מתודולוגיה זו שואפת להמחיש את המנגנונים שבהם מדובר ברמזים של מטריקס כגון קשיות המצע, הרכב החלבון ומורפולוגיה התא ויסות התא Schwann (SC) פנוטיפים.
מאמר שיטה
מתודולוגיה זו שואפת להמחיש את המנגנונים שבהם מדובר ברמזים של מטריקס כגון קשיות המצע, הרכב החלבון ומורפולוגיה התא ויסות התא Schwann (SC) פנוטיפים.
מערכת העצבים ההיקפית טראומטית (היקפית) פציעות כרגע חסר טיפולים מתאימים כדי להחזיר התאוששות תפקודית מלאה. תאים schwann (ה scs), כמו התאים העיקריים גליה של היקפית, לשחק תפקיד חיוני בקידום התחדשות היקפית על ידי הבחנה לתוך תא התחדשות פניטיפ לאחר הפציעה. עם זאת, המצב הה scs של המדינה מאתגרת לשמור דרך תקופת הזמן הדרושה להתחדשות והיא מושפע משינויים במטריצה שמסביב (ECM). לכן, קביעת הגומלין המורכבים בין ה scs לבין ECM שונות כדי לספק רמזים של פוטנציאל משובי של ה scs הוא חיוני. כדי להתייחס לכך, אסטרטגיה נוצרה כאשר חלבונים ecm שונים היו נספחת על המצע polydiמתיל siloxane (pdms) אשר סיפק פלטפורמה שבה נוקשות והרכב חלבון יכול להיות מאופנן. ה scs היו הנזרע על מצעים התאים הקריטיים פונקציות הסלולר המייצגים את הדינמיקה של SC פנוטיפים נמדדו. כדי להמחיש את הגומלין בין ביטוי חלבון SC לבין מורפולוגיה הסלולר, שונים צפיפות הזריעה של ה scs בנוסף מיקרומגע בודדים מודפס דפוסים סלולריים היו מנוצלים ומאופיין על ידי immunofluorescence כתמי והאבן המערבית אבן. תוצאות הראו כי תאים עם שטח התפשטות קטן יותר ובהיקף גבוה יותר של התארכות הסלולר לקדם רמות גבוהות יותר של סמנים משובי התחדשות של SC. מתודולוגיה זו לא רק מתחילה לפענח את הקשר המשמעותי בין הפונקציה ECM והסלולר של ה scs, אבל גם מספק הנחיות לאופטימיזציה עתידית של ביואטילים בתיקון עצבי היקפי.
מערכת העצבים ההיקפית (היקפית) פציעות להישאר אתגר קליני גדול בטיפול רפואי על ידי התפשרות על איכות החיים עבור חולים ויצירת השפעה משמעותית באמצעות המון גורמים סוציואקונומיים1,2. התאים schwann (SC), כמו תאים גליה העיקריים ב היקפית, לספק רמזים מולקולריים הדרושים כדי לגרום התחדשות היקפית וסיוע שחזורים תפקודית בפציעות פער קצר. זה בגלל היכולת המדהימה של ה scs להפריד לתוך "תיקון" תא מושגים מתוך מיאלואידית או מיפוי פניטיפ3. התיקון SC הוא התאים הייחודיים הפנוטיפ במספר דרכים. לאחר הפציעה, ה scs להגדיל את שיעור ההתפשטות שלהם על ידי הזנה מחדש של מחזור התא ולהתחיל ביטוי של מספר גורמים משתנים כדי להקל על שימור. גורמים אלה, כגון c-Jun ו p75 ntr, הם upregulated בעוד סמנים מיאלווניים, כמו חלבון מיאלין בסיסי (mbp), הם מוסדרות4,5. בנוסף, ה scs שינוי מורפולוגיה להיות מוארך ומיושר אחד עם השני כדי ליצור להקות Büngner על פני הפגיעה באתר6. הדבר מספק מנגנון הנחיה פיזי עבור האקסונים כדי להאריך את המטרה הנכונה7. עם זאת, למרות היכולת כי ה scs יש לקדם התחדשות העצב בפציעות פער קצר, התוצאה של התאוששות תפקודית נשאר עני בפציעות חמורות. זה נובע בחלקו לאובדן של מטריקס מטריצה (ECM) רמזים הדרכה, כמו גם את חוסר היכולת של ה scs לשמור על פניטיפים משובי על פרקי זמן ארוכים של זמן8.
