. הפטציט פולריזציה הכרחית להיווצרות הקנאליזציה הנכונה והיא תלויה באינטראקציות בין שלד הציטוציט, הקשר בין תאי התא לבין המטריצה המיפתתית. במחקרים בעלי מבחנה של מעורבות השלד הציטוציט במבנה קאנאלילי ותגובתה למצבים פתולוגיים, הינם נכים על ידי חוסר תרבות התאים, אשר דומה מאוד למבנה הרשת הקנאליאני בvivo. מתוארים כאן הוא פרוטוקול לבידוד של העכבר hepatocytes מן הכבד העכבר המבוגר באמצעות שינוי שונה הקולגן הטכניקה בטכניקת. מתואר גם הייצור של התרבות בקביעת כריך קולגן תלת-ממד, אשר משמש לאימונויניום של רכיבים ציטושלד לחקור את היווצרות המרה ותגובתה לטיפולים מבחנה. הוא מראה כי hepatocyte 3d כריך קולגן התרבויות להגיב טיפולים עם רעלים (אתנול) או אקטין השלד משנה תרופות משנה (g., בלאקסטטין) ולשמש כלי רב ערך עבור לימודי מבחנה של היווצרות ותפקוד של המרה.
Hepatocytes, המבנים הסלולריים המרכזיים של הכבד האחראים פונקציות מטבוליות שלה, הם באופן ייחודי תאים אפיתל מקוטב. הקיטוב שלהם, המופיעים ביונקים זמן קצר לאחר הלידה, תוצאות היווצרות הרשת המרה והיא חיונית לפרשת מרה נאותה. קרום הקודקוד של הפטציטים בצורה קולקטיבית, ואילו הקרומים הבזליים נשארים במגע עם האנדותל של הסינאונואידים. אובדנו של הפטציט פולריזציה מוביל להפצה מראש של מובילי המרה ותוצאות בתהליכים פתולוגיים הקשורים בשמירה על המרה בכבד (כלומר, כולאוסטזיס).
הקמתה ותחזוקתו של הפטציט פולריזציה ופיתוח המרה כרוכה במנגנונים מורכבים. התהליכים הבסיסיים תלויים באינטראקציה הקולקטיבית בין שלד הפתציט, הקשר בין תאי התא והאינטראקציות עם מטריצת החילוץ1. שלד ציטוציט מורכב מכל שלוש רשתות הפילמנט, שלד הציטוטין, microtubules וחוטי ביניים, המספקים תמיכה מבנית למערך הקנאלילי. התפקיד הדיפרנציאלי של רכיבים ציטולדים בהתחדשות ותחזוקה של רשתות המרה מומחש בעבר בתוך מבחנה ב-3D קולגן-סנדוויץ ' ההיפטציט תרבויות2.
במהלך השלבים הראשוניים של הפולריזציה של ממברנה הפציט, באתרים של דורהשנישל המיקרוקלולוס, מיקרופיטין ומיקרוטובולים חשובים. השלד ציטוטין מקימה את המבנה ואת התפקוד של המרה canaliculi, יוצרים מיקרופילדים הקשורים ממברנה ואת הטבעת הcircum, ובכך לתמוך באדריכלות canaliculi והוספת השלד ציטוטין לתוך הצמתים הדוקה וחסיד3. הטבעת של חוטים ביניים קרטין מחוץ לשלד ציטוטין מייצב נוסף את המבנה הקנאלילי3.
החשיבות של חלבונים ב hepatocyte junctional מתחמי בארגון של האדריכלות מרה canaliculi היתה מתועדת היטב בכמה מודלים העכבר לנקוש מספר, אשר מראים canaliculi מעוות בעכברים חסר הן הדוקה ו/או מחסיד junctional חלבונים4,5,6. מחיקה של חלבון הצומת חסיד α-catenin הוכח להוביל לחוסר של השלד ציטוציט אקטין, רחבה של המרה לומן, הצמתים דולף הדוק, וביעילות לתוך פנוטיפ הכיס הולסטטי4. יתר על כן, במחקרים בלתי מתורבת הראו את החשיבות של רכיבי הצומת מחסיד E-קדהרין ו-β-catenin בשיפוצים של לומן appatocתאיים וסחר בחלבונים7.
בצורה מעולה, אבלציה של השלד ציטובן המקשר את plectin חלבון, אשר הוא המארגן קרטין הגדולות, חשף פנוטיפים הדומים לאלה המקושרים לשלד ציטוטין8. זה מציע תפקיד קריטי של חוטי ביניים קרטין בתמיכה של המבנה הקנאלילי. במחקרים חוץ גופית ניצול 3D hepatocyte קולגן כריכים הראו גם את החשיבות של האנטי-מנוע חלבון קינאז והזרם שלה activator LKB1 בתצורת רשת המרה9. ממצאים אלה התקבל לאחר מכן על ידי הבאים במחקרים vivo10,11. לפיכך, התברר כי במחקרים מחוץ לרשת נחוצים להבנת תהליכי האיתות המעורבים בהקמת הפולריזציה קיטוב, היווצרות רשתות מתאימות והפרשת מרה.
האתגר העיקרי בחקר תהליכים הקשורים עם היווצרות המרה והתגובה שלה למצבים פתולוגיים בתוך מבחנה היא באמצעות מצבים של תרבות התא הדומה למצב ב vivo12. הפטציטים הראשיים המבודדים אינם מקוטדים; לפיכך, הם מאבדים את תפקידם, מורפולוגיה, ומתקני המרה הפונקציונלית בתנאים התרבותיים הדו (למשל, שינויים בתקנות הגנים, הקיטוב והדה-בידול13,14,15). למרות העובדה הזו, הפטציטים מבודדים היטב משקפים את טבעו של הכבד בvivo, בניגוד לקווי הכבד הנגזרים מתאי16. למרות שהם שימשו בעבר, קווי התאים הונצח לא להפעיל את המיורפולוגיה אופייני האפיתל של hepatocytes, ואת המרה של לומן שנוצר על ידי תאים אלה הדומים לכבד canalicular7. לאחרונה, התרבויות 3D של hepatocytes הראשי, משני עכברים וחולדות, הפכו כלי שימושי כדי לחקור את התהליכים המעורבים בהקמת רשת המרה של מבחנה9. הפציטים הראשי מתורבת בין שתי שכבות של קולגן (המכונה כריך קולגן 3D התרבות) יכול repolarize בתוך כמה ימים. בגלל דרישות טכניות גבוהות נדרש כאשר culturing העכבר העליון בסנדוויצ קולגן 3D, כאן אנו מציגים פרוטוקול מורכב כדי לבודד, לטפח, וכדי immunolabel עכבר מוטבע כריכי קולגן 3D כדי לאפיין את המעורבות של רכיבים ציטושלד במהלך היווצרות המרה.
כל ניסויי החיות בוצעו לפי הדירקטיבה האירופאית 2010/63/האיחוד האירופי ואושרו על ידי הנציבות המרכזית הצ לרווחת בעלי חיים.
1. חומרים
2. הכנת כריכי קולגן
3. הגדרת ציוד
4. הליך כירורגי
5. בידוד ההיפאציטים הראשוניים
6. טיפוח של המופיציטים ראשוניים בכריכים קולגן תלת-ממדיים
7. אימונוולבלינג של הפטציטים ראשוניים בכריכים קולגן תלת-ממדיים
העכבר הראשי החרופציטים היו מבודדים והופרה ב כריכי קולגן תלת-ממדיים. כולי המרה בין שני תאים סמוכים החלו להיווצר בתוך מספר שעות לאחר זריעה. תאים הקימו אשכולות ומאורגנים באופן עצמאי ברשת בקירוב של המרה בתוך יום אחד (איור 4). בתוך 3 – 6 ימים, אשכולות של 5-10 תאים נצפו בדרך כלל, עם hepatocytes מקוטב מלא להרכיב רשתcanalicular (איור 4).
הטיפול של העכבר הראשי הפטוציטים בכריכים קולגן 3D עם או רעלן (אתנול) או השלד תרופות משנה (למשל, בלייאוקסטטין, חומצה ok,) הביא שינויים בשלד הציטוציט, רוחב, צורה, ומספר של המרה מומחש על ידי immunolabeling עם נוגדן ל קרטין 8 (קרטין הנפוץ ביותר ב hepatocytes), phalloidin (ויזואליזציה של F-actin), ונוגדנים כדי הדוק בצומת חלבון zonula מאורות -1 (ZO-1; איור 5).
הטיפול אתנול היה רק השפעה קלה על הארגון של קרטין 8; עם זאת, היא הגדילה את tortuosity (כפי שנראה מ-F-actin כתמים) והפצה של רוחב המרה (איור 5). עוצמת האות של הצביעת ZO-1 הצטמצמה ב אתנול מטופל המרה canuli לעומת פקדים לא מטופלים, רומז אובדן של צמתים הדוקים לאחר טיפול אתנול. העיכוב של actomyosin כושר עם בלוקטיסטטין השפיע באופן משמעותי על הצורה והמספר של המרה canaliculi. הרשת canאליאליזה הרגיל היה מאורגן מראש, לעומת hepatocytes מטופל, לתוך הפרוע בצורת מעשה ידי מרה עם שכיחות מוגברת של המרה עבה מעוגל של מעוגלות במקום אלה ארוך דקים (כפי שנראה היסטוגרמה של רוחב הקאליאליזה).
בנוסף, הטיפול עם חומצה ok, (OA) מעכב זרחן משפיע מאוד על תכונות פיזיות של keratins, כפי שהוצג בעבר8,17. OA משנה את הסיסות של הסיבים קרטין; לפיכך, הטיפול הביא לסידור מראש מעמיק של העבודות הקרטין, שהתמוטטו באגרגטים גדולים וברורים. הן F-actin ו-חלבון הצומת הדוקה ZO-1 לא היו מקומיים לתוך מבנים מסוימים, מציע היעלמות כמעט מוחלטת של מאורגן המרה ואובדן מוחלט של קוטביות hepatocyte. מיכל המרה הנותר הצטמצם באופן משמעותי בהשוואה לפקדים לא מטופלות, כפי שנראה בהיסטוגרמה הרוחב של הערוץ (איור 5).
לתיאום תצפיות מיקרוסקופיים של שינויים בשלד הפתציט עם התגובה הביוכימית לטיפול, הפרוטוקול נמדד גם רמות של אלטין עמינח (ALT) ו אספרטט סירום (AST) (שני אנזימים בכבד המשמשים בדרך כלל כסמני פציעה hepatocתאיים) ב supernatant של כריכי 3d קולגן (איור 6)18. הטיפול אתנול הגבוהות באופן משמעותי את רמות של ALT ו-AST, מציע פציעה hepatocellular חמור. טיפול בליביוסטטין לא הוביל לשינויים ניכרים ברמות ALT ו-AST בהשוואה לטיפול בחומצה ok, אשר עוררה שינויים קלים בביוכימיים עם רמות גבוהות של ALT, אך אין שינוי ברמות של AST. לפיכך, סמנים ביוכימיים של פציעה הפטאותית הנמדדת במבחנה מהפטוציט סופרנט בתיאום עם שינויי השלד הציטומי שנצפו על ידי כתמים חיסוני.

איור 1: הגדרת הניסוי. (A) עכבר קבוע במצב פרקדן, ממוקם תחת מיקרוסקופ מבתר לפני הניתוח. כל כלי הניתוח הנדרשים ממוקמים על מגש. (ב) הסוויטה זלוף במהלך זלוף כבד העכבר מראה אבובים סיליקון חיבור מאגר עם מאגר חם ועכבר מבשם. (ג) ייצוג סכמטי של B. אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של איור זה.

איור 2: פתיחת חלל הבטן והצינורית של ה-IVC. הבטן נפתחת עם חתך של צורת V מאזור הערווה ועד הרגליים הקדמיות. העור מקופל על החזה כדי לחשוף ולהגדיל את חלל הבטן. כדי לחשוף את ה-IVC, המעיים והנקודתיים מועברים בזהירות. (א, ב) לפני הצינורית של ה-IVC, יש למקם את אונות הכבד על-ידי לחיצה עליהם כלפי מעלה לסרעפת בעזרת מילוי כותנה של PBS. ה-IVC מופרד בזהירות מרקמות שמסביב, ותפר משי ממוקם סביב ה-IVC בקרבת הכבד. פאנל ב' מייצג את השרטוטים של חלל הבטן המוצג בלוח A. האונות הכבד, בטן, הורד הלבן הנחותים (IVC, אדום), ותפרים מצוינים. (ג) הפארין מוזרק לווריד השער (PV, חץ) עם מזרק אינסולין (30 גרם מחט כפוף בזווית 45 °). (ד) כדי צינורית הכבד, ה-ivc מונצח ישירות ליד הכבד (מתחת לתפר). (ה) הצינורית מוכנסת ומאובטחת בתפרים באמצעות קשירת שני קשרים כירורגיים. (ו) הווריד של השער נחתך במלואו כדי לאפשר זרימה פנויה של מאגר, מניעת הרחבת הכבד. אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של איור זה.

איור 3: מייצגים הכבד תמונות לפני ואחרי perfusion. (א, ב) הכבד הקנולזה היה מחדש ומיוצר עבור 12 דקות בקצב הזרימה של 2.5 mL/min. שים לב הכבד דהוי באופן משמעותי לאחר זלוף (ב) לעומת הכבד הטרי מחדש (א). אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של איור זה.

איור 4:3D התרבות כריך קולגן של העכבר הראשי hepatocytes. הנציג באור בהיר תמונות של העכבר הראשי hepatocytes תרבותי עבור 1, 2, ו 3 ימים בתנאי תלת-ממד. יצוין כי אשכולות גדולים יותר של תאים מאורגנים מאוד נוצרות לאחר 3 ימים בתרבות. באזורים מסוימים מופיעים ~ 3x תמונות מוגדלות. ראשי חץ מצביעים. על כנפי המרה סרגל בקנה מידה = 100 μm. נא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של איור זה.

איור 5: הערכת התגובה המורורפולוגית ללחץ רעיל על ידי מיקרוסקופ מוטוראוסקופיה. העכבר הראשי hepatocytes מתורבת בכריכים קולגן תלת-ממדיים טופלו רעלים (אתנול, בליידוסטטין, או חומצה ok,) ביום 3 של התרבות. תאים קבועים היו מוכתמים לדמיין רכיבים ציטושלד: קרטין 8 (ירוק), F-actin (אדום), ו zonula סגר -1 (ZO-1, מגנטה) על ידי immunofluorescence. הטיפול הרעיל הוביל לחוסר של מרכיבים שלדים של דמיינו, והוא הפחית את המספר והגדיל את הtortuosity של המרה. רוחב כאליאליאלילי נמדד בשני הצדדים שאינם מטופלים וטופלו ומתוארים כהיסטורגרמות של התפלגות הרוחב. ראשי חץ מצביעים. על כנפי המרה סרגל בקנה מידה = 100 μm. נא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של איור זה.

איור 6: ניתוח ביוכימיים של התגובה של כריכי קולגן 3D hepatocyte לפציעה רעילה בתוך מבחנה. ALT ו-AST, סמנים הוקמה היטב של פציעה hepatocellular, נמדדה על-ידי כריכי קולגן 3D hepatציט מטופלים עם רעלים (אתנול, בלייאוקסטטין, ו okadaic חומצה). ALT ו-AST היו גבוהות בתאים מטופלים בהשוואה לאלה שאינם מטופלים. נתונים מדווחים כאמצעי אריתמטי ± SEM. אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של איור זה.
| מניות פתרון A (10x) | |
| ריאגנט | ריכוז סופי (גר'/ליטר) |
| מיכל שלמה | 80 |
| אשלגן כלורי | 4 |
| מדחס4· 7h2O | 1.97 |
| Na2hpo4· 2h2O | 0.598 |
| KH2פו4 | 0.6 |
טבלה 1: פתרון מניות. מתכון
| מניות פתרון B (10x) | |
| ריאגנט | ריכוז סופי (גר'/ליטר) |
| מיכל שלמה | 69 |
| אשלגן כלורי | 3.6 |
| KH2פו4 | 1.30 |
| מדחס4· 7h2O | 2.94 |
| מיכל2 | 2.772 |
שולחן 2: פתרון מניות B מתכון.
| פתרון C | |
| ריאגנט | |
| מניות פתרון A (10x) | 5 מ ל |
| נחקו3 | 0.1094 גרם |
| מיכל בגין | 0.0095 גרם |
| dH2O | עד 50 mL |
שולחן 3: פתרון מניות C מתכון.
| פתרון ד | |
| ריאגנט | |
| פתרון מניות A (10x) | 3 מ ל |
| נחקו3 | 0.065 גרם |
| מיכל2 | 0.0125 גרם |
| dH2O | עד 30 מ ל |
שולחן 4: פתרון מניות D מתכון.
| פתרון E | |
| ריאגנט | |
| פתרון מניות B (10x) | 5 מ ל |
| נחקו3 | 0.1 גרם |
| גלוקוז | 0.045 גרם |
| dH2O | עד 50 mL |
שולחן 5: פתרון מניות E מתכון.
. למחברים אין מה לגלות
מוצג כאן הוא פרוטוקול לבידוד של העכבר hepatocytes מתוך כבדי העכבר למבוגרים באמצעות שונה קולגן הטכניקה הפרו הפרזיה. גם תיאר הוא התרבות ארוכת טווח של hepatocytes בקביעת כריך קולגן תלת-ממד, כמו גם immunolabeling של מרכיבים ציטושלד לחקר היווצרות המרה והתגובה שלה לטיפול.
עבודה זו נתמכת על ידי סוכנות המענק של צ'כיה (18 02699S); סוכנות המענקים של משרד הבריאות של צ'כיה (17-31538A); פרויקט המחקר המוסדי של האקדמיה הצ למדעים (RVO 68378050) ו MEYS CR פרוייקטים (LQ1604 NPU II, LTC17063, LM2015040, אופ RVO CZ. 1.05/2.1.00/19.0395, אופ RVO CZ. 02.1.01/0.0/0.0/16_013/0001775); אוניברסיטת צ'רלס (מלגה אישית לK.K.), ותוכנית מבצעית בפראג – פרויקט תחרותיות (CZ. 2.16/3.1.00/21547). אנו מכירים במתקן הליבה של מיקרוסקופ האור, IMG CAS, פראג, צ'כיה (תמיכה ב-MEYS CR LM2015062 ו-LO1419) לתמיכה בדימות המיקרוסקופיה המוצגת.
| צלחת תרבית 35 מ"מ | מטופלת TC קורנינג | 430165 | |
| צינורות צנטריפוגה 50 מ"ל, SuperClear, ביצועים גבוהים במיוחד | VWR | 525-0156 | |
| 70 ומיקרו; m מסננת תאי ניילון | Biologix | 15-1070 | |
| אלבומין שבר V | ROTH | 8076.4 | |
| צינורית עורקים (1 מ"מ) | Medtronic | 31001 | |
| סידן כלוריד | סיגמא-אולדריץ' | P5655 | |
| קולגן I. מזנב חולדה (3 מ"ג/מ"ל) | קורנינג | 354249 | |
| קולגנאז (מ-Clostridium Hystolyticum) | סיגמא-אולדריץ' | C5138 | |
| D(+) גלוקוז מונוהידראט | ROTH | 6780.1 | |
| מיקרוסקופ מנתח | Zeiss | Stemi 508 | |
| DMEM, גלוקוז גבוה | סיגמא-אולדריץ' | D6429 | |
| EGTA | ROTH | 3054.2 | |
| FBS | Gibco | 10270-106 | |
| גלוקגון | סיגמא-אולדריץ' | G-2044 | |
| גליצין | פאפרן | G 05104 | |
| הפרין (5000 יח"ל/מ"ל) | Zentiva | 8594739026131 | |
| הידרוקורטיזון | סיגמא-אולדריץ' | H0888 | |
| אינסולין | סיגמא-אולדריץ' | I9278 | |
| מזרק אינסולין (30 גרם) | BD 320829 | ||
| רפואי מגנזיום סולפט הפטהידראט | ROTH | T888.1 | |
| מלקחיים מיקרוכירורגיים | FST | 11252-20 | |
| מלקחיים מיקרוכירורגיים | FST | 11251-35 | |
| מספריים מיקרוכירורגיים | FST | 15025-10 | |
| פרפורמלדהיד | סיגמא-אולדריץ' | P6148 | |
| פניצילין-סטרפטומיצין | סיגמא-אולדריץ' | P4333 | |
| פרקול | Sigma-Aldrich | P1644 | |
| משאבה פריסטלטית Minipuls Evolution | Gilson | F110701, F110705 | |
| אשלגן כלורי | ROTH | 6781.1 | |
| אשלגן פוספט מונו-בסיסי | Sigma-Aldrich | P5655 | |
| ProLong Gold Antifade Mountant | Thermo Fischer Scientific | P10144 | |
| צנטריפוגה | מקוררתEppendorf | 5810 R | |
| משקפי כיסוי עגולים, 30 מ"מ, עובי 1.5 | VWR | 630-2124 | |
| משי קלוע | שחור Chirmax | EP 0.5 – USP 7/0 | |
| נתרן כלורי | ROTH | 3957.1 | |
| נתרן מימן פחמתי | סיגמא-אולדריץ' | 30435 | |
| נתרן הידרוקסיד | סיגמא-אולדריץ | '221465 | |
| נתרן הידרוקסיד | סיגמא-אולדריץ' | S8045 | |
| נתרן פוספט דיהידראט דיהידראט | סיגמא-אולדריץ' | 30435 | |
| מזרק 2 מ"ל | Chirana | CH002L | |
| Triton X-100 | Sigma-Aldrich | X100 | |
| Tween 20 | Sigma-Aldrich | P1379 | |
| אמבט מים | Nuve | NB 9 | |
| Whatman מסנני ממברנה ניילון, גודל נקבוביות 0.2 μ M, קוטר 47 מ"מ | Sigma-Aldrich | WHA7402004 | |
| Whatman ניירות מחוון pH, pH 6.0-8.1 | GE Healthcare Life Sciences | 2629-990 | |
| Zoletil | Vibrac | VET00083 |