כתב יד זה מתאר פרוטוקול פשוט לבידוד תאי אפיתל פיגמנטציה ברשתית (RPE) מעיני עכבר באופן מדורג. הפרוטוקול כולל אנוקליזציה ונתיחה של עיני עכבר, ולאחר מכן בידוד, זריעה והתרבות של תאי RPE.
הרשמה ל-JoVE נדרשת לצפייה בתוכן זה. התחברו או התחילו בגרסת ניסיון בחינם.
מאמר שיטה
כתב יד זה מתאר פרוטוקול פשוט לבידוד תאי אפיתל פיגמנטציה ברשתית (RPE) מעיני עכבר באופן מדורג. הפרוטוקול כולל אנוקליזציה ונתיחה של עיני עכבר, ולאחר מכן בידוד, זריעה והתרבות של תאי RPE.
שכבת האפיתל הפיגמנטי ברשתית (RPE) נמצאת מיד מאחורי הפוטורצפטורים ומכילה מערכת מטבולית מורכבת הממלאת מספר תפקידים קריטיים בשמירה על תפקודם של הפוטורצפטורים. לפיכך, המבנה והתפקוד של RPE חיוניים לשמירה על ראייה תקינה. כתב יד זה מציג פרוטוקול מבוסס לבידוד תאי RPE של עכבר ראשוני. בידוד RPE הוא כלי נהדר לחקור את המנגנונים המולקולריים העומדים בבסיס הפתולוגיה של RPE במודלים שונים של עכברים של הפרעות עיניים. יתר על כן, בידוד RPE יכול לסייע בהשוואת תאי RPE ראשוניים של עכברים שבודדו מעכברים מסוג בר ומעכברים מהונדסים גנטית, כמו גם בבדיקת תרופות שיכולות להאיץ את התפתחות הטיפול בהפרעות ראייה. כתב היד מציג פרוטוקול בידוד RPE שלב אחר שלב; ההליך כולו, מן enucleation כדי זריעה, לוקח בערך 4 שעות. אין לשנות את המדיה במשך 5-7 ימים לאחר הזריעה, כדי לאפשר צמיחה של התאים המבודדים ללא הפרעה. תהליך זה מלווה באפיון של מורפולוגיה, פיגמנטציה וסמנים ספציפיים בתאים באמצעות אימונופלואורסצנציה. ניתן להעביר תאים לכל היותר שלוש או ארבע פעמים.
תאי אפיתל פיגמנטי רשתית (RPE) ממוקמים בין הכורואיד לרשתית העצבית, ויוצרים שכבה חד-שכבתית פשוטה של תאים קובואידים הנמצאת מאחורי תאי הפוטורצפטור (PR)1. ה-RPE ממלא תפקיד קריטי בשמירה על סביבה בריאה לתאי PR, בעיקר על ידי הפחתת הצטברות מופרזת של מיני חמצן תגובתי (ROS) ונזקי חמצון כתוצאה מכך1. תאי RPE מפקחים על תפקודים רבים, כגון המרה ואחסון של רטינואידים, קליטת אור מפוזר, הובלת נוזלים ויונים, ופאגוציטוזה של קרום המקטע החיצוני PR 2,3. שינויים ב-RPE (מורפולוגיה/תפקוד) יכולים לפגוע בתפקודם ולהוביל לרטינופתיה וזוהי תכונה משותפת להפרעות עיניים רבות4. מחלות עיניים רבות קשורות לשינויים במורפולוגיה ובתפקוד של תאי RPE, כולל מחלות גנטיות מסוימות כגון רטיניטיס פיגמנטוזה, אמאורוזיס מולד של לבר ולבקנות 4,5,6, כמו גם הפרעות עיניים הקשורות לגיל כגון רטינופתיה סוכרתית (DR) וניוון מקולרי תלוי גיל (AMD)7,8 . תאים אנושיים הם הרצויים ביותר, ולכן זה יהיה אידיאלי לחקור הפרעות RPE בתאי RPE אנושיים ראשוניים ליצירת מונולרים RPE. עם זאת, עניינים אתיים והזמינות המוגבלת של תורמים אנושיים בשל העובדה שרוב ההפרעות הללו מובילות לתחלואה9, אך