פרוטוקול זה מתאר את הדור של אקספלנט עור-פאשיה המכונה "SCar כמו רקמה בצלחת" או SCAD. מודל זה מאפשר הדמיה חסרת תקדים של פיברובלסטים בודדים במהלך היווצרות צלקות.
מאמר שיטה
פרוטוקול זה מתאר את הדור של אקספלנט עור-פאשיה המכונה "SCar כמו רקמה בצלחת" או SCAD. מודל זה מאפשר הדמיה חסרת תקדים של פיברובלסטים בודדים במהלך היווצרות צלקות.
התגובה הגלובלית של היונקים לאיטום פצעי רקמות עמוקים היא באמצעות היווצרות צלקות והתכווצות רקמות, המתווכת על ידי פיברובלסטים מיוחדים של החיתולית. למרות המשמעות הקלינית של היווצרות צלקות וריפוי פצעים לקוי, הבנתנו את הדינמיקה הפיברובלסטית של החיתולית בריפוי פצעים היא מעורפלת בשל היעדר מבחנים רלוונטיים המאפשרים הדמיה ישירה של כוריאוגרפיה פיברובלסטית ודינמיקה בסביבות מורכבות כגון פצעים בעור. מאמר זה מציג פרוטוקול ליצירת צלקות עור לשעבר באמצעות SCAD או "רקמה דמוית SCar בצלחת A Dish" המחקה את הסביבה המורכבת של פצעי עור. במבחן זה, עור 2 מ"מ בעובי מלא נכרת ומתורבת הפוך במדיה במשך 5 ימים, שבמהלכם צלקות והתכווצויות עור מתפתחות באופן אחיד. מתודולוגיה זו, יחד עם מודלים של עכברים מהונדסים ספציפיים לשושלת פיברובלסטים, מאפשרת הדמיה של שושלות פיברובלסט בודדות לאורך כל תהליך תיקון הפצע. באופן כללי, פרוטוקול זה מסייע לחוקרים להבין תהליכים ומנגנונים בסיסיים של תיקון פצעים, תוך בחינה ישירה של ההשפעות של מודולטורים על תוצאות ריפוי פצעים.
ריפוי פצעים הוא תהליך של שחזור פצעים שנפרצו. פגיעות ברקמות אצל חסרי חוליות גורמות להתחדשות חלקית או מלאה. לעומת זאת, יונקים מגיבים לפציעה עמוקה על ידי הצטלקות, תהליך המותאם לאטום פצעים במהירות עם תקעים צפופים של סיבי מטריצה הממזערים את האזור הפרוע ובמקביל מעוותים לצמיתות את האתר הפגוע 1,2,3. כוויות עור גדולות או פצעים פתוחים עמוקים ביונקים גורמים לפנוטיפים פתולוגיים כגון צלקות היפרטרופיות או קלואידיות 4,5. צלקות נשגבות אלה גורמות לעומס עצום על מערכות הבריאות הקליניות והעולמיות. בארה"ב לבדה, ניהול צלקות עולה כ-10 מיליארד דולר בשנה 6,7. לכן, פיתוח מתודולוגיות רלוונטיות נדרש כדי להבין טוב יותר את התהליכים והמנגנונים המממנים המעורבים ביצירת צלקות.
בשנים האחרונות, מגוון רחב של מחקרים בעכברים גילו אוכלוסיות פיברובלסטים הטרוגניות עם עוצמות תפקודיות מובהקות בהתבסס על מקורותיהם במקומות מסוימים בעור 8,9,10. בעור האחורי, Rinkevich et al., 2015, זיהו כי אוכלוסייה פיברובלסטית ספציפית עם ביטוי עוברי מוקדם של Engrailed-1 (En1), המכונה EPF (פיברובלסט חיובי חרוט) תורמת להצטלקות עורית עם פציעה. לעומת זאת, שושלת פיברובלסטית אחרת ללא היסטוריה של ביטוי חרוט, פיברובלסט שלילי חרוט (ENF), אינה תורמת להיווצרותצלקת 8. מיפוי גורל של שושלות En1 אלה באמצעות קווי עכברים מהונדסים מונעי Cre שנחצה לקווי עכברים פלואורסצנטיים כגון R26mTmG (En1Cre x R26mTmG) מאפשר הדמיה של אוכלוסיות EPF ו- ENF.
