$$\rightleftharpoonup{xx}$$
$$\longleftharp{xx}$$,
$$\longrightharp{xx}$$,
כל הניסויים בוצעו בהתאם לפרוטוקולים שאושרו על ידי ועדת הטיפול והשימוש בבעלי חיים מוסדיים של בית החולים לילדים של בוסטון (IACUC) תחת מספר אישור 00002611. רשימה מלאה של כל החומרים המשמשים בפרוטוקול זה, כולל מגבים, צרכנים וציוד, מסופקת בטבלת החומרים, יחד עם מספרי היצרנים והקטלוג המתאימים כדי להבטיח שחזוריות.
תרביות ראשוניות של תאי האדרנל גלומרולוזה וזונה פאסיקולטה של עכברים
השיטות ששימשו לקביעת תרביות ראשוניות של תאי אדרנוקורטיקה של זכרים בוגרים מסוג בר (Mus musculus, C57BL/6) במחקר זה הותאמו מהליך שפותח במקור עבור חולדות ספרג-דולי28. כדי לאשר את ההפרדה והזהות של אוכלוסיות תאי zona glomerulosa ו-zona fasciculata, נעשה שימוש במודל מעקב שושלת באמצעות עכברי Cyp11b2tm1.1(cre)Brlt/+ (המכונים גם Cre) 1,2,3,4 ועכברי Gt(ROSA)26Sortm4(ACTB-tdTomato-EGFP) Luo/J (המכונים גם ROSAmT/mG)29.
הכנה לפני ההליך
חומרים
שתי קבוצות מלקחיים ומספריים לחתכים שטחיים ועוד סט לחתך בחלל הבטן (איור משלים 1A). חמם את מדיום הגידול ו-PBS (37 מעלות צלזיוס). הכנתי 2 מנות (P60) עם DMEM/F-12. הכנתי 3 מנות (P60) עם PBS מחומם לשטיפת הבלוטות ברצף (אמבטיה 1, 2 ו-3) (איורים משלימים 1B, 1–3), ומנה אחת לשמירת האדרנל בתמיסה (איורים משלימים 1B, 4). הוכנו 2 מנות (P60) עם נייר סינון סטרילי על פני השטח (איורים משלימים 1C, 1–2). הכנתי 2 מנות P60 עם 500 מיקרוליטר של תמיסת עיכול וסימנו אותן לגלומרולוזה (zG) או לפאסיקולטה (zF) (איורים משלימים 1D, zG, zF). הכנתי 2 צינורות, סומנו כ-zG ו-zF, והוספתי 4.5 מ"ל של תמיסת עיכול.
פתרונות
כדי להכין את תמיסת העיכול, קולגנאז סוג I (ריכוז סופי 4 מ"ג/מ"ל) ו-DNase I (ריכוז סופי 0.04 מ"ג/מ"ל) הומסו ב-5 מ"ל של מדיום DMEM/F-12 טהור. סיננתי את התמיסה לצינור של 50 מ"ל באמצעות מזרק ומסנן 0.22 מיקרומטר. תמיסת העיכול צריכה להיות מוכנה טרייה בכל פעם.
בעלי חיים
כדי לקבל תרביות ראשוניות מועשירות לתאי גלומרולוזה וזונה פאסיקולטה של האדרנל בעכברים, השתמשו ב-10–15 עכברים צעירים בוגרים זכרים, בגיל כ-6–7 שבועות. לנקבות יש בלוטות יותרת הכליה מעט גדולות יותר מזו של זכרים, וניתן להשתמש בשני המינים בפרוטוקול זה. עם זאת, במחקר זה, רק זכרים שימשו כדי למנוע הפרעות אפשריות מאזור ה-X הקיים אצל נקבות צעירות, ובכך להבטיח הפרדה אזורית מדויקת. עכברים הושמתו באמצעות שאיפת CO₂ בהתאם להנחיות הטיפול בבעלי חיים המוסדיים. המוות אושר על ידי היעדר נשימה וחוסר תגובה רפלקסית. בלוטות יותרת הכליה נותקו מיד, בתוך 3–5 דקות לאחר אישור המוות, כדי לשמור על חיוניות הרקמה.