התחדשות העצב ותהליך ההחלמה קשורים באופן אינטימי למצב של לינה הבסיס לאחר הפציעה. טרף הבסיס היא שכבה של ecm סביב העצב המקל הדרכה ומספק הרמזים ecm מאוגד עבור אקסונים ו ה scs במקרים שבהם הוא נשאר שלם לאחר הפציעה9. מצב ה-ecm והיכולת שלה לספק רמזים מאוגדים במטריקס לתאים הוא חיוני ובעבר בחנו במגוון הקשרים שונים10,11,12,13,14. לדוגמה, זה הוכח כי הנוקשות של ecm יכול להנחות פונקציות תא כגון התפשטות ובידול11,15,16. הרכב של ecm יכול גם להוביל לתגובה סלולרית ברורה לווסת התנהגויות תא כגון הגירה בידול באמצעות מסלולים מאותת תאיים17,18. יתר על כן, מורפולוגיה התא, כולל שטח התפשטות והתארכות הסלולר, לשחק תפקיד מרכזי בוויסות הפונקציה והוא יכול להיות נשלט על ידי הרמזים ecm19מאוגד 19,20. מחקרים קודמים רבים התמקדו בתאי גזע המבדילים לתוך ליננים מוגדרים, עדיין ה scs בעלי יכולת דומה לשנות פנוטיפ מן הומסטטי, מבוגר SC בתוך עצב בריא, כדי תיקון SC מסוגל הפרשה חלבונים וגורמי גדילה תוך שיפוץ של ecm פציעה העצבים הבאה5,21. לכן, זה חיוני במיוחד כדי לזהות מנגנונים הנמצאים בבסיס היחסים בין הקיבולת הטבועה של משובי SC ו ECM מאוגד רמזים עבור התובנה בסופו של דבר לרתום את היכולת הזו להתחדשות העצב.
כדי לענות על כך, פיתחנו מתודולוגיה מפורטת כדי לייצר מצע של תרבות התא שבו נוקשות מכנית, ליגנד סוג ניתן לכוונן בקלות בטווחים הרלוונטיים פיזיולוגית. Polydimethyl תיל siloxane (pdms) נבחרה כמצע בשל המכניקה שלה מאוד מאוד מאוד משלה לעומת polyאקרילאמיד ג'ל, שם מודולוס הצעיר המרבי הוא סביב 12 kpa בניגוד pdms בסביבות 1000 kpa22,23,24. זה מועיל לעבודה בהישג יד, כפי שמחקרים שנעשו לאחרונה הראו את מודולוס של הצעיר של עצב הארנב יכול לעלות על 50 kPa במהלך הפיתוח, ובכך מציע כי טווח הנוקשות של העצבים בתוך היקפית הוא רחב יותר מאשר נבדק בעבר. חלבונים שונים מסוגלים ספיחה על מצעים pdms לנתח את הרגולציה קומבינטורית של מכניקה וליגטים על התנהגות SC. זה מאפשר את החקירה של מספר רמזים מיקרו סביבתיים בתהליך התחדשות היקפית והשוואה של רמה גבוהה של היכולת לעבוד התמקדות אך ורק על נוקשות של מצע25. יתר על כן, אלה מהונדסים התרבות תאים מצעים תואמים עם ריבוי של שיטות ניתוח כמותי כגון אימונוהיסטוכימיה, כתם מערבי, ואת תגובת שרשרת פולימראז כמותי (q-PCR).
