פרוטוקול פשוט וחזק לבידוד והרחבה ארוכת טווח של תאי אפיתל ראשוניים של רירית הרחם האנושית

Summary

התרבית הראשונית של תאי אפיתל רירית הרחם האנושיים (HEECs) היא מאתגרת מבחינה טכנית. פרוטוקול זה משלב עיכול אנזימי מעורב עם מעכב ROCK (Y-27632) לשיפור הישרדות והתרחבות התאים תוך שמירה על זהות אפיתליאלית, ומספק פלטפורמה איתנה למחקר רירית הרחם וליישומים רגנרטיביים.

Abstract

המחקר על הפרעות רירית הרחם, כולל היפרפלזיה של רירית הרחם הקשורה לטמוקסיפן, מוגבל בשל היעדר מודלים אפיתליים עמידים במבחנה . שיטות קונבנציונליות לבידוד תאי אפיתל רירית הרחם (HEECs) הן לעיתים קרובות לא יעילות, תובעניות מבחינה טכנית וניתנות להרחבה גרועה. כאן מתואר פרוטוקול פשוט וללא הזנה, המשלב עיכול אנזימי מעורב, ניתוק אריתרוציטים וטיפול מתמשך במעכב ROCK (Y-27632) כדי לאפשר בידוד והרחבה יעילים של HEECs ראשוניים. הכללת Y-27632 קריטית להפחתת אפופטוזיס הנגרמת על ידי דיסוציאציה ולהגברת ההידבקות התאית בשלבים מוקדמים. גישה זו תומכת במעבר סדרתי תוך שמירה על זהות אפיתלית לפחות לשלושה קטעים, כאשר המורפולוגיה נשמרת מעבר ל-10 קטעים. האפיון על ידי ווסטרן בלוט ואימונופלואורסצנציה מאשר ביטוי גבוה של ציטוקרטין 18 ואי-קדרין, עם ירידה הדרגתית במזהמים סטרומליים חיוביים בוימנטין בתנאי תרבית סלקטיביים. על ידי התמודדות עם מגבלות טכניות מרכזיות, שיטה זו מספקת מקור אמין וניתן להרחבה לתאי אפיתל למחקרים מכניים, מידול מחלות, סקר תרופות ויישומים רגנרטיביים במחקר רירית הרחם. זרימת העבודה הסטנדרטית מציעה אלטרנטיבה למערכות קו-קלטור מורכבות, ומקלה על גישה רחבה יותר למודלים איכותיים של תאים ראשוניים.

Introduction

מודלים אמינים במבחנה הם חיוניים לקידום חקר הפרעות רירית הרחם, במיוחד אלו הקשורות לטמוקסיפן (TAM)¹. למרות ש-TAM משמש באופן נרחב כטיפול אנדוקריני לסרטן השד, הפעילות החלקית של אסטרוגן-אגוניסט ברירית הרחם מגבירה משמעותית את שכיחות היפרפלזיה של רירית הרחם, פוליפים, ובמקרים מסוימים גם טרנספורמציה ממירה². הניהול הקליני הנוכחי של פתולוגיה של רירית הרחם הקשורה לטמוקסיפן מתבסס בעיקר על טיפול בפרוגסטרון או בהתערבות כירורגית, שלשניהם יש מגבלות משמעותיות. טיפול בפרוגסטרון קשור לעיתים קרובות לתופעות לוואי כמו דימום פורץ דרך ועלייה במשקל, בעוד ששיטות כירורגיות עלולות לגרום לפציעה בלתי הפיכה לררית הרחם ולפגוע בפוריות³. מגבלות אלו מדגישות את הצורך במודלים אפיתליים חזקים שיכולים לתמוך במחקרים מכניים ולסייע בפיתוח אסטרטגיות טיפוליות משופרות. עם זאת, ההתקדמות בתחום זה הוגבלה בעיקר על ידי אתגרים טכניים בהשגת תאי אפיתל רירית הרחם האנושיים (HEECs) בעלי טוהר גבוה וניתנים להרחבה.