מיקום וחשיפת הבטן
העכבר הוצב במצב דקוביטוס גבי על משטח סטרילי שטוח (איור 1A). פרוות החיה חוטאה ב-70% אלכוהול. מלקחיים ומספריים שימשו לחתכים העוריים, והסט השני לחתך חלל הבטן. בוצעה חתך ראשוני באזור המפשעה של הבטן, שהשתרע לרוחב לכיוון החזה משני הצדדים כדי לחשוף את הפריטונאום (איור 1B). העור נמשך בזהירות, ואחריו שרירי הבטן, כדי לחשוף את חלל הבטן (איור 1C). החתך הראשוני צריך להיות שטחי כדי למנוע נזק לאיברים הפנימיים. התקדמו לשכבת השרירים עם חתך זהיר, ואז חשפו את חלל הבטן. הימנע מקרע כלי דם, שכן דימום עלול להקשות על מיקום בלוטות יותרת הכליה ולעכב את ההצטברות. החלפת כלי ניתוח כדי למזער זיהום מיקרוביאלי.
זיהוי ואיסוף בלוטת האדרנל השמאלית
בלוטת יותרת הכליה השמאלית ממוקמת מדיאלית ומעל הכליה השמאלית ברטרופריטונאום, עם צורה אליפטית וצבע ורוד, מוקפת ברקמת שומן לבנה (איורים 1D–G). בעת הזזת איברים סמוכים בזהירות עם מלקחיים קהים לשיפור הדמיה, השתמשו במספריים להסרת רוב רקמת השומן באמצעות חתכים קצרים ומבוקרים, ומבודדים את בלוטת יותרת הכליה. הימנעו מאחיזה ישירה בבלוטת יותרת הכליה כדי למנוע נזק לקפסולה. הבלוטה הונחה מיד לאחר הבידוד בצלחת תרבית P60 עם 10 מ"ל DMEM/F-12 מחומם מראש בטמפרטורה של 37 מעלות צלזיוס (איור 1F).
זיהוי ואיסוף בלוטת יותרת הכליה הימנית
בלוטת יותרת הכליה הימנית ממוקמת לרוחב ומעל הכליה הימנית ברטרופריטונאום, עם צורה אליפטית וצבע ורוד (איורים 1E–H). זיהוי בלוטת יותרת הכליה הזו עשוי להיות מאתגר יותר בשל קרבתה לאיברים אחרים, כמו הכבד והמעי הגס העולה, וכן לכלי דם סמוכים. בעת הזזת איברים סמוכים בזהירות עם מלקחיים קהים לשיפור הדמיה, השתמשו במספריים להסרת רוב רקמת השומן באמצעות חתכים קצרים ומבוקרים, בידוד בלוטת יותרת הכליה, תוך שמירה על נזק לקפסולה. הבלוטה הונחה מיד לאחר הבידוד בצלחת תרבית P60 עם 10 מ"ל DMEM/F-12 מחומם מראש בטמפרטורה של 37 מעלות צלזיוס. האדרנלים משולבים באותה מנה (איור 1F). במהלך ההליך, חשוב לטפל בכלי הדם המרכזיים באזור בזהירות כדי להימנע מחתכים מקריים, שעלולים לגרום לדימום ולהקשות על תהליך האיסוף. כלי הדם העיקריים שיש להיזהר מהם כוללים את הוורידים הכלייתיים והעורקים הכלייתיים. אספתי את בלוטת יותרת הכליה עם רקמת שומן דביקה מסוימת. זה מקל על הטיפול בבלוטה ומגן מפני נזק לקפסולה וזיהום (איור 1I).
עבודה במכסה זרימה למינרי סטרילי
לפני העברת הבלוטות למכסה הזרימה הלמינרי, הצלחת נוקה ב-70% אלכוהול. האדרנלים נשטפו עם PBS שלוש פעמים בטמפרטורת החדר (25°C) (במנות 1, 2 ו-3 ונאספו במנה 4) (איור משלים 1B). נייר המסנן עוזר להידבקות בשומן ומבטיח תוצאות טובות יותר. במהלך הכנת מספר בלוטות, יש לשמור את הרקמות המופרדות ב-DMEM מחומם מראש כדי לשמור על חיוניות. בלוטת יותרת הכליה נתפסה על ידי רקמת השומן הדבוקה (איורים 1I–J), והשומן ננתך בזהירות על נייר הסינון (איור משלים 1C, צלחת 1), באמצעות מלקחיים עדינים ותנועות מבוקרות כדי למנוע נזק לקפסולה. התוצאה הצפויה היא בלוטה חלקה, שלמה, נקייה מעודפי שומן ורקמת חיבור, כפי שמוצג באיור 1K. בלוטות יותרת הכליה הועברו בזהירות לנייר סינון טרי (איור משלים 1C, צלחת 2) כדי לאפשר מיקרודיסציה מדויקת. הקפסולה נלחצה בעדינות עם מלקחיים דקים, ובאמצעות להב הסקלפל נעשה חתך רדיאלי בבלוטה מבלי לחתוך לחלוטין את הרקמה.
התוכן הפנימי של הקורטקס נחשף בעדינות על ידי הוצאתם החוצה דרך החתך באמצעות הפעלת לחץ מכני קל עם המלקחיים. הקפסולה וה-zG נשארו מחוברים לקצה המלקחיים, בעוד שהחומר הבלוטותי הפנימי שנפלט התאים ל-zF ולמדולה. עיכול אנזימטי צריך להתחיל רק לאחר שכל הבלוטות עובדו (איור 1L), עקב הפרדה מכנית בין האזורים החיצוניים לפנימיים.
עיכול
שני צינורות סומנו כ-OF (שבר חיצוני: קפסולה ו-zG) או IF (שבר פנימי: zF ומדולה) (איור 1M). בסך הכול נוספו 4.5 מ"ל של תמיסת עיכול מחוממת מראש (37 מעלות צלזיוס), וה-OF וה-IF הועברו לצינורות המתאימים. הדגימות נדגרו בטמפרטורה של 37 מעלות צלזיוס באינקובטור לח עם 5% CO₂ למשך 30 דקות, והצינורות סובבו בעדינות כל 10 דקות, על ידי הפיכתם ידנית 2–3 פעמים כדי להבטיח חשיפה אחידה לתמיסת האנזים. הזמן הנדרש לעיכול עשוי להשתנות בהתאם לאיכות, פעילות ותנאי האחסון של הקולאז'. לאחר 30 דקות, הרקמה התפרקה על ידי פיפטינג למעלה ולמטה 40 פעמים במכות איטיות ומבוקרות, תוך שימוש בפיפטה סרולוגית של 5 מ"ל ליצירת תערובת תא יחידה. לאחר ניתוק הרקמה, רצוי שלא יישארו שברים נראים לעין, והתווך ייראה עכור. אם שברים עדיין קיימים, ניתן לשקול עיכול נוסף של 15 דקות.
שטיפה וציפוי
לאחר העיכול, התאים נשטפו על ידי הוספת 45 מ"ל DMEM/F-12 להסרת שאריות האנזים (איור 1 M). הדגימות צונו בצנטריפוגה ב-150 × גרם למשך 12 דקות בטמפרטורת החדר (25 מעלות צלזיוס). לאחר הצנטריפוגה, צפוי כדור קטן ודחוס עם מראה מעט ורוד עד צהוב בהיר, בעוד שהסופרנטנט אמור להישאר צלול וללא חלקיקים גלויים. הסופרנטנט הוסר בזהירות והושלך, תוך זהירות שלא להפריע לכדור. הכדור הושמד מחדש במדיום תרבית מחומם מראש (37 מעלות צלזיוס) בהתאם לנפח הסופי הנדרש לציפוי (ראו להלן). צפיפות ציפוי אופטימלית של כ-70% נשמרה כדי להבטיח חיוניות וחיוניות של התכלית. מספר התאים הוערך באמצעות תא ספירת נויבאואר לפני הציפוי, ומספר התאים שהוזרעו הותאם בהתאם לאזור הצלחת של התרבית כדי להשיג את ההתאמה הרצויה. הפלטה את תאי השבר החיצוניים (OF) העשירים ב-zG בצפיפות של כ-10 תאים אחד בכל באר (בדרך כלל מניבה ~1.5–2.5 × 104 תאים) ואת תאי השבר הפנימיים העשירים ב-zF (IF) בממוצע ~0.63 בעלי חיים לבאר (בדרך כלל מניבים ~2.5–4.0 × 104 תאים) בפלטת 48 בארות.
תחזוקת תרבית תאים
התאים גודלו במדיום התרבית שתואר לעיל ונשמרו בתנאים סטנדרטיים באינקובטור לח בטמפרטורה של 37 מעלות צלזיוס עם 5% CO₂. לאחר 24 שעות של תרבית, המדיום הוחלף להסרת פסולת ותאי דם שנותרו. שלב זה מקדם צמיחה מיטבית. הצלחת נשמרה בקפידה, והוספה בינונית טרייה מחוממת מראש (37 מעלות צלזיוס). המתן לפחות 48 שעות לפני הערכת התאים בניסויים פונקציונליים. מומלץ להמתין שלושה ימים לפני ביצוע ניסויים פונקציונליים כדי לוודא שהתרביות מבוססות היטב. תרבית ממושכת מעבר לתקופה זו עשויה לדרוש טריפסיניזציה ומעבר לשימוש, מה שעלול להוביל לבחירת תאים ואובדן מאפייני התרבית הראשונית.
ניתוח נתונים ונהלים תומכים
הכנת תרביות ראשוניות של תאי יותרת הכליה
תרביות ראשוניות של בלוטות יותרת הכליה השלמות הוקמו בהתאם לאותם הליכים לאיסוף רקמות, עיכול, שטיפה וציפוי, ושימשו כאמצעי בקרה סטנדרטיים לבדיקות מולקולריות ותפקודיות.
ניתוח ביטוי גנים
כדי לטהר את כל ה-RNA מתאי OF ו-IF, התאים המתרבתים עברו הומוגניזציה ב-TRIReagent באמצעות ערכת ה-RNA, בהתאם לפרוטוקול היצרן. שלמות וריכוז ה-RNA הוערכו באמצעות ספקטרומטריה. עיבוד נוסף של כל ה-RNA כלל שעתוק הפוך ל-cDNA באמצעות ערכת שעתוק ההפוכה cDNA בעלת קיבולת גבוהה. ניתוח ביטוי גנים בוצע באמצעות PCR כמותי בזמן אמת (qPCR) באמצעות התרמחזור. השתמשו בכפילויות טכניות לשליטה על שונות. נעשה שימוש בפריימרים TaqMan Universal PCR Master Mix ועכבר (טבלה 1). ערך סף מחזור (CT) נבחר בטווח ההגברה הלינארי עבור כל דגימה שהופעלה בכפלות. הוא נורמל על ידי גני בקרה אנדוגניים β-אקטין וחלבון ריבוזומי 18S (Rps18). רמות הביטוי היחסיות חושבו באמצעות שיטת 2–ΔΔCt 30. הנתונים משלושה ניסויים שונים מוצגים כסטיית תקן ממוצעת ± (SD). ביצענו שלושה ניסויים עצמאיים.
גירוי הפרשת אלדוסטרון וקורטיקוסטרון בתרביות ZG ו-ZF ראשוניות
תרביות ראשוניות של תאי גלומרולוזה (ZG) ותאי פאסיקולטה (ZF) הוקמו ונשמרו בטמפרטורה של 37°C באטמוספירה לחה המכילה 5% CO₂. כ-5 ×-104 תאים צופו בכל באר בפלטת 48 בארות באמצעות מדיום גדילה מלא. לאחר ארבעה ימים של תרבית רציפה, מדידות ההפרשה הבסיסית שיקפו את ייצור ההורמונים המצטבר בתקופה זו. לצורך בדיקות גירוי, המדיום נשאף, והתאים נשטפו פעם אחת עם מי מלח מפוזר פוספט (PBS) להסרת גורמים שאריתיים. בהמשך, נוספו 200 מיקרוליטר של מדיום טרי לכל באר, והבדיקות הבאות מייצגות הפרשה מגורה חריפה בתוך חלון זמן מוגדר. לבדיקות גירוי אלדוסטרון, התווך התווסף לאנגיוטנסין II (אנג II, 10 ננומטר), אשלגן (K+), כלוריד אשלגן (KCl, 10 מילימטר), ו-ACTH (10 ננומטר). נתרן כלוריד (NaCl, 10 mM) שימש כבקרת הרכב. בבדיקות גירוי קורטיקוסטרון, ננקטו אותם פרוצדורות, אך המדיום הושלם עם ACTH (10 ננומטר), פורסקולין (10 מיקרומון) או NaCl (10 מ"מ) ככלי בקרה. לאחר 6 שעות של דגירה בטמפרטורה של 37°C ו-5% CO₂, נאספו ואוחסנו הסופרנטנטים בתרבות בטמפרטורה של −80°C לצורך כימות הורמונלי נוסף, כפי שתוארקודם 31. התאים הדבקים הנותרים עברו ליזציה לצורך הפקת חלבון, ורמות ההורמונים נורמל לתכולת החלבון הכוללת של הליזאט המתאים.
הפקת חלבון ונירמול מדידות אלדוסטרון וקורטיקוסטרון
הפקת חלבון בוצעה באמצעות פירוק RIPA ובופ חילוץ, בתוספת קוקטייל מעכב פרוטאז הפסקה פעמיים. התאים הושעו מחדש על ידי פיפטינג למעלה ולמטה 15 פעמים באמצעות קצה פיפטה P200 ולאחר מכן סוניקציה באמצעות סוניקטור פרוב. ריכוז החלבון נקבע באמצעות ערכת בדיקת החלבון BCA לפי הוראות היצרן.
מדידת אלדוסטרון באמצעות רדיואימונואסיי (RIA)
ריכוז האלדוסטרון בסופרנטנטים של תרביות תאים נקבע לפי הפרוטוקול של היצרן. בקיצור, נוספו 50 מיקרוליטר של סופרנטנט ו-150 מיקרוליטר של 1% BSA ב-PBS, יחד עם 500 מיקרוליטר של מעקב רדיואקטיבי אלדוסטרון, לצינורות מצופים נוגדנים אלדוסטרון. לאחר הערבוב, הצינורות דוגרו בטמפרטורת החדר (25 מעלות צלזיוס) למשך 18 שעות. לאחר מכן, תערובת האינקובציה פורקה, והרדיואקטיביות בצינורות נספרה באמצעות מונה אוטו-גמא Cobra II31. רמות האלדוסטרון נורמל לחלבון כולל, כפי שתואר קודם.
מדידת קורטיקוסטרון
ריכוזי הקורטיקוסטרון בסופרנטנטים של תרביות תאים נמדדו באמצעות ערכת ELISA תחרותית לבדיקת אימונוסורבנט (ELISA) הספציפית לעכברים וחולדות, בהתאם לפרוטוקול היצרן. רמות הקורטיקוסטרון נורמלו לחלבון כולל, כפי שתואר קודם32.
צביעת חיסון
אימונופלואורסצנציה בוצעה הן על חתכי יותרת הכליה המוטבעים בפרפינים והן על תאים מתורבתים שגודלו על כיסויי זכוכית מטופלים מראש מצופים בפולי-אל-ליזין. לכל הדגימות, בוצעה חסימה עם 5% סרום עזים תקין (NGS) ב-PBS, והגרעינים צובעו נגד DAPI (4′, 6-דיאמידינו-2-פנילינדול, 1:1000). המגלשות והכיסוי נשטפו שלוש פעמים במשך 5 דקות כל אחד עם 0.1% Tween-20 ב-PBS בין שלבי הדגירה. לאחר הצביעה, דגימות הותקנו עם Antifade Mountant ואוחסנו בחושך עד להדמיה. חתכי רקמה: קטעי הפרפין של יותרת הכליה עברו פרפין מקסילן, ואז נשטפו בסדרת אתנול מדורגת (100%, 95%, 70%), ולבסוף נשטפו ב-PBS. שליפת האנטיגנים בוצעה בבופר Tris-EDTA (בסיס של 10 מ"מ טריס, 1 מ"מ EDTA, 0.05% טווין-20, pH 9.0) על ידי חימום בטמפרטורה של 95 מעלות צלזיוס למשך 20 דקות. לאחר הקירור לטמפרטורת החדר, החלקים נשטפו ב-PBS וחסמו ב-5% NGS ב-PBS למשך שעה. החתכים נדגרו במהלך הלילה בטמפרטורה של 4 מעלות צלזיוס, כאשר הנוגדנים הראשוניים הבאים מדוללים ב-1:100 ב-5% NGS ב-PBS: עכבר אנטי-Dab2, תרנגול נגד GFP, ואנטי-RFP של ארנב. נוגדנים משניים שימשו (1:300): אלקסה פלואר 594 אנטי-עכבר IgG, אלקסה פלור 594 אנטי-עכבר לעזים IgY, ואלקסה פלור 647 אנטי-ארנב IgG.
תאים מתורבתים: אימונופלואורסצנציה על כיסויי כיסוי בוצע ארבעה ימים לאחר הציפוי. התאים הוצבו עם פאראפורמלדהיד (PFA) מחומם מראש ב-4% בטמפרטורה של 37°C למשך 15 דקות ונשטפו שלוש פעמים ב-PBS. החסימה בוצעה באמצעות 5% NGS ב-PBS למשך שעה בטמפרטורת החדר. כיסויי כיסוי דגרו במהלך הלילה בטמפרטורה של 4°C עם עכבר אנטי-Dab2 (1:100 ב-5% NGS/PBS), ואחריו אלקסה פלואור 488 נגד עכבר עזים (1:500).
רכישת תמונה: תמונות פלואורסצנציה (mGFP ו-mTomato) של תאים מתורבתים צולמו באמצעות מערכת מיקרוסקופ. פלואורסצנציה של mGFP נלכדה באמצעות מסנן לפלואורסצנציה ירוקה (עירור: 470 ננומטר, פליטה: 525 ננומטר), ופלואורסצנציה של mTomato נלכדה באמצעות מסנן לפלואורסצנציה אדומה (עירור: 585 ננומטר, פליטה: 624 ננומטר).
תוכנה וניתוח סטטיסטי
סיכומים ויזואליים, דיאגרמות סכמטיות ואיורים נוצרו באמצעות Adobe Illustrator 2023 (Adobe Inc., https://www.adobe.com/products/illustrator.html) ו-BioRender (https://www.biorender.com), וניגשו במאי 2025. הנתונים נותחו באמצעות גרסה 10.0 של GraphPad Prism. זמין בכתובת: https://www.graphpad.com. כל הניסויים בוצעו לפחות בשלושה עותקים ובאופן עצמאי כדי להבטיח שחזוריות התוצאות. להשוואות בין שתי קבוצות, נעשה שימוש במבחן t של הסטודנט (זוגי או לא מזווג, לפי הצורך). בהשוואות של שלוש קבוצות או יותר, בוצע ניתוח שונות (ANOVA) ואחריו מבחן פוסט-הוק מתאים כדי לזהות הבדלים משמעותיים בין קבוצות. התוצאות מוצגות כממוצע ± SD. ערך p של פחות מ-0.05 נחשב למובהק סטטיסטית.