分離したフローティング e10.5 膵前駆細胞と関連付けられて間充織から 3 D マウス pancreatoids を表現するインスリンを生成するプロトコルを紹介します。
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方法論記事
分離したフローティング e10.5 膵前駆細胞と関連付けられて間充織から 3 D マウス pancreatoids を表現するインスリンを生成するプロトコルを紹介します。
膵臓は、血液グルコースの恒常性と消化を調節する一緒に働く多くの異なったセルタイプから成る複雑な器官です。これらの細胞型には酵素分泌腺房細胞、腸、およびホルモン産生の内分泌細胞に酵素の輸送を担う葉状管システムが含まれます。
内分泌のベータ細胞は、血糖値を下げるインシュリンを作り出すボディの唯一のセル タイプです。糖尿病、損失または β-細胞の障害によって特徴づけられる病気大流行に達しています。したがって、スクリーニング目的のため使用して、薬物および細胞ベースの治療を派生できます β 細胞の開発を調査するためのプロトコルを確立することが不可欠です。マウス開発の実験的調査が不可欠ですが、生体内での研究は手間と時間がかかるです。培養細胞のスクリーニング; もっと便利なプラットフォームを提供します。しかし、彼らは細胞の多様性、建築の組織、および発見した細胞間相互作用を維持することは体内。したがって、膵の形態形成と生理学を調査するための新しいツールの開発が不可欠です。
細胞を整理して複雑な生理学的に有能な大人の臓器に分化膵上皮細胞器官形成の発症から間充織と密接に関連開発します。膵間充織は、多くのよく理解されていません、まだこうして体外培養中に要約することは困難内分泌の開発のための重要な信号を提供します。ここでは、pancreatoids と呼ばれる、間充織を保持文化複雑なマウスの立体化、細胞オルガノイドするプロトコルについて述べる.E10.5 マウス膵芽は解剖、解離、足場のない環境で養殖。浮遊細胞これらは自己開発の pancreatoid と堅牢な内分泌ベータ細胞、腺房と管細胞と一緒に開発数を包み込む間充織と組み合わせてください。このシステムは、器官形成中、や薬物、小さい分子、または遺伝学的スクリーニングの細胞運命決定、構造、形態形成、細胞間の相互作用を研究するために使用できます。
正常な発達の生理機構の輪郭を描くは、疾患の病因を理解し、最終的に治療法を育成に重要です。養殖と幹細胞の差別化により、開発を迅速かつ高スループット分析、細胞の運命を制御するメカニズムに関する知識の既存のボディによって制限されます、人工的に開発を繰り返す、比較的均質な二次元の状態1,2。だけでなく、ニッチおよび環境の異なる細胞型と外因性の影響によって影響を受ける生体の開発は器官形成を導くためパラクリン シグナルと組織的支援を提供して、これらの細胞の機能にも依存、ガイダンス3,4、5の周辺。これらの外部の手がかりの重要性、差別化プロトコルの制限およびマウス モデル生体内での骨の折れる性質を考えると、新しいシステムが実験的基本的な発達過程および生理学を調査するため必要です。
3次元、複雑なオルガノイドを生成するプロトコルの出現も病態. 、薬効、生理器官形成研究に便利と合同システムを提供します。6腸胃7などさまざまなシステムが器官形成の私達の理解を拡大しているためマウス オルガノイドの確立、体内よりも少ない制限で発達の複雑性を研究するためのツールを提供します。生体外モデル。形成とひと多能性の出現により幹細胞、ひと腸8、網膜9, 腎10,11, マウス organoid のこれらの進歩のためと脳12オルガノイドを生産されているとこレパートリーは、開発のメカニズムに関する既存の知識によってのみ制限されます。
特定の関心は膵オルガノイドの世代として病気の無数の膵外分泌不全13、膵炎14、腺房細胞の腺房細胞、ダクトを含む種類の異なる膵細胞を悩ませていると糖尿病15のベータ細胞。これらの異なる細胞型の開発に関する知識を得る彼らの病理を理解することに役立つ可能性が、パーソナライズされた薬剤のスクリーニングまたは移植のためのプラットフォームとして使用できます、また。Greggioらが生体の形態形成を要約し、すべての主要な膵上皮細胞から成る組織、立体的で複雑な構造を開発するマウスの膵オルガノイドを作成する手法を開発する以前は、16,17 を種類します。これは膵の分野で主要な前進、体外特にとして作る細胞はベータ細胞の生物学的調査を有効にできます。ただし、内分泌細胞の不足は、ニッチが対話できるし、指導手掛かり17を提供する組織に、オルガノイドを移植しない限り、このプロトコルで結成。間充織が大きく内分泌はく離と分化3,4を含む後の段階に器官形成の初期段階から開発の上皮を包み込む、ニッチの最も大きい部分を構成します。 18。発展途上膵臓と間充織相互作用はまだ器官形成を研究する外因性シグナリングと体内細胞複雑さを維持することの重要性の別の例です。
ここでは、解離の e10.5 マウス膵前駆細胞からの pancreatoids と呼ばれる三次元の膵オルガノイドを生成する方法について述べる。これらの pancreatoids ネイティブ間充織を保持、自己をフローティング状態で組み立てるし、堅牢な内分泌のベータ細胞19数など、主要な膵細胞型をすべて生成します。この方法は、以前のプロトコルは、堅牢な内分泌分化を欠いているように内分泌の開発の分析に最適です。ただし、膵オルガノイドのプロトコルを使用して Greggioらは膵上皮分岐の形態形成解析に適してのとおり分岐と限定 pancreatoids。
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このメソッドに記載されているすべての動物実験は、機関動物ケアおよび使用委員会のベイラー医科大学によって承認されました。
1. マウス胚日 10.5 膵前駆細胞の調製
注: このプロトコル必要はありません手順 2 まで無菌条件の下で続くことにしかし、それは解剖ツールを殺菌し、使用する前に 70% エタノールをスプレーするが最適。
2. Pancreatoids を形成する解離前駆細胞の培養
注: 次は滅菌滅菌の標準の手順を使用して、標準のティッシュ文化フードの雰囲気の中で実行する必要があります。
3. 蛍光イメージングのための Pancreatoids の処理
4. 転写解析のための Pancreatoids からの RNA の隔離
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子宮角から e10.5 のマウス胚を細かくは、さらに郭清 (図 1A) の PBS で無傷の胚を得られるはず。消化管は、胚 (図 1B)、腸および胃 (図 1C F) の接続点で背側膵原基の洞察力を許可するから効率的に削除できます。E10.5 膵芽以前特徴付けされています。前駆細胞はPdx1、Sox9、Ptf1a、およびHes120,21,22,23を表現しなければなりません。組織の処理手順に従って、解離の...
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細胞培養モデルの進行は、適切にモデル開発、臨床的に関連する細胞の種類、試験薬の有効性、または患者にも移植を生成に不可欠です。ただし、我々 は器官形成と生理のメカニズムの理解には程遠い、挑戦は皿に開発を人工的にさた体内。こうして体外細胞が効率的に生成された、完全に機能しない、時間の長い期間のために維持されるまたは匹敵する細胞を体内からその他の異常を港にできません。多くの異なったセルタイプ対話開発および生理学に影響を与える複雑な形態形成の変化が発生するためです。体外の利便性を組み合わせることで開発の続行方法の理解を得る体内の開発の複雑さを維持しながらシステム生物医学の研究のための貴重なツールを与えます。
オルガノイドの開発は有望な道の開発の複雑さをモデル化です。このプロトコルのネイティブ間充織を保持し、pancreatoids はグルコース応答を示さないにもかかわらず確実内分泌細胞を生成する pancreatoids と呼ばれる、膵臓オルガノイドの作り方の概要を説明します。このツールは、生体内で見...
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著者が明らかに何もありません。
プロトコルおよび原稿に関する有用な議論ありがとう省 Jolanta Chmielowiec。また、ベンジャミン ・ Arenkiel は共焦点顕微鏡へのアクセスに感謝我々。この作品は NIH (P30 - M.B. への DK079638) と T32HL092332-13 M.A.S. と M.B. と (M.B.) にマクネア医療財団、BCM 知的、発達障害研究センターの共焦点のコアによって支えられた (ユニスから NIH U54 HD083092ケネディ ・ シュライバー国立研究所母子保健と人間開発)。
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| 名前 | 会社 | カタログ番号 | コメント |
|---|---|---|---|
| 2-メルカプトエタノール | Sigma-Aldrich | M6250 | |
| キャリブレーション済みマイクロキャピラリーピペット用アスピレーターチューブアセンブリ | Sigma-Aldrich | A5177 | |
| BarnStead NanoPure ヌクレアーゼフリー水 | サーモフィッシャー | D119 | |
| ホウケイ酸キャピラリーチューブ | サッター器具 | GB1007515 | O.D. 1mm, I.D. 0.75mm, 1.5cm 長さ |
| CaCl2 | Sigma-Aldrich | C5080 | |
| 撥細胞剤 96ウェルマイクロプレート | Greiner Bio-One | 650970 | U底 |
| 遠心分離機 5424 R | Eppendorf | 5401000013 | |
| Chloroform | Sigma-Aldrich | 233306 | |
| Chromogranin-A antibody | Abcam | ab15160 | |
| コンパクトモジュール式実体顕微鏡 M60 | Leica | ||
| Countess 自動セルカウンター | Invitrogen | C10310 | |
| カウントスセルカウンタースライド | Invitrogen | C10312 | |
| CryoStar NX70 | ThermoFisher | 957000L | |
| D-(+)-Glucose | Sigma-Aldrich | G7528 | |
| DAPI(4',6-ジアミジン-2'-フェニルインドール-二塩酸塩) | ロシュ | 10 236 276 001 | 粉末 |
| DBA 抗体 | ベクター ラボ | RL-1032 | |
| ディスパーゼ II, 粉末 | ギブコ 17105041 | ||
| DMEM/F-12, HEPES | ギブコ | 11330032 | |
| ドナーゼ I | Invitrogen | 18068-015 | |
| デュモン #5 鉗子 | ファイン サイエンス ツール | 11251-10 | 0.05 x 0.02 mm;チタン;生物学のヒント |
| EGF(上皮成長因子) | Sigma-Aldrich | E9644 | |
| エタノール、200 Proof | Decon Laboratories | 2716 | |
| Forma Steri Cycle CO2 Incubators | ThermoFisher | 370 | |
| Fluoromount-G | Southern Biotech | OB10001 | |
| 豚腸粘膜からのヘパリンナトリウム塩 | Sigma-Aldrich | H3149-10KU | |
| INSM1抗体 | Santa Cruz BioTechnology | sc-271408 | ポリクローナルマウスIgG |
| イソプロパノール | フィッシャー | a4164 | |
| Isothesia Isoflurane, USP | Henry Schein | 11695-6776-2 | |
| インスリン抗体 | Dako | A056401 | ポリクローナルモルモット |
| KAPA SYBR FAST Universal | KAPA Biosystems | KK4618 | |
| KCl | KaryoMax | 10575090 | |
| ノックアウト血清補充 | Invitrogen | 10828028 | |
| Leica TCS SPE 高分解能スペクトル共焦点 | Leica | ||
| MgCl2 | Sigma-Aldrich | 442615 | |
| マウス C-ペプチド ELISA | ALPCO | 80-CPTMS-E01 | |
| マウス 超高感度インスリン ELISA | ALPCO | 80-INSMSU-E01 | |
| MX35 ミクロトームブレード | サーモフィッシャー | 3052835 | |
| NaCl | Sigma-Aldrich | S7653 | |
| NaHCO3 | Sigma-Aldrich | S3817 | |
| NaH2PO4 | Sigma-Aldrich | ||
| ノーマルロバ血清 | ジャクソン免疫研究 | 017-000-121 | |
| パラホルムアルデヒド | Sigma-Aldrich | 158127 | |
| PBS 1X | Corning | 21-040-CV | |
| Pdx1 抗体 | DSHB | F6A11 | モノクローナルマウス MIgG1 |
| Peel-A-Way 使い捨て埋め込み金型 | VWR | 15160-157 | |
| ペニシリン-ストレプトマイシン溶液 | Corning | MT30002CI | |
| PMA (Phorbol 12-Myristate 13-アセテート) | Sigma-Aldrich | P1585 | |
| タンパク質LoBindマイクロ遠心チューブエ | ッペンドルフ | 22431081 | 1.5mL容量 |
| 組換えヒトFGF-10タンパク質 | R&D Systems | 345-FG | |
| 組換えヒトFGF-酸性 | Peprotech | 100-17A | |
| 組換えヒトR-Spondin Iタンパク質 | R&D Systems | 4546-RS | |
| BenchRocker 2D | Benchmark | BR2000 | |
| ショ糖 500g | Sigma-Aldrich | S0389 | |
| SuperFrost Plus 顕微鏡スライド | Fisher Scientific | 12-550-15 | |
| Super Pap Pen | Electron Microscopy Sciences | 71310 | |
| Thermomixer R | Eppendorf | 05-412-401 | |
| Tissue Tek O.C.T. コンパウンド | Sakura | 4583 | |
| Triton X-100 | Sigma-Aldrich | T8787 | |
| TRIzol 試薬 | Invitrogen | 15596018 | |
| TrypLE Express | Invitrogen | 12604039 | (1x), no Phenol Red |
| Trypan Blue Stain | Invitrogen | 15250061 | 細胞計数スライド用 |
| Trypsin-EDTA (0.05%) | コーニング | 25-052-CI | |
| トリプシン-EDTA (0.25%) | ギブコ | 25200072 | フェノールレッド |
| 超低アタッチメント 24ウェルプレート | コーニング | 3473 | |
| 超低アタッチメント スフェロイドプレート 96ウェル | コーニング | 4520 | |
| ビメンチン抗体 | EMD ミリポア | AB5733 | ポリクローナルチキン IgY |
| ボルテックス ジーニー | BioExpres | S-7350-1 | |
| Y-27632二塩酸塩 | R&D Systems | 1254 | 別名 ROCK 阻害剤 |
| ツァイス 710 共焦点顕微鏡 | ツァイス |
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