עבודת יסוד בתחום זה דווחה על ידי ארנולד ואח' (2001), שבודדו אוכלוסיות תאי סטרומל ואפיתל באמצעות עיכול קולגנאז וסינון מסנן עוקב, והשיגו טוהר מעל 98% כפי שאובחן על ידי Immunostaining⁴. למרות הצלחתה, השיטה התבססה על עיכול באנזים יחיד, דרשה עיבוד ממושך, והסתמכה על סינון מדרג להסרת מזהמים סטרומליים ואריתרוציטים, מה שהפך את תהליך העבודה לעיתוני עבודה וקשה לסטנדרטיזציה⁴. מאוחר יותר, Yokomizo ואחרים (2002) הקימו מערכת תרבית HEEC ראשונית מדגימות כריתת רחם באמצעות קו-קולטורציה תלת-ממדית עם תאי הזנה סטרומליים⁵. בעוד שהמיקרו-סביבה מבוססת הזנה תמכה חלקית בצמיחה אפיתלית, המערכת אפשרה רק מעבר מוגבל, בדרך כלל לא יותר מחמישה מעברים, מה שהגביל את השימושיות שלה ביישומים הדורשים התרחבות אפיתל רחבת היקף ויציבה⁵.

כדי להתגבר על מגבלות אלו, פותח פרוטוקול פשוט וניתן לשחזור גבוה לבידוד HEEC ולתרבית ארוכת טווח. בהשראת מחקרים קודמים שהראו כי מעכב ROCK Y-27632 משפר משמעותית את יעילות התרביות הראשונית בקרטינוציטים אנושיים, תאי אפיתל חניכיים ותאי אפיתל חניכיים, אותו עיקרון יושם גם ברקמת רירית הרחם ^6,7,8. גישה זו משלבת שלושה מאפיינים מרכזיים: עיכול עם אנזימים מעורבים לקידום דיסוציאציה יעילה של הרקמות, שלב חיוני לליזת אריתרוציטים להפחתת זיהום מוקדם ולהקל על חיבור אפיתליאלי, ותוסף רציף של Y-27632 לדיכוי אפופטוזיס, תמיכה בהידבקות והגברת יכולת ההתפשטות. באמצעות אסטרטגיה זו, ניתן להרחיב HEECs על פני מספר קטעים תוך שמירה על מורפולוגיה אפיתלית וביטוי גבוה של CK18 ו-E-cadherin ^9,10. ראוי לציין כי מעבר סדרתי במשך לפחות 3 דורות לא הביא לסטייה פנוטיפית ניתנת לזיהוי, מה שהדגים את היציבות והיכולת להתרחבות של מערכת התרבות.

שיטה זו מתמודדת ישירות עם אתגרים טכניים ותיקים בתרבות HEEC ראשונית, כולל דרישות גבוהות לקלט רקמה, תהליכי עבודה מורכבים, שחזוריות נמוכה ופוטנציאל התרחבות מוגבל. על ידי שמירה על זהות אפיתלית ומאפיינים תפקודיים לאורך כל הדרך, הפרוטוקול מספק פלטפורמה אמינה למחקר על התחדשות רירית הרחם, פתופיזיולוגיה, סקר תרופות בקצב גבוה ואינטראקציות בין תאים-ביומטרים. על ידי שילוב עיבוד רקמות עם התרחבות סדרתית, תהליך העבודה הסטנדרטי הזה מתמודד עם צוואר בקבוק ארוך שנים בביולוגיה הרבייה ותומך ביישומים עתידיים בהנדסת רקמות, רפואה רגנרטיבית וטיפול מותאם אישית.

פרוטוקול זה דורש דגימות רקמה טריות, רצוי מעובדות בתוך 24 שעות מהאיסוף. תפוקת התאים ותכונות הגדילה עשויות להשתנות בהתאם למקור הרקמה, כגון פוליפים של רירית הרחם לעומת רירית הרחם התקינה. מקורות כישלון נפוצים כוללים עיכול רקמות לא שלם, זיהום מופרז באריתרוציטים, או תוספת לא מספקת של Y-27632. למרות שהמערכת תומכת בהרחבה על פני מספר מעברים, ייתכן שיהיה צורך באופטימיזציה נוספת לשמירה על יציבות פנוטיפית במהלך תרבית ממושכת.