פלטפורמה זו של תרבות התא מהונדסים מתאים מאוד לניתוח מסלולים מכניסטיים עקב רמה גבוהה של מנהרה בודדים של כל אות ECM מאוגד. בנוסף לכך, ניתן להשיג שיטות נפוצות למיקרו-תאים, כולל הדפסת מיקרו-מגעים, על מנת לאפשר הדבקה תאית מבוקרת כדי לנתח את צורת התא ביחס לרמזים אחרים המאוגדים ב-ECM24. זה קריטי כי קו מצעים השורה, אשר לקדם התארכות באוכלוסיות תאים, לספק כלי לחקות וללמוד מוארך ומשובי ה scs בתוך להקות Büngner במהלך התחדשות העצב. יתרה מזאת, מורפולוגיה סלולרית היא מווסת חזק של פונקציות תא מרובות והוא עלול להחדיר תוצאות נסיוניות אם לא נשלט26,27. תשומת לב משמעותית מסופק כעת למנגנון המסדירים את משובי SC פנוטיפ מוסדר על ידי המקלות ecm28,29,30. זה חיוני כדי לספק תובנה לתוך העיצוב של ביואטילים כי ניתן להחיל כתעלות הדרכה עצבים לסיוע התחדשות העצב היקפית. אלה פרוטוקולים מפורטים יכול בסופו של דבר להיות מיושם ככלי פוטנציאלי כדי לפענח את המנגנונים של SC ותפקוד סוג תא אחר כפי מוסדר על ידי רמזים מאוגדים ECM.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
1. הכנה ואפיון של תרבות תא מטונתן
2. כימות של נכסים סלולריים על מצעים מוקצפים
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
כדי לנתח ולכמת את הגומלין בין קשיות המצע ואת הרכב החלבון ב-SC פניטיפ, המצע לתרבות תא PDMS של מנהרה פותחה (איור 1A). בדיקות דחיסה של פולימר בבסיס שונה: ריפוי יחסי הסוכן היה מנוצל לכמת את המודולריות של צעירים (E) של המצע (איור 1B). הטווח המתקבל של ערכי מודולוס מייצג תנאי מצע רלוונטיים מבחינה פיזיולוגית. לאחר הכנת מצעים, ה scs היו מאפיינים מתורבתים וסלולריים שנותחו בסביבת המיקרו-מיקרו. שיעורי ההפצה של ה scs על מצעים של הרכב חלבונים שונים נותחו לראשונה. מצעים מצופי ...
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
ה scs יכול לקדם התחדשות העצב בשל הטרנספורמציה פנוטימית שלהם פוטנציאל התחדשות לאחר פגיעה בעצב. עם זאת, איך הרמזים ECM לווסת את יכולת ההתחדשות הזו נותרת בלתי ברורה ברובו, באופן פוטנציאלי לא רק את ההתפתחות של ביואטילים כי המטרה לקדם התחדשות עצבים, אלא גם את ההבנה של המנגנונים המעורבים התחדשות העצב. כדי להתחיל לבחון את הפעולה הזאת, מצעים של תרבות התא נוצרו כאשר ניתן לשלוט במקלות ECM כגון נוקשות, ציפוי חלבונים וטופוגרפיה דביקה. היכולת של מיקרותבנית הטופוגרפיה הדביקה היא תכונה מרכזית בפרוטוקול, תוך ניצול השיטה הנפוצה של הדפסת ...
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
המחברים לא דיווחו על ניגוד אינטרסים פוטנציאלי.