חקר נדידת פיברובלסטים in vivo במשך מספר ימים מוגבל על ידי אילוצים אתיים וטכניים. יתר על כן, מסכי ספריית נוגדנים מורכבים, נגיפיים ומנטרלים כדי לווסת מסלולים המעורבים בהצטלקות הם מאתגרים מבחינה טכנית. בעבר נעשה שימוש במודלים של in vitro או ex vivo חסרים את היכולת לדמיין נדידת פיברובלסטים ויצירת צלקות במיקרו-סביבה אמיתית של העור, אחידות בהתפתחות צלקות, כמו גם מורכבות רקמות המחקה סביבות עור in vivo 11,12. כדי להתגבר על המגבלות הנ"ל, פיתחנו מבחן צלקות ex vivo המכונה SCAD (רקמה דמוית SCar בצלחת A)13,14. בדיקה פשוטה זו יכולה להתבצע על ידי כריתת עור בעובי מלא של 2 מ"מ המכיל את האפידרמיס, הדרמיס ואזורי החיתולית התת עוריים ושילובם במדיית DMSO בתוספת סרום למשך עד 5 ימים. צלקות המופקות מ-SCAD משכפלות באופן מהימן סימני היכר תעתיקיים ופרוטאומיים של צלקות in vivo. בנוסף, SCADs שנוצרו מקווי עכברים מהונדסים רלוונטיים (למשל, עכברי En1) שהוצלבו עם קווי עכברים פלואורסצנטיים מאפשרים הדמיה של דינמיקת נדידת פיברובלסטים והתפתחות צלקות ברזולוציה חסרת תקדים. יתר על כן, מודל זה יכול להיות מותאם בקלות לכל יישומי תפוקה גבוהה (למשל, ספריית תרכובות, ספריית נוגדנים או סינון ויראלי)13,14. במאמר זה, אנו מתארים פרוטוקול ממוטב ליצירת SCADs ויישומי עיבוד במורד הזרם הבאים כדי לחקור את הדינמיקה התאית והמטריקסית בפיתוח צלקות.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
המודל המוצג להלן מספק תיאור מפורט שלב אחר שלב של יצירת מבחן SCAD כמתואר בקצרה ב- Jiang et al., 202013. תכשירי דגימת SCAD בוצעו לאחר הקרבת בעלי החיים בהתאם להנחיות הבינלאומיות וממשלת בוואריה עילית. בעלי חיים שוכנו במתקן החיות של מרכז הלמהולץ במינכן. החדרים נשמרו עם לחות אופטימלית וטמפרטורה קבועה עם מחזור אור של 12 שעות. בעלי החיים סופקו עם מזון ומים ad libitum.
1. הכנת רקמת SCAD
2. SCAD - תרבית רקמה
3. הדמיה חיה של SCADs
4. קצירת רקמות וצביעת אימונופלואורסצנציה דו-ממדית/תלת-ממדית
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
ניתן להפריד את הדור של SCADs לשלושה שלבים חיוניים: קצירת עור בחזרה מעכברי P0-P1, יצירת אגרופי ביופסיה בעובי מלא, והתרבות שלאחר מכן של סקאדים בודדים עד 5 ימים בלוחות של 96 בארות. כקריאה, ניתן ליישם עוד יותר את הבדיקה הזו כדי לנתח את ההיבטים המרחביים והזמניים של הצטלקות. הניתוח המרחבי משתמש בתיוג חיסוני דו-ממדי ותלת-ממדי של רקמות כדי לחקור לוקליזציה מרחבית של רכיבי תאים ומטריצות בתוך רקמת צלקת מתפתחת. מחקרים Spatiotemporal מאפשרים הדמיה של צלקות ex-situ אלה באמצעות חלבונים פלואורסצנטיים פנימיים או חיצוניים של רקמו...
