Name: Coltura tridimensionale di cripte coloniche murine per studiare ex vivo la funzione delle cellule staminali intestinali (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2022-10-11T14:00:00.000+00:00
Duration: 7 min 46 s
Description: Impara a coltivare organoidi colici murini per studiare le cellule staminali intestinali ex vivo. Questo metodo consente di analizzare l'effetto del knockout di claudin-7 e di esplorare nuove strategie terapeutiche per malattie gastrointestinali.

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Questo studio è stato finanziato da NIH DK103166.

Tutti gli esperimenti e le procedure sugli animali sono stati approvati dal Comitato per la cura e l'uso degli animali (IACUC) della East Carolina University (ECU) e condotti in conformità con le linee guida del National Institutes of Health e dell'ECU sulla cura e l'uso degli animali da laboratorio. Topi knockout claudin-7 inducibili, intestinali-specifici sono stati generati incrociando topi transgenici claudin-7-flox C57BL6 con topi Villin-CreERT219. In questo studio sono stati utilizzati topi maschi e femmine di età pari o superiore a 3 mesi.
1. Preparazione del reagente/attrezzatura
<ol><li>Raffreddare i seguenti reagenti / apparecchiature prima di iniziare gli esperimenti associati: soluzione salina tamponata fosfato (PBS) per il lavaggio del tessuto del colon durante l'isolamento della cripta; un bilanciere/rotatore (posto in frigorifero a 4 °C) per l'incubazione con mezzi di dissociazione epiteliale.<ol><li>Rimuovere la matrice di gel (vedere tabella dei materiali) da -20 °C e scongelare sul ghiaccio prima della placcatura.</li>
		<li>Pre-raffreddare la centrifuga a 4 °C prima di far girare le cripte per la placcatura.</li>
		<li>Raffreddare il tampone citrato di sodio allo 0,1% (vedere la tabella dei materiali) e mantenere il ghiaccio prima del rilevamento della morte cellulare in situ .</li>
	</ol></li>
	<li>Riscaldare i seguenti reagenti prima di iniziare gli esperimenti associati: una piastra di coltura a 96 pozzetti per 24 ore prima della placcatura; Supporti L-WRN (vedi Tabella dei materiali) prima dell'aggiunta alle cripte placcate e prima di ogni cambio di supporto.<ol><li>Riscaldare il bagnomaria a 94 °C prima della colorazione.</li>
	</ol></li>
</ol>2. Isolamento della cripta del colon murino
<ol><li>Preparare i supporti necessari seguendo i passaggi seguenti. NOTA: i volumi dei supporti sono calcolati qui per il tessuto del colon di due topi.<ol><li>Preparare i mezzi di dissociazione epiteliale: 30 ml di 1x PBS + 400 μL di 0,5 M EDTA + 50 μL di 10 mM di Y-27632 dicloridrato (vedere Tabella dei materiali). Conservare in ghiaccio fino all'uso.</li>
		<li>Preparare i mezzi di dissociazione della cripta: 10 ml di 1x PBS + 10 μL di 10 mM di Y-27632 dicloridrato. Conservare in ghiaccio fino all'uso.</li>
		<li>Supplemento L-WRN media: 50 mL di terreni L-WRN + 47,5 mL di DMEM ad alto glucosio con L-Glutammina + 500 μL di L-glutammina + 500 μL di pennicilina/streptomicina + 1.000 μL di integratore B-27 (50x) + 500 μL di supplemento di N2 (100x) + 50 μL di soluzione tampone HEPES (1 M) (vedi Tabella dei materiali).</li>
		<li>Filtrare il materiale L-WRN completo (integrato) e l'aliquota per la conservazione a -20 °C per un massimo di 3 mesi. NOTA: i fluidi scongelati sono stabili a 4 °C per un massimo di 2 settimane.</li>
	</ol></li>
	<li>Eseguire l'isolamento della cripta.<ol><li>Per l'anestesia generale, aggiungere 1 mL di isoflurano al cotone e posizionarlo all'interno di una cassetta di plastica all'interno di una camera di anestesia di 0,09 piedi cubi (vedi Tabella dei materiali). Posizionare il topo nella camera di anestesia fino a quando la respirazione si ferma (circa 3-5 minuti) e quindi eseguire la dislocazione cervicale20.</li>
		<li>Fai un'incisione di circa 2 in lungo la linea mediana del mouse, bloccando la pelle posteriore per esporre l'addome. Isolare il colon tagliando appena sotto il cieco dal lato prossimale e sopra il retto dal lato distale21.</li>
		<li>Usando una pinza, rimuovere il tessuto adiposo attaccato al colon. Spingere delicatamente le feci fuori utilizzando l'estremità piatta della pinza e tagliare il tessuto aperto longitudinalmente.</li>
		<li>Lavare il tessuto 10-15 volte con 1x PBS freddo usando una pinza per "ruotare" il tessuto intorno in PBS tra i lavaggi.</li>
		<li>Usando forbici pulite e affilate, tagliare il tessuto in piccoli pezzi, di circa 3-5 mm.</li>
		<li>Ripetere il processo per il secondo topo e combinare i pezzi di tessuto in una provetta da 50 mL contenente mezzi di dissociazione epiteliale fredda (punto 2.1.1).</li>
		<li>Incubare i pezzi di tessuto del colon in mezzi di dissociazione epiteliale per 90 minuti a 4 °C con un leggero dondolio.</li>
