מאמר זה מספק מדריך הדרגתי לביסוס תרבית ראשונית של תאי גזע במוך השן באמצעות שיטת תרבית explant ואפיון תאים אלה בהתבסס על הנחיות ICSCRT. התאים שבודדו על ידי פרוטוקול זה יכולים להיחשב כתאי גזע מזנכימליים ליישומים נוספים.
הרשמה ל-JoVE נדרשת לצפייה בתוכן זה. התחברו או התחילו בגרסת ניסיון בחינם.
מאמר שיטה
* These authors contributed equally
מאמר זה מספק מדריך הדרגתי לביסוס תרבית ראשונית של תאי גזע במוך השן באמצעות שיטת תרבית explant ואפיון תאים אלה בהתבסס על הנחיות ICSCRT. התאים שבודדו על ידי פרוטוקול זה יכולים להיחשב כתאי גזע מזנכימליים ליישומים נוספים.
מוך השן האנושי מייצג מאגר תאי גזע רב-פוטנטי מבטיח עם יכולת התחדשות בולטת שניתן לקצור משן שנעקרה. המקור האקטו-מזנכימלי הנגזר מסמל עצבי של תאי גזע במוך השן (DPSCs) מעניק רמה גבוהה של פלסטיות הנובעת מיתרונותיו הרב-גוניים בתיקון רקמות והתחדשותן. ישנן דרכים מעשיות שונות לקציר, תחזוקה והתרבות של תאי גזע בוגרים הנחקרות לשימוש בהם ברפואה רגנרטיבית. בעבודה זו אנו מדגימים הקמת תרבית תאי גזע מזנכימלית ראשונית מרקמת השן בשיטת תרבית אקספלנט. התאים המבודדים היו בצורת ציר והודבקו למשטח הפלסטיק של צלחת התרבית. האפיון הפנוטיפי של תאי גזע אלה הראה ביטוי חיובי של האגודה הבינלאומית לתרפיה תאית (ISCT) - סמנים המומלצים על פני התא עבור MSC, כגון CD90, CD73 ו- CD105. יתר על כן, ביטוי זניח של סמני המטופויאט (CD45) ואנדותל (CD34), ופחות מ -2% ביטוי של סמני HLA-DR, אישרו את ההומוגניות והטוהר של תרביות DPSC. הדגמנו עוד יותר את הרב-עוצמה שלהם בהתבסס על התמיינות לשושלות אדיפוגניות, אוסטאוגניות וכונדרוגניות. כמו כן, גרמנו לתאים אלה להתמיין לתאים דמויי כבד ולתאים דמויי תאי עצב על-ידי הוספת אמצעי גירוי תואמים. פרוטוקול אופטימלי זה יסייע בטיפוח אוכלוסייה מתרחבת מאוד של תאי גזע מזנכימליים שישמשו במעבדה או למחקרים פרה-קליניים. פרוטוקולים דומים ניתן לשלב במערכים קליניים לתרגול טיפולים מבוססי DPSC.
תאי גזע בוגרים הפכו לכלי טיפולי רב עוצמה לטיפולים וטיפולים מכווני תאים בשל הפלסטיות שלהם, המנגנונים הפרקריניים והתכונות האימונומודולטוריותשלהם 1,2,3. הנתונים המעודדים ממחקרים פרה-קליניים מבוססי תאי גזע נתנו השראה לחוקרים לעבוד עבור תרגום מהספסל למיטה. סוג תאי הגזע המשמשים לטיפול בתאי גזע ממלא תפקיד משמעותי בתוצאות מוצלחות. במחקרים פרה-קליניים וקליניים, המקור המדווח ביותר לתאי גזע מזנכימליים (MSC) נותר מח עצם 4,5. עם זאת, חסרונות עיקריים לשימוש בתאי גזע שמקורם במח עצם (BMSCs) כוללים את האוכלוסייה הנדירה שלהם, הליכים פולשניים מאוד לבידוד, ויכולתם המוגבלת להתרחב. לכן, מקורות חלופיים של MSCs נבדקים. בהקשר זה, רקמות שיניים, עם קלות הנגישות שלהן, פלסטיות עצומה, פוטנציאל התחדשות גבוה, ויכולת שגשוג גבוהה, נחשבו כעת כמקור חלופי עשיר ופוטנציאלי של תאי גזע 6,7,8,9,10.