לא בהכרח לתמותה10, ובכך מונעות בידוד של תאי RPE אנושיים ראשוניים. עובדה זו הופכת את התרבות של תאי RPE מתורמים לא אנושיים של בעלי חיים לחלופה מועדפת. מכרסמים, במיוחד עכברים, נחשבים למודל נהדר לחקר מחלות עיניים שונות מכיוון שטכנולוגיה מהונדסת מבוססת באופן נרחב יותר במינים אלה11. אף על פי שהשימוש בתאי RPE ראשוניים בתרבית מציע יתרונות רבים, היה קשה לשמור על תאים גדלים במשך מעברים רבים, או לאחסן את התאים ולעשות בהם שימוש חוזר. המגבלה העיקרית של פרוטוקול זה היא גיל העכברים; עכברים המשמשים לבידוד RPE צריכים להיות בגיל צעיר מאוד (18-21 ימים הוא אופטימלי) מכיוון שהיה קשה לתרבת תאי RPE מעכברים בוגרים11,12,13. ניתן לבודד תאי RPE מעיני עכברים בכל גיל, אולם עד ארבעה מעברי תאים הצליחו רק עם עכברים צעירים (בני 18-21 ימים). בידוד RPE מרשתיות עכברים, תוך שימוש הן בעכברי C57BL6 והן בעכברים מהונדסים עם מחיקת קולטני N-מתיל-D-אספרטט (NMDARs) בתאי ה-RPE, בוצע כדי לחקור את ההשפעה של הומוציסטאין של חומצת אמינו מוגברת על ההתפתחות וההתקדמות של AMD14. בנוסף, תאי RPE ראשוניים מבודדים סייעו בהצעת מטרה טיפולית ל-AMD על ידי עיכוב של NMDARs בתאי RPE14. ישנם כמה חוסמי NMDAR שאושרו על ידי מנהל המזון והתרופות האמריקאי (FDA) ומשמשים כיום לטיפול בבלבול בינוני עד חמור (דמנציה) הקשור למחלת אלצהיימר (AD), כגון ממנטין16, אשר יכול להיות מטרה טיפולית פוטנציאלית עבור AMD14. יתר על כן, תאי RPE ראשוניים מבודדים של עכברים שימשו לזיהוי סמני דלקת ולאינדוקציה המוצעת של דלקת כמנגנון בסיסי לתכונות הנגרמות על ידי הומוציסטאין של AMD ו- AD באמצעות עכבר מהונדס גנטית (CBS), המציג רמה גבוהה של הומוציסטאין16,17.
פרוטוקול זה שימש לבידוד תאי RPE הן מעכברי C57BL/6 מסוג בר והן מעכברים מהונדסים שפותחו במעבדה שלנו כהתאמה פשוטה של פרוטוקולי בידודאחרים שפורסמו 13,18,19 כדי להגיע לפרוטוקול ישים ואמין בקלות. אין העדפת מין בפרוטוקול זה. בעוד שגילי עכברים הם קריטיים לתהליך הבידוד, עכברים צעירים ומבוגרים יותר (גילאי 18-21 יום) ועכברים מבוגרים יותר בכל גיל (עד 12 חודשים) שימשו לבידוד RPE. עם זאת, שמנו לב שתאי ה-RPE שבודדו מהעכברים בגיל צעיר חיו זמן רב יותר, וניתן היה לבצע עד ארבעה מעברים. ניתן היה להעביר את תאי ה-RPE שבודדו מעכברים מבוגרים פעם או פעמיים, ואז הם יפסיקו לגדול בקצב רגיל וישנו את צורתם כך שיהיו מוארכים יותר (תאים דמויי פיברובלסט). כמו כן נצפה אובדן פיגמנטציה וירידה בהידבקות לצלחת תרבית הרקמה ואחריה ניתוק.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
נעשה שימוש בבעלי חיים בהתאם להנחיות פרוטוקול החיות IACUC של אוניברסיטת אוקלנד מספר 21063 וההנחיות של הצהרת ARVO לשימוש בבעלי חיים בחקר עיניים וראייה.