		<li>Lasciare che i frammenti di tessuto affondino sul fondo del tubo, quindi scartare con attenzione il mezzo di dissociazione epiteliale senza interrompere il tessuto. Ripetere questo processo quando si lava il tessuto 10-15 volte con freddo 1x PBS. Scartare quanto più PBS possibile durante il lavaggio finale.</li>
		<li>Aggiungere il mezzo di dissociazione criptato (punto 2.1.2) al tubo da 50 mL contenente pezzi di tessuto del colon e agitare continuamente per 5-10 minuti a mano. NOTA: I media devono diventare torbidi dalle cripte dissociate.</li>
		<li>Sotto il cappuccio della coltura cellulare, filtrare il tessuto e il supporto con un filtro per cellule di nylon da 70 μm (vedere Tabella dei materiali) in un tubo fresco da 50 ml.</li>
		<li>Centrifugare a 200 x g per 10 minuti a temperatura ambiente ed eliminare il surnatante senza disturbare il pellet contenente la cripta. NOTA: A seconda dell'apparecchiatura, è possibile trasferire il fluido teso in un tubo da 15 ml per la centrifugazione.</li>
		<li>Risospendere il pellet in ~ 3-4 ml di freddo 1x PBS.</li>
		<li>Pipettare 10 μL delle cripte isolate in una linea su un vetrino da microscopio. Al microscopio, contare il numero di cripte piene e lunghe per stimare la concentrazione di cripta per 10 μL.</li>
		<li>Calcola il volume appropriato di cripte da far girare per placcare 10 cripte / μL in una piastra da 96 pozzetti.</li>
	</ol></li>
</ol>3. Placcatura criptata
<ol><li>Centrifugare un volume appropriato di cripte isolate in una provetta da microcentrifuga da 1,5 ml a 200 x g per 5 minuti a 4 °C.</li>
	<li>Rimuovere con cautela il surnatante utilizzando una pipetta da 1.000 μL senza interrompere le cripte pellettate.</li>
	<li>Aggiungere 100 μL di matrice di gel (sufficiente per nove pozzetti) alle cripte pellettate e pipettare con attenzione per evitare l'introduzione di bolle d'aria. NOTA: Vedere la sezione Discussione per una descrizione dettagliata di come miscelare la matrice di gel e le cripte. In genere, 100 μL sono sufficienti per nove pozzetti.</li>
	<li>Lasciare solidificare parzialmente la matrice di gel (~1-2 min).</li>
	<li>Piastra 10 μL della matrice di gel mescolata con le cripte in ciascun pozzetto di una piastra di coltura preriscaldata a 96 pozzetti per formare una forma a cupola. NOTA: Posizionare la cupola al centro del pozzo. Fare attenzione a non permettere alla matrice di gel di diffondersi ai lati del pozzetto. Vedere la sezione Discussione per una descrizione dettagliata sulla solidificazione e la placcatura.</li>
	<li>Lasciare riposare completamente la matrice di gel per 10-20 minuti in un'incubatrice a 37 °C con il 5% di CO2.</li>
	<li>Preparare la soluzione di lavoro finale dei supporti L-WRN.<ol><li>Aggiungere 100 μL di pennicilina/streptomicina a un'aliquota di 10 mL di terreno di L-WRN (vedere punto 2.1.3) (stabile per 2 settimane a 4 °C).</li>
		<li>Aggiungere integratori a 900 μL di terreni L-WRN con pennicilina/streptomicina: 0,9 μL di 1 mg/mL EGF + 0,9 μL di 10 mM Y-27632 dicloridrato. NOTA: I volumi sono basati su nove pozzi. Il dicloridrato Y-27632 viene aggiunto solo il giorno 0 (al momento della placcatura).</li>
	</ol></li>
	<li>Aggiungere 100 μL di supporto a ciascun pozzetto. Fai attenzione a non disturbare la cupola.</li>
	<li>Incubare a 37 °C con 5% di CO2 per 24 ore.</li>
</ol>4. Creare il knockout claudin-7 nella cultura
<ol><li>Lasciare che le cripte crescano normalmente in coltura per 24 ore dopo la placcatura.</li>
	<li>In una provetta da microcentrifuga da 1,5 ml, aggiungere 2,7 μL di 4-idrossitamoxifene (4OH-Tamoxifene) da 1 mmol/L a 900 μL di terreno L-WRN (concentrazione finale di 3 μmol/L) + 0,9 μL di 1 mg/mL EGF. NOTA: La soluzione madre di 4OH-Tamoxifen viene preparata miscelando 4OH-Tamoxifen in polvere (vedere Tabella dei materiali) con 1x PBS ad una concentrazione di 1 mmol / L.</li>
	<li>Rimuovere i vecchi fluidi dai pozzetti tramite aspirazione a vuoto.</li>
	<li>Aggiungere 100 μL di mezzi contenenti 4OH-Tamoxifen a ciascun pozzetto ed etichettarli come claudina-7 cKO/4OH-TAM. NOTA: DMSO deve essere aggiunto ai pozzetti di controllo. I nuovi supporti contenenti 4OH-Tamoxifen devono essere aggiunti ogni 2 giorni.</li>
	<li>Incubare a 37 °C fino al successivo cambio di terreno (~2-3 giorni).</li>
</ol>5. Mantenimento degli organoidi del colon
NOTA: i supporti devono essere cambiati ogni 2-3 giorni. Cultura fino a 12 giorni.
<ol><li>Preparare una nuova soluzione di lavoro finale di terreni L-WRN: 900 μL di terreno L-WRN + 0,9 μL di 1 mg/mL EGF.</li>
	<li>Rimuovere i vecchi fluidi dai pozzetti tramite aspirazione a vuoto. Aggiungi nuovi media ai pozzi. NOTA: Fare attenzione a non disturbare la cupola.</li>
