טיהור, הרחבה ופנוטיפ מבוסס ציטומטריה של תאי גזע מזנכימליים במח עצם שמקורם בעכבר
July 11th, 2025
הפרוטוקול הנוכחי מתאר שיטה חסכונית לטיהור, הרחבה ואפיון תאי גזע מזנכימליים הומוגניים ביותר של מח עצם (BMSCs) מעכברים. גישה זו מאפשרת רכישה של כמויות גדולות של BMSCs עם פוטנציאל התפשטות והתמיינות גבוה, תמיכה במודלים של עכברים וקידום מחקר פרה-קליני.
המחקר שלנו מספק שיטה בעלות נמוכה לטיהור והרחבה של תאי גזע מזנכימליים הומוגניים של מח עצם עכבר. זה עוזר לחוקרים להשיג מספיק תאים באיכות גבוהה עם יכולות גדילה והתמיינות חזקות. אתגר מרכזי במחקר תאי גזע של מח עצם הוא פיתוח פרוטוקול פשוט ויעיל לבידוד תאי גזע מזנכימליים של מח עצם. שיטה זו מאפשרת לתאי גזע מזנכימליים של מח העצם לגדול לרוחב על ידי הימנעות מהפרעות. הוא משתמש במעבר שלישי, נמנע מהשפעות גדילה נוספות ושומר על תאים המטופויאטיים בסביבה כדי לתמוך בבריאות ובתפקוד של תאי הגזע.
[מדריך] כדי להתחיל, יש להשרות את העכבר המורדם ב 75%, אתנול למשך חמש דקות. בעזרת מספריים לדיסקציה סטרילית, בצע חתך של כסנטימטר אחד בגפה האחורית, ליד גיד אכילס. לאחר מכן, בצע חתך מעגלי סביב הגפה האחורית כדי לחשוף את השוקה הדיסטלית. קלף את העור ממקום החתך כלפי מעלה לכיוון הירך כדי להסיר את העור משתי הגפיים האחוריות. חותכים לאורך עצם הכסל כדי לנתק את ראש הירך מעצם הירך. בעזרת אזמל סטרילי, הסר כמה שיותר גידים ושרירים מהשוקה והפיבולה כדי להקל על השטיפה מאוחר יותר. החזירו את העצמות הנקיות לכלי המכיל PBS עם 2% פניצילין וסטרפטומיצין לפני העברתם למכסה מנוע סטרילי. קח מזרק של 50 מיליליטר והצמד את המחט שמגיעה עם המזרק. מלאו את המזרק ב-20 מיליליטר של מדיום אלפא MEM, והחליפו את המחט בזו שמגיעה עם מזרק מיליליטר אחד. במכסה המנוע הסטרילי, השתמש במספריים כדי לחתוך את שני קצוות עצם הירך או השוקה המופרדים. כעת, הכנס את המחט לעצם בקצה החתוך ושטוף את מח העצם לתוך צלחת תרבית תאים בגודל 100 מילימטר המכילה מדיום אלפא MEM שלם. המשיכו לשטוף עד שהעצם הופכת חיוורת באופן ניכר, מה שמעיד על שאיבת מח עצם מוצלחת. פיפטה למעלה ולמטה 40 פעמים באמצעות קצה פיפטה של מיליליטר אחד כדי לפזר כל אגרגט תאים. כעת, סננו את תרחיף התאים דרך מסננת תאים של 40 מיקרומטר לתוך צינור צנטריפוגה של 50 מיליליטר כדי להסיר פסולת, שברי רקמות וגושים לא מפוזרים. כוונן את הנפח הכולל ל-15 מיליליטר עם מדיום אלפא MEM שלם, והעביר את תרחיף התאים המסונן לתבנית תרבית של 100 מילימטר. החזיקו את המנה בשתי ידיים וסובבו אותה בעדינות 15 פעמים בתנועה של דמות שמונה כדי לפזר את התאים באופן שווה על פני המנה. לבסוף, הניחו את צלחת התרבות בחממה ותרבית של 37 מעלות צלזיוס, 5% פחמן דו חמצני למשך חמישה ימים. איור זה ממחיש את ההתקדמות המורפולוגית של תאי סטרומה של מח העצם מהמיצוי הראשוני ועד למעבר השלישי בתרבית. תאי מח עצם טריים שחולצו נראו בעיקר חד-גרעיניים עם טיפות שומן מפוזרות שנראו בכל השדה. ביום החמישי של התרבית, תאים בצורת ציר החלו להופיע והגיעו לכ-60% עד 80% מפגש, והמשיכו לעלות בצפיפות עד היום השביעי. מהמעבר הראשון למעבר השלישי, תאי סטרומה של מח העצם שמרו על מורפולוגיה של ציר או פיוזיפורם, יצרו שכבה חד-שכבתית ברורה עם מושבות מחוברות זו לזו, ולא הראו סימנים של אפופטוזיס כגון גרעיניות ציטופלזמית או פיצול גרעיני. ציטומטריית זרימה אישרה כי CD29, CD44 ו-Sca-1 באו לידי ביטוי גבוה בתאי סטרומה של מח העצם. הביטוי של סמני CD31 ו-CD45 של שושלות אנדותל והמטופויאטיות היה זניח. כימות הסמן אישר עוד רמות ביטוי גבוהות של CD29, CD44 ו-Sca-1 בהשוואה ל-CD31 ו-CD45.
View the full transcript and gain access to thousands of scientific videos
סקירה
מחקר זה מציג שיטה חסכונית לטיהור והרחבה של תאי גזע מזנכימליים הומוגניים ביותר ממח העצם מעכברים. הפרוטוקול לא רק מפשט את תהליך הבידוד אלא גם משפר את יכולות ההתרבות וההתמיינות של תאי ה-BMSCs המתקבלים, ומקדם מחקר פרה-קליני המשתמש במודלי עכברים.
רכיבי מחקר מרכזיים
תחום המחקר
- ביולוגיה תאית
- מחקר תאי גזע
- מודלים פרה-קליניים
רקע
- תאי גזע מזנכימליים ממח העצם ממלאים תפקיד מכריע ברפואה רגנרטיבית.
- תאי BMSCs הומוגניים חיוניים לתוצאות ניסיוניות אמינות.
- יש צורך בפרוטוקולים חסכוניים כדי להקל על גישה רחבה יותר למחקר.
שיטות שבהן נעשה שימוש
- טכניקות מיצוי ותרבות מח העצם.
- מודל עכבר לקבלת תאי BMSCs.
- ציטומטריה בזרימה לאופיינות תאים.
תוצאות עיקריות
- הפרוטוקול הניב תאי BMSCs עם פוטנציאל צמיחה והתמיינות חזק.
- תאי BMSCs שמרו על מורפולוגיה צירית או צורת חוט בעקביות דרך פאסג'ים.
- ציטומטריה בזרימה אישרה ביטוי גבוה של סמני תאי גזע, CD29, CD44, ו-Sca-1.
מסקנות
- מחקר זה מדגים בהצלחה שיטה חזקה לבידוד תאי BMSCs התומכת במחקר נוסף.
- הממצאים רלוונטיים להגברת הנשנות והיעילות של יישומי תאי גזע בביולוגיה.
שאלות נפוצות
Executive Industry Relevance
Reliable purification and expansion of homogeneous mouse bone marrow mesenchymal stem cells (BMSCs) is critical for preclinical model development and translational research. This protocol enables consistent generation of high-quality BMSCs with validated phenotypes, supporting robust target validation and mechanistic de-risking in early discovery. Standardized BMSC workflows reduce biological variability, enhancing predictive confidence across R&D portfolios.
Strategic Applications in Biopharma R&D
Early Discovery & Target Validation
- Enables reproducible isolation of BMSCs for hypothesis-driven pathway interrogation.
- Supports functional target validation by providing homogeneous, well-characterized cell populations.
- Reduces mechanistic ambiguity in disease-relevant in vitro models.
- Facilitates portfolio triage by ensuring consistent biological inputs for screening.
Screening & Assay Development
- Provides standardized BMSC preparations for downstream assay development.
- Improves assay reproducibility and quantitative output reliability through phenotypic validation.
- Enables scalable expansion of BMSCs for high-throughput screening platforms.
- Supports robust compound evaluation by minimizing cell population heterogeneity.
Translational & Preclinical Research
- Aligns with disease-relevant preclinical models by supplying validated stem cell populations.
- Ensures continuity from discovery through preclinical validation with consistent cell quality.
- De-risks translational studies by confirming differentiation and proliferation potential.
- Supports biomarker alignment through flow cytometry-based phenotyping.
Pipeline & Workflow Integration
This protocol integrates at the interface of early discovery and preclinical model development, providing a foundation for lead identification and translational research.
- Discovery Biology: Enables rigorous hypothesis testing and pathway clarification using homogeneous BMSCs.
- Screening: Delivers assay-ready, phenotypically validated cells for reproducible screening workflows.
- Analytics: Utilizes flow cytometry to generate quantitative marker expression data for condition comparison.
- Translational Research: Bridges discovery and preclinical studies with validated, multipotent stem cell populations.
- Enterprise Reuse: Establishes a standardized, scalable protocol for repeated use across R&D programs.
Operational & Enterprise Impact
- Scientific Value: Increases predictive confidence and reduces biological risk in early-stage research.
- Operational Value: Enhances standardization, reproducibility, and scalability of BMSC workflows.
- Strategic Value: Supports informed go/no-go decisions and capital-efficient portfolio advancement.
- Portfolio Impact: Enables risk-adjusted prioritization by providing reliable preclinical model inputs.
Implementation Considerations
- Requires expertise in sterile technique and flow cytometry analysis.
- Needs access to cell culture infrastructure and analytical instrumentation.
- Demands cross-team standardization for consistent cell preparation and phenotyping.
- Adaptable to various mouse strains but may require optimization for other species.
- Yield and homogeneity depend on precise adherence to protocol steps.