1. הכנת פתרון
2. אנוקליזציה
3. דיסקציה
4. צנטריפוגה
5. תרבית תאים
6. מעבר
7. אימונופלואורסצנציה
הערה: אימונופלואורסצנציה בוצעה לפי השיטות שפורסמו בעבר 8,14,15,16,17,18 כדי להכתים ולאמת את הספציפיות של RPE. הצביעה של תאי RPE ראשוניים נעשתה בדרך כלל במעברים P1 ו-P2. כאן, סקירה קצרה של פרוטוקול immunofluorescent מוצג.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
אימות הספציפיות, הטוהר ותפקוד המחסום/היווצרות של תאי RPE מבודדים
התאים שבודדו נבדקו תחת מיקרוסקופ אור כדי לוודא את הכדאיות, המורפולוגיה והפיגמנטציה שלהם. תמונות מ-P0 ו-P1 (איור 1A,B) ותמונות מ-P0 ו-P4 צולמו (איור 1C,D) כדי להראות את השינויים בתאים; צורה, גודל ופיגמנטציה ככל שהמעברים התקדמו למעבר הרביעי (חצים שחורים מצביעים על תאי ה-RPE המבודדים ב-P4). נוגדן לחלבון RPE65 שימש לאימות זהותם של התאים המבודדים. צביעה אימונופלואורס...
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
הפרוטוקול הנוכחי הוא הליך מפורט מדווח, שונה ופשוט לבידוד RPE מעיני עכבר. הפרוטוקול כולל אנוקליציה, דיסקציה, איסוף, זריעה, תרבית ואפיון של תאי RPE שבודדו מעיני עכבר.
ישנן כמה מגבלות וצעדים קריטיים שיש למלא לבידוד RPE מוצלח, כגון גיל העכברים, מספר העיניים שנותחו, גודל צלחת תרבית הרקמה או המנה, ואזהרות לאחר זריעה, אחסון והעברה. כדי להיות מסוגלים להעביר את התאים המבודדים עד שלוש או ארבע פעמים, העכברים הטובים ביותר הגילאים הם בין 18-21 ימים. כדי שיהיה מספר סביר של תאים מבודדים המסוגלים לגדול ולהתרב...
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
למחברים אין ניגודי עניינים להצהיר כי הם רלוונטיים לתוכן מאמר זה.
עבודה זו נתמכה על ידי המכון הלאומי לעיניים (NEI), קרן מכון העיניים הלאומי (NEI) R01 EY029751-04
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
| שם | חברה | מספר קטלוג | הערות |
|---|---|---|---|
| : 100 מ"ל | KIMAX | 14000 | |
| קולגנאז מ- Clostridium histolyticum | סיגמא-אולדריץ' | C7657-25MG | לאנזים עבודה, |
| פיפטות העברה חד פעמיות מדורגות: 3.2 מ"ל סטרילי | 13-711-20 | ||
| DMEM/F12 | גיבקו | 11330 | מדיה לגידול תאי RPE |
| סרום בקר עוברי (FBS) | gibco | 26140079 | למדיית תרבית תאים RPE מלאה |
| Gentamicin Reagent | Solution gibco | 15750-060 | למדיה מלאה של תרבית תאים RPE |
| תמיסת מלח מאוזנת של הנקס (HBSS) | Thermo Scientific | 88284 | לאנזימים עובדים (A& ב) |
| Heracell VISO 160i CO2 חממה | תרמו מדעי | 50144906 | |
| Hyaluronidase מאשכי בקר | Sigma-Aldrich | H3506-500MG | לעבודה אנזים A |
| Kimwipes | Kimberly-Clark | 34155 | |
| Luer-Lok מזרק עם מחט מחוברת 21 G x 1 1/2 אינץ', סטרילי, לשימוש חד פעמי, 3 מ"ל | BD | 309577 | |
| צינור מיקרו צנטריפוגה: 2 מ"ל | Grainger | 11L819 | |
| נוגדן חד שבטי נגד RPE65 עכבר | Abcam, קיימברידג', MA, ארה"ב | ab78036 | לצביעה IF |
| Pen Strep | gibco | 15140-122 | למדיה שלמה של תרבית תאים RPE |
| פינצטה לפעולה חיובית, סגנון 5/45 | Dumont | 72703-DZ | |
| מספריים איריס סטנדרטי ישר 11.5 ס"מ | GARANA INDUSTRIES | 2595 | |
| Sorvall St8 צנטריפוגה | ThermoScientific | 75007200 | |
| Stemi 305 מיקרוסקופ | Zeiss | n/a | |
| להב כירורגי, #11, נירוסטה | Bard-Parker | צלחת | |
| 60 מ"מ x 15 מ"מ צלחת | בסגנון קורנינג | 430589 | |
| טורנדו | 353003 | קורנינג בסגנון 100x20 מ"מ | |
| 15 מ"ל | Midsci | C15B | |
| : 50 מ"ל | Midsci | C50R | |
| Trypsin EDTA (1x) 0.25% | gibco | 2186962 | לאנזים עבודה B |
| פינצטה 5MS, 8.2 ס"מ, ישר, 0.09x0.05 מ"מ טיפים | Dumont | 501764 | |
