כאן, אנו מציגים פרוטוקול לבידוד, טיהור ותרבות של תאים שוליים ראשוניים מ-stria vascularis של העכבר, וכן להקמת מודלים במבחנה של לחץ חמצוני והזדקנות תאית לחקר הפרעות בדופן הצדדית של השבלול.
הרשמה ל-JoVE נדרשת לצפייה בתוכן זה. התחברו או התחילו בגרסת ניסיון בחינם.
מאמר שיטה
* These authors contributed equally
כאן, אנו מציגים פרוטוקול לבידוד, טיהור ותרבות של תאים שוליים ראשוניים מ-stria vascularis של העכבר, וכן להקמת מודלים במבחנה של לחץ חמצוני והזדקנות תאית לחקר הפרעות בדופן הצדדית של השבלול.
הסטריה וסקולריס היא מבנה מרכזי באוזן הפנימית האחראי ליצירת ושימור הפוטנציאל האנדוקוכלארי (EP), ותפקודה הלקוי קשור קשר הדוק לצורות שונות של אובדן שמיעה. הסטריה וסקולריס מורכבת מתאים שוליים, תאים ביניים ותאים בסיסיים, כאשר תאים שוליים ממלאים תפקיד מרכזי ביצירה ותחזוקה של ה-EP. לכן, הקמת מודל תרבית ראשונית במבחנה של תאים שוליים היא חיונית לחקירת המאפיינים הביולוגיים של סטריה וסקולריס ומעורבותה בהפרעות הקשורות לאובדן שמיעה.
במחקר זה, הצלחנו לבודד ולתרבית תאים שוליים ראשוניים מ-stria vascularis של עכברים יילודים. רקמות הגביה נאספו באמצעות מיקרודיסקציה, עוכלו עם קולגנאז מסוג II, וטוהרו באמצעות ציפוי דיפרנציאלי להסרת רוב הפיברובלסטים, כאשר תאים מתורבתים הגיעו ליותר מ-80% מפגש ביום השביעי. צביעת אימונופלואורסצנציה הדגימה ביטוי יציב של ציטוקרטין 18 (CK18) ותת-משפחת תעלות מתח-אשלגן Q חבר 1 (KCNQ1), מה שמאשר בידוד מוצלח, טוהר גבוה ותפקוד פיזיולוגי משומר של תאים שוליים.
בהתבסס על מודל זה, הוקמו מודלים של לחץ חמצוני במבחנה ומודלים של הזדקנות תאית באמצעות מי חמצן (H2O2) ו-D-גלקטוז, בהתאמה. תאים שטופלו הציגו עלייה משמעותית ברמות סוגי חמצן תגובתיים תוך-תאית (ROS) וחיוביות של β-גלקטוזידאז (SA-β-gal) הקשור להזדקנות, מה שמעיד על רגישות גבוהה של תאים שוליים ראשוניים ללחץ חמצוני ולגירויים המעוררי הזדקנות. ביחד, מחקר זה מקים מערכת יציבה וניתנת לשחזור לתרבות ולמידול של תאי שוליים ראשוניים בעכבר, ומספק פלטפורמה אמינה במבחנה לחקר תפקוד לקוי של סטריה וסקולאריס ומנגנונים קשורים.
במערכת השמיעה, רקמות שונות בתוך הקוכליאה פועלות בשיתוף פעולה כדי להמיר גלי קול מורכבים לאותותחשמליים 1. הסטריה וסקולריס מווסת את ההרכב היוני של האנדולימפה ומייצרת את הפוטנציאל האנדו-קוכלארי (EP), ובכך שומרת על הומאוסטזיס השבל ומבטיחה את התפקוד התקין של תאי השיער הפנימיים והחיצוניים. הוא מורכב משלושה סוגי תאים מובחנים: תאים שוליים, תאים ביניים, ותאי בסיס (baseal). תאים שוליים יוצרים שכבה אפיתלית מקוטבת הפונה ישירות לאנדולימפה ואטומה על ידי מחברים הדוקים. הממברנה הבזוליטרלית של התאים השוליים מועשרת בשני נשאי אשלגן מרכזיים, Na⁺/K⁺-ATPase ו-NKCC1, המעורבים בוויסות הובלת יוני נתרן ואשלגן ב-stria vascularis. הפונקציה של Na⁺/K⁺-ATPase הוכחה כקשורה ישירות ל-EP 2,3. ערוצי KCNQ1/KCNE1 K⁺ ממוקמים בממברנה האפיקלית של התאים השוליים ומייצרים פוטנציאל דיפוזיה נוסף של K⁺ התורם להיווצרות ה-EP4. תאים שוליים מועשרים במספר חלבונים הקשורים לאשלגן ומשמשים כיחידת הליבה המניעה את מחזור האשלגן באנדולימפה השבלולית. לכן, תאים שוליים הם התאים המרכזיים האחראים לייצור ותחזוקת ה-EP.