המחברים מודים בהכרת התמיכה מאוניברסיטת סינסינטי. המחברים גם מודים לרון פלמוזיקן מתוך המעבדה לאפיון חומרים מתקדמים של אוניברסיטת סינסינטי לצורך תמיכה.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
| שם | חברה | מספר קטלוג | הערות |
|---|---|---|---|
| אלבומין מסרום בקר (BSA), טקסס אדום מצומד | Thermo Fisher Scientific | A23017 | צביעת BSA כדי להראות מיקרו-דפוסים |
| IgG נגד עכברים, | טכנולוגיית איתות תאי | נוגדנים מקושרים HRP 7076S | נוגדן המשמש לניתוח כתמים מערביים |
| IgG נגד ארנב, | טכנולוגיית איתות תאי | 7074S | המשמש לניתוח |
| כתמים מערבייםBrdU | Thermo Fisher Scientific | B23151 | מגיב המשמש למדידת התפשטות תאים |
| נוגדן ראשוני BrdU מצומד עם Alexa Fluor 488 | Thermo Fisher Scientific | B35130 | משמש להמחשת BrdU במבחני התפשטות תאים |
| קולגן I | Thermo Fisher Scientific | A10483-01 | חלבון המשמש לציפוי כיסויים |
| מכונת בדיקת כוח דחיסה | TestResources | מכשיר לכימות תכונות מכניות של פולימרים | |
| Dulbecco's Modified Eagle Medium | Thermo Fisher Scientific | 11965092 | מדיום תרבית תאים |
| סרום בקר עוברי | Thermo Fisher Scientific | 16000044 | מדיום תרבית תאים משלים |
| פיברונקטין | Thermo Fisher Scientific | 33010-018 | חלבון המשמש לציפוי כיסויים |
| פלואורסצנטי מיקרוסקופ | Nikon | Eclipse Ti2 | מיקרוסקופ פלואורסצנטי |
| עצור קוקטייל מעכב פרוטאז ופוספטאז (100X) | Thermo Fisher Scientific | 78440 | מעכב פרוטאז ופוספטאז |
| Laminin | Thermo Fisher Scientific | 23017015 | חלבון המשמש לציפוי כיסויים |
| מדיום הרכבה עם DAPI | Thermo Fisher Scientific | P36971 | Coverslip mountant ו צביעת גרעינים |
| עכבר c-Jun נוגדן ראשוני | תרמו פישר 711202 | מדעי נוגדן ראשוני להדמיית חלבון c-Jun | |
| עכבר ובטא;-אקטין נוגדן ראשוני | טכנולוגיית איתות תאים | 3700S | בקרת טעינה לניסויי כתם מערבי |
| פניצילין-סטרפטומיצין | תרמו פישר מדעי | 15140122 | מדיום תרבית תאים משלים |
| Photoresist SU 2010 | KAYAKU | SU8-2010 | Photoresist |
| Pluronic F-127 | Sigma Aldrich | P-2443 | בלוק קשירת חלבון לא ספציפי |
| Rabbit c-Jun נוגדן ראשוני | טכנולוגיית איתות תאים | 9165S | נוגדן ראשוני להדמיה של חלבון c-Jun |
| חלבון בסיסי חלבון ארנב נוגדן ראשוני | Abcam | ab40390 | נוגדן ראשוני להדמיה של MBP |
| Rabbit p75NTR נוגדן ראשוני | טכנולוגיית איתות תאים | 8238S | נוגדן ראשוני להדמיה של p75NTR |
| רודמין פלואידין | תרמו פישר מדעי | R415 | הדמיה של שלד תא |
| מאגר RIPA | Abcam | ab156034 | מאגר ליזה תאים |
| RT4-D6P2T קו תאים שוואן | ATCC | CRL-2768 | קו תאים בשימוש ב ניסויים |
| SYLGARD 184 בסיס PDMS וחומר ריפוי | סיגמא אולדריץ' | 761036 | פולימר מתכוונן המשמש לציפוי כיסויים |
| Trypsin | Thermo Fisher Scientific | 15090-046 | מגיב דיסוציאציה של תאים |
| מנקה UV-Ozone | Novascan | הגברת ההידרופיציליות של PDMS | |
| Versene (1x) | Thermo Fisher Scientific | 15040066 | דיסוציאציה של תאים מגיב |
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
בקש הרשאה לשימוש חוזר בטקסט או באיורים של מאמר JoVE זה
בקש הרשאה