פרוטוקול זה מתאר את היצירה של אורגנואידים אנדודרמליים בכבד (eHEPOs) מהירים וניתנים לשחזור. בעזרת פרוטוקול זה, ניתן לייצר eHEPOs תוך שבועיים ולהתרחב לטווח ארוך (יותר משנה) מבלי לאבד את הבידול והפונקציונליות שלהם.
מאמר שיטה
* These authors contributed equally
פרוטוקול זה מתאר את היצירה של אורגנואידים אנדודרמליים בכבד (eHEPOs) מהירים וניתנים לשחזור. בעזרת פרוטוקול זה, ניתן לייצר eHEPOs תוך שבועיים ולהתרחב לטווח ארוך (יותר משנה) מבלי לאבד את הבידול והפונקציונליות שלהם.
טכנולוגיית אורגנואידים אפשרה לנו ליצור מגוון של מיני מבנים דמויי איברים אנושיים, כגון עבור הכבד, המוח והמעי, במבחנה. ההתקדמות המדהימה במודלים אורגנואידים פתחה לאחרונה עידן ניסיוני חדש ליישומים שונים במודלים של מחלות, ביולוגיה התפתחותית וגילוי תרופות. תאי גזע בוגרים או אורגנואידים בכבד שמקורם בתאי גזע פלוריפוטנטיים מושרים (iPSC) שולטים ביצירת הפטוציטים לשימוש ליישומים מגוונים. כאן, אנו מציגים פרוטוקול חזק וניתן לשחזור ליצירת אורגנואידים בכבד מתאי גזע פלוריפוטנטיים. פרוטוקול זה חל על תאים בריאים שמקורם בחולה. כדי להשיג אורגנואידים בכבד (eHEPOs) שמקורם באנדודרם תלת-ממדי, iPSCs התמיינו תחילה ישירות לתאים אנדודרמליים, ולאחר מכן נעשה שימוש בתאי EpCAM חיוביים (EpCAM+) מועשרים ב-FACS כדי לבסס אורגנואידים בכבד באמצעות מדיום ההתפשטות. אנו מספקים שיטה מהירה ויעילה ליצירת אורגנואידים בכבד תוך שבועיים. האורגנואידים הנוצרים מחקים את התכונות והתפקודים החיוניים של הפטוציטים, כגון הפרשת אלבומין, אחסון גליקוגן ופעילות אנזים ציטוכרום P450. מלבד הדמיון בביטוי הגנים הספציפיים לכבד, eHEPOs מורכבים מתאי אפיתל מקוטבים עם תעלות מרה ביניהם. בנוסף, ניתן להרחיב את ה-eHEPOs ולעבור מעברים סדרתיים לטווח ארוך (שנה) מבלי לאבד את יכולתם להתמיין להפטוציטים בוגרים. לפיכך, eHEPOs מספקים מקור חלופי לייצור הפטוציטים פונקציונליים.
אורגנואידים הם מבנים דמויי איברים ממוזערים הגדלים בתנאי תרבית תלת מימדיים המחקים את המיקרו-סביבה של האיבר וכוללים את הגורמים המהותיים הדרושים לארגון עצמי והתחדשות עצמית בהתפתחות האיברים עצמה. אורגנואידים יכולים להיגזר מתאי גזע פלוריפוטנטיים (PSCs) או מתאים בוגרים שמקורם ברקמות (תאי גזע או אב)1. למרות שהארגון המדויק דמוי האיבר והדמיון התפקודי לאיבר הספציפי הופכים אותם לכלים רבי ערך למידול מחלות, הם עדיין זקוקים לשיפורים נוספים במונחים של סטנדרטיזציה בתרבית. בפרט, פורסמו מספר פרוטוקולים ליצירת אורגנואידים בכבד, והם נבדלים זה מזה במורכבותם וביכולת השחזור שלהם2. לדוגמה, האורגנואידים של ניצני הכבד שפותחו על ידי Takebe ואחרים לובשים צורה של מבנים צפופים ורב-תאיים המכילים את תאי הגזע הפלוריפוטנטיים המושרים הבאים (iPSCs): אבות אנדודרמליים בכבד, תאי אנדותל וריד טבורי אנושי (HUVECs) ותאי גזע מזנכימליים (MSCs). עם זאת, לאורגנואידים אלה אין יכולת חידוש עצמי לטווח ארוך 3,4.
מנקודת מבט היסטורית, Huch et al. דיווחו לראשונה על ייצור אורגנואידים אפיתל כבד אנושי שמקורם ברקמה בוגרת, שבה התאים מקוטבים ומתמחים בשכפול היבטים של האפיתל המקומי5. לאחר מכן, גואן ועמיתיו השתמשו באורגנואידים בכבד שמקורם ב-iPSC כדי לדגמן את תסמונת אלגיל (ALGS), הפרעה גנטית נדירה הקשורה להפחתת דרכי המרה בכבד6. לשני האורגנואידים הללו יש יכולת חידוש עצמי ויכולים להשיג פונקציות הפטוציטים בוגרות, כגון הפרשת מרה ואלבומין, אחסון גליקוגן וניקוי רעלים ספציפי לכבד. במחקר שנערך לאחרונה, רמלי ועמיתיו הציגו מודל אורגנואיד כבד שמקורו ב-PSC המכיל רשתות תעלות מרה פונקציונליות בין תאים דמויי הפטוציטים מקוטבים (HLCs) המרוקנים תרופות כולסטטיות לציסטות מרה המורכבות מתאים דמויי כולנגיוציטים (CLCs)7.
מחקר זה מציג תרבית ייחודית ליצירת אורגנואידים אנדודרמליים בכבד שמקורם ב-iPSC, הנקראים eHEPOs. תרבית ה-iPSC וההתמיינות לאנדודרם מתוארים צעד אחר צעד, ומודגם יצירת eHEPOs מאבות EpCAM+ מועשרים. לבסוף, מתוארים אפיון הפונקציונליות והארגון המבני של ה-eHEPOs, כמו גם שימור בהקפאה של האורגנואידים.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
אישורים הקשורים לצעדים ניסיוניים התקבלו מוועדת האתיקה המקומית למחקר קליני של הפקולטה לרפואה של אוניברסיטת דוקוז אילול (2013/25-4, 12 במאי 2013; 2016/30-29, 24 בנובמבר 2016).
1. הכנת פתרונות לתרבית תאים
2. הפשרת ה-iPSCs על הצלחת נטולת המזין
3. בידול אנדודרם
4. הקמת eHEPO
5. אפיון של eHEPOs
6. שימור בהקפאה של ה-eHEPOs
7. הפשרת ה-eHEPOs
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
ראשית, תאי פיברובלסטים אנושיים או תאים חד-גרעיניים בדם היקפי (PBMC) תורבו והומרו ל-iPSCs באמצעות תכנות מחדש אפיזומלי. סרום הנוקאאוט הטרי היה חיוני להשגת iPSCs בריאים. לאחר מכן, ה-iPSCs נזרעו לתוך לוחות התרבית המצופים ב-BMM עם מפגש של 50%-60%. קיומם של מושבות iPSC בגודל קטן/בינוני שיפר את יעילות ההתמיינות. לאחר מכן, ה-iPSCs הובחנו לאנדודרם סופי עם מדיום המכיל גורמי Activin A, Wnt3a ו-R-spo1 למשך 5 ימים. במהלך ההתמיינות, מספר התאים וגודלם גדלו באופן משמעותי; לכן, יש לשים לב לרענון המדיום. בתום התמיינות האנדודרם, ת...
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
הפרוטוקול הנוכחי מתאר שיטה מקיפה לייצור, הרחבה והקפאה/הפשרה של אורגנואידים בכבד החל מ-iPSCs. פרוטוקול זה מכסה את כל השלבים, כולל תרבית ה-iPSCs על המזין והתרבית נטולת המזין, התמיינות אנדודרם דו-ממדית, העשרת תאי האב עם FACS והיווצרות אורגנואידים, ויצירת אורגנואידים המשפרים תפקוד. יתר על כן, ניתנות גם הוראות מפורטות לאימות ואפיון האורגנואידים. המכשול העיקרי ליישום נרחב של הפטוציטים בוגרים ופונקציונליים הוא המקורות המוגבלים של הפטוציטים ראשוניים, חוסר היכולת להרחיב את הפטוציטים לטווח ארוך וש...
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
למחברים אין מה לחשוף. למחברים אין ניגודי אינטרסים להצהיר עליהם. אסרא ארדל היא מייסדת שותפה של חברת הביוטכנולוגיה ORGANO-ID.