הוכח כי הסטריה וסקולריס (SV) ממלאת תפקיד קריטי בפתוגנזה של מספר הפרעות הקשורות לאובדן שמיעה סנסורינורי-אוראלי (SNHL), כולל אובדן שמיעה הקשור לגיל (ARHL), אובדן שמיעה הנגרם מרעש (NIHL), ירידה תורשתית (HHL) ואובדן שמיעה המושרה על ידי תרופות (DIHL). בנוסף, מספר הפרעות שמיעה נוספות, כגון מחלת אוזן פנימית אוטואימונית (AIED), מחלת אוזן פנימית אוטואימונית (AID) ומחלת מנייר (MD), אף שהן שונות אטיולוגית, הוכחו גם הן במחקרים עדכניים כמערבות את ה-SV במנגנונים הפתוגניים הבסיסייםשלהם 5,6. לכן, הקמת מודלים תאיים אמינים לחקירת הפתוגנזה של אובדן שמיעה היא חיונית. מחקרים הראו כי ירידה בצפיפות התאים השולית משמשת כמנבא חזק ל-EP לאורך כל חיי העכברים, בעוד שהאטרוופיה של סטריה וסקולריס מייצגת נגע אופייני מוקדם ב-ARHL 7,8. תרבית חוץ-גופית של תאים שוליים יכולה לספק מודל אמין לחקר הפתוגנזה של ARHL ולבחינת מטרות טיפוליות פוטנציאליות. מעבר ל-ARHL, מחקרים עדכניים חשפו מתאם גבוה וקשר בסיסי אפשרי בין סטריה וסקולריס להפרעות שמיעה אחרות, מה שמרמז שמודלים של תאים שוליים במבחנה עשויים להיות בעלי יישומים רחביםיותר 5,9,10.
מחקר זה מתאר פרוטוקול לניתוח ותרבות של סטריה וסקולאריס משבלוליות עכבר יילודה, ואחריו טיהור תאים שוליים באמצעות ציפוי שונה, ובכך מספק מודל תאים אמין למחקר על פתולוגיות הקשורות לסטריה וסקולריס.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
גורי העכבר היילודים (P0-3) סופקו על ידי Biont. כל ההליכים הניסיוניים עמדו בהנחיות לטיפול ושימוש בבעלי חיים במעבדה שפורסמו על ידי המכון הלאומי לבריאות של ארצות הברית (פרסום NIH, עודכן ב-2011) ואושרו על ידי ועדת האתיקה לבעלי חיים של בית החולים רנמין באוניברסיטת ווהאן (WDRM202400019).
1. עיקור והכנת חומרים
2. דיסקציה ובידוד עצם טמפורלי לאיסוף אפיתל שמיעתי
3. פירוק אנזימטי לקבלת תאים שוליים של stria vascularis
4. טיהור תאים שוליים
5. צביעת אימונופלואורסצנציה
6. טיפול H2O2 וצביעת ROS
7. טיפול ב-D-גלקטוז וצביעת SA-β-gal
8. ניתוח סטטיסטי
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
גדילה ותכונות מורפולוגיות של תאים מתורבתים
באמצעות פרוטוקול זה, הצלחנו לבסס תרביות ראשוניות של תאים שוליים מבודדים מהקוכלאה של העכברים. ביום השני של התרבית, מיקרוסקופ אור חשף כי התאים נדבקו למצע והחלו ליצור מושבות מקובצות (איור 2Aa). ביום השלישי טיהרנו את התאים (איור 2B). תצפיות נוספות בימים הבאים גילו כי התאים השוליים הראשוניים עברו התרחבות מעריכית, עם מורפולוגיה אופיינית דמוית אבנים והגיעו לכ-80% מפגש ביום ...
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
במשך עשרות שנים, המחקר על אובדן שמיעה התמקד בעיקר בתפקידם של תאי שיער סנסוריים ובקשרים הסינפטיים שלהם עם נוירוני גנגליון ספירליים11. מחקרים רבים שפורסמו הוקדשו להקמת ואופטימיזציה של מודלים של תרביות חוץ-גופית של תאי שיער, ששיחקו תפקיד חיוני בחקר נזק, התחדשות והשפעות תרופות אוטוטוקסיות 12,13. עם זאת, גוף הולך וגדל של מחקרים וסקירות הדגיש את התפקיד הקריטי של הסטריה וסקולריס ב...
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
המחברים מצהירים כי למחקר אין ניגודי עניינים מסחריים או פיננסיים.
אנו מביעים את תודתנו למחלקה לאוטולרנגולוגיה-כירורגיית ראש וצוואר, לבית החולים רנמין של אוניברסיטת ווהאן (ווהאן, סין) ולמכון המחקר לאוטולרינגולוגיה-כירורגיית ראש וצוואר, בבית החולים רנמין של אוניברסיטת ווהאן (ווהאן, סין) על תמיכתם הנדיבה ועידודם. עבודה זו נתמכה על ידי קרן הבנייה והדגירה של מרכז שירותי הבריאות הלאומי של סין (ZX0000000037), הקרן הלאומית למדעי הטבע של סין (81700916, 82301294), קרן המדע הטבעי של מחוז חוביי (2017CFB242) ופרויקט המחקר המדעי של ועדת הבריאות של מחוז חוביי (WJ2017Q005).
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
| שם | חברה | מספר קטלוג | הערות |
|---|---|---|---|
| צינור צנטריפוגה 15 מ"ל | סרוויסביו | EP-1501-J | שימוש לתרבות |
| צלחת תרבית תאים בקוטר 35 מ"מ | NEST | 706001 | שימוש לניתוח |
| 4% פאראפורמלדהיד | סרוויסביו | G1101 | צביעת אימונופלואורסצנטי |
| לוח 6 בארות | סרוויסביו | CCP-6H | שימוש לתרבות |
| אלקסה פלואר 488-נוגדן נגד ארנב לעז קונjugated | פרויטנטק | SA00013-2 | צביעת אימונופלואורסצנטי |
| מדיום הרכבה נגד פייד עם DAPI | אבסין | ABS9235 | צביעת אימונופלואורסצנטי |
| ערכת ספירת תאים-8 | ביוטיים | C0037 | שימוש בספירת תאים |
| קולגנאז סוג II | ביושארפ | BS164 | שימוש לתרבות |
| מערכת סריקת לייזר קונפוקלית | אולימפוס | FV1200 | צביעת אימונופלואורסצנטי |
| DCFH-DA | Invitrogen | C2938 | צביעת ROS |
| D-gal | סולרביולוגיה | D8310 | שימוש למידול תאים |
| מדיום EpiCM-A | סיינסל | 4131 | שימוש לתרבות |
| מלקחיים עדינים | הנעה אחורית | F11020-11 | שימוש לניתוח |
| סרום עזים | ביוטיים | C0265 | צביעת אימונופלואורסצנטי |
| H2O2 | Mkbio | MM0707 | שימוש למידול תאים |
| תמיסת המלח המאוזנת של האנק (HBSS) | ביושארפ | BL561A | שימוש לתרבות |
| איזופלוראן | הנעה אחורית | R510-22-10 | שימוש לניתוח |
| נוגדן KCNQ1 (G-8) | סנטה קרוז | SC-365186 | צביעת אימונופלואורסצנטי |
| מיקרוסקופ | אולימפוס | SZX7-1063 | שימוש לניתוח |
| מיקרוסקופ | אולימפוס | IX71 | משמש לצפייה בתוצאות צביעת אימונופלואורסצנציה |
| MitoTracker CMXRos אדום | Invitrogen | M7512 | צביעת ROS |
| גורי עכבר יילודים (P0-P3) | סופק על ידי BIONT | ||
| PBS | סרוויסביו | G4202 | צביעת אימונופלואורסצנטי |
| נוגדן מונוקלונלי Rabbit Anti-Mouse CK18 | פרויטנטק | 10830-1-AP | צביעת אימונופלואורסצנטי |
| ערכת צביעת סנסנס וגלקטוזידאז | ביוטיים | C0602 | צביעת הזדקנות |
| טריטון X-100 | סיגמא-אלדריץ' | X100 | צביעת אימונופלואורסצנטי |
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.