Protocol

דגימות רקמת רירית הרחם הטריות נאספו מדגימות פוליפים ברחם שנלקחו בניתוח ממטופלים בבית החולים הראשון המסונף של אוניברסיטת הרפואה הסינית בז'ג'יאנג. כל ההליכים בוצעו בהתאם להנחיות שאושרו על ידי ועדת האתיקה הרפואית של בית החולים הראשון המסונף של אוניברסיטת ג'ג'יאנג לרפואה סינית (פרוטוקול מס' 2025-KLS-569-01; אושר ב-14 בספטמבר 2025). הטיפול בדגימות אנושיות ראשוניות בוצע בארון בטיחות ביולוגי מסוג Class II באמצעות ציוד מגן אישי מתאים, כולל מעילי מעבדה, כפפות והגנה על העיניים. כל החומרים האנזימטיים טופלו בהתאם לתקנות בטיחות מוסדיות ולהנחיות גיליונות בטיחות חומרים (MSDS).

1. רכישת רקמות

1. איסוף רקמת רירית הרחם הטרייה הטרייה מדגימות כירורגיות שהושגו מנשים בוגרות. העבר את הרקמה לצינורות סטריליים המכילים 10 מ"ל מלח עם בופר פוספט (PBS) בתוספת 3% פניצילין/סטרפטומיצין (P/S).
   הערה: כל הרקמות צריכות לעבור עיבוד בתוך 24 שעות מהניתוח.

2. טיפול מקדים ברקמה

1. ערבבו את הרקמה בתמיסת שטיפה (טבלה 1) לשתי שטיפות רצופות של 2 דקות כל אחת להסרת ריר וקרישי דם.
2. שטוף בקצרה את הרקמה ב-5 מ"ל של 75% אתנול למשך 5 שניות כדי לחטא את פני השטח.
3. העבר מיד את הרקמה ל-20 מ"ל של תמיסת שטיפה ושטוף לשתי שטיפות כל אחת, 5 דקות כל אחת, כדי להסיר את שאריות האתנול.
   הערה: מכיוון שאתנול דליק, בצע את הצעד הזה הרחק מהלהבות הפתוחות והשליך פסולת המכילה אתנול בהתאם להנחיות הבטיחות הכימית המוסדיות.

3. עיכול רקמות ואיסוף תאים

1. טחינת רקמות
   1. טחון את רקמת רירית הרחם עם שני להבים סטריליים עד שניתן לשאוב שברים (~2 מ"^{מ 3}) דרך קצה פיפטה של 1 מ"ל (כ-10 דקות).
   2. העבר את הרקמה הטחונה לצינור צנטריפוגה של 50 מ"ל.
2. עיכול אנזימטי
   1. הוסף 10 מ"ל תמיסת עיכול (טבלה 1) לצינור המכיל את שברי הרקמה.
   2. דגרו את הצינור באמבט מים של 37 מעלות צלזיוס למשך 30 דקות. נער בעדינות את הצינור כל 15 דקות כדי להקל על העיכול.
   3. המשיכו בדגירה עד שחתיכות הרקמה מתנתקות לעין והתמיסה נראית עכורה בעקבות השתחררות התאים.
3. הפסקת העיכול
   1. הוסיפו 10 מ"ל תמיסת נטרול כדי לסיים את העיכול האנזימטי.
   2. ערבבו היטב על ידי פיפטינג למעלה ולמטה כ-15 פעמים באמצעות פיפטת P1000 שמכוונת ל-800 מיקרוליטר.
4. סינון וצנטריפוגה
   1. סנן את המתלה המעוצל דרך מסנן רשת של 100 מיקרון.
   2. צנטריפוגה ב-156 × גרם למשך 5 דקות ב-25 מעלות צלזיוס.
5. פירוק תאי דם אדומים (RBC)
   1. שאף בזהירות את הסופרנטנט מבלי להפריע לכדור.
   2. החזירו את כדור התא ל-2 מ"ל של בופר ליסיס תאי דם מקורר מראש.
   3. דגרו על קרח (כ-4 מעלות צלזיוס) למשך 3–5 דקות עם ערבוב עדין.
6. סיום הליזיס
   1. הוסף ≥10 מ"ל PBS או מדיום מלא כדי לעצור את תגובת הליזיס.
   2. צנטריפוגה ב-156 × גרם למשך 5 דקות ב-25 מעלות צלזיוס.

4. ייזום התרבות הראשונית

1. שטיפה וצנטריפוגציה
   1. שאף בזהירות את הסופרנטנט מבלי להפריע לכדור.
   2. תלה את הכדור ב-20 מ"ל של תמיסת נטרול.
   3. ערבבו על ידי פיפטינג של כ-15 פעמים.
   4. צנטריפוגה ב-156 × גרם למשך 5 דקות ב-25 מעלות צלזיוס.
2. השעיה מחדש וזריעה
   1. שאפו את הסופרנטנט.
   2. החזירו בעדינות את פלטת התא ב-10 מ"ל של מדיום תרבית ראשוני המכיל 10 מיקרומום Y-27632 על ידי פיפטה איטית למעלה ולמטה 8–10 פעמים באמצעות פיפטה של 1 מ"ל.
   3. הצלח את תליית התא לצלחת תרבית של 100 מ"מ.
      הערה: לצפיפות זריעה התחלתית מיטבית, בחרו את כלי התרבית בהתאם לתפוקת התא המשוערת. אם התפוקה הצפויה היא >1 × 10⁶ תאים, השתמשו בצלחת של 100 מ"מ, ולתפוקה נמוכה יותר השתמשו בצלחת של 60 מ"מ. כוון את נפח הביניים בהתאם (למשל, 10 מ"ל לצלחת של 100 מ"מ; 4 מ"ל לצלחת 60 מ"מ).
3. תנאי תרבות
   1. דגרו את הצלחת בטמפרטורה של 37°C באטמוספירה לחה המכילה 5%_CO2.
   2. החלף את המדיום במדיום תרבית אפיתל טרי ללא Y-27632 כל 3 ימים.
      הערה: מעקב אחר חיבור התאים ומורפולוגיה; רענן מדיום כל יומיים כשהתאים מתחילים להתרבל.

5. מעבר תאים

1. הכנה לטריפסיניזציה
   1. כאשר התרביות מגיעות למפגש של 80%–90%, הסר את הצלחת של 100 מ"מ מהאינקובטור.
   2. זרוק את המדיום המשומש.
   3. שטוף את התאים פעמיים עם 2 מ"ל PBS.
   4. שאפו בזהירות והסירו כל PBS שנותרו.
2. טריפסיניזציה
   1. הוסיפו 2 מ"ל של 0.05% טריפסין למנה.
   2. סובבו בעדינות כדי להבטיח כיסוי אחיד של שכבת התאים.
   3. דגרו בטמפרטורה של 37 מעלות צלזיוס למשך 7 דקות.
   4. בדקו את התאים תחת מיקרוסקופ (40x אובייקטיבי) כדי לאשר ניתוק.
3. נטרול ואיסוף
   1. הוסף 8 מ"ל תמיסת ניטרל כדי לעצור את עיכול הטריפסין.
   2. העבר את תליית התא לצינור צנטריפוגה בקוטר 15 מ"ל.
   3. פיפטה כ-15 פעמים כדי לקבל מתלה חד-תא.
   4. צנטריפוגה ב-156 × גרם למשך 5 דקות ב-25 מעלות צלזיוס.
4. השעיה מחדש וזריעה מחדש
   1. שאפו את הסופרנטנט מבלי להפריע לכדור.
   2. החזירו בעדינות את כדור התא ל-10 מ"ל של מדיום תא אפיתל על ידי פיפטינג למעלה ולמטה כ-10 פעמים באמצעות פיפטה של 1 מ"ל.
   3. זרעו 1 ×-^{10 6} תאים ב-10 מ"ל של תווך תאי אפיתל בצלחת חדשה בקוטר 100 מ"מ.
   4. כוונן את צפיפות הזריעה כדי לקדם תאים בודדים או אשכולות קטנים מבודדים ומפוזרים היטב ביום הבא, ולמנוע צפיפות יתר.
5. תחזוקה לאחר המעבר
   1. דגרו בתנאי תרבית סטנדרטיים (37°C, 5%_CO2).
   2. עקבו אחרי התרבית באופן קבוע והחליפו את מדיום התאים האפיתל כל יומיים.
      הערה: תאים בדרך כלל מוכנים ליישומים במורד הזרם לאחר המעבר הראשון או השני, לאחר שמתקבלת שכבה מונו-שכבה בריאה ודביקה עם ≥80% מפגש מגוונים.
      אזהרה: כל החומרים שבאו במגע עם תאים אנושיים ראשוניים טופלו כסכנות ביולוגיות פוטנציאליות. לפני ההשלכה או הטיפול הנוסף, חומרים אלו חוטאו באמצעות 10% אקונומיקה בהתאם להנחיות הבטיחות הביולוגית המוסדית.

Results

הקמה מוצלחת של מערכת התרביות הראשית של HEEC אושרה באמצעות הערכות מורפולוגיות, רבותיות ומולקולריות, כפי שמפורט באיור 1. על ידי שילוב עיכול עם אנזימים מעורבים, פירוק אריתרוציטים ומעכב ROCK, פרוטוקול זה אפשר בידוד יעיל והתרחבות יציבה של תאי אפיתל מרקמת רירית הרחם האנושיים.

תצפיות מורפולוגיות הראו את תפקידו החיוני של Y-27632 בתרבות המוקדמת. HEECs שגודלו עם 10 מיקרומום Y-27632 במשך 48 השעות הראשונות נדבקו במהירות ויצרו איים אפיתליים מל...

Discussion

הקמת מודל אמין במבחנה של תאי אפיתל רירית הרחם (HEECs) היא חיונית לחקר ביולוגיה ופתולוגיה של רירית הרחם¹¹. למרות שפותחו מספר שיטות לבידוד HEEC, רובן עדיין מוגבלות בשל מורכבות טכנית, יעילות נמוכה ופוטנציאל התרחבות מוגבל ^4,5. פרוטוקולים רבים גם מסתמכים על שכבות הזנה, שמכניסות שונות ומפריעות להרחבה¹². במחקר זה, אתגרים ארוכי שנים מטופלים על ידי הצגת פרוטוקול יעיל וניתן לשחזור המ...

Materials

List of materials used in this article

Name	Company	Catalog Number	Comments
Dispase	סולרביולוגיה	CAS:42613-33-2	לבידוד HEECs
קולגנאז סוג I	מרק	SKU:SCR103	לבידוד HEECs
100 ומיקרו; מסנן רשת M	סולרביולוגיה	431752	לסינון HEECs
ארנב נגד CK18	אבקאם	ab133263	לצביעת אימונופלואורסצנציה לבדיקת סמן התמיינות של HEECs
ארנב נגד CDH1	אבקאם	AB40772	לצביעת אימונופלואורסצנציה לבדיקת סמן התמיינות של HEECs
ארנב נגד VIM	אבקאם	ab16700	לצביעת אימונופלואורסצנציה לבדיקת סמן התמיינות של HEECs
4% פאראפורמלדהיד	סולרביולוגיה	P0099	לצביעת אימונופלואורסצנציה לבדיקת סמן התמיינות של HEECs
חממת CO2	תרמו-סיינטיפיק	42820906	לאינקובציה של תאים
צנטריפוגה	אפנדורף	5404HN133048	צנטריפוגה תאית
צלחת תרבית תאים 100 מ"מ	קורנינג	430167	לתרבית תאים
צינור צנטריפוגה 50 מ"ל	קורנינג	430829	לצנטריפוגציה של תאים
צינורות מיקרוצנטריפוגה 1.5 מ"ל	NEST	081722CK01	לעיכול תאים
מסננת תאים	סולרביולוגיה	431752	סינון תאים
תמיסת בופר עם פוספט	טקונו	20201033	תמיסת שטיפה
DMEM	גיבקו	8122622	רכיב במדיום הנטרול
פניצילין/סטרפטומיצין	תרמו-סיינטיפיק	15140-122	אנטיביוטיקה
סרום בקר עוברי	גיבקו	2556132P	רכיב במדיום הנטרול
0.05% טריפסין	בסאלמדיה	K431010	ל-HEECs  דיסוציאציה
Y-27632	סולרביולוגיה	IY0040	מעכב סלעים
בופר פירוק תאי דם אדומים	סולרביולוגיה	R1010	ניתוק תאי דם אדומים
1% טריטון X-100	תרמו-סיינטיפיק	HFH10	חדירות ממברנה
חמור נגד ארנב IgG	תרמו-סיינטיפיק	A32790TR	נוגדן משני
DAPI	תרמו-סיינטיפיק	62248	צביעת DNA
1 x PBST	סולרביולוגיה	P1031	בופר שטיפה
מדיום ייעודי למוסדות HEEC ראשוניים	iCell	iCell-f004-002h	לתרבות של HEEC
מיקרוסקופ קונפוקלי הפוך	Zeiss	LSM880	משמש לצילום תמונות אימונופלואורסנציה; מצויד ב-40x
קו התאים MRC-5	iCell	iCell-h146	קו תאי אדנוקרצינומה של רירית הרחם האנושית; STR הופיעו.
קו התאים אישיקאווה	iCell	iCell-h113	קו תאי אדנוקרצינומה של רירית הרחם האנושית; STR הופיעו.