	<li>Incubare a 37 °C fino al successivo cambio del fluido. NOTA: Le colture possono essere mantenute e fatte passare per la durata desiderata per l'esperimento. Le colture per il presente studio sono state in genere mantenute per un periodo compreso tra 9-12 giorni, ma si potrebbe desiderare di continuare ulteriormente, per 15 o 20 giorni.</li>
</ol>6. Raccolta e incorporazione di organoidi del colon
<ol><li>Rimuovere i vecchi fluidi dai pozzetti tramite aspirazione a vuoto.</li>
	<li>Fissare gli organoidi con paraformaldeide (PFA) al 4% per 1 ora a temperatura ambiente. NOTA: il PFA è un materiale tossico. Prendere precauzioni quando si utilizza questo reagente.</li>
	<li>Rimuovere il 4% di PFA dai pozzetti tramite aspirazione sottovuoto e aggiungere il 30% di saccarosio per 24 ore a 4 °C.</li>
	<li>Etichettare uno stampo di plastica e riempirlo al 90% con un composto a temperatura di taglio ottimale (OCT) (vedere la tabella dei materiali).</li>
	<li>Rimuovere il 30% di saccarosio dai pozzetti tramite aspirazione sottovuoto. Aggiungere 10 μL di 1x PBS a ciascun pozzetto.</li>
	<li>Con una punta per pipetta, grattare delicatamente il fondo del pozzetto per dissociare la cupola contenente organoidi.</li>
	<li>Con una pipetta, rimuovere il PBS contenente gli organoidi dissociati e caricare il liquido nello stampo contenente OCT. NOTA: evitare di introdurre bolle nel composto dello Strumento di personalizzazione di Office.</li>
	<li>Continuare questo processo fino a quando tutti gli organoidi sono stati rimossi da tutti i pozzi.</li>
	<li>In un matraccio Dewar in acciaio inossidabile, aggiungere pellet di ghiaccio secco e 2-metilbutano (sufficienti a coprire i pellet di ghiaccio secco) (vedi Tabella dei materiali).</li>
	<li>Tenere costantemente il blocco OCT contenente organoidi sopra il 2-metilbutano per congelare il flash.</li>
	<li>Conservare il blocco OCT contenente organoidi a -80 °C fino al momento della sezione (può essere conservato fino a 1 anno).</li>
</ol>7. Immunofluorescenza
<ol><li>Sezionare il blocco OCT contenente organoidi ad uno spessore di 5 μm utilizzando un criostato (vedi Tabella dei materiali) a -20 °C.</li>
	<li>Per ogni sezione, controllare al microscopio per assicurarsi che sia stato catturato un organoide. Al termine del sezionamento, conservare i vetrini a -80 °C fino al momento della colorazione (possono essere conservati fino a 6 mesi).</li>
	<li>Riscaldare i vetrini in tampone citrato di sodio da 10 mM per 10 minuti a 94 °C. NOTA: Il tampone viene prodotto sciogliendo il citrato di sodio in acqua deionizzata. Regolare il pH a 6 con acido cloridrico.</li>
	<li>Lasciare raffreddare gli scivoli sul piano di lavoro per 20 minuti. Risciacquare con acqua distillata per 5 min.</li>
	<li>Montare i vetrini in uno scaffale di colorazione (vedi Tabella dei materiali) con Triton X-100 allo 0,2% e incubare con glicina da 100 mM per 15 minuti.</li>
	<li>Risciacquare tre volte con 1x PBS per 5 minuti ciascuno. Bloccare con albumina sierica bovina al 5% (BSA) per 45 minuti a temperatura ambiente.</li>
	<li>Incubare con claudina-7 anticorpo primario22 del coniglio murino (diluito in BSA all'1%) per una notte a 4 °C. Risciacquare tre volte con 1x PBS per 10 minuti ciascuno.</li>
	<li>Incubare con Cy3 anticorpo secondario anti-coniglio23 (diluito in 1% BSA) per 1 h a temperatura ambiente. Risciacquare tre volte con 1x PBS per 10 minuti ciascuno.</li>
	<li>Montare le guide con un supporto di montaggio appropriato (vedere Tabella dei materiali) con DAPI e aggiungere un coprivetrino.</li>
</ol>8. Rilevamento della morte cellulare
<ol><li>Fissare gli organoidi all'interno dei pozzetti con paraformaldeide al 4% per 1 h a temperatura ambiente. Risciacquare con 1x PBS per 5 min.</li>
	<li>Incubare la piastra di coltura su ghiaccio con Triton X-100 allo 0,1% in tampone freddo di citrato di sodio allo 0,1% per 2 minuti. Risciacquare due volte con 1x PBS per 5 minuti ciascuno.</li>
	<li>Preparare la reazione TUNEL24,25 utilizzando TMR Red, un kit di rilevamento della morte cellulare in situ(vedere la tabella dei materiali). Aggiungere 50 μL di reagenti di reazione TUNEL a ciascun pozzetto.</li>
	<li>Incubare in atmosfera umidificata per 1 h a 37 °C al buio. NOTA: tutti i passaggi rimanenti devono essere completati al buio.</li>
	<li>Risciacquare tre volte con 1x PBS per 5 minuti ciascuno. Incubare con 1:2.500 Hoechst (diluito in 1x PBS, vedere Tabella dei materiali) per 3 min.</li>
	<li>Risciacquare tre volte con 1x PBS per 5 minuti ciascuno. Utilizzare il filtro TRITC per visualizzare le immagini su un microscopio fluorescente (vedere Tabella dei materiali).</li>
</ol>

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<li>Wang, L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Mesenchymal+stromal+cells+ameliorate+oxidative+stress-induced+islet+endothelium+apoptosis+and+functional+impairment+via+Wnt4-%CE%B2-catenin+signaling%5BTitle%5D)+AND+%22Stem+Cell+Research+and+Therapy%22%5BJournal%5D)">Mesenchymal stromal cells ameliorate oxidative stress-induced islet endothelium apoptosis and functional impairment via Wnt4-β-catenin signaling.</a> Stem Cell Research and Therapy. 8 (1), 188(2017).</li>
<li>Almeqdadi, M., Mana, M., Roper, J., Yilmaz, O. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Gut+organoids%3A+mini-tissues+in+culture+to+study+intestinal+physiology+and+disease%5BTitle%5D)+AND+%22American+Journal+of+Physiology-Cell+Physiology%22%5BJournal%5D)">Gut organoids: mini-tissues in culture to study intestinal physiology and disease.</a> American Journal of Physiology-Cell Physiology. 317 (3), 405-419 (2019).</li>
</ol>

Gli autori non dichiarano conflitti di interesse.

La coltura di organoidi è un modello eccellente per studiare la funzione delle cellule staminali, la fisiologia intestinale, la scoperta di farmaci, le malattie intestinali umane e la rigenerazione e riparazione dei tessuti 7,8,9,10,11,26. Sebbene abbia molti vantaggi, può essere difficile da stabilire. È necessario prestare ...

La coltura organoide intestinale è un sistema tridimensionale (3D) ex vivo in cui le cellule staminali sono isolate dalle cripte intestinali del tessuto primario e placcate in una matrice di gel 1,2. Queste cellule staminali sono capaci di auto-rinnovamento, auto-organizzazione e funzionalità degli organi2. Gli organoidi imitano il microambiente tissutale e sono più simili ai modelli in vivo rispetto ai modelli di coltura cellulare in vitro bidimensionale (2D), sebbene meno manipolabili delle cellule 3,4. Questo modello elimina gli ostacoli incontrati nei modelli 2D, come la mancanza di adeguate aderenze cellula-cellula, interazioni cellula-matrice e popolazioni omogenee, e riduce anche i limiti dei modelli animali, inclusi costi elevati e lunghi periodi di tempo5. Gli organoidi intestinali - noti anche come colonoidi per quelli cresciuti da cellule staminali derivate dalla cripta del colon - sono essenzialmente mini-organi che contengono un epitelio che include tutti i tipi di cellule che sarebbero presenti in vivo, così come un lume. Questo modello consente la manipolazione del sistema per studiare molti aspetti dell'intestino, come la nicchia delle cellule staminali, la fisiologia intestinale, la fisiopatologia e la morfogenesi intestinale 3,5,6. Fornisce anche un ottimo modello per la scoperta di farmaci, studiando i disturbi intestinali umani come la malattia infiammatoria intestinale (IBD) e il cancro del colon-retto, lo sviluppo di trattamenti personalizzati specifici per il paziente e lo studio della rigenerazione dei tessuti 4,7,8,9. Inoltre, il sistema organoide può anche essere utilizzato per studiare la comunicazione cellulare, il metabolismo dei farmaci, la vitalità, la proliferazione e la risposta agli stimoli 7,8. Mentre i modelli animali possono essere utilizzati per testare potenziali terapie per le condizioni patologiche intestinali, sono piuttosto limitati, poiché lo studio di più farmaci contemporaneamente rappresenta una sfida. Ci sono più variabili confondenti in vivo, e il costo e il tempo associati sono rispettivamente alti e lunghi. D'altra parte, il sistema di coltura organoide consente lo screening di molte terapie contemporaneamente in un periodo di tempo più breve e consente anche un trattamento personalizzato attraverso l'uso di colture organoidi derivate dal paziente 4,8. La capacità degli organoidi del colon di imitare l'organizzazione, il microambiente e la funzionalità dei tessuti li rende anche un modello eccellente per studiare la rigenerazione e la riparazione dei tessuti9. Il nostro laboratorio ha stabilito un sistema di coltura di organoidi dell'intestino tenue per studiare l'effetto della claudina-7 sulle funzioni delle cellule staminali dell'intestino tenue10. In questo studio, viene stabilito un grande sistema di coltura organoide intestinale per studiare la capacità, o la mancanza di capacità, delle cellule staminali di auto-rinnovarsi, differenziarsi e proliferare in un modello condizionale di knockout di claudina-7 (cKO).
La claudina-7 è una proteina a giunzione stretta (TJ) molto importante che è altamente espressa nell'intestino ed è essenziale per mantenere la funzione e l'integrità di TJ11. I topi cKO soffrono di un fenotipo simile a IBD, che mostra grave infiammazione, ulcerazioni, desquamazione delle cellule epiteliali, adenomi e aumento dei livelli di citochine11,12. Mentre è ampiamente accettato che le claudine sono vitali per la funzione di barriera epiteliale, stanno emergendo nuovi ruoli per le claudine; Sono coinvolti nella proliferazione, migrazione, progressione del cancro e funzione delle cellule staminali 10,12,13,14,15,16,17. Attualmente non è noto come la claudina-7 influenzi la nicchia e la funzione delle cellule staminali del colon. Poiché l'intestino si auto-rinnova rapidamente circa ogni 5-7 giorni, il mantenimento della nicchia delle cellule staminali e il corretto funzionamento delle cellule staminali attive è vitale18. Qui viene istituito un sistema per esaminare i potenziali effetti regolatori della claudina-7 sulla nicchia delle cellule staminali del colon.