תאי גזע מוך השן (DPSCs) היו הסוג הראשון של תאי גזע דנטליים שבודדו ואופיינו על ידי גרונתוס בשנת 200011. DPSCs משכו את תשומת הלב עבור יישומי הנדסת רקמות בגלל שיעור ההתרבות הגבוה שלהם, פוטנציאל בידול משמעותי, קלות הנגישות עם תרבית ללא מאמץ, והכי חשוב, היכולת שלהם להתקבל משן שהושלכה ללא כל חשש אתי12. המגבלות שמציבים מקורות תאי גזע אחרים, כגון BMSCs ותאי גזע שמקורם בשומן (ADSCs), בבידודם וביכולות ההתחדשות העצמית הלא מספקות שלהם נעקפות על ידי DPSCs13. ניתן להשיג DPSCs אנושיים משיניים ראשוניות אנושיות, שיניים קבועות, שיני בינה, שיניים נשירות מתקלפות (SHEDs) ופפילות אפיות. יתר על כן, DPSCs ניתן גם לבודד שיניים supernumerary, אשר בדרך כלל מושלכים14. DPSCs מבטאים סמנים הקשורים לסמל עצבי ויש להם פוטנציאל להתמיין לתאים עצביים הן במבחנה והן in vivo15. בנוסף לפוטנציאל הנוירוגני שלהם, DPSCs יכולים להתמיין לשושלות תאים אחרות, כגון אוסטאוגניים, כונדרוגנים, אדיפוגניים, כבדיים ומיוגניים, כאשר ניתנים להם תנאי התמיינות ספציפיים13. לפיכך, תאים רב-פוטנטיים אלה טומנים בחובם פוטנציאל רב לטיפול מבוסס תאים וניתן להשתמש בהם להתחדשות רקמות שונות. מחקרים דיווחו גם על התפקיד הפוטנציאלי של DPSCs בשחזור הקרנית16, תיקון אוטם שריר הלב17, ותפקידם הטיפולי הפוטנציאלי במחלות כמו איסכמיה של הגפיים18, אלצהיימר 19, פרקינסון 20 והזדקנות21. לכן, תאי גזע שמקורם ברקמת שיניים יכולים לשמש לא רק להתחדשות שיניים, אלא גם לתיקון והתחדשות של איברים שאינם דנטליים כמו עיניים16, לבבות17, כבדים22, עצמות23 וכו '.
ישנן שתי שיטות מיוחדות לבידוד אוכלוסיית MSC מרקמת מוך השן - עיכול אנזימטי ותרבית צמחים24,25. ביסוס מוצלח של תרבויות ראשוניות ללא הבדל משמעותי בכמות ובמאפיינים של DPSCs דווח בשתי שיטות אלה26. במחקר זה, התמקדנו בבידוד של DPSCs על ידי שיטת explant27, שכן שיטה זו מייצרת DPSCs ללא זיהום של תאים hematopoietic ואנדותל, לעומת עיכול אנזימטי אשר יכול לגרום זיהום פיברובלסט28.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
כל ההליכים המתוארים במחקר אושרו על ידי ועדת האתיקה של המכון (IEC# 9195/PG-12 ITRG/2571-72) של PGIMER, צ'אנדיגאר. כל הניסויים הקשורים לתרביות תאים צריכים להתבצע בארון בטיחות ביולוגי Class II (BSC) בעקבות טכניקה אספטית. מוך השן התקבל משיניים בריאות של שלושה מטופלים (F/14, M/14 ו-M/20) שעברו עקירות טוחנות שלישיות מסיבות אורתודונטיות. לפני איסוף הדגימות, התקבלה הסכמה מדעת בכתב מהמטופל/אפוטרופוס בהתאם להנחיות ועדת האתיקה של PGIMER, Chandigarh.
1. הקמת תרבית ראשונית של תאי גזע ממוך השן (DPSCs) מרקמת שיניים אנושית
הערה: אין להשתמש בשיניים רקובות.