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
מספר דגמים כבר פותחו כדי להבין היווצרות צלקות לאחר פציעה. אמנם נעשו הרבה התקדמויות בעניין זה, אך המנגנונים בפועל עדיין אינם ברורים. בניגוד לטכניקה הקודמת, מודל SCAD משלב את כל סוגי התאים והשכבות העוריות, ובכך שומר על המורכבות של עור מקומי18,19. מתודולוגיה זו מסוגלת לייצר מערכי נתונים בסיסיים החשובים להבנת מנגנונים מולקולריים המניעים היווצרות צלקות. הבדיקה מתוכננת באופן פשוט, מינימליסטי, אך מסוגל לייצר קריאות בסיסיות ותפקודיות החיוניות להבנת נדידת פיברובלסטים, תצה...
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
כל הכותבים מצהירים שאין להם אינטרסים מתחרים.
אנו מודים לכל המחברים השותפים של Jiang et al. 2020 על תרומתם לפיתוח מתודולוגיית SCAD13. אנו מודים לד"ר סטפן דיצל ולמתקן הליבה של הדמיה ביולוגית באוניברסיטת לודוויג-מקסימילנס על הגישה למערכת המולטי-פוטון. י.ר. נתמך על ידי קרן אלזה-קרנר-פרסניוס-ספניוס (2016_A21), מענק איחוד המועצה האירופית למחקר (ERC-CoG 819933) וקרן LEO (LF-OC-21-000835).
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
| שם | חברה | מספר קטלוג | הערות |
|---|---|---|---|
| 10% Tween 20, חומר ניקוי לא יוני | Biorad Laboratories | 1610781 | |
| אלבומין בסרום בקר, פרקט אתנול קר | Sigma | A4503-50G | |
| DMEM/F-12, HEPES, ללא פנול אדום-500 מ"ל | LIFE Technologies | 11039021 | |
| DPBS, ללא סידן, ללא מגנזיום | Gibco | 14190169 | |
| Epredia Cryostar NX70 Cryostat | Thermo Scientific | ||
| Epredia SuperFrost Plus הידבקות שקופיות | פישר מדעי | J1800AMNZ | הידבקות סרום |
| בקר עוברי, מוסמך, מושבת בחום, מאושר על ידי האיחוד האירופי, דרום אמריקה מקור-500 מ"ל | LIFE Technologies | ||
| Fluoromount-G עם DAPI | Life Technologies | 00 4959 52 | מדיום הרכבה עם מלקחיים DAPI |
| מעוקלים עם נקודות עדינות עם נירוסטה מנחה (פינצטה) באורך 125 מ"מ | Fisher Scientific | 12381369 | |
| ג'לטין מעור חזיר | Sigma | G2500-100G | |
| GlutaMAX תוסף-100 מ"ל | LIFE Technologies | 35050038 | |
| HBSS, סידן, מגנזיום, ללא פנול אדום-500 מ"ל | LIFE Technologies | 14025092 | |
| מערכת דגירה של גז איבידי ל-CO2 ו-O2 | Ibidi | 11922 | |
| Ibidi | 10915 | ||
| מיקרוסקופ זקוף Leica SP8 - עירור מולטיפוטון 680– 1300 ננומטר | Leica | מצויד במטרת טבילה במים פי 25 (HC IRAPO L 25x/1.00 W) בשילוב עם לייזר מתכוונן (Spectra-Physics, InSight DS + יחיד) | |
| חומצות אמינו לא חיוניות | LIFE Technologies | 11140035 | |
| NuSieve GTG אגרוז, 25 גרם | ביוזים/לונזה | 859081 | |
| OCT מטריצת הטמעה | קרלרוט | 6478.1 | |
| פרפורמלדהיד, 16% W/V AQ. 10 x10 מ"ל | VWR International | 43368.9M | |
| עט-סטרפטוקוק | ג'יבקו | 15140122 | |
| Stiefel Biopsy-Punch 2 מ"מ | Stiefel | 270130 | |
| מספריים ישרים חדים/חדים 11.4 ס"מ | Fisher Scientific | 15654444 | |
| Thimerosal Bioxtra, 97%– 101% | Sigma-Aldrich | T8784-1G | |
| Zeiss Axioimager M2 מיקרוסקופ זקוף | Zeiss |
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
בקש הרשאה לשימוש חוזר בטקסט או באיורים של מאמר JoVE זה
בקש הרשאה