<table><tbody><tr><td>Essiccatore sottovuoto salvaspazio da 0,09 piedi cubi&nbsp;</td><td>Stati Uniti Plastic Corp</td><td>78564</td><td>camera per anestesia</td></tr><tr><td>0,5 M EDTA pH 8,0</td><td>Invitrogen</td><td>AM9261</td><td></td></tr><tr><td>provette per microcentrifuga da 1,5 mL</td><td>ThermoFisher</td><td>69715</td><td></td></tr><tr><td>provette per centrifuga coniche da 15 mL</td><td>Fisher Scientific</td><td>14-959-53A</td><td></td></tr><tr><td>1x Dulbecco' s Soluzione salina tamponata con fosfato</td><td>Gibco</td><td>14190-144</td><td></td></tr><tr><td>2-metilbutano</td><td>Sigma</td><td>277258</td><td></td></tr><tr><td>4% paraformaldeide</td><td>ThermoFisher</td><td>J61899. </td><td></td>AK</tr><tr><td>4-idrossitamoxifene (4OH-TAM)</td><td>Sigma</td><td>579002</td><td></td></tr><tr><td>50 mL provette da centrifuga coniche</td><td>Fisher Scientific</td><td>14-432-22</td><td></td></tr><tr><td>70 &; m filtro cellulare</td><td>in nylon Corning</td><td>352350</td><td></td></tr><tr><td>piastra di coltura a 96 pozzetti</td><td>Greiner Bio-One</td><td>655180</td><td></td></tr><tr><td>B-27 Supplemento (50x)</td><td>Gibco</td><td>12587-010</td><td></td></tr><tr><td>Albumina sierica bovina</td><td>Fisher Scientific</td><td>BP1605-100</td><td></td></tr><tr><td>Claudin-7 anticorpo anticorpo di coniglio murino</td><td>Laboratori immunobiologici&nbsp;</td><td>18875</td><td></td></tr><tr><td>Vetro di copertura (24 x 50-1,5)</td><td>Fisher Scientific</td><td>12544E</td><td></td></tr><tr><td>Cryomolds</td><td>vwr</td><td>25608-916</td><td></td></tr><tr><td>Cultrex RCF BME, Tipo 2</td><td>R& D Systems</td><td>3533-005-02</td> matrice <td>di gel</td></tr><tr><td>Cy3 anticorpo anti-coniglio</td><td>Jackson Immunoresearch</td><td>111-165-003</td><td></td></tr><tr><td>Fiaschetta Dewar</td><td>Thomas Scientific</td><td>1173F61</td><td></td></tr><tr><td>DMEM Alto glucosio con L-glutammina</td><td>ATCC</td><td>30-2002</td><td></td></tr><tr><td>EVOS FLoid Imaging System</td><td>ThermoFisher</td><td>4477136</td><td></td></tr><tr><td>Fluoro-Gel II con DAPI</td><td>Electron Scienze della microscopia</td><td>17985-50</td><td></td></tr><tr><td>GlutaMAX (100x)</td><td>Gibco</td><td>35050-061</td><td></td></tr><tr><td>Glicina</td><td>JT Baker</td><td>4059-02</td><td></td></tr><tr><td>HEPES (1 M) Soluzione tampone</td><td>Gibco</td><td>15630-080</td><td></td></tr><tr><td>Hoechst</td><td>ThermoFisher</td><td>62249</td><td></td></tr><tr><td>Kit di rilevamento della morte cellulare in situ, TMR Red</td><td>Roche</td><td>12156792910</td><td></td></tr><tr><td>Isoflurano</td><td>Pivetal</td><td>07-893-8440</td><td></td></tr><tr><td>L-WRN Media</td><td>Harvard Medical School Derivazione e coltura di organoidi gastrointestinali Core</td><td>N/A</td><td></td></tr><tr><td>Kit chirurgico per topi</td><td>Kent Scientific Corporation</td><td>INSMOUSEKIT</td><td></td></tr><tr><td>Murine EGF</td><td>PeproTech</td><td>315-09-500UG</td><td></td></tr><tr><td>N2 Supplement (100x)</td><td>Gibco</td><td>17502-048</td><td></td></tr><tr><td>Composto a temperatura di taglio ottimale (OCT)&nbsp;</td><td>Agar Scientific</td><td>AGR1180</td><td></td></tr><tr><td>Penicillina-Streptomicina</td><td>Gibco</td><td>15140-122</td><td></td></tr><tr><td>Sequenza Rack</td><td>vwr</td><td>10129-584</td><td></td></tr><tr><td>Citrato di sodio</td><td>Fisher Scientific</td><td>S-279</td><td></td></tr><tr><td>Saccarosio</td><td>Sigma</td><td>S9378</td><td></td></tr><tr><td>Triton X-100</td><td>Sigma</td><td>X100</td><td></td></tr><tr><td>Filtro sottovuoto (0,22 &micro; m; acetato di cellulosa)</td><td>Corning</td><td>430769</td><td></td></tr><tr><td>Y-27632 dicloridrato</td><td>Tocris Bioscience</td><td>1254</td><td></td></tr></tbody></table>

coltura tridimensionale di cripte coloniche murine per studiare ex vivo la funzione delle cellule staminali intestinali

Three-Dimensional Culture of Murine Colonic Crypts to Study Intestinal Stem Cell Function Ex Vivo

L'epitelio intestinale si rigenera ogni 5-7 giorni ed è controllato dalla popolazione di cellule staminali epiteliali intestinali (IESC) situata nella parte inferiore della regione della cripta. Gli IESC includono cellule staminali attive, che si auto-rinnovano e si differenziano in vari tipi di cellule epiteliali, e cellule staminali quiescenti, che fungono da cellule staminali di riserva in caso di lesioni. La rigenerazione dell'epitelio intestinale è controllata dalle capacità auto-rinnovanti e differenzianti di questi IESC attivi. Inoltre, l'equilibrio della popolazione di cellule staminali della cripta e il mantenimento della nicchia delle cellule staminali sono essenziali per la rigenerazione intestinale. La coltura di organoidi è un approccio importante e attraente per studiare proteine, molecole di segnalazione e segnali ambientali che regolano la sopravvivenza e le funzioni delle cellule staminali. Questo modello è meno costoso, meno dispendioso in termini di tempo e più manipolabile rispetto ai modelli animali. Gli organoidi imitano anche il microambiente tissutale, fornendo rilevanza in vivo . Il presente protocollo descrive l'isolamento delle cripte del colon, incorporando queste cellule isolate in un sistema tridimensionale di matrice di gel e coltivando cellule criptate per formare organoidi del colon capaci di auto-organizzazione, proliferazione, auto-rinnovamento e differenziazione. Questo modello consente di manipolare l'ambiente - eliminando proteine specifiche come la claudina-7, attivando / disattivando le vie di segnalazione, ecc. - per studiare come questi effetti influenzano il funzionamento delle cellule staminali del colon. In particolare, è stato esaminato il ruolo della proteina a giunzione stretta claudina-7 nella funzione delle cellule staminali del colon. Claudin-7 è vitale per mantenere l'omeostasi intestinale e la funzione e l'integrità della barriera. Il knockout di claudina-7 nei topi induce un fenotipo infiammatorio simile alla malattia intestinale che mostra infiammazione intestinale, iperplasia epiteliale, perdita di peso, ulcerazioni della mucosa, desquamazione delle cellule epiteliali e adenomi. In precedenza, è stato riportato che la claudina-7 è necessaria per le funzioni delle cellule staminali epiteliali intestinali nell'intestino tenue. In questo protocollo, viene stabilito un sistema di coltura organoide del colon per studiare il ruolo della claudina-7 nell'intestino crasso.

Al fine di esaminare gli effetti regolatori della claudina-7 sulle cellule staminali del colon, le cripte del colon sono state isolate dal tessuto del colon murino come descritto sopra e mostrato nella Figura 1A. Una volta isolate le cripte dal tessuto primario, sono state placcate in una matrice 3D in una piastra da 96 pozzetti per crescere per 11 giorni (Figura 1). Le normali cripte sane chiuderanno il lume e diventeranno sferoidi entro il giorno 2 e alla fine...

Il presente protocollo descrive la creazione di un sistema di organoidi del colon murino per studiare l'attività e il funzionamento delle cellule staminali del colon in un modello knockout di claudina-7.

Coltura tridimensionale di cripte coloniche murine per studiare ex vivo la funzione delle cellule staminali intestinali

The intestinal epithelium regenerates every 5-7 days, and is controlled by the intestinal epithelial stem cell (IESC) population located at the bottom of ...

Questo protocollo fornisce un metodo per studiare la funzione delle cellule staminali del colon in un ambiente manipolabile con costi inferiori nel tempo rispetto ai modelli animali. La coltura organoide consente lo studio della funzione delle cellule staminali in un ambiente immuno-libero. Ciò consente di individuare gli effetti di una causa specifica, come il knockout di claudina-7.Comprendere i meccanismi della funzione delle cellule staminali può far luce su nuovi bersagli terapeutici per malattie debilitanti come la malattia infiammatoria intestinale e il cancro del colon-retto. Per iniziare l'isolamento delle cripte del colon dal topo eutanasiato, fai un'incisione di circa due pollici lungo la linea mediana del topo. Quindi, fissare indietro la pelle per esporre l'addome.Tagliare il colon appena sotto il cieco dal lato prossimale e sopra il retto dal lato distale per isolare il colon. Quindi, rimuovere il tessuto adiposo attaccato al colon usando una pinza. Dopo aver spinto fuori le feci dal colon isolato con l'estremità piatta della pinza, tagliare il tessuto aperto longitudinalmente.Lavare il tessuto da 10 a 15 volte con PBS freddo facendo roteare il tessuto intorno in PBS tra i lavaggi con una pinza. Quindi, usando un paio di forbici pulite e affilate, tagliare il tessuto in piccoli pezzi che vanno da circa tre a cinque millimetri. Dopo aver isolato il colon da un altro topo eutanasia, combinare tutti i pezzi di tessuto in una provetta da centrifuga da 50 millilitri contenente mezzi di dissociazione epiteliale fredda e incubare i pezzi di tessuto del colon in mezzi di dissociazione epiteliale per 90 minuti a quattro gradi Celsius con un leggero dondolio.Dopo l'incubazione, lasciare che i frammenti di tessuto affondino sul fondo del tubo. Una volta sistemato, scartare i mezzi di dissociazione epiteliale senza interrompere i frammenti di tessuto. Ripetere il processo quando si lava il tessuto da 10 a 15 volte con PBS freddo.Scartare quanto più PBS possibile durante il lavaggio finale. Quindi, aggiungere il mezzo di dissociazione della cripta fredda ai pezzi di tessuto del colon lavati in un tubo da 50 millilitri e agitare per cinque o 10 minuti a mano. Sotto il cappuccio della coltura cellulare, filtrare il mezzo contenente il tessuto con un filtro cellulare in nylon da 70 micron in una provetta da centrifuga fresca da 50 millilitri.Dopo la filtrazione, centrifugare il tubo a 200 G per 10 minuti a temperatura ambiente, quindi scartare il surnatante senza disturbare le cripte pellettizzate. Risospendere il pellet in tre o quattro millilitri di PBS freddo. Pipettare 10 microlitri della sospensione della cripta in una linea su un vetrino da microscopio.Utilizzando il microscopio, contare il numero di cripte piene e lunghe per stimare la concentrazione di cripte e calcolare il volume appropriato di cripte necessarie per placcare 10 cripte per microlitro in una piastra da 96 pozzetti. Centrifugare un volume appropriato di cripte isolate in una provetta da microcentrifuga da 1,5 millilitri a 200 G per cinque minuti a quattro gradi Celsius. Quindi, rimuovere il surnatante utilizzando una pipetta da 1.000 microlitri senza interrompere le cripte pellettate.Quindi, aggiungere 100 microlitri di matrice di gel alle cripte pellettate senza introdurre bolle d'aria. Attendere uno o due minuti fino a quando la matrice di gel è parzialmente solidificata. Quindi, piastra 10 microlitri della matrice di gel mescolati con le cripte in ciascun pozzetto di una piastra di coltura preriscaldata a 96 pozzetti per formare una forma a cupola.Attendere da 10 a 20 minuti affinché la matrice di gel sia completamente impostata posizionando la piastra in un'incubatrice a 37 gradi Celsius sotto il 5% di anidride carbonica. Infine, aggiungere 100 microlitri della soluzione di lavoro appena preparata di mezzi L-WRN integrati con antibiotici a ciascun pozzetto e incubare la piastra a 37 gradi Celsius sotto il 5% di anidride carbonica per 24 ore. Per raccogliere gli organoidi, rimuovere i vecchi mezzi dai pozzetti applicando l'aspirazione sottovuoto e fissare gli organoidi con paraformaldeide al 4% per un'ora a temperatura ambiente.Quindi rimuovere il 4% di paraformaldeide dai pozzetti mediante aspirazione sottovuoto e trattare gli organoidi con 100 microlitri di saccarosio al 30% per pozzetto a quattro gradi Celsius. Dopo 24 ore, rimuovere il 30% di saccarosio dai pozzetti mediante aspirazione sottovuoto prima di aggiungere 10 microlitri di PBS a ciascun pozzetto. Utilizzare una punta di pipetta per grattare delicatamente il fondo del pozzetto per dissociare gli organoidi contenenti la cupola.Quindi, rimuovere il PBS contenente gli organoidi dissociati dal pozzetto con una pipetta e trasferirlo in uno stampo di plastica etichettato riempito al 90% con temperatura di taglio ottimale, o OCT, composto. Continuare il processo fino a quando tutti gli organoidi sono stati rimossi da tutti i pozzi. Aggiungere 2-metilbutano a un pallone Dewar in acciaio inossidabile contenente pellet di ghiaccio secco, sufficiente a coprire il pellet.Congelare il blocco OCT contenente organoide tenendolo costantemente sopra il 2-metilbutano. Infine, conservare il blocco OCT contenente organoidi a meno 80 gradi Celsius fino al momento della sezione. L'immagine rappresentativa evidenzia la crescita di successo dei colonoidi dalle normali cripte contenenti claudina-7.Le cripte contenenti claudina-7 hanno iniziato a formare sferoidi dal secondo giorno, hanno iniziato a germogliare il quinto giorno e hanno continuato a crescere e germogliare fino a quando non sono state raccolte il nono giorno. Al contrario, le cripte prive di claudina-7 non sono riuscite a formare colonoidi appropriati. Dopo il trattamento con 4-idrossitamoxifene per due o tre giorni, le cripte knockout claudina-7 apparivano come grumi circolari di cellule.A differenza del controllo, le cripte non sono cresciute in sferoidi sani. La colorazione a immunofluorescenza per claudina-7 nel controllo raccolto e gli organoidi knockout condizionali hanno confermato il successo del knockout di claudina-7 in coltura. I colonoidi di controllo hanno mostrato pochissimo segnale apoptotico il nono giorno.Tuttavia, i colonoidi knockout claudin-7 mostravano un'alta apoptosi allo stesso tempo. Garantire una solidificazione parziale prima della placcatura. La placcatura prima della solidificazione parziale causerà la diffusione della matrice di gel e la cupola non si formerà, influenzando la sopravvivenza e la crescita delle cripte.Questo protocollo può essere utilizzato per la scoperta di farmaci, lo studio della comunicazione cellulare, il metabolismo dei farmaci, la vitalità, la proliferazione e lo sviluppo di trattamenti personalizzati specifici per il paziente. L'istituzione della cultura organoide ha rivoluzionato lo studio delle malattie e la medicina personalizzata.

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In questo video, dimostriamo una tecnica per isolare intere cripte dall'intestino tenue di un topo. Le intere cripte isolate possono essere utilizzate per propagare organoidi 3D longevi e auto-rinnovanti in vitro.

Isolamento delle cripte intestinali: un metodo per isolare intere cripte dall'intestino tenue del modello murino

La tecnologia di imaging migliorata consente l'imaging tridimensionale degli organi durante lo sviluppo. Qui descriviamo un intero sistema di coltura di organi che consente l'imaging dal vivo dei villi in via di sviluppo nell'intestino fetale del topo.

Mouse fetale Whole Intestino Sistema Cultura per Ex Vivo La manipolazione delle vie di segnalazione e tridimensionale Imaging in diretta di Sviluppo del villo

Descriviamo un metodo per stabilire enteroidi umani da cripte intestinali tenue e colonoidi da cripte del colon raccolte sia da tessuto chirurgico che da biopsie. In questo articolo metodologico, presentiamo le modalità di coltura che sono essenziali per la crescita e il mantenimento di successo di enteroidi e colonoidi umani.

Istituzione di umano epiteliali Enteroids e Colonoids dal tessuto intero e biopsia

Cellule intestinali staminali epiteliali (ISC) sono mescolati con le cellule Paneth. Queste cellule sono differenziate progenie della ISC, che supportano la ISC e fornire protezione antibatterica. Qui mostriamo come abbiamo utilizzato modelli transgenici condizionali mouse per stabilire che le cellule Paneth svolgono un ruolo cruciale nel mantenimento degli epiteli intestinali.

Protocolli per l&#39;analisi del ruolo delle cellule Paneth in Rigenerazione della murino Intestino con condizionale<em&gt; Cre-lox</em&gt; Modelli mouse

Descriviamo istruzioni passo-passo a: 1) ingegnerizzare in modo efficiente gli organoidi intestinali utilizzando nanoparticelle magnetiche per la trasduzione lentile o retrovirale e, 2) generare sezioni congelate da organoidi ingegnerizzati. Questo approccio fornisce un potente strumento per modificare in modo efficiente l'espressione genica negli organoidi per lo studio degli effetti a valle.

Ingegneria genetica degli organiidi intestinali dei topi primari utilizzando vettori virali magnetici di trasduzione nanoparticella per la sezionamento congelato

Qui, presentiamo un protocollo alla cultura umana enteroid o colonoid monostrati che hanno funzione di barriera intatta per studiare le interazioni epiteliali-microbiota ospite a livello cellulare e biochimico.

Monostrati Colonoid umana per studiare le interazioni tra gli agenti patogeni, Commensals ed epitelio intestinale Host

La procedura descrive l'isolamento dei villi dall'epitelio intestinale del topo sottoposto a dedifferenziazione per determinare il loro potenziale di formazione organoide.

3D Coltivazione di Organoidi dall'Epitelio Villi Intestinale sottoposti a Dedifferenziazione

In questo protocollo, descriviamo come generare monostrati epiteliali primari murini direttamente dalle cripte intestinali. Forniamo approcci sperimentali per generare monostrati confluenti su filtri permeabili, monostrati confluenti per la guarigione delle ferite da graffio e studi biochimici e monostrati sparsi e confluenti per l'analisi dell'immunofluorescenza.

Generazione di monostrati epiteliali del colon primario murino da cripte intestinali

Descriviamo un protocollo che descrive in dettaglio l'isolamento delle cripte del colon murino per lo sviluppo di colonoidi tridimensionali. I colonoidi stabiliti possono quindi essere differenziati terminalmente per riflettere la composizione cellulare dell'epitelio ospite prima di ricevere una sfida infiammatoria o di essere diretti a stabilire un monostrato epiteliale.

Studiare gli effetti epiteliali dell'infiammazione intestinale in vitro su colonoidi murini accertati

Descriviamo un protocollo per isolare le piccole cripte intestinali murine e la coltura di organoidi 3D intestinali dalle cripte. Inoltre, descriviamo un metodo per generare organoidi da una singola cellula staminale intestinale in assenza di una nicchia cellulare sub-epiteliale.

La coltura 3D di organoidi da cripte intestinali murine e una singola cellula staminale per la ricerca sugli organoidi

Qui descriviamo la costruzione di un sistema modello di linea cellulare intestinale tridimensionale (3D) di base e un protocollo di inclusione della paraffina per la valutazione microscopica ottica di equivalenti intestinali fissi. La colorazione di proteine selezionate consente l'analisi di più parametri visivi da un singolo esperimento per un potenziale utilizzo in studi preclinici di screening farmacologico.

Sistema modello intestinale tridimensionale (3D) di base con una componente immunitaria

Impara a coltivare organoidi colici murini per studiare le cellule staminali intestinali ex vivo. Questo metodo consente di analizzare l'effetto del knockout di claudin-7 e di esplorare nuove strategie terapeutiche per malattie gastrointestinali.

Coltura tridimensionale di cripte coloniche murine per studiare ex vivo la funzione delle cellule staminali intestinali

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