מחקר זה פיתח פרוטוקול אופטימלי לבידוד תאים מזנגיאלים של עכברים (MCs) ותרבית תאי ex vivo שלהם. ניתן להעביר תאים אלה מספר פעמים, להקפיא, להחיות ולתרבית מבלי לפגוע בצמיחת התאים או בביטוי החלבון.
Method Article
מחקר זה פיתח פרוטוקול אופטימלי לבידוד תאים מזנגיאלים של עכברים (MCs) ותרבית תאי ex vivo שלהם. ניתן להעביר תאים אלה מספר פעמים, להקפיא, להחיות ולתרבית מבלי לפגוע בצמיחת התאים או בביטוי החלבון.
תאים מזנגיים (MCs) הם תאים סטרומליים הממוקמים בחלל האמצעי של הגלומרולוס, עם פונקציות מרכזיות בהומאוסטזיס גלומרולרי. שיטות לבידוד, טיהור וטיפוח MCs גלומרולרים פותחו ועברו אופטימיזציה מאז שנות ה-80 לשימוש במחקר ביו-רפואי, במיוחד בתחום הנפרולוגיה. עכברים הם המודלים הנפוצים ביותר של חיות ניסוי במחקר על מחלות כליות. במחקר זה, פיתחנו פרוטוקול אופטימלי לבידוד MCs של עכברים ותרבית תאים ex vivo . ניתן להעביר תאים אלה מספר פעמים, להקפיא, להחיות ולתרבית מבלי לפגוע בצמיחת התאים או בביטוי החלבון. גישה אופטימלית זו מפחיתה משמעותית את משך המחקר עבור החוקרים ומאפשרת שימור תאים לטווח ארוך. הציוד הדרוש להליכים נגיש בקלות במעבדה ביו-רפואית בסיסית, והשלבים הפרוצדורליים פשוטים. רכישת תאי מטרה דורשת 2-3 שבועות בלבד, הפחתה של שבוע לפחות בהשוואה לשיטות הקיימות.
הגלומרולוס היא רשת של נימים המבצעת את המשימה החיונית של סינון דם ליצירת שתן1. תאים מזנגיים (MCs) משובצים בתוך המטריצה המזנגיאלית, הממוקמים בין הנימים הגלומרולריים, וממוקמים באופן ייחודי להשפיע על הדינמיקה הגלומרולרית באמצעות תפקידיהם המגוונים2. MCs ממלאים תפקידים מכריעים בגלומרולוס, כולל התפתחות גלומרולרי, תמיכה מבנית בנימים גלומרולריים, פגוציטוזיס וייצור מטריצת קרום הבסיס הגלומרולרית3. חקר תאים מזנגיאלים הוא חיוני לקידום הבנתנו את הפיזיולוגיה והפתולוגיה של הכליות.
ראויה לציון גם מעורבותם של תאים מזנגיאלים במצבים פתולוגיים. בתגובה לפגיעה או מחלה גלומרולרית, כגון נפרופתיה סוכרתית או גלומרולונפריטיס, תאים מזנגיאלים יכולים להתרבות ולהפריש רכיבי מטריצה חוץ-תאיים עודפים, מה שמוביל לגלומרולוסקלרוזיס ולפגיעה בתפקוד הכליות 4,5. הבנת הפונקציות ומנגנוני הבקרה של תאים מזנגיאלים חיונית, אם כן, לפיתוח אסטרטגיות טיפוליות למחלות כליות.
תאים מזנגיאלים של עכברים מאפשרים לחוקרים למדל ולחקור את התהליכים המולקולריים והתאיים המעורבים במצבים כגון נפרופתיה IgA6, נפרופתיה סוכרתית7 וגלומרולוסקלרוזיס מוקדית (FSGS)8,9. בהתחשב בתפקידם בפיברוזיס כלייתי ודלקת, MCs גלומרולרים של עכברים משמשים לעתים קרובות במחקרים קליניים כדי להעריך את היעילות של תרכובות טיפוליות 9,10. בנוסף, תאים מזנגיאלים של עכברים הם כלי חשוב לחקר ההשפעות של מסלולי איתות שונים על תפקוד הכליות, כולל מסלול RhoA/ROCK11 ומסלול Transforming Growth Factor-beta (TGF-β)12. מחקרים אלה עוזרים להבהיר כיצד מולקולות איתות אלו תורמות להתקדמות מחלת כליות. בין אם הם משמשים למודלים של מחלות, פיתוח טיפולי או מחקר העברת אותות, MCs של עכברים ממשיכים לשמש כמשאב מכריע לקידום ההבנה שלנו לגבי בריאות ומחלות כליות.
מקיי ועמיתיו הקימו שיטה לרכישת קווי תאים ex vivo של תאי אפיתל גלומרולרי, מזנגיל ואנדותל מעכברים טרנסגניים בשנת 198813. וילסון וסטיוארט פיתחו שיטה לבידוד וטיהור MCs ראשוניים מרקמת הכליה של המטופל, הכוללת שלושה סבבים של סינון ושטיפה נרחבת עם מדיה14. מאנה וסטופפצ'ארו הציעו גם שיטה לבידוד MCs ראשוניים מרקמת כליה של מטופל או חולדה. טכניקה זו כוללת שני סבבי סינון, שתי לחיצות מחט ועיכול קולגנאז. תאים המתקבלים מ-4-8 כליות של חולדות מצופים על צלחת של שש בארות, אם כי התשואה נמוכה יחסית15. שיטות אלו מחייבות חיתוך הכליות לחתיכות קטנות לפני העיבוד. בנוסף, לגישות אלו לוקח כ-3-4 שבועות להניב MCs מטוהרים.
עכברים הם המודלים הנפוצים ביותר של חיות ניסוי במחקר על מחלות כליות. עם זאת, עדיין חסרה שיטה שיטתית לבידוד MCs של עכברים. במחקר זה, פיתחנו פרוטוקול אופטימלי לבידוד MCs של עכברים ותרבית תאים ex vivo . ניתן להשתמש בשיטה זו בעת שימוש ב-MCs ראשוניים של כליות עכברים למחקר ניסיוני. בהשוואה לשיטות קודמות, גישה זו מבטלת את הצורך בחיתוך רקמות וסינון לפני העיכול. במקום זאת, כל כליית העכבר נטחנת באמצעות מטחנת תאים ומתעכלת ישירות עם קולגנאז. לאחר מכן מסננים את תמיסת העיכול פעמיים, כאשר כל התאים נאספים על המסננת השנייה ומושעה מחדש. שיטה זו מאפשרת לשתי כליות עכבר לייצר מספיק תאים כדי לזרוע שתיים עד שלוש מנות תרבית של 100 מ"מ תוך 10 ימים. MCs מטוהרים מתקבלים לאחר מכן באמצעות תרבית וטיהור באמצעות מדיה מיוחדת המכילה D-valine. ניתן להעביר תאים אלה מספר פעמים, להקפיא, להחיות ולתרבית מבלי לפגוע בצמיחת התאים או בביטוי החלבון. הציוד הנדרש להליכים אלה זמין בקלות למעבדות ביו-רפואיות בסיסיות, והתהליך כולו לוקח רק 2-3 שבועות כדי להשיג את תאי המטרה. שיטה זו מתאימה למחקרים הכוללים MCs של עכברים כדי לחקור מחלות או מנגנונים הקשורים לכליות, מכיוון שהיא יעילה וחוסכת זמן.
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
ניסויים בבעלי חיים עמדו בהנחיות ARRIVE, וכל ההליכים בבעלי חיים נערכו בהתאם לחקיקה הלאומית ולהנחיית הנציבות האירופית (2010/63/EU). העכברים שוכנו והוחזקו בתנאים נטולי פתוגנים, בהתאם לדרישות הוועדות לטיפול ושימוש בבעלי חיים של בית החולים מערב סין, אוניברסיטת סצ'ואן. כל המחקרים הניסיוניים בבעלי חיים אושרו על ידי ועדות הטיפול והשימוש בבעלי חיים של בית החולים מערב סין, אוניברסיטת סצ'ואן. עכברים זכרים בני שמונה שבועות C57BL/6JGpt שימשו לבידוד תאים מזנגיאלים בבדיקה זו. פרטי הריאגנטים והציוד המשמשים במחקר זה מפורטים בטבלת החומרים. איור 1 ממחיש את ההליכים לבידוד וטיהור תאים מזנגיים גלומרולרים של עכברים.
1. הכנת ריאגנטים לבידוד MCs של עכברים
הערה: ודא שכל הריאגנטים והציוד סטריליים.
2. בידוד MCs עכברים
3. טיהור MCs של עכברים
4. שימור ארוך טווח של MCs עכברים
הערה: מכיוון שתאים ראשוניים עשויים להתמיין ולעבור מוטציות עם הזמן ומעברים מרובים, הקפיאו ואחסנו MCs לאחר טיהור התאים לשימור ארוך טווח.
5. זיהוי MCs של עכברים
הערה: לאחר מעבר התאים פעמיים, זהה את ה-MCs של העכברים באמצעות הטכניקות הבאות.
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
מחקר זה פיתח פרוטוקול אופטימלי לבידוד MCs של עכברים ותרבית תאים ex vivo. למיטב ידיעתנו, לא קיימת שיטה סטנדרטית לאימות MCs ראשוניים ex vivo. על פי פרסומים קודמים, MCs מאופיינים בביטוי של αSMA, וימנטין ופיברונקטין 3,14,15. ניתוח כתמים מערביים שימש לאיתור רמות הביטוי של MCs. ה-MCs שבודדו במחקר זה הראו ביטוי גבוה משמעותית של αSMA, פיברונקטין ווימנטין (איור 4A). התמונה המלאה של הכתם המע...
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
מחלות הקשורות לכליות נפוצות מאוד, ועכברים נמצאים בשימוש נרחב כמודל החי העיקרי לחקר מצבים אלה בשל הדמיון הגנטי שלהם לבני אדם וזמינותם של מודלים מבוססים של מחלות. תאים מזנגיים ממלאים תפקיד מכריע בשמירה על המבנה והתפקוד התקינים של הגלומרולוס על ידי מתן תמיכה מבנית, ויסות סינון גלומרולרי והשתתפות בתגובות חיסוניות. בעוד שקיימות טכניקות ניסיוניות שונות לבידוד תאים מזנגיאלים מבני אדם, חולדות ותרנגולות 14,15,19, עדיין לא הוקמה שיטה סטנדרטית, יעילה וניתנת לשחזור...
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
המחברים מצהירים שאין ניגודי אינטרסים, כספיים או אחרים.
עבודה זו נתמכה על ידי מענקים ל-Y.Z. מהקרן הלאומית למדעי הטבע של סין (מס' 82470196, מס' 82070219 ומס' 81870157), וקרן ההתחלה של הפקולטה של אוניברסיטת סצ'ואן.
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
|---|---|---|---|
| 100 ומיקרו; m מסננת תאים | Biosharp | BS-100-CS | |
| 100 מ"מ צלחת פטרי | Sorfa | 230301 | |
| צינור צנטריפוגה 15 מ"ל | Sorfa | 411000 | |
| 15 מ"מ צלחת תרבית תאים תחתונה זכוכית | Sorfa | 201200 | |
| 180 kDa Plus סמן חלבון מוכתם | מראש Vazyme | MP201-01 | |
| 2 מ"מ L-גלוטמין | BasalMedia | S210JV | |
| 4% פרפורמלדהיד | Biosharp | BL539A | |
| 40 ומיקרו; m מסננת תאים | Biosharp | BS-40-XBS | |
| 50 מ"ל צינור צנטריפוגה | Sorfa | 41000 | |
| 60 מ"מ צלחת פטרי | סורפה | 230201 | |
| 75% אלכוהול | נואלס | 64-17-5 | |
| 96 צלחות תרבית תאים באר, טיפול TC | Servicebio | CCP-96H | |
| אנטיביוטיקה (10 μ גרם/מ"ל צפטריאקסון בתוספת 100 μ גרם/מ"ל גנטמיצין) | NCM | C100C5 | |
| BCA (חומצה ביצינצ'ונינית) ערכת בדיקת חלבון | CWBIO | CW0014S | |
| ערכת ספירת תאים-8 | Oriscience | CB101 | |
| מיקרוסקופ קונפוקלי | FV-3000 | אולימפוס | |
| DMSO | סיגמא | D2650 | |
| DMSO | סיגמא | D2650 | |
| ארל'ס תמיסת מלח מאוזנת (1x EBSS) | ביוטיים | C0213 | |
| סרום בקר עוברי (FBS) | Excell | FSP500 | |
| מנתח תאים פלואורסצנטיים | Mira FL | Countstar | |
| Fluoromount media | Southern Biotech | 0100-01 | |
| אינסולין, טרנספרין, תמיסת סלניום 100x (ITS -G) | Gibco | 41400045 | |
| מיקרוסקופ פלואורסצנטי הפוך | אולימפוס | IX83 | |
| מאגר ליזה | Adilab | PP1101 | |
| ערכת הכנת PAGE בשלב אחד (10%) | Oriscience | PB102 | |
| ערכת הכנת PAGE בשלב אחד (7.5%) | Oriscience | PB101 | |
| PE נגד עכבר CD140b נוגדן | Biolegend | 323605 | |
| פוספט חוצץ מלח (PBS) | Servicebio | G4202 | |
| עלי תאי פלסטיק | Biofil | CC-4090 | |
| מעכב פרוטאינאז קוקטייל | רוש | 4693159001 | |
| PVDF ממברנה | Vazyme | E802-01 | |
| אינסולין אנושי רקומביננטי | Solarbio | 11061-68-0 | |
| מכון רוזוול פארק ממוריאל (RPMI) 1640 | קורנינג | 10-040-CV | |
| SDS-PAGE מאגר טעינת דגימה (5x) | Servicebio | G2013 | |
| מכון הזיכרון רוזוול פארק (RPMI) 1640 בינוני בהתאמה אישית (D-valine במקום L-valine) | Procell | WH3923U222 | |
| TBS (Tris Buffered Saline) | Servicebio | G0001-2L | |
| Triton X-100 | Biosharp | BS084 | |
| Trypsin-EDTA (0.25%) | Gibco | 25200072 | |
| Tween 20 | Biosharp | BS100 | |
| סוג I קולגנאז | Solarbio | סי.בי.140 |
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article
Request Permission