$$\rightleftharpoonup{xx}$$
$$\longleftharp{xx}$$,
$$\longrightharp{xx}$$,
בדיקת חדירות
החדירות של נתרן פלואורסצאין חושבה על ידי מדידת עוצמת הפלואורסצנטיות של התווך שנאסף מהחדר התחתון ב -15, 30, 45 ו -60 דקות. סך של 150 μL של תווך נדגם בכל נקודת זמן והנפח החסר של 150 μL מוחלף בתווך hECSR. עוצמת הפלואורסצנטיות נקראת באמצעות קורא לוחות פלואורסצנטי (עירור 485 ננומטר/פליטת 530 ננומטר) והאותות, נפחי הסילוק והחדירות הנכונים מחושבים באמצעות נוסחה18 שתוארה קודם לכן (טבלה 2). מומלץ לאשר אם עוצמת הפלואורסצנטיות של נתרן פלואורסצאין עולה עם הזמן. יש להשתמש במסננים מרובים - לפחות טריפליקטים - לבדיקה אחת כדי להבטיח יכולת שחזור. עבור תאים בריאים דמויי EECM-BMEC שמקורם בבקרה, חדירות הנתרן הפלואורסצאין (376 Da) צריכה להיות מתחת ל-0.3 x 10-3 ס"מ/דקה. כדי לאשר את היווצרותו של חד-שכבה תאית דמוית EECM-BMEC, יש לבצע לאחר בדיקה זו צביעה אימונופלואורסצנטית עבור חלבונים צמתים של התאים דמויי EECM-BMEC של כל מסנן המשמש במבחני החדירות.
צביעה אימונופלואורסצנטית
צביעה אימונופלואורסצנטית של מולקולות צומת תאים דמויות EECM-BMEC, כולל claudin-5, occludin ו-VE-cadherin1, שימשה להערכת מורפולוגיה של תאים ונוכחות של צמתים רציפים ובשלים (איור 4). החד-שכבות של תאים דמויי EECM-BMEC על קרומי תוספות המסנן תוקנו במתנול קר (-20 מעלות צלזיוס) למשך 20 שניות, נחסמו באמצעות חיץ חוסם (טבלה 1), ולאחר מכן הודגרו עם נוגדנים ראשוניים ומשניים. התאים דמויי EECM-BMEC הציגו צורות דמויות ציר וצמתים בצורת זיגזג, שניהם מאפיינים מורפולוגיים אופייניים של BMECs27. גירוי של תאים דמויי EECM-BMEC שנזרעו על שקופיות תאים עם ציטוקינים מעודדי דלקת, כגון גורם נמק גידולי-α (TNF-α) ואינטרפרון-γ (INF-γ) (0.1 ננוגרם/מ"ל TNF-α + 2 IU/mL IFN- γ) מדוללים בתווך מותנה שמקורו ב-SMLC, הגבירו את הביטוי של מולקולות הידבקות, כגון ICAM-1 ו-VCAM-128 (איור 5). תמונות מייצגות של סמנים של תאי שריר חלק, כולל אקטין שריר α חלק (SMA), קלפונין וחלבון שריר חלק 22-אלפא (SM22a)29, מוצגות באיור 6. SMLCs שנזרעו במגלשת התא תוקנו עם 4% פרפורמלדהיד למשך 10 דקות, נחסמו עם חיץ חוסם, ולאחר מכן הודגרו עם נוגדנים ראשוניים ומשניים.
ניתוח ציטומטריית זרימה של ביטוי מולקולות היצמדות פני התא על ידי תאים דמויי EECM-BMEC
תוצאות מייצגות עבור ביטוי פני השטח של התא של מולקולות היצמדות אנדותל בתאים דמויי EECM-BMEC מוצגות באיור 7. גירוי עם ציטוקינים מעודדי דלקת, כמו TNF-α ו-INF-γ, שיפר את ביטוי פני התא של מספר מולקולות הידבקות, כולל ICAM-1, VCAM-1 ו-P-selectin. טיפוח תאים דמויי EECM-BMEC עם ביטוי פני השטח של תאי VCAM-1 אנדותל משופר בינוני מותנה SMLC. ההשפעה של השראת ביטוי פני השטח של תא VCAM-1 עשויה להשתנות בין אצוות של מדיום מותנה SMLC. מומלץ לאחסן מספר אצוות של מדיום מותנה שנקטף מ-SMLCs, שמקורו באותו מקור hiPSC, בעת הבחנה בין SMLCs, על מנת לוודא איזו אצווה גורמת לביטוי המתאים של VCAM-1.
בדיקת הידבקות תאי מערכת החיסון בתנאים סטטיים
מספר תאי החיסון המחוברים היה בקורלציה לרמת הביטוי של מולקולות היצמדות תפקודיות על פני השטח של תאים דמויי EECM-BMEC. גירוי באמצעות ציטוקינים דלקתיים שיפר את הביטוי של מולקולות היצמדות אנדותל וקידם את המספר המוגבר של תאי מערכת החיסון שנצמדו לחד-שכבות תאים דמויי EECM-BMEC (איור 8). הניסוי הנוכחי הדגים את הפונקציונליות של מולקולות היצמדות על תאים דמויי EECM-BMEC, מה שהופך מודל זה מתאים לחקר אינטראקציות בין תאי מערכת החיסון ל-EC.

איור 2: טיהור של CD31+ ECs. תרשימי נקודות של נתוני ציטומטריית זרימה מייצגת מפיזור של ECs וצביעה CD31 המסומנת ב- FITC של אוכלוסיות תאים לפני (שלב 1.4.7) ואחרי (שלב 1.4.14) MACS. MACS משפר את הטוהר של CD31+ EPCs באוכלוסייה. קיצורים: SSC = פיזור צד; FSC = פיזור קדימה; FITC = isothiocyanate fluorescein; MACS = מיון תאים מופעל מגנטי. אנא לחץ כאן כדי להציג גרסה גדולה יותר של איור זה.

איור 3: חדירות חד-שכבתית EECM-BMEC (10-3 ס"מ/דקה) מחושבת מעוצמת הפלואורסצנטיות הגולמית של נתרן פלואורסצאין. השיפוע הליניארי של נפח הסילוק מחושב באמצעות רגרסיה ליניארית עבור כל מסנן (איור 3A). החדירות של נתרן פלואורסצאין מחושבת באמצעות שתי נוסחאות (איור 3B). (A) השיפוע הליניארי של נפח הפינוי לעומת הזמן חושב באמצעות רגרסיה ליניארית עבור מסנן 1 (mc1) והמסנן הריק (mf). m c1 ו- m f הם מקדמים של Xc1 ו- Xf, בהתאמה. (B) נוסחה לחישוב חדירות פלואורסצאין (Pe) באמצעות mc ו-mf (נוסחה 1). יחידות Pe הומרו באמצעות שטח הפנים של מסנן (פורמולה 2). אנא לחץ כאן כדי להציג גרסה גדולה יותר של איור זה.

איור 4: תאים דמויי EECM-BMEC מציגים צמתים תאיים בוגרים. צביעה אימונופלואורסצנטית עבור claudin-5, occludin, או VE-cadherin (אדום) בתאים דמויי EECM-BMEC הגדלים על ממברנות של מסנני החדרה. גרעינים הוכתמו באמצעות 4′,6-diamidino-2-phenylindole (DAPI) (כחול). הצביעה בוצעה בדיוק על אותן תוספות פילטר ששימשו לבדיקות החדירות. סרגל קנה מידה = 50 מיקרומטר. אנא לחץ כאן כדי להציג גרסה גדולה יותר של איור זה.

איור 5: ביטוי של מולקולות היצמדות אנדותל על-ידי תאים דמויי EECM-BMEC. צביעה אימונופלואורסצנטית בוצעה על תאים דמויי EECM-BMEC שגדלו על ממברנות של תוספות מסנן בנוכחות CM שמקורו ב-SMLC. צביעה חיסונית עבור ICAM-1 או VCAM-1 (אדום) מוצגת עבור תאים לא מעוררים ו-1 ננוגרם/מ"ל TNF-α + 20 IU/mL IFN- γ תאים דמויי EECM-BMEC מגורה. גרעינים הוכתמו ב-DAPI (כחול). סרגל קנה מידה = 50 מיקרומטר. אנא לחץ כאן כדי להציג גרסה גדולה יותר של איור זה.

איור 6: אפיון SMLCs. אימונוציטוכימיה של אקטין שריר α חלק (SMA), קלפונין, או חלבון שריר חלק 22-אלפא (SM22a) (אדום) עבור SMLCs גדל על שקופיות תא מוצג. גרעינים הוכתמו ב-DAPI (כחול). סרגל קנה מידה = 50 מיקרומטר. אנא לחץ כאן כדי להציג גרסה גדולה יותר של איור זה.

איור 7: ביטוי פני השטח של תאי אנדותל של מולקולות הידבקות בתאים דמויי EECM-BMEC. תוצאות ניתוח ציטומטריית זרימה של ביטוי מולקולות היצמדות פני השטח EC על תאים דמויי EECM-BMEC מוצגות. תאים דמויי EECM-BMEC גודלו בתרבית באמצעות מדיום מותנה שמקורו ב-SMLC. קווים כחולים, אדומים ואפורים של שכבות-העל של ההיסטוגרמה מציגים את המצב הלא-מגורה (NS), 1 ננוגרם/מ"ל TNF-α + 20 IU/מ"ל IFN-γ-stimulated condition, ובקרת איזוטיפ, בהתאמה. הוערך ביטוי פני השטח של מולקולות היצמדות אנדותל, כולל מולקולת היצמדות בין-תאית 1 (ICAM-1), ICAM-2, מולקולת היצמדות תאי כלי דם 1 (VCAM-1), P-selectin, E-selectin, CD99 ומולקולת הידבקות תאי אנדותל טסיות-1 (PECAM-1). אנא לחץ כאן כדי להציג גרסה גדולה יותר של איור זה.

איור 8: הידבקות של תאי מערכת החיסון על תאים דמויי EECM-BMEC. (A) תמונות של תאים חיסוניים דבקים המסומנים באופן פלואורסצנטי על חד-שכבות של תאים לא מגורה (NS) ו-0.1 ננוגרם/מ"ל TNF-α + 2 IU/mL IFN-γ-stimulated (TNF-α + IFN-γ) דמויי EECM-BMEC. התמונות מתאימות למרכזי הבארות. סרגל קנה מידה = 50 מיקרומטר. (B) מספר תאי החיסון המסומנים באופן פלואורסצנטי על חד-שכבות של תאים דמויי NS ו-TNF-α + IFN-γ-stimulated EECM-BMEC. תאים חיסוניים/שדות ראייה נצמדים (FOVs) נספרו אוטומטית באמצעות תוכנת FIJI. נקודות מייצגות את מספר תאי T המחוברים. עמודות מציגות את הערך הממוצע, וסרגלי שגיאה מציגים את סטיית התקן (SD) של שמונה גירסאות ניסיון. אנא לחץ כאן כדי להציג גרסה גדולה יותר של איור זה.
טבלה 1: פירוט ריאגנטים ספציפיים למבחנים. השם והכמות המדויקת של המרכיבים עבור כל מגיב ספציפי מתוארים. אנא לחץ כאן כדי להוריד טבלה זו.
טבלה 2: דוגמה לנתונים גולמיים של קורא לוחות פלואורסצנטיים לצורך חישוב Pe. מספרים בכתב מודגש הם עוצמת הפלואורסצנטיות הגולמית של נתרן פלואורסצאין הנמדדת על ידי קורא לוחות. על מנת לנתח במדויק את הנתונים, יש צורך להסיר את אות הרקע מהערכים הגולמיים ולהסביר כל אובדן אות הנובע מדגימת החדר התחתון, ולאחר מכן לתקן את האות. לדוגמה, לאחר חיסור הרקע, הדגימה של 15 דקות מציגה אות של 100 יחידות פלואורסצנטיות יחסיות (RFU), והמדגם של 30 דקות מציג אות של 150 RFU. האות המתוקן ב- 30 דקות הוא (150 RFU + הערכים החסרים ב- 15 דקות [100 RFU x 150 μL / 1,500 μL]), שהוא 150 RFU + 10 RFU = 160 RFU. נפח הסילוק = (1,500 x [S B,t])/(S T,60 min), כאשר 1,500 הוא נפח התא התחתון (1,500 μL), S B,t הוא האות המתוקן בזמן t, ו- S T,60 min הוא האות של התא העליון ב-60 דקות. אנא לחץ כאן כדי להוריד טבלה זו.