この原稿は、低酸素/再酸素化下で培養された免疫精製されたヒト絨毛性細胞栄養細胞のユニークなin vitroモデルを示しています。このモデルは、メラトニンなどの有望な治療法が、酸化ストレスの増加や胎盤機能の変化に関連する妊娠合併症に対する保護効果を研究するのに適しています。
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方法論記事
* These authors contributed equally
この原稿は、低酸素/再酸素化下で培養された免疫精製されたヒト絨毛性細胞栄養細胞のユニークなin vitroモデルを示しています。このモデルは、メラトニンなどの有望な治療法が、酸化ストレスの増加や胎盤機能の変化に関連する妊娠合併症に対する保護効果を研究するのに適しています。
このプロトコルは、絨毛の細胞栄養膜細胞が連続的な酵素消化を経て、密度遠心分離、培地勾配分離、免疫磁気精製によって胎盤からどのように単離されるかを説明しています。in vivoで観察されたように、初代培養中の単核絨毛性細胞栄養膜細胞は、72時間後に多核合胞体栄養膜細胞に分化します。正常酸素症(8%O2)と比較して、低酸素/再酸素化(0.5%/ 8%O2)を受ける絨毛性細胞栄養膜細胞は、子癇前症、早産、子宮内発育制限などの妊娠合併症でin vivoで観察されるものと同様に、酸化ストレスと内因性アポトーシスの増加を受けます。この文脈では、低酸素/再酸素化条件下で培養された一次絨毛栄養膜は、ヒト胎盤で変化するメカニズムとシグナル伝達経路をよりよく理解し、特定の妊娠障害から保護する効果的な薬剤の探索を促進するためのユニークな実験システムを表しています。ヒト絨毛栄養膜はメラトニンを産生し、その合成酵素と受容体を発現します。メラトニンは、その保護抗酸化作用により、子癇前症および子宮内発育制限の治療薬として提案されています。この論文に記載されている一次絨毛性細胞栄養膜細胞モデルでは、メラトニンは正常酸素状態の栄養膜細胞に影響を与えませんが、低酸素/再酸素化によって破壊された合胞体栄養膜細胞の酸化還元バランスを回復させます。したがって、初代培養中のヒト絨毛栄養膜細胞は、低酸素/再酸素化中の胎盤機能に対するメラトニンの保護効果の背後にあるメカニズムを研究するための優れたアプローチです。
ヒト妊娠全体にわたって、単核幹細胞である胎盤栄養膜細胞は、急速に増殖し絨毛またはextravillous細胞栄養芽層細胞のいずれかに分化します。 Extravillous細胞栄養芽層が侵入し、子宮壁のらせん動脈を改造します。絨毛細胞栄養層は、他の一方で、多核合胞体(シンシチウム)1を形成するために、増殖し分化し、ヒューズを続けます。絨毛栄養膜の恒常性の維持は、胎児の幸福と健康な妊娠のために不可欠です。実際には、絨毛栄養膜は、酸素と栄養素の母体胎児の交換を可能にし、妊娠に不可欠なホルモンを産生します。また、合胞体栄養細胞は、母体の血液循環と直接接触している唯一の細胞型であり、本質的な物理的および免疫学的障壁を提供します。したがって、合胞体栄養細胞は恒常性維持のため、アポトーシスおよび交換を受けなければならないとAVOしますID胎盤病理2-5。
Kliman らによって開発された技術。1986年の6個のヒト胎盤からの一次絨毛細胞栄養層を分離するためには、絨毛栄養膜分化に関与する分子メカニズムの研究を可能にすることによって、胎盤の研究に革命をもたらしました。密度遠心分離メディア(ポリビニルピロリドン、またはパーコールによってコーティングされたコロイダルシリカ粒子)で分離に続いてトリプシンおよびDNアーゼによる逐次酵素消化に基づいて、この古典的な技術は、現在、絨毛栄養膜細胞を単離するためのゴールドスタンダードとして認識されています。技術は、磁気免疫精製、これらの細胞の表面上の特異的抗原の示差発現に基づいて、非栄養膜細胞から絨毛細胞栄養芽層を分離する手順によって最適化することができます。私たちは、原因絨毛細胞membran上のその発現の欠如にヒト白血球抗原ABC(HLA-ABC)を選びました電子7,8。