מחקר זה נתמך על ידי מועצת המחקר המדעי והטכנולוגי של טורקיה (TÜBİTAK) באמצעות פרויקטים SBAG-115S465 ו-SBAG-213S182. איור 1 נוצר באמצעות BioRender.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
| שם | חברה | מספר קטלוג | הערות |
|---|---|---|---|
| צינורות צנטריפוגה חרוטיים 15 מ"ל | קורנינג | 430052 | |
| 37 מעלות; אמבט מים C | Nü ve | 210.NB9 | |
| 37 מעלות; C, 5% CO2 אינקובטור | ממרט | אינקו 153 | |
| צינורות צנטריפוגה חרוטיים 50 מ"ל | קורנינג | 430290 | |
| 70 ומיקרו; M ו-40 ומיקרו; מסננת תאים m | בז | 352350/ 352340 | |
| 70% אתנול | סיגמא | 1009832511 | |
| A1AT | אבקם | אילן אילן אילן | דילול: 1/500 (IF), 1/50 (IHC) |
| A-83.01 (מעכב TGF ובטא) | טוקריס ביוסקיאן | 2939 | |
| אצטון | איזולאב | 9,01,026 | |
| שקופית מיקרוסקופ דבק | היסטובונד | C981040 | |
| DMEM-F12 מתקדם | ג'יבקו | 12634-010 | |
| סוכנות הידיעות הצרפתית | אבקם | אב3980 | דילול: 1/25 (IHC) |
| אגר | EMS | 10200 | |
| אלב | אבקם | אילן אלכסנדר | דילול: 1/100 (IF), 1/20 (IHC) |
| קמח אלקסה 488 (עכבר) | Invitrogen | א 11001 | דילול: 1/1000 (אם) |
| קמח אלקסה 488 (ארנב) | Invitrogen | A110034 | דילול: 1/1000 (אם) |
| קמח אלכסה 594 (עכבר) | Invitrogen | א11005 | דילול: 1/1000 (אם) |
| קמח אלקסה 594 (ארנב) | Invitrogen | א11037 | דילול: 1/1000 (אם) |
| ערכת בדיקת אמוניה | סיגמא-אולדריץ' | מק-310 | |
| אמוניום קלוריד | סנטה קרוז | SC-202936 | |
| תוסף B27 50x | ג'יבקו | 12587010 | |
| תבנית בסיס | סאקורה | 4216 | |
| ב-FGF | פפרוטק | 100-18 ב | |
| בטיחות ביולוגית, CLASS II, ארון בטיחות | תרמו | בטוח 2020 | |
| פיפטות מכוילות | גילסון | F167380 | |
| צנטריפוגה | אפנדורף | 5702 | |
| כוליל גליצילאמידו-פלואורסצאין | קורנינג | 451041 | |
| חוצץ ציטראט pH 6.0 | ביו-אופטיקה | 15-מ103 | |
| CK-18 | סנטה קרוז | SC-51582 | דילול: 1/100 (IF), 1/20 (IHC) |
| CK-19 | סנטה קרוז | SC-6278 | דילול: 1/100 (IF), 1/20 (IHC) |
| מיקרוסקופ קונפוקלי | צייס | LSM880 | |
| כפפות טיפול קריוגניות והגנה על העיניים | קריוקיט | 5274 | |
| קריוסטט | לייקה | ס"מ 1950 | |
| צינורות קריוביאליים | קורנינג | 430659 | |
| דב | רוש | 11718096001 | |
| DAPT | סיגמא-אולדריץ' | א5942 | |
| דקסמתזון | סיגמא-אולדריץ' | D4902 | |
| Dispase | טכנולוגיות תאי גזע | 7923 | |
| DMEM F12 | ג'יבקו | 31330038 | |
| E-CAD | סנטה קרוז | SC-8426 | דילול: 1/100 (IF), 1/20 (IHC) |
| EDTA | Invitrogen | 15575-020 | |
| מיקרוסקופ אלקטרונים | צייס | סיגמא500 | |
| ערכת ELISA | פורטיס מדעי החיים בתיל | E88-129 | |
| ערכת הטמעה 812 | EMS | 14121 | |
| אנטלן | מרק | 107961 | |
| אאוזין Y %1 | סיגמא-אולדריץ' | HT110332 | |
| אפקאם | מילטני ביוטק | 130-059-901 | דילול: 1/11 (FACS) |
| אתנול | מרק | 1,00,98,32,511 | |
| סרום בקר עוברי (FBS) | ג'יבקו | 26010066 | |
| פורסקולין (FSK) | טוקריס ביוסקיאן | 1099 | |
| מיכל הקפאה (מר פרוסטי) | תרמו | 5100-0001 | |
| מקפיא בינוני | ג'יבקו | 12648010 | |
| פיפטה פסטר מזכוכית | איזולאב | 084.01.001 | |
| גלוטמקס 100x | ג'יבקו | 35050-068 | |
| גלוטרלדהיד %25, דרגת EM | EMS | 16210-1 ליטר | |
| עיזים נגד עכבר HRP | תרמו פישר | 62-6520 | דילול: 1/1000 (IHC) |
| עיזים נגד ארנב HRP | תרמו פישר | 31460 | דילול: 1/1000 (IHC) |
