筋骨格損傷に関連する創傷治癒の研究は、しばしば、シュワン細胞(SC)、ケラチノサイト、および線維芽細胞間の インビトロ 相互作用の評価を必要とする。このプロトコルは、ヒト包皮からのこれらの初代細胞の単離、培養、および特性評価を記述している。
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筋骨格損傷に関連する創傷治癒の研究は、しばしば、シュワン細胞(SC)、ケラチノサイト、および線維芽細胞間の インビトロ 相互作用の評価を必要とする。このプロトコルは、ヒト包皮からのこれらの初代細胞の単離、培養、および特性評価を記述している。
このプロトコールは、皮膚の迅速な酵素解離を用いた高収率および生存率を有するヒト初代細胞の単離方法、培養条件、および特性評価を記載する。初代ケラチノサイト、線維芽細胞、およびシュワン細胞はすべて、ヒト新生児包皮から採取され、標準的なケア手順に従って入手可能である。除去された皮膚を消毒し、皮下の脂肪と筋肉をメスを用いて除去する。この方法は、表皮層および真皮層の酵素的および機械的分離、続いてこれらの表皮層のそれぞれから単一細胞懸濁液を得るためのさらなる酵素消化からなる。最後に、単一細胞を標準的な細胞培養プロトコルに従って適切な細胞培養培地中で増殖させ、数週間にわたって増殖および生存率を維持する。このシンプルなプロトコルを組み合わせることで、皮膚神経モデルの in vitro 評価のために、単一の皮膚から3つの細胞タイプすべてを単離、培養、および特性評価することができます。さらに、これらの細胞は、創傷治癒に関連する培養においてロボット的に行われる傷の形で、互いに対するそれらの効果および in vitro 外傷に対するそれらの応答を測定するために、共培養において一緒に使用することができる。
生体組織由来の初代細胞を in vitro 条件下で培養すると、生理状態1によく似ており、生理学的・病態生理学的過程を調べるのに理想的なモデルとなっています。皮膚には、ケラチノサイト、線維芽細胞、皮脂細胞、メラノサイト、シュワン細胞(SC)を含む複数の細胞タイプが含まれており、 これらはインビトロ 実験のために単離および培養することができる。ケラチノサイト、線維芽細胞、およびