-1::1
Simple Hit Counter
Skip to content

Products

Solutions

×
×
Sign In

HE

EN - EnglishCN - 简体中文DE - DeutschES - EspañolKR - 한국어IT - ItalianoFR - FrançaisPT - Português do BrasilPL - PolskiHE - עִבְרִיתRU - РусскийJA - 日本語TR - TürkçeAR - العربية
Sign In Start Free Trial

RESEARCH

JoVE Journal

Peer reviewed scientific video journal

Behavior
Biochemistry
Bioengineering
Biology
Cancer Research
Chemistry
Developmental Biology
View All
JoVE Encyclopedia of Experiments

Video encyclopedia of advanced research methods

Biological Techniques
Biology
Cancer Research
Immunology
Neuroscience
Microbiology
JoVE Visualize

Visualizing science through experiment videos

EDUCATION

JoVE Core

Video textbooks for undergraduate courses

Analytical Chemistry
Anatomy and Physiology
Biology
Cell Biology
Chemistry
Civil Engineering
Electrical Engineering
View All
JoVE Science Education

Visual demonstrations of key scientific experiments

Advanced Biology
Basic Biology
Chemistry
View All
JoVE Lab Manual

Videos of experiments for undergraduate lab courses

Biology
Chemistry

BUSINESS

JoVE Business

Video textbooks for business education

Accounting
Finance
Macroeconomics
Marketing
Microeconomics

OTHERS

JoVE Quiz

Interactive video based quizzes for formative assessments

Authors

Teaching Faculty

Librarians

K12 Schools

Products

RESEARCH

JoVE Journal

Peer reviewed scientific video journal

JoVE Encyclopedia of Experiments

Video encyclopedia of advanced research methods

JoVE Visualize

Visualizing science through experiment videos

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

OTHERS

JoVE Quiz

Interactive video based quizzes for formative assessments

Solutions

Authors
Teaching Faculty
Librarians
K12 Schools

Language

he_IL

EN

English

CN

简体中文

DE

Deutsch

ES

Español

KR

한국어

IT

Italiano

FR

Français

PT

Português do Brasil

PL

Polski

HE

עִבְרִית

RU

Русский

JA

日本語

TR

Türkçe

AR

العربية

    Menu

    JoVE Journal

    Behavior

    Biochemistry

    Bioengineering

    Biology

    Cancer Research

    Chemistry

    Developmental Biology

    Engineering

    Environment

    Genetics

    Immunology and Infection

    Medicine

    Neuroscience

    Menu

    JoVE Encyclopedia of Experiments

    Biological Techniques

    Biology

    Cancer Research

    Immunology

    Neuroscience

    Microbiology

    Menu

    JoVE Core

    Analytical Chemistry

    Anatomy and Physiology

    Biology

    Cell Biology

    Chemistry

    Civil Engineering

    Electrical Engineering

    Introduction to Psychology

    Mechanical Engineering

    Medical-Surgical Nursing

    View All

    Menu

    JoVE Science Education

    Advanced Biology

    Basic Biology

    Chemistry

    Clinical Skills

    Engineering

    Environmental Sciences

    Physics

    Psychology

    View All

    Menu

    JoVE Lab Manual

    Biology

    Chemistry

    Menu

    JoVE Business

    Accounting

    Finance

    Macroeconomics

    Marketing

    Microeconomics

Start Free Trial
Loading...
Home
JoVE Journal
Biology
בידוד וכריך קולגן 3D תרבות של העכבר הראשי Hepatocytes כדי ללמוד את התפקיד של שלד ציטוזה היווצרות ...

Research Article

בידוד וכריך קולגן 3D תרבות של העכבר הראשי Hepatocytes כדי ללמוד את התפקיד של שלד ציטוזה היווצרות של המרה בתוך מחוץ לגופית

DOI: 10.3791/60507

December 20, 2019

Katerina Korelova1, Marketa Jirouskova1, Lenka Sarnova1, Martin Gregor1

1Laboratory of Integrative Biology,Institute of Molecular Genetics of the Czech Academy of Sciences

Cite Watch Download PDF Download Material list
AI Banner

Please note that some of the translations on this page are AI generated. Click here for the English version.

In This Article

Summary Abstract Introduction Protocol Representative Results Discussion Disclosures Acknowledgements Materials References Reprints and Permissions

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

Summary

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.

Abstract

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.

Introduction

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.

Protocol

כל ניסויי החיות בוצעו לפי הדירקטיבה האירופאית 2010/63/האיחוד האירופי ואושרו על ידי הנציבות המרכזית הצ לרווחת בעלי חיים.

1. חומרים

  1. בעלי חיים בבית תחת תנאים ללא פתוגן ספציפי על פי ההנחיות של הפדרציה לחקר בעלי חיים מעבדה האגודות עם גישה חופשית אוכל רגיל ושתיית מים. בעלי חיים מתחת למחזור כהה/מהיר של 12 שעות. לצורך הבידוד והתרבות, השתמשו בחיות בן 8 – 12 שבועות.
  2. פתרונות מניות A ו-B
    1. הכן פתרון מניות A ופתרון מניות B לפי טבלה 1 ושולחן 2, בהתאמה, מראש. מפזר את כל הרכיבים ב 1 L של מזוקק H2o (dH2o).
    2. להתאים את ה-pH של פתרונות כדי 7.2 ולסנן את הפתרונות באמצעות פילטר 0.2 יקרומטר. ניתן לאחסן את שני הפתרונות ב -4 ° c עד 6 חודשים.
  3. פתרון מניות C
    1. הכינו פתרון סי ביום הבידוד. הראשוני של הפאציט
    2. הוסף את כל הרכיבים בהתאם לטבלה 3, מלא לנפח הכולל 50 ML עם dH2O, והתמוססות. כוונן את ה-pH ל-7.3.
    3. 50 mL של הפתרון בצינורות 50 mL. . השתמש בצינור אחד לכל חיה מניחים את כל התוספות הנדרשות באמבט מים מחומם מראש (37 ° c).
  4. פתרון מניות D
    1. הכינו פתרון D ביום הבידוד הראשוני של הפאציט.
    2. הוסף את כל הרכיבים בהתאם לטבלה 4, המשך לנפח הכולל של 30 מ ל עם dH2O והתמוססות. כוונן את ה-pH ל-7.3.
    3. מחלקים 30 מ ל של הפתרון בצינורות 50 mL. הוסף קולגן ואני (5 מ"ג/30 mL) לתוך פתרון D. השתמש באחד משני החלקים לכל חיה. מניחים את כל התוספות באמבט מים מחומם מראש (37 ° c).
  5. פתרון מניות E
    1. הכינו פתרון E ביום הבידוד הראשוני של hepatocyte.
    2. הוסף את כל הרכיבים לפי טבלה 5, מלא לאמצעי אחסון כולל של 50 ML עם dH2O והתמוססות. כוונן את ה-pH ל-7.3.
    3. 50 mL של הפתרון בצינורות 50 mL. הוסף אלבומין V (0.65 g/50 mL) לפתרון E. השתמש באחד משני המינים לכל חיה. מניחים את כל התוספות באמבט מים מחומם מראש (37 ° c).

2. הכנת כריכי קולגן

  1. הכינו את השכבה הראשונה. של כריך הקולגן
    הערה: לעבוד על קרח ולהשתמש פתרונות טרום מקורר, טיפים, צלחות, וצינורות כדי למזער את הגגנציה לא רצויה של קולגן I.
  2. לנטרל את הכמות הנדרשת של קולגן אני (מזנב חולדה) על פי פרוטוקול של היצרן. נפח של 100 μL של קולגן לנטרל (1.5 mg/mL) לכל מדגם ניסיוני (3.5 cm צלחת) נדרש. כדי להכין 1 mL של קולגן לנטרל (1.5 mg/mL), להוסיף 100 μL של 10x DMEM, 1.5 μL של 1M NaOH, ו 48.5 μL של dH2O לתוך 500 μl של קולגן (ריכוז מניות = 3 מ"ג/mL). בדוק את ה-pH של קולגן לנטרל עם נייר לקמוס (ה-pH צריך להיות ~ 7.5).
  3. לפזר 100 μL של פתרון קולגן לנטרל באופן שווה באמצעות מראש מקורר 200 μL טיפ על פני השטח של מערכת 3.5 ס"מ להגדיר על קרח.
  4. דגירה לילה תחת תנאי תרבות סטנדרטיים (חממה עם 5% CO2 ב 37 ° c). ביום של הבידוד הראשוני hepatocyte, להוסיף 1 מ ל של טרום מחומם (37 ° c) PBS לשכבת הקולגן הראשון. אפשר לקולגן לעבור מחדש עבור 2-3 h ב 37 ° c.

3. הגדרת ציוד

  1. הכן את כל הציוד כמפורט ברשימת החומרים והגדר כמוצג באיור 1.

4. הליך כירורגי

  1. הרליד העכבר על ידי הזרקת השרירים של tiletamine (60 מ"ג/ק ג של משקל הגוף), זולפם (60 מ"ג/ק"ג), ו xylazine (4.5 מ"ג/ק"ג). לאחר מספר דקות, לאשר את ההרדמה הנכונה על ידי צביטה הבוהן. , אם החיה לא תגיב לצביטה. המשך ל-4.2
  2. מניחים את העכבר מורדם על מחצלת לחיתוך וקלטת את הגפיים התחתונות והעליון כדי לתקן את העכבר במצב פרקדן. לנגב את הבטן עם 70% אתנול ולפתוח את הבטן עם חתך צורת V מאזור הערווה לרגליים הקדמיות. מקפלים את העור על החזה כדי לחשוף את חלל הבטן. מניחים את המשטח החוצה. תחת מיקרוסקופ מבתר
  3. לכופף מחט מזרק אינסולין (30 G) לזווית 45 °. לחשוף את האובלה הנחותה (IVC) על ידי הזזת המעיים והמעי הגס בכיוון caudal.
  4. מילוי 2.5 mL של מחמם טרום מחומם (37 ° c) פתרון C לתוך מזרק 2 מ ל עם צינורית. ודא שאין בועות אוויר בצינורית או במזרק.
  5. לפני הצינורית של IVC, למקם מחדש את האונות בכבד על ידי לחיצה עליהם עד הסרעפת עם ספוגית רטוב (PBS) כותנה. מניחים תפר משי סביב IVC ממש מתחת לכבד (איור 2א, ב).
  6. הכנס 10 μL של הפארין (5000 U/mL) לתוך הווריד הפורטל באמצעות מזרק אינסולין עם מחט של 30 גרם כפוף בזווית 45 ° (איור 2ג).
  7. כדי צינורית הכבד, לעשות חתך קטן עם מספריים יקרוכירורגית ל-ivc ישירות ליד הכבד (מתחת תפר; איור 2ד) זה גדול מספיק כדי להכניס את הצינורית. אבטחו את הצינורית בתנוחה באמצעות תפרים ושתי קשרים כירורגיים (איור 2E).
  8. חותכים את הווריד השער (איור 2F) כדי לאפשר למאגרי ההיתוך לזרום מהכבד כדי למנוע התרחבות של הכבד.
  9. באופן ידני את הכבד עם 1.5 מ ל של הפתרון הטרום מחומם C על ידי לחיצה איטית על המזרק המחובר לצינורית (זה צריך לקחת ~ 15 s). הסרת דם מהכבד על ידי שינוי צבע של הכבד יכול עכשיו להיות נצפתה.
  10. מילוי משאבה פריסטלטית עם התקן טרום מחומם (37 ° c) C. בדוק את מכשיר ההיתוך וודא כי אין בועות אוויר במערכת.
  11. נתק בזהירות את הצינורית ממזרק וחבר אותו לצינורות של המשאבה הפריסטלטית הפועלת בקצב הזרימה של 2.5 mL/min. עבודה במהירות אך בזהירות ולהבטיח כי צינורית נשאר בעמדה וכי אין בועות להיכנס אבובים או צינורית.
  12. מבשם הכבד עם פתרון C עבור 2 דקות (5 מ"ל של פתרון C). לשנות את הפתרון D ולהמשיך את הפרזיה עבור 10 דקות נוספות (25 מ ל של פתרון D).
  13. , ברגע שהכבד הושם את הכבד. הסירו אותו מחלל הבטן הכבד יהיה כעת מאוד שברירי וחיוור בצבע (איור 3).

5. בידוד ההיפאציטים הראשוניים

  1. להסיר את הכבד מהעכבר. הצינורית עדיין תהיה קשורה לכבד, לכן השתמשו בלקחיים כדי להרים את הצינורית עם הכבד, ולנתק בזהירות את כל החיבורים הfascia. העבר את הכבד לצינור 50 mL המכיל 20 מ ל של הפתרון הטרום מחומם E.
  2. להחזיק את הצינורית עם הכבד באמצעות מלקחיים ולנתק את הרקמה על ידי לשפשף את הכבד סביב הקיר של הצינור כדי להעביר את hepatocytes מבודדים לתוך המאגר. . השאר את התאים המבודדים בקרח
    הערה: האסכולה ההפאציטים המרכזית מבודדת במשך מספר שעות, תוך שמירה על הקרח. משתמשים יכולים לחזור על שלבים 4.1 עד 5.2 בידוד החרופציטים ראשונית מעכבר תורם אחר, אם יש צורך, או להמשיך לשלב הבא.
  3. מקום מסננת תא ניילון 70 יקרומטר על גבי שפופרת 50 mL ולסנן את התאים המבודדים.
  4. צנטריפוגה את הצינור ב 50 x g ו 4 ° c עבור 5 דקות.. מרוב הסופרנטאנט כדי להסיר תאים מתים ולהגדיל את אחוז התאים קיימא, להשעות מחדש את הגלולה ב 20 מ ל של 40% percol ב DMEM.
  5. צנטריפוגה את הצינור ב 50 x g ו 4 ° צ' עבור 5 דקות. הסופר המכיל תאים מתים והשהה מחדש את הגלולה ב 20 מ ל של פתרון E.
  6. צינורות צנטריפוגה ב 50 x g ו 4 ° צ' עבור 5 דקות. ומכה את הסופרנטאנט ולהשעות מחדש את הגלולה ב -10 מ ל של פתרון E.
  7. בדקו את התפוקה והכדאיות הראשונית של ההיפטציט באמצעות טריטין כתמים. ספור את מספר התאים באמצעות תא של מונה תאים מנויבאואר וכוונן את הריכוז של התא ל-3.75 x5 תאים מתאימים/mL. . השאר את התאים על הקרח

6. טיפוח של המופיציטים ראשוניים בכריכים קולגן תלת-ממדיים

  1. הכינו את התרבות הבינונית-מדיום (HCM). הוסף 15 μl של גלוקגון (1 מ"ג/ml), 15 μl של הידרוקורטיזון (50 מ"ג/ml), ו 40 μl של אינסולין (10 מ"ג/ml) כדי 50 mL של בינוני מלא (dmem גלוקוז גבוה, 10% fbs, 1% פניצילין-סטרפטומיצין).
  2. לפזר באופן שווה 2 מ ל (5 x 105 תאים/ml) של hepatocytes הראשי קיימא בצלחת מצופה מראש 3.5 ס מ. מודחת התאים עם 5% CO2 ב 37 ° c עבור 3 h. חשוב: לפזר באופן שווה את התאים על ידי הטיית הצלחת בכל הכיוונים רק לפני לשים את התבשיל לתוך החממה.
  3. להכין קולגן נטרל I (100 μL/3.5 ס"מ צלחת; כלומר, נפח מספיק עבור כל הכלים כמתואר לעיל [שלב 2.1]). . המשיכו להשתמש בקרח עד השימוש
  4. לאחר 3 שעות, בזהירות להסיר את התאים בינונית ובלתי מחוברת ולהוסיף 100 μL של קולגן לנטרל אני כל 3.5 ס"מ צלחת ליצור את השכבה העליונה של כריך קולגן על התאים. מודטה את כריך הקולגן בתנאים הסטנדרטיים התרבות התא (5% CO2 ב 37 ° c) עבור 1 h. לאחר הדגירה 1 h, בזהירות להוסיף 2 מ ל של HCM.
  5. לאחר 24 שעות של תרבות, לשנות את המדיום HCM עבור אחד טרי.
  6. תרבות במשך 3 – 8 ימים, בהתאם להיווצרות מיכל המרה. בדוק את התרבות כל יום תחת מיקרוסקופ (איור 4). שנה את ה-HCM כל יום שנייה.

7. אימונוולבלינג של הפטציטים ראשוניים בכריכים קולגן תלת-ממדיים

  1. להסיר את המדיה מסנדוויצ hepatocyte, ולאחר מכן לשטוף בזהירות עם הקדם מחומם PBS. תקן את תרבויות סנדוויץ עם 1 מ ל של 4% פאראמפורמלדהיד ב-PBS עבור 30 דקות בטמפרטורת החדר (RT).
  2. לאחר קיבעון, לשטוף את הסנדוויצ 3x עבור 10 דקות ב 2 מ ל של PBS + 0.1% רצף 20 (PBS-T).
  3. תאים מחלחלים עם 1 מ ל של 0.1 M גליצין, 0.2% טריטון X-100 ב-PBS ב RT עבור 1 h. לשטוף את 3x עבור 10 דקות ב-PBS-T.
  4. בעדינות להפריע את השכבה העליונה של קולגן באמצעות 10 μL טעינת טיפ מחובר שאיפה ואקום כדי להבטיח חדירה מספקת נוגדן.
  5. בלוק עם 1 מ ל של 5% BSA ב PBS-T (כלומר, חסימת פתרון) עבור 2 h. מודלת עם נוגדנים העיקרי מדולל בפתרון חסימת לילה ב 37 ° c. לרחוץ את 3x עבור 15 דקות ב-PBS-T.
  6. לאחר כביסה, דגירה עם נוגדן משני ב 37 ° c עבור 5 h. לשטוף 3x עבור 15 דקות ב-PBS-T ואחריו לשטוף 1x עם מזוקקים H2O.
  7. מאונט עם מדיה הרכבה נגד עמעום (ראה טבלת חומרים) למיקרוסקופיה.

Representative Results

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.

Figure 1
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.

Figure 2
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.

Figure 3
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.

Figure 4
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.

Figure 5
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.

Figure 6
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.

Discussion

. למחברים אין מה לגלות

Disclosures

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.

Acknowledgements

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.

Materials

'
צלחת תרבית 35 מ"ממטופלת TC קורנינג430165
צינורות צנטריפוגה 50 מ"ל, SuperClear, ביצועים גבוהים במיוחדVWR525-0156
70 ומיקרו; m מסננת תאי ניילוןBiologix15-1070
אלבומין שבר VROTH8076.4
צינורית עורקים (1 מ"מ)Medtronic31001
סידן כלורידסיגמא-אולדריץ'P5655
קולגן I. מזנב חולדה (3 מ"ג/מ"ל)קורנינג354249
קולגנאז (מ-Clostridium Hystolyticum)סיגמא-אולדריץ'C5138
D(+) גלוקוז מונוהידראטROTH6780.1
מיקרוסקופ מנתחZeissStemi 508
DMEM, גלוקוז גבוהסיגמא-אולדריץ'D6429
EGTAROTH3054.2
FBSGibco10270-106
גלוקגוןסיגמא-אולדריץ'G-2044
גליציןפאפרןG 05104
הפרין (5000 יח"ל/מ"ל)Zentiva8594739026131
הידרוקורטיזוןסיגמא-אולדריץ'H0888
אינסוליןסיגמא-אולדריץ'I9278
מזרק אינסולין (30 גרם)BD 320829
רפואי מגנזיום סולפט הפטהידראטROTHT888.1
מלקחיים מיקרוכירורגייםFST11252-20
מלקחיים מיקרוכירורגייםFST11251-35
מספריים מיקרוכירורגייםFST15025-10
פרפורמלדהידסיגמא-אולדריץ'P6148
פניצילין-סטרפטומיציןסיגמא-אולדריץ'P4333
פרקולSigma-AldrichP1644
משאבה פריסטלטית Minipuls EvolutionGilsonF110701, F110705
אשלגן כלוריROTH6781.1
אשלגן פוספט מונו-בסיסיSigma-AldrichP5655
ProLong Gold Antifade MountantThermo Fischer ScientificP10144
צנטריפוגה מקוררתEppendorf5810 R
משקפי כיסוי עגולים, 30 מ"מ, עובי 1.5VWR630-2124
משי קלועשחור ChirmaxEP 0.5 – USP 7/0
נתרן כלוריROTH3957.1
נתרן מימן פחמתיסיגמא-אולדריץ'30435
נתרן הידרוקסידסיגמא-אולדריץ221465
נתרן הידרוקסידסיגמא-אולדריץ'S8045
נתרן פוספט דיהידראט דיהידראטסיגמא-אולדריץ'30435
מזרק 2 מ"לChiranaCH002L
Triton X-100Sigma-AldrichX100
Tween 20Sigma-AldrichP1379
אמבט מיםNuveNB 9
Whatman מסנני ממברנה ניילון, גודל נקבוביות 0.2 μ M, קוטר 47 מ"מSigma-AldrichWHA7402004
Whatman ניירות מחוון pH, pH 6.0-8.1GE Healthcare Life Sciences2629-990
ZoletilVibracVET00083

References

  1. Gissen, P., Arias, I. M. Structural and functional hepatocyte polarity and liver disease. Journal of Hepatology. 63 (4), 1023-1037 (2015).
  2. LeCluyse, E. L., Fix, J. A., Audus, K. L., Hochman, J. H. Regeneration and maintenance of bile canalicular networks in collagen-sandwiched hepatocytes. Toxicology In Vitro. 14 (2), 117-132 (2000).
  3. Tsukada, N., Ackerley, C. A., Phillips, M. J. The structure and organization of the bile canalicular cytoskeleton with special reference to actin and actin-binding proteins. Hepatology. 21 (4), 1106-1113 (1995).
  4. Herr, K. J., et al. Loss of alpha-catenin elicits a cholestatic response and impairs liver regeneration. Scientific Reports. 4, 6835 (2014).
  5. Yeh, T. H., et al. Liver-specific beta-catenin knockout mice have bile canalicular abnormalities, bile secretory defect, and intrahepatic cholestasis. Hepatology. 52 (4), 1410-1419 (2010).
  6. Pradhan-Sundd, T., et al. Dual catenin loss in murine liver causes tight junctional deregulation and progressive intrahepatic cholestasis. Hepatology. 67 (6), 2320-2337 (2018).
  7. Theard, D., Steiner, M., Kalicharan, D., Hoekstra, D., van Ijzendoorn, S. C. Cell polarity development and protein trafficking in hepatocytes lacking E-cadherin/beta-catenin-based adherens junctions. Molecular Biology of the Cell. 18 (6), 2313-2321 (2007).
  8. Jirouskova, M., et al. Plectin controls biliary tree architecture and stability in cholestasis. Journal of Hepatology. 68 (5), 1006-1017 (2018).
  9. Fu, D., Wakabayashi, Y., Ido, Y., Lippincott-Schwartz, J., Arias, I. M. Regulation of bile canalicular network formation and maintenance by AMP-activated protein kinase and LKB1. Journal of Cell Science. 123, 3294-3302 (2010).
  10. Woods, A., et al. LKB1 is required for hepatic bile acid transport and canalicular membrane integrity in mice. Biochemical Journal. 434 (1), 49-60 (2011).
  11. Porat-Shliom, N., et al. Liver kinase B1 regulates hepatocellular tight junction distribution and function in vivo. Hepatology. 64 (4), 1317-1329 (2016).
  12. Sarnova, L., Gregor, M. Biliary system architecture: experimental models and visualization techniques. Physiological Research. 66 (3), 383-390 (2017).
  13. Talamini, M. A., Kappus, B., Hubbard, A. Repolarization of hepatocytes in culture. Hepatology. 25 (1), 167-172 (1997).
  14. Bhandari, R. N., et al. Liver tissue engineering: a role for co-culture systems in modifying hepatocyte function and viability. Tissue Engineering. 7 (3), 345-357 (2001).
  15. Godoy, P., et al. Recent advances in 2D and 3D in vitro systems using primary hepatocytes, alternative hepatocyte sources and non-parenchymal liver cells and their use in investigating mechanisms of hepatotoxicity, cell signaling and ADME. Archives of Toxicology. 87 (8), 1315 (2013).
  16. Wilkening, S., Stahl, F., Bader, A. Comparison of primary human hepatocytes and hepatoma cell line Hepg2 with regard to their biotransformation properties. Drug Metabolism and Disposition. 31 (8), 1035-1042 (2003).
  17. Strnad, P., Windoffer, R., Leube, R. E. In vivo detection of cytokeratin filament network breakdown in cells treated with the phosphatase inhibitor okadaic acid. Cell and Tissue Research. 306 (2), 277-293 (2001).
  18. Chalupsky, K., et al. ADAM10/17-Dependent Release of Soluble c-Met Correlates with Hepatocellular Damage. Folia Biologica. 59 (2), 76-86 (2013).
  19. Li, W. C., Ralphs, K. L., Tosh, D. Isolation and culture of adult mouse hepatocytes. Methods in Molecular Biology. 633, 185-196 (2010).
  20. Horner, R., et al. Impact of Percoll purification on isolation of primary human hepatocytes. Scientific Reports. 9 (1), 6542 (2019).
  21. Severgnini, M., et al. A rapid two-step method for isolation of functional primary mouse hepatocytes: cell characterization and asialoglycoprotein receptor based assay development. Cytotechnology. 64 (2), 187-195 (2012).

Reprints and Permissions

Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article
Request Permission

Play Video

בידוד וכריך קולגן 3D תרבות של העכבר הראשי Hepatocytes כדי ללמוד את התפקיד של שלד ציטוזה היווצרות של המרה בתוך מחוץ לגופית
JoVE logo
Contact Us Recommend to Library
Research
  • JoVE Journal
  • JoVE Encyclopedia of Experiments
  • JoVE Visualize
Business
  • JoVE Business
Education
  • JoVE Core
  • JoVE Science Education
  • JoVE Lab Manual
  • JoVE Quizzes
Solutions
  • Authors
  • Teaching Faculty
  • Librarians
  • K12 Schools
About JoVE
  • Overview
  • Leadership
Others
  • JoVE Newsletters
  • JoVE Help Center
  • Blogs
  • Site Maps
Contact Us Recommend to Library
JoVE logo

Copyright © 2025 MyJoVE Corporation. All rights reserved

Privacy Terms of Use Policies
WeChat QR code