胎盤は、妊娠中の酸素レベルの劇的な変化を受ける器官です。妊娠初期では、酸素の比は、第二及び第三のトリメスターに生理学的に非常に低い(2%O 2)が、酸素の穏やかなレベルに増加する(8%O 2)です。 Tuuli ら 9は、胎盤絨毛内部の栄養膜環境のin vitroでの再生が酸素化レベルでの挑戦とばらつきがあっても表現型の変化につながる可能性があることを説明しました。したがって、妊娠8,9の第三期中の胎盤絨毛に見られる酸素分圧を模倣するために正常酸素として8%の酸素を採用することが示唆されます。 Chenら 10は、広く栄養膜細胞培養における酸素分圧に関連するいくつかの変数を検討し、細胞周囲環境の酸素レベルを決定することの重要性を実証しました。絨毛中の酸素の濃度が増加する傾向にあります脈管形成に起因します。常に胎盤絨毛増加の血流および過酸化水素(豊富な反応性酸素種)のレベルは、脈管11,12を制御する重要な信号です。妊娠合併症、脈管形成の欠如は、低酸素状態を生成し、そしてより重要なことには、酸素の間欠的な変形は、(低酸素/再酸素化と呼ばれます)。これらの条件は、胎盤と胎児の生存率13,14を損なう酸化ストレスの異常な増加につながります。次のように栄養膜細胞が低酸素/再酸素化のエピソードの間に生体内で受ける改変は、in vitroで模倣することができる。彼らは合胞体栄養細胞に分化するまで、絨毛細胞栄養層は、酸素正常状態(8%O 2)下に維持されています。次いで、それらを酸素正常状態(再酸素化)の追加の18時間、続いて4時間、低酸素条件(0.5%O 2)に供されます。この低酸素/再酸素化のアプローチを使用して、元のトロホブラスト特定の妊娠合併症で観察されているように、調節解除酸化還元状態と内因性アポトーシス8のレベルの増加をhibit。したがって、これは胎盤性低酸素症/再酸素化に関連した妊娠合併症に対処するために新たな予防・治療法を評価するインビトロモデルに有用です。
胎盤細胞は、例えば、酸化ストレスおよび胎盤機能不全15を回避する能力など、いくつかの重要な機能を有し、メラトニンを生成します。ここで、我々は、分子細胞および機能レベル8で胎盤栄養膜細胞におけるメラトニンの保護効果を実証するために使用される実験的なアプローチとセルモデルを提示します。
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胎盤は、インフォ患者の同意と倫理委員会(CHUMサンリュック病院とINRS-研究所アルマン-フラピエの承認を得て、直ちにCHUMサンリュック病院、モントリオール、QC、カナダでの合併症のない妊娠からの自発的な膣分娩後に得ましたラバル、QC、カナダ)。
絨毛細胞栄養芽層細胞の1単離および精製
2.インビトロ Inductio酸素正常状態のnおよび低酸素/再酸素化
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経膣分娩で得られた正常期間胎盤から絨毛栄養膜細胞の単離と免疫精製は、1×10 8の生細胞が得られました。胎盤は、350グラムの重量を量った円盤状の形状と透明膜で4センチ、直径19センチ、でした。いいえ子葉奇形は検出されませんでした。臍帯は傍局在と56センチメートルの長さを有していました。純度は、ビメンチンおよびサイトケラチン7マーカーを用いたフローサイトメトリーによって評価しました。細胞の98%以上が免疫精製から得られた絨毛栄養膜細胞の純度を確認し、サイトケラチン7ビメンチンについて陰性および陽性でした。絨毛細胞栄養芽層細胞を1mMのメラトニンの存在下または非存在下で正常酸素条件下で96ウェル培養プレートに添加しました。絨毛細胞栄養芽層の生化学的分化は、以下のようにβヒト絨毛性ゴナドトロピン(β-hCGの)分泌のレベルを決定することによりモニターしました以前1,7,20,21説明。形態的分化とアポトーシスは、抗デスモプラキン及び抗カスパーゼ切断サイトケラチン18、中間フィラメント7,22を用いて免疫蛍光法に...
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哺乳類では、胎児の発育が十分な胎盤機能に直接依存しています。健康障害の発生起源は、その後の人生で明らかに病気の原因は早期開発に胎盤が胎児プログラミング30-32で機構的な役割を持っていることをさかのぼることができ仮説に基づいています。胎盤は胎児の成長と発展の重要なメディエーターである:それは、栄養移動を規制する有害な暴露から保護し、主要な内分泌機能を有しています。 Kliman らによる開発。実行可能な一次細胞栄養層を分離するための再現可能な技術のは、正常および異常な胎盤機能6の研究で画期的な出来事です。多くの研究者は、胎盤生理18,20,33,34を理解するために、in vitroで特定の条件を再現するために、この技術を適応しています。 Petroff らによって記載されたように 、多くの手順は、単離されたCYTOの精製および堅牢な収率を保証するために重要です栄養膜細胞18。例えば、消化ステップは、生存可能な単離された細胞栄養層のより多く、そ...
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著者らは開示するものは何もない。
カナダ自然科学工学研究評議会(NSERC((no.262011-2009)からのCVへの助成金とMarch of Dimes Social and Behavioral Sciences Research)CVおよびJTSへの助成金:およびMinistère de l'éducation, de l'Enseignement supérieurs et de la recherche (MEESR)-Fonds de recherche du Québec (FRQ(Nature et technologies)およびArmand-Frappier INRS財団からのLSFへの学生資格による支援を受けています。 Réseau Québécois en Reproduction-NSERC-CREATEのHCから、Canadian Institutes of Health Research(CIHR)とFRQ-SantéのAAHT、NSERCのJBPへ。Conselho Nacional de Desenvolvimento Cientìfico e Tecnològico (CNPq) と Programme de bourses d'excellence pour étudiants étrangers MEESR-FRQNT から EMAS へのフェローシップによって。
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| 名前 | 会社 | カタログ番号 | コメント |
|---|---|---|---|
| 湾曲したメッツェンバウムはさみ | シャンドン | 9212 | 手術器具(細胞分離)(2ユニット) |
| スプリンター鉗子ファイン41/2フィ | ッシャーブランド | 13-812-42 | 手術器具(細胞分離)(2ユニット) |
| はさみ4.5 Str解剖 | フィッシャーブランド | 08-940 | 手術器具(細胞分離)(2ユニット) |
| ガーゼスポンジ10 cm x 10 cm | ディナルヘルス | ||
| 長方形ガラスグラタンディッシュパイ | レックス | 1105397 | ガラス製品(2.8リットル) |
| ファンネルブフナー | クアーズテック社 | 10-356E | ガラス製品(直径114ミリメートル) |
| 時計ガラス | pyrex | 9985100EMD | ガラス製品 |
| ホルマリン溶液、中性緩衝液、10% | Sigma-Aldrich | HT501128-4L | 組織組織固定液 |
| トリプシン化フラスコ | ウィートン | 355395 | ガラス製品 (1 ユニット) |
| 使い捨て培養チューブ | Kimble | 73750-13100 | ガラス製品 |
| ホウケイ酸ガラス パスツールピペット (22.8 cm) | フィッシャーブランド | K63B1367820C | ガラス製品 |
| 250 ml ガラス ビーカー | フィッシャーブランド | KFS14005250 | ガラス製品 |
| キャップ付きガラス メディア ボトル | フィッシャーブランド | KFS14395250 | ガラス製品 (8 ユニット) |
| 50 ml コレックス チューブ | コーニング | 8422-A | (1ユニット) |
| 15 ml ポリスチレン遠心チューブ | コーニング | 430791 | |
| 50 ml ポリスチレン遠心チューブ | コーニング | 430829 | |
| 10 ml セロジカルピペット | コーニング | 11415038 | |
| セルストレーナー 100 μm ナイロン | コーニング | 431752 | |
| 吸収ライナー | サイエンスウェア | 1199918 | |
| 500 mlボトルトップフィルター | コーニング | ポア:0.22 &マイクロ;m /ミディアムおよびHBSS調製 | |
| mlのリオジェニックバイアルコー | ニング430488 | ||
| 凍結容器、Nalgene Mr. Frosty | Sigma-Aldrich | C1562-1EA | |
| 蠕動ポンプ | Pharmacia Fine Chemicals | P3モデル | |
| 振とうウォーターバス | フィッシャー | モデル127 | |