2. הסרת רקמת מוך השן ותרבית התאים של DPSCs (זמן: 60-120 דקות)
הערה: כל השלבים לאחר הובלת שיניים בוצעו במעבדה לתרביות תאים ורקמות בתוך ארון בטיחות ביולוגית רמה 2.
3. הרחבת DPSC
4. זיהוי סמנים פנוטיפיים של תאי גזע (זמן: 90 - 120 דקות)
הערה: לאפיון תאים שנקטפו מרקמת מוך השן, השתמש בתאים בין המעבר השלישי לחמישי.
5. בידול DPSC למספר שושלות
הערה: השתמש בתרביות משולבות של 75%-80% של DPSCs במעבר השלישי עד החמישי להערכת רב-עוצמה. יש להשתמש בקבוצת תאי ביקורת המכילה α-MEM עבור כל סוגי ההתמיינות המתוארים להלן.
6. בידול אדיפוגני של DPSCs, צביעת O אדום שמן וכימות
הערה: השלבים הראשונים של הזריעה זהים לאלה שלעיל (כלומר, שלב התמיינות אוסטאוגנית 5.1).
7. התמיינות כונדרוגנית של DPSCs, צביעה כחולה אלקיאנית וכימות
הערה: התמיינות כונדרוגנית נגרמה בתרבית החד-שכבתית של DPSCs. השלבים הראשונים של הזריעה זהים לעיל (כלומר, שלב התמיינות אוסטאוגנית 5.1).
8. הבחנה של DPSCs לכיוון שושלת דמוית כבד ואפיון
9. התמיינות עצבית של DPSCs לקראת שושלת ואפיון דמויי נוירונים
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
כאן, אנו מתארים כיצד חוקרים יכולים לבסס תרבות טהורה של DPSCs באמצעות שיטת explant 6,7,8,9,10 ולגרום להם לעבר שושלות מרובות כדי לבסס את טוהר התרבות עבור יישומים במורד הזרם.
ביססנו תרבית ראשונית של DPSCs מרקמה קטנה של מוך השן שהוצאו מהשן הטוחנת השלישית של מטופלים, כפי שמוצג באיור 1A. בתחילה, מעט ...
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
תאי גזע תלו את התקוות לרפא מחלות רבות, בשל הפלסטיות שלהם, חוסנם, תכונותיהם האימונומודולטוריות, המנגנונים הפרקריניים ויעילות הביות שלהם. רקמת מוך השן נחשבת למקור החזק והיקר ביותר של תאי גזע, עם פלסטיות בולטת ויכולת התחדשות. כאן, אנו מדגימים את הבידוד של DPSCs, תוך שימוש בשיטת תרבית explant שאומצה באופן נרחב, שבה התאים נודדים מחתיכות של רקמת מוך השן או צמחים כדי לגדול לתרבית תאים הומוגנית הדומה מורפולוגית לתאים דמויי פיברובלסטים בצורת ציר. שיטת explant מניבה תרביות אחידות יותר של DPSCs, נטולות סוגי תאים אחרים כגון תאי אנדו...
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
המחברים מצהירים כי אין ניגוד עניינים כספי או לא כספי.
אנו מכירים בתמיכת המימון ל- AK מהמחלקה למחקר בריאות (DHR), ICMR, ממשלת הודו (מענק DHR-NRI # R.12015/01/2022-HR). SR קיבלה מימון מ- ICMR, ממשלת הודו (מענק # 2020-7593 / SCR-BMS) ו- PS קיבלה מלגה מ- CSIR, ממשלת הודו. אנו מודים גם לגב' סנדיה טוקי ולגב' בהופינדר קאור על הסיוע בציטומטריית זרימה, וליבת מכשור מתוחכמת מרכזית (CSIC) ו-PGIMER, צ'אנדיגאר על מתן תמיכה תשתיתית.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
| שם | חברה | מספר קטלוג | הערות |
|---|---|---|---|
| צלחת תרבית תאים 6 באר | Costar | 3516 | לתרבית תאים |
| כתם כחול אלצ'יאני | ערכת צביעת כונדרוציטים, HiMedia | CCK029 | |
| אליזרין אדום S כתם | Sigma-Aldrich | TMS-008 | כתם אוסטאוגני |
| Himedia | A002-5X50ML | למניעת זיהום תרבית | |
| חומצה אסקורבית | Himedia | TC094-25G | אינדוקציה כונדרוגנית |
| B27 תוסף | Gibco | 17504044 | עבור אינדוקציה עצבית |
| bFGF (גורם גדילה פיברובלסטים בסיסי) | Gibco | PHG0024 | עבור אינדוקציה עצבית |
| CD 105 | BD-Pharmingen | 560839 | |
| CD 35 | Biolegend | 343604 | |
| CD 45 | Biolegend | 304006 | |
| CD 73 | Biolegend | 344016 | |
| CD 90 | Biolegend | 328107 | אפיון |
| צטיל פירידיניום כלוריד (CPC) | סיגמא-אולדריץ' | 1104006 | למיצוי אדום אליזרין |
| דקסמתזון 21-פוספט דיסודיום | סיגמא-אולדריץ' | D1159-100MG | |
| פוספט של Dulbecco חוצץ | מלח Himedia | TS1006-5L | למטרת כביסה |
| EGF (גורם גדילה אפידרמלי) | Gibco | PHG0311 | לכבד ועצבים אינדוקציה |
| EVOS LED מיקרוסקופ | Invitrogen | עבור הדמיה פלואורסצנטית | |
| כתם EZ ערכת צביעת כונדרוציטים | Himedia | CCK029-1KT | ערכת כתמי צ'ונדרו |
| FACS Canto זרימה ציטומטר | BD Biosciences | לתא אפיון | |
| סרום בקר עוברי | Gibco | 16000044 | לתרבית ראשונית |
| סרום בקר עוברי | Sigma-Aldrich | F2442 | לתרבית תאים |
| תוסף G5 | Gibco | 17503012 | לאינדוקציה עצבית |
| HGF (גורם גדילה הפטוציטים) | Sigma-Aldrich | H1404 | לאינדוקציה בכבד |
| HLA-DR | Biolegend | 307605 | |
| TGF ובטא אנושיים; 3 | Peprotech | #100-36E-10U | |
| אינסולין-טרנספרין-חומצה סלנית premix | Sigma-Aldrich | I3146 | לאינדוקציה בכבד |
| ITS premix | corning | 354350 | |
| ערכת בדיקת ספיגת LDL | Abcam | ab133127 | לאפיון |
| כבד גלוקוז נמוך DMEM | Gibco | 11885-084 | לאינדוקציה |
| בכבדנוגדן MAP2 | Sigma-Aldrich | M4403 | לאפיון עצבי |
| תוסף | N2 Gibco | 17502048 | לאינדוקציה עצבית |
| מדיה בזאלית עצבית | Gibco | 21103049 | לאינדוקציה עצבית |
| נוגדן NFM | Sigma-Aldrich | N4142 | לאפיון עצבי |
| Nikon Elipse TS100 מיקרוסקופ | Nikon | For הדמיה פלואורסצנטית | |
| שמן אדום O | Sigma-Aldrich | 01391-250Ml | כתם אדיפוגני |
| Oncostatin M | R& D Systems | 295-OM-010/CF | לאינדוקציה בכבד |
| Petridish | Tarson | 460090-90MM | לחיתוך רקמות |
| אשלגן פוספט מונו-בסיסי | Sigma-Aldrich | 15655-100G | אינדוקציה אוסטאוגנית |
| Propan-2-ol | Thermo Fisher | Q13827 | לשמן אדום O מיצוי |
| נתרן פירובט תמיסת נתרן פירובט | סיגמא מדעי החיים | S8636-100ML | |
| Trypsin-EDTA | Sigma-Aldrich | T4049 | למעבר תאים |
| נייר סינון Whatman נייר | סינון WHA1001325 | ||
| אלפא;- מדיה חיונית מינימלית (α-MEM) | Sigma-Aldrich | M0643-10X 1L | מדיה לתרבית ראשונית |
| &בטא;-גליצרופוספט מלח דיסודיום הידרט | Sigma-Aldrich | G9422-50G |
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.