| סרום עיזים | ג'יבקו | 162-10-072 | |
| H2O2 | מרק | 107209 | |
| המטוקסילין | מיליפור | HX86017674 | |
| HEPES, 1 מ ' | ג'יבקו | 15630-056 | |
| HNF-4&אלפא; | אבקם | אב55223 | דילול: 1/50 (IHC) |
| קרח וקרח יבש | תוצרת בית | תוצרת בית | |
| אינקובטור (65 מעלות; C) | Nü ve | EN 400 | |
| איזופרופנול | סיגמא-אולדריץ' | 24137 | |
| Leu15 גסטרין I אנושי | סיגמא-אולדריץ' | G9145 | |
| לומינומטר | ברטולד טק | ליברות 960 | |
| מיקס מאסטר | אפלייד ביוסיסטמס | 43676659 | |
| מטריצת Matrigel, מורשית hESC | קורנינג | 354277 | |
| מטריצת מטריג'ל, ללא פנול אדום | קורנינג | 356231 | |
| מתנול | מרק | 179337 | |
| צינורות מיקרוצנטריפוגה | אקסיג'ן | 321-02-501 | |
| מיקרוסקופ | צייס | AXIO VERT A1 | |
| להב מיקרוטום | נוצה | S35, C35 | |
| mTeSR1 | טכנולוגיות תאי גזע | SC-05850 | |
| צלחות תרבית מתלים מרובות בארות | סרשטדט | 83,39,21,500 | |
| תוספת N2 100x | ג'יבקו | 17502048 | |
| N-אצטילציסטאין | סיגמא-אולדריץ' | א9165 | |
| פורמלין ניטרלי חומצי %10 | טקים | TK.60161.05001 | |
| ניקוטינאמיד | סיגמא-אולדריץ' | N0636 | |
| חומצת אמינו לא חיונית (NEAA) | ג'יבקו | 11140050 | |
| אוקטובר | רקמה-טק | 4583 | |
| אוסמיום טטרוקסיד | EMS | 19110 | |
| ערכת בדיקות P450-Glo | פרומגה | V9001 | |
| פאפ-פן | סיגמא | Z377821-1EA | |
| פרפין | טקים | TK.200661.01002 | |
| ערכת כתמי PAS | אבקם | ab150680 | |
| PBS | לונזה | ב17-516 | |
| פניצילין/סטרפטומיצין | ג'יבקו | 15630-056 | |
| חומצה פוספוטונגוסטית | טד פלה | 19402 | |
| סיוע לפיפטה | אקסיג'ן | מוטופט-1 | |
| קורא צלחות varioskan פלאש | תרמו | 5250040 | |
| הארכת תושבת אנטי-דהייה | Invitrogen | עמ' 36980 | |
| תחמוצת פרופילן, דרגת EM | EMS | 20401 | |
| מערכת PCR בזמן אמת | אפלייד ביוסיסטמס | 7500 מהיר | |
| אקטיבין אנושי רקומביננטי A | מו"פ D | 338-AC-050 | |
| BMP7 אנושי רקומביננטי | פפרוטק | 120-03 | |
| EGF אנושי רקומביננטי | פפרוטק | AF-100-15 | |
| FGF10 אנושי רקומביננטי | פפרוטק | 100-26 | |
| FGF19 אנושי רקומביננטי | פפרוטק | 100-32 | |
| HGF אנושי רקומביננטי | פפרוטק | 100-39 | |
| מעכב רו קינאז, Y-27632 דיהידרוכלוריד | סיגמא-אולדריץ' | Y0503 | |
| צינור 1.5 מ"ל ללא RNase/DNase | אקסיג'ן | 31108101 | |
| טיפים לסינון RNase/DNase בחינם | סרשטדט | 703031255 | |
| מיקרוטום סיבובי | לייקה | ₪2245 | |
| RPMI 1640 בינוני | ג'יבקו | 61870010 | |
| מדיום מותנה Rspo1 | תוצרת בית | ||
| תבנית בסיס לשקופיות | ביו-אופטיקה | 15-מק"ק001 | |
| סורנסון' s מאגר פוספט | EMS | 11600-10 | |
| טווה | תרמו | הספין שלי 6 | |
| פיפטות סרולוגיות סטריליות | בז | 357543 | |
| קלטת טישו | לייקה | 3802240 | |
| גוזם | לייקה | גימור EM2 | |
| טריטון X-100 | תרמו סיינטיפיק | 28314 | |
| אנזים TrypLE אקספרס | ג'יבקו | 12605010 | |
| טריפסין-EDTA | ג'יבקו | 25200-056 | |
| אולטרה-מיקרוטום | לייקה | EM UC7 | |
| אורנילאצטט | EMS | 22400 | |
| מערבולת | תרמו | 88880018 | |
| Wnt Surrogate-Fc חלבון פיוז'ן | אימונופרסיירס | N001 | |
| קסילן | סיגמא | 16446 | |
| ZO-1 | Invitrogen | 40-2200 | דילול: 1/400 (אם) |
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
בקש הרשאה לשימוש חוזר בטקסט או באיורים של מאמר JoVE זה
בקש הרשאה