| 真空ポンプ | ABM | 4EKFS6CX-4 | |
| 塩化ナトリウム | フィッシャーブランド | EC231-598-3 | 生理食塩水0.9% |
| ハンク緩衝塩溶液(Hbss) | Sigma-Aldrich | H2387 | 数量:消化液1Lに対して9.25(1バイアル) |
| ドロキシピペラジンエタンスルホン酸(Hepes) | Life Technologies | 15630-080 | 消化液1Lに対して25ml(1M) |
| プシンI型 | Sigma-Aldrich | T8003 | 9,888 U |
| デオキシリボヌクレアーゼIV型 | ロシュ | 10-104-159-001 | 402,000 U |
| 塩化カルシウム | Sigma-Aldrich | C4901 | 100 mM |
| 硫酸マグネシウム | Baker | 2500-01 | 800 mM |
| ダルベッコs Modified Eagle Medium High Glucose (DMEM) | Life Technologies | 10564-045 | |
| ペニシリン/ストレプトマイシン 硫酸塩 | Hyclone | SV30010 | |
| Fetal Bovine Serum | Corning | 35-010-CV | |
| Percoll | Sigma-Aldrich | P1644 | 密度遠心分離培地勾配。容量:36 ml |
| イソプロパノール | Acros | 42383-0010 | 50 ml |
| ジメチルスルホキシド | Sigma-Aldrich | 472301 | |
| Automacs マグネティックセパレーター | ミルテニー・バイオテック | 003 | |
| オートマック コラム | Miltenyi Biotec | 130-021-101 | |
| Automacs ランニングバッファー | Miltenyi Biotec | 130-091-221 | |
| http://www.miltenyibiotec.com/~/media/Images/Products/Import/0001100/IM0001131.ashx?force=1 Automacsリンス液 | Miltenyi Biotec | 130-091-222 | http://www.miltenyibiotec.com/en/products-and-services/macs-cell-separation/cell-separation-buffers/automacs-rinsing-solution.aspx |
| 抗ヒト HLA Abc 精製クローン W6/32 | Affymetrix eBioscience | 14-9983-82 | 抗マウス |
| 抗体 抗マウス Igg Microbeads | Miltenyi Biotec | 130048401 | |
| マルチプル ウェル プレート - 6 ウェル ウィズ蓋 | コーニング | 3335 | 細胞結合面 |
| マルチプルウェルプレート - 24 ウェル | 蓋付き コーニング | 3337 | セル結合面 |
| マルチプルウェルプレート - 96 ウェル 蓋付き | コーニング | 3300 | セル結合面 |
| モジュラーインキュベーターチャンバー | Billups-Rothenberg | MIC-101 | 2つのセットは、正常酸素と低酸素/再酸素化条件を同時に生成するために必要です |
| シングルフローメーター | Billups-Rothenberg | SFM3001 | |
| 50 mm インラインフィルター | Whatman | 6721-5010 | PTFE、細孔:1.0 & マイクロ;m |
| ガスレギュレータ | プロスター | PRS301233 | 2個セットは、ノルモキシアと低酸素/再酸素化条件を同時に生成するために必要です |
| ガスホース クラスVi クリア 5/16 | Parker | 100-05070102 | 3個入り ~ 0.5 m |
| 17 mm 調整可能ガスホースクランプ | タイラップ | THCSS-16 | |
| Normoxia ガスボンベ | Praxair | NI CDOXR1U-K | サイズ K (3rd トリメスターの組成: 5% CO2, 8% O2, Bal. N2) |
| Normoxia ガス ボンベ | Praxair | NI CDOXR1U-K | サイズ K (3rd トリメスターの組成: 5% CO2、0.5% O2、Bal. N2) |
| 酸素微 | 小電極 INC | 84477 | |
| 酸素アダプター微 | 小電極 INC | 3572 | |
| ROS 検出試薬: CM-H2DCFDA | Invitrogen | C-400 | |
| β-hCG ELISAキット | DRG internatinal | EIA-4115 | |
| Anti-Vimentin purified antibody | eBioscience | 14-9897 | 宿主:マウス |
| Anti-Cytokeratin 7 (FITC) 抗体 | Abcam | ab119697 | ホスト: マウス |
| Alexa Fluor 488 ヤギ Anti-mousse IgG H&L抗体 | ライフテクノロジー | ズ A-11029 |
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