| פינצטה סגנון פעולה חיובית 5, ביולוגי, Dumostar, גימור מלוטש, 110 מ"מ OAL | אלקטרונים מיקרוסקופיה Sciences Dumont | 50-241-57 | |
| רפידות תחתונות, בינוניות: 23 אינץ' x 36 אינץ' | McKesson | 4033 | |
| Vannas מספריים קפיצים - 2.5 מ"מ Cutting Edge | FST | 15000-08 | |
| Zeiss AxioImager Z2 | Zeiss | n/a | |
| Zeiss Zen Blue 2.6 | Zeiss | n/a |
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
An erratum was issued for: Isolation of Primary Mouse Retinal Pigmented Epithelium Cells. The Discussion and References sections were updated.
The third paragraph of the Discussion section was updated from:
This protocol is different from other valuable and reliable published protocols for primary mouse RPE isolation13,19,20 in that it is simplified with a few steps that are easy to follow. RPE cells are able to be identified by their morphology, pigmentation, and specific RPE markers such as RPE654,5,21. Validation of the purity and contamination of Müller cells was achieved by staining isolated cells with a specific cell marker for Müller cells (vimentin)22. Many techniques have been used to evaluate the integrity of the blood-retinal barrier (BRB) in vitro, such as electron microscope (EM) examination, assessment of tight junction proteins (TJPs), FITIC dextran leakage assay, and transepithelial electrical resistance (TER) measurement that evaluates the physiological function of RPE as a monolayer8,23. RPE cells play an important role in maintaining the outer BRB, and to validate this function, we evaluated tight junction proteins (TJPs) such as Zona ocludin-1 (ZO-1) and cytoskeletal proteins like F-actin as previously published8. TJPs evaluation is a more convenient method for the evaluation of BRB integrity and barrier function which doesn't require expensive equipment that may not be available in all research labs, as opposed to EM evaluation or TER.
to:
This protocol is different from other valuable and reliable published protocols for primary mouse RPE isolation13,19,20,24 in that it is simplified with a few steps that are easy to follow. RPE cells are able to be identified by their morphology, pigmentation, and specific RPE markers such as RPE654,5,21. Validation of the purity and contamination of Müller cells was achieved by staining isolated cells with a specific cell marker for Müller cells (vimentin)22. Many techniques have been used to evaluate the integrity of the blood-retinal barrier (BRB) in vitro, such as electron microscope (EM) examination, assessment of tight junction proteins (TJPs), FITIC dextran leakage assay, and transepithelial electrical resistance (TER) measurement that evaluates the physiological function of RPE as a monolayer8,23. RPE cells play an important role in maintaining the outer BRB, and to validate this function, we evaluated tight junction proteins (TJPs) such as Zona ocludin-1 (ZO-1) and cytoskeletal proteins like F-actin as previously published8. TJPs evaluation is a more convenient method for the evaluation of BRB integrity and barrier function which doesn't require expensive equipment that may not be available in all research labs, as opposed to EM evaluation or TER.
In the References section, a 24th reference was added: