RESEARCH
Peer reviewed scientific video journal
Video encyclopedia of advanced research methods
Visualizing science through experiment videos
EDUCATION
Video textbooks for undergraduate courses
Visual demonstrations of key scientific experiments
BUSINESS
Video textbooks for business education
OTHERS
Interactive video based quizzes for formative assessments
Products
RESEARCH
JoVE Journal
Peer reviewed scientific video journal
JoVE Encyclopedia of Experiments
Video encyclopedia of advanced research methods
EDUCATION
JoVE Core
Video textbooks for undergraduates
JoVE Science Education
Visual demonstrations of key scientific experiments
JoVE Lab Manual
Videos of experiments for undergraduate lab courses
BUSINESS
JoVE Business
Video textbooks for business education
Solutions
Language
he_IL
Menu
Menu
Menu
Menu
A subscription to JoVE is required to view this content. Sign in or start your free trial.
Research Article
Please note that some of the translations on this page are AI generated. Click here for the English version.
Erratum Notice
Important: There has been an erratum issued for this article. View Erratum Notice
Retraction Notice
The article Assisted Selection of Biomarkers by Linear Discriminant Analysis Effect Size (LEfSe) in Microbiome Data (10.3791/61715) has been retracted by the journal upon the authors' request due to a conflict regarding the data and methodology. View Retraction Notice
רקמת השומן היא מקור מצוין לתאי גזע מזנכימליים. כאן, אנו מביאים את המיצוי, הטיפוח והאפיון שלב אחר שלב של תאי גזע שמקורם ברקמת שומן (ADSCs) מרקמת שומן אפידידימלית של עכברים שוויצרים.
תאי גזע מזנכימליים (MSCs) נחקרו בהרחבה כגישה טיפולית חדשה, בעיקר כדי לעצור דלקת מחמירה בשל הפוטנציאל שלהם לווסת את התגובה החיסונית. MSCs הם תאים בעלי זכויות חיסון המסוגלים לשרוד במושתלים אלוגניים שאינם תואמים אימונולוגית בהתבסס על ביטוי נמוך של מולקולות מורכבות היסטותאימות עיקריות מסוג I (MHC) ובשימוש בטיפול תאי להשתלה אלוגנית. תאים אלה יכולים להיות מבודדים ממספר רקמות, כאשר הנפוץ ביותר הוא מח העצם ורקמות השומן. אנו מספקים פרוטוקול קל לבידוד, תרבית ואפיון MSCs מרקמת שומן אפידידימלית של עכברים. רקמת השומן האפידידימלית נכרתת בניתוח, מקוטעת פיזית ומתעכלת בתמיסת 0.15% קולגן מסוג II. לאחר מכן, תאי גזע ראשוניים שמקורם ברקמת שומן (ADSCs) מתורבתים ומורחבים במבחנה, והאפיון הפנוטיפי מתבצע על ידי ציטומטריית זרימה. אנו מספקים גם את השלבים להתמיין ADSCs לתאים אוסטאוגניים, אדיפוגניים וכונדרוגניים, ולאחר מכן אפיון פונקציונלי של כל שושלת תאים. הפרוטוקול המסופק כאן יכול לשמש לניסויים in vivo ו - ex vivo , וכחלופה, תאי גזע שמקורם בשומן יכולים לשמש ליצירת תאים אימורטליים דמויי MSCs.
תאי גזע מזנכימליים (MSCs) הם תאים רב-פוטנציאליים בוגרים המתמיינים לתאים כגון אוסטאובלסט, כונדרובלסט ואדיפוציט 1,2. תאים אלה שוכנים במספר איברים, ובגלל זה, הם יכולים להיות מופקים מרקמות בוגרות כגון מח עצם, שריר, שומן, זקיק שיער, שורש השן, שליה, דרמיס, פריכונדריה, חבל הטבור, ריאות, כבד, טחול 3,4.
ההשפעות של MSCs על הפיזיולוגיה והמערכת החיסונית דווחו 5,6. תאים אלה היו מבטיחים לטיפול במספר מחלות, הן ברפואה האנושית והן ברפואה הווטרינרית. MSCs יכולים לשלוט בדלקת ולקדם אנגיוגנזה והומאוסטזיס רקמות באמצעות מנגנונים שונים, כגון מגע בין תאים, גורמים מסיסים ובועיות חוץ-תאיות קטנות 7,8,9,10. יתר על כן, MSCs הם תאים בעלי זכויות חיסון המסוגלים לשרוד אצל מושתלים אלוגניים שאינם תואמים אימונולוגית מכיוון שתאים אלה מראים ביטוי נמוך של מולקולות מורכבות היסטותאימות עיקריות מסוג I (MHC) ומשמשים בטיפול מבוסס תאים להשתלה אלוגנית11,12. האימונוגניות הנמוכה בשילוב עם הפוטנציאל הרגנרטיבי הופכת MSCs למועמדים אידיאליים לטיפול תאי, כגון מחלת השתל נגד המאכסן (GvHD)13, זאבת אדמנתית מערכתית (SLE)14, וטרשת נפוצה15, בין היתר16,17.
למרות העובדה כי MSCs שוכנים במספר רקמות בוגרות, רקמת השומן מציעה יתרונות על פני מקורות אחרים, כגון נגישות לקציר, עם התערבות כירורגית מינימלית; מספר גדול של תאים זמינים עם קצב התפשטות גבוה; והרחבה קלה במבחנה באמצעות פרוטוקול קל לביצוע ללא צורך בציוד ספציפי וחומרים בעלות נמוכה 18,19,20. לאחר החילוץ, יש לאפיין את תאי הגזע שמקורם ברקמת השומן (ADSCs) כפי שהוקם על ידי האגודה הבינלאומית לטיפול תאי (ISCT)21. לפיכך, MSCs חייבים להראות מורפולוגיה דמוית פיברובלסט, דבקות בתרבית פלסטית, המבטאת אחוז גבוה (≥95%) של סמנים מזנכימליים כגון אנדוגלין (CD105), ecto-5'-nucleotidase (CD73) ו- Thy-1 (CD90), ואחוז נמוך (≤2%) של סמנים hematopoietic כגון אנטיגן משותף לויקוציטים (CD45), פוספוגליקופרוטאין transmembrane (CD34), גליקופרוטאין קרום מעוגן גליקוליפיד (CD14), integrin alpha M (CD11b), שרשרת אלפא חלבון משויך קולטן אנטיגן B (CD79α) או B-לימפוציטים פני השטח אנטיגן B4 (CD19) ואנטיגן לויקוציטים אנושי סוג II (HLA-II). יתר על כן, נדרש אפיון פונקציונלי, והתאים צריכים להיות מסוגלים להתמיין לתאי אוסטאובלסט, כונדרובלסטים או אדיפובלסטים21.
כאן, אנו מראים כיצד להשיג את MSCs מרקמת שומן אפידידימלית באמצעות דיסוציאציה מכנית ועיכול אנזימטי עבור מחקרי מבחנה והאפיון המורפולוגי שנקבע מראש על ידי ISCT.
כל הניסויים בבעלי חיים נערכו על פי הנחיות בינלאומיות לאתיקה של בעלי חיים ואושרו על ידי ועדות מוסדיות לטיפול ושימוש מאוניברסיטת המדינה של סנטה קרוז תחת פרוטוקול מספר 021/22. עכברים זכרים שוויצרים (6-8 שבועות) נרכשו מהמעבדה להרבעה, תחזוקה וניסויים בבעלי חיים - מתקן מחקר בעלי חיים של אוניברסיטת סנטה קרוז (LaBIO-UESC), מתוחזקים בתנאים ספציפיים נטולי פתוגנים, ומקבלים מים ומזון עם מחזורי אור / חושך של 12 שעות.
הערה: ניתן להשתמש בשושלת עכברים אחרת; אנו ממליצים על שימוש בעכברים בוגרים (6-8 שבועות) מכיוון שיש להם רקמת שומן מפותחת יותר ותאים עם פעילות שגשוג גבוהה.
1. הכנה
הערה: לפני שתמשיך, הכן את הריאגנטים הבאים המתוארים להלן. עיין בטבלת החומרים לקבלת מידע על מגיבים וספקי חומרים. יש ללבוש ציוד מגן אישי כגון מסכות, כובעים, מעילי מעבדה וכפפות בכל ההליכים המעשיים.
| נוגדן/פלואורופור | דילול | שיבוט | ריכוז סופי (מק"ג/מ"ל) | פונקציה ותא שבו הוא בא לידי ביטוי | ||
| CD34- PE | 1:100 | RAM34 | 2 | גורם הידבקות תאים. תאי גזע המטופויטיים. | ||
| CD45- נגמ"ש | 1:100 | 30-F11 | 2 | סיוע בהפעלת לויקוציטים. מתבטא לויקוציטים. | ||
| CD71- FITC | 1:100 | ג2 | 5 | שולט בספיגת ברזל במהלך התפשטות תאים. תאים מתרבים, רטיקולוציטים ותאים מקדימים. | ||
| CD29- FITC | 1:100 | Ha2/5 | 5 | הידבקות ושפעול, אמבריוגנזה, לויקוציטים, תאים דנדריטיים, טסיות דם, תאי פיטום, פיברובלסטים ותאי אנדותל. | ||
| CD90- PerCP | 1:100 | OX-7 | 2 | איתות, הדבקה. לימפוציטים מסוג T, NK, מונוציט, תאי גזע המטופויטיים, נוירון ופיברובלסט. | ||
טבלה 1: נוגדנים המשמשים לאפיון פנוטיפי של ADSCs לפי ציטומטר זרימה. רשימת נוגדנים עם פלואורוכרומים, דילולים, שיבוט וריכוז סופי בהתאמה וכן תפקידם בתא המתבטא.
2. שיטות
הערה: רקמת השומן מפוזרת בכל הגוף במקומות תת עוריים או תוך בטניים. בעכברים, רקמות השומן הנפוצות ביותר המשמשות לניסויים כוללות אפידידימלי תת-עורי, מזנטרי ורטרופריטוניאלי22. כאן מוצגים השלבים להשגת רקמת שומן אפידידימלית (איור 1).

איור 1: תכנון ניסויי להשגת תאי גזע שמקורם ברקמת שומן מעכברים שוויצרים. (א) בעזרת מחטים הניחו את בעל החיים על לוח הפקק או הקלקר; (B) להרים את העור באמצעות פינצטה, לבצע חתך במרכז אזור הבטן ולנתק את העור מהצפק; (ג) לזהות את רקמת השומן הלבנה מעל האפידידימיס; (D) להעביר את הרקמה למדיום DMEM בתוספת 10% FBS ו-1% אנטיביוטיקה, לשטוף את רקמת השומן האפידידימלית ביסודיות עם PBS, ולהעביר את הרקמה לעיכול תמיסה; (E), לפרק את הרקמה ו-(F) לדגור בטמפרטורה של 37°C למשך שעה אחת תוך ניעור נמרץ כל 10 דקות; (G) לאחר ספירת התאים, לוחים בלוחות בעלי 6 בארות ומתבוננים במורפולוגיית התא תחת מיקרוסקופ הפוך. (F) המורפולוגיה של התא תשתנה מעגולה לדמוית פיברובלסט. סרגל קנה מידה = 22.22 מיקרומטר. לחץ כאן כדי להציג גרסה גדולה יותר של איור זה.
תאים שחולצו מרקמת השומן על פי הפרוטוקול המוצג כאן הראו מורפולוגיה התואמת את הקריטריונים המינימליים עבור MSCs המוצעים על ידי ISCT. סקירה כללית של הפרוטוקול מוצגת באיור 1. באופן פנוטיפי, ADSCs הראו היצמדות למורפולוגיה פלסטית ודמוית פיברובלסטים בימים הראשונים של תרבית תאים (איור 2A). בנוסף, הם גדלו הומוגנית ויצרו מושבות. יתר על כן, ADSCs הראו ביטוי נמוך של CD34 (2.12%) ו- CD45 (1.81%), הן סמנים המטופויאטיים, והן ביטוי גבוה של CD71 (42.6%), CD29 (74.2%) ו- CD90 (55.1%), כל סמני התאים המזנכימליים (איור 2B).

איור 2: אפיון פנוטיפי של תאים שמקורם ברקמת שומן. (A) מורפולוגיית ADSCs משתנה מסבב לדמוי פיברובלסט בימים 2, 4 ו-8 של התרבית; סרגל קנה מידה = 22.22 מיקרומטר. (B) היסטוגרמות לסמנים המבוטאים (CD71, CD29 ו- CD90) או לא (CD34 ו- CD45) על ידי ASC. נתון זה שוחזר באישור מירנדה ואחרים 24. אנא לחץ כאן כדי להציג גרסה גדולה יותר של איור זה.
מבחינה פונקציונלית, ADSCs הראו רב-עוצמה להתמיין לאוסטאובלסט, אדיפובלסט וכונדרובלסט כאשר תורבתו במדיה מותנית עבור כל שושלת במשך 14 או 21 יום (איור 3). צביעת פון קוסה חשפה גושים מינרליים במטריצה החוץ תאית, האופייניים לתהליך האוסטאוגנזה (איור 3). צביעת O בצבע אדום-שמן העידה על ואקואולות שומנים בציטופלסמה של ADSCs, והצביעה הכחולה של Alcian אישרה את נוכחותו של גליקוזאמינוגליקן במטריצה החוץ תאית (איור 3). יחד, מאפיינים פנוטיפיים ופונקציונליים אישרו את אוכלוסיית התאים שהופקו מרקמת שומן אפידידימלית כ- MSCs.

איור 3: אפיון פונקציונלי של תאים שמקורם ברקמת שומן. פוטנציאל רב-שושלות אוסטאוגני, אדיפוגני וכונדרוגני של ADSC לאחר 14 ו-21 יום בתרבית. סרגל קנה מידה = 50 מיקרומטר (פנל עליון), 100 מיקרומטר (פנלים אמצעיים ותחתונים). נתון זה שוחזר באישור מירנדה ואחרים 24. אנא לחץ כאן כדי להציג גרסה גדולה יותר של איור זה.
למחברים אין מה לחשוף.
רקמת השומן היא מקור מצוין לתאי גזע מזנכימליים. כאן, אנו מביאים את המיצוי, הטיפוח והאפיון שלב אחר שלב של תאי גזע שמקורם ברקמת שומן (ADSCs) מרקמת שומן אפידידימלית של עכברים שוויצרים.
המחקר נתמך על ידי מענק של Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnologico (480807/2011-6) ו- Fundação de Amparo à Pesquisa de Minas Gerais (APQ-01237-11). מחקר זה מומן בחלקו על ידי PROPP UESC (073.6764.2019.0021079-85). MGAG ו- URS הודות למלגה שהוענקה על ידי Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado da Bahia (FAPESB), ו- Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES), בהתאמה.
| 140 מעלות; C חממת עיקור בחום גבוה CO2 חממה | RADOBIO SCIENTIFIC CO. LTD, סין | C180 | |
| 3-Isobutyl-1-methylxanthine | Sigma-Aldrich, סן לואיס, מיזורי, ארה"ב | I7018 | |
| חומצה אצטית קרחונית | Sigma-Aldrich, סן לואיס, מיזורי, ארה"ב | PHR1748 | |
| Alcian Blue 8GX | Sigma-Aldrich, סן לואיס, מיזורי, ארה"ב | A9186 | BioReagent, מתאים לזיהוי גליקופרוטאינים. 1% בחומצה אצטית, pH 2.5 |
| אלכוהול 70% | סיגמא-אולדריץ', סן לואיס, מיזורי, ארה" | ב65350-M | 70% במים |
| אמפוטריצין B | סיגמא-אולדריץ', סן לואיס, מיזורי, ארה" | בPHR1662 | |
| נוגדנים נגד עכבר נגד CD29 FITC (Clone Ha2/5) | BD Biosciences, סן דייגו, קליפורניה, ארה"ב | 555005 | פונקציות בתא: הידבקות והפעלה, אמבריוגנזה, לויקוציטים, DC, טסיות דם, תאי פיטום, פיברובלסטים ותאי אנדותל |
| נוגדנים נגד עכבר אנטי-CD34 PE (Clone RAM34) | BD Biosciences, סן דייגו, קליפורניה, ארה" | ב551387 | פונקציות בתא: גורם הידבקות תאים. תאי גזע המטופויאטיים |
| נוגדנים נגד עכבר אנטי-CD45 APC (Clone 30-F11) | BD Biosciences, סן דייגו, קליפורניה, ארה" | ב 559864 תפקודים בתא: מסייע בהפעלת לויקוציטים | |
| נוגדנים נגד עכבר אנטי-CD71 FITC (Clone C2) | BD Biosciences, סן דייגו, קליפורניה, ארה" | ב 553266 פונקציות בתא: שולט בספיגת הברזל במהלך התפשטות התאים. תאים מתרבים, רטיקולוציטים וקודמים | |
| נוגדנים נגד עכבר אנטי-CD90 PerCP (Clone OX-7) | BD Biosciences, סן דייגו, קליפורניה, ארה" | ב 557266 פונקציות בתא: איתות, הידבקות. לימפוציט T, NK, מונוציטים, HSC, נוירון, פיברובלסט | |
| חומצה אסקורבית | סיגמא-אולדריץ', סן לואיס, מיזורי, ארה"ב | PHR1008 | |
| פיפטות אוטומטיות | תרמו פישר סיינטיפיק, וולת'אם, מסצ'וסטס, ארה"ב | 4700850N | Finnpipette F1 ערכות צנרת מעבדה טובה (GLP) |
| לא ישים | 1 יחידה | ||
| אלבומין סרום בקר | סיגמא-אולדריץ', סן לואיס, מיזוריארה"ב | A7906 | |
| צלחות תרבית תאים (6 בארות) | מרק, דרמשטדט, גרמניה | Z707759 | 07 יחידות סטריליות., לוחות תרבית רקמות TPP |
| לוחות תרבית תאים (96 באר. עגול או תחתון V) | Merck, דרמשטדט, גרמניה | CLS353077 | 01 יחידה סטרילית. בארות, 96, משטח מטופל בתרבית רקמות (TC), בארות שקופות תחתונות עגולות, |
| מדיום כונדרוגני | סטריליStem Pro Chondrogenesis Differentiation– Life Technologies | A1007101 | TGF-Β 2, TGF-ובטא; 3, דקסמתזון, אינסולין, טרנספרין, ITS, נתרן-L - אסקורבט, נתרן פירובט, אסקורבט-2-פוספט |
| קולגנאז סוג II | Life Technologies, קליפורניה, ארה"ב | 17101015 | |
| שעם או לוח קלקר מכוסה באלומיניום | לא ישים | 1 יחידה | |
| כותנה | לא ישים | 50 גרם | |
| דקסמתזון | סיגמא-אולדריץ', סן לואיס, מיזורי, ארה"ב | D4902 | |
| מספריים לניתוח | לא ישים | 03 יחידות | |
| תושבת DPX סטרילית להיסטולוגיה | סיגמא-אולדריץ', סן לואיס, מיזורי, ארה"ב | 6522 | |
| Dulbecco' s שונה Eagle' s medium (DMEM) | Sigma-Aldrich, סן לואיס, מיזורי, ארה"ב | D5523 | עם 1000 מ"ג/ליטר גלוקוז ו-L-גלוטמין, ללא נתרן ביקרבונט, אבקה, מתאימה לתרבית תאים |
| Eosin B | Sigma-Aldrich, סן לואיס, מיזורי, ארה"ב | 861006 | |
| סרום בקר עוברי (FBS) | Sigma-Aldrich, סן לואיס, מיזורי, ארה"ב | F4135 | |
| פורמלדהיד | סיגמא-אולדריץ', סן לואיס, מיזורי, ארה"ב | 47608 | |
| פורמלין | סיגמא-אולדריץ', סן לואיס, מיזורי, ארה"ב | HT501128 | |
| ג'נטמיצין | סיגמא-אולדריץ', סן לואיס, מיזורי, ארה"ב | G1397 | |
| המטוקסילין | סיגמא-אולדריץ', סן לואיס, מיזורי, ארה"ב | H3136 | |
| מחט היפודרמית (0.3 מ"מ x 13 מ"מ) | לא ישים | 5 יחידות | |
| אינדומתצין | סיגמא-אולדריץ', סן לואיס, מיזורי, ארה"ב | I0200000 | |
| אינסולין | סיגמא-אולדריץ', סן לואיס, מיזורי, ארה" | בI3536 | |
| איזופרופנול | סיגמא-אולדריץ', סן לואיס, מיזורי, ארה" | ב 563935 70% בתמיסת H2O | |
| קטמין-D4 הידרוכלוריד | סיגמא-אולדריץ', סן לואיס, מיזורי, ארה" | בK-006 | 1.0 מ"ג/מ"ל במתנול (כבסיס חופשי), חומר עזר מאושר, Cerilliant® |
| לשכת נויבאואר | סיגמא-אולדריץ', סן לואיס, מיזורי, ארה"ב | BR718620 | תא ספירת מותגים דפוס BLAUBRAND Neubauer. עם קליפסים, |
| קצות פיפטה Nichiryo כפולים (0.1– 10 μ L) | Merck, Darmstadt, גרמניה | Z645540 | טווח נפח 0.1– 10 μ L, מוארך, חבילה בתפזורת. |
| קצות פיפטה Nichiryo סטריליים (1– 10 מ"ל) | מרק, דרמשטדט, גרמניה | Z717401 | טווח נפח 1– 10 מ"ל, אוניברסלי, חבילה בתפזורת. |
| קצות פיפטה Nichiryo סטריליים (200 μ L) | Merck, Darmstadt, Germany | Z645516 | נפח מקסימלי 200 μ L, בוגר, מיני-ערימה. |
| שמן סטרילי-תמיסת O אדום | סיגמא-אולדריץ', סן לואיס, מיזורי, ארה" | בO1391 | 0.5% באיזופרופנול |
| פרפין | סיגמא-אולדריץ', סן לואיס, מיזורי, ארה"ב | 107.151 | 46– 48, בצורת בלוק |
| פניצילין/סטרפטומיצין | סיגמא-אולדריץ', סן לואיס, מיזורי, ארה" | ב תמיסתP4333 | מיוצבת, עם 10,000 יחידות פניצילין ו-10 מ"ג סטרפטומיצין/מ"ל, 0.1 μ m מסונן, BioReagent, מתאים לתרבית תאים |
| תמיסת מלח חוצצת פוספט 1x (PBS). | סיגמא-אולדריץ', סן לואיס, מיזורי, ארה"ב | אבקתP3813 | , pH 7.4, להכנת תמיסות של 1 ליטר. צינורות חרוטיים מפוליפרופילן מאוזנים וסטריליים |
| (15 מ"ל) | Falcon, Fisher Scientific | 14-959-53A | |
| צינורות חרוטיים מפוליפרופילן סטריליים (50 מ"ל) | Falcon, Fisher Scientific | 14-432-22 | 2 יחידות |
| אזמל סטרילי (אופציונלי) | לא ישים | 1 יחידה | |
| חנקת כסף | סיגמא-אולדריץ', סן לואיס, מיזורי, ארה"ב | 85228 | |
| נתרן תיוסולפט | סיגמא-אולדריץ', סן לואיס, מיזורי, ארה"ב | 72049 | |
| פינצטה כירורגית (15 ס"מ) | לא ישים | 3 יחידות עכברים זכרים | שוויצריים סטריליים |
| (6– 8 שבועות) | ביוטריום, אוניברסיטת סנטה קרוז סטייט | מזרק 021/22 | |
| (1 מ"ל) | לא ישים | יחידה אחת | |
| טריפן צבע כחול | סיגמא-אולדריץ', סן לואיס, מיזורי, ארה"ב | T8154 | 0.4%, נוזלי, מסונן סטרילי, מתאים לתרבית תאים |
| טריפסין/EDTA (חומצה אתילנדיאמינטטראצטית) | סיגמא-אולדריץ', סן לואיס, מיזורי, ארה"ב | T3924 | |
| קסילזין | סיגמא-אולדריץ', סן לואיס, מיזורי, ארה"ב | PHR3263 | |
| &בטא;-גליצרופוספט מלח דיסודיום הידרט | סיגמא-אולדריץ', סן לואיס, מיזורי, ארה"ב | G9422 | BioUltra, מתאים לתרבית תאים, מתאים לתרבית תאים צמחיים, ≥ 99% (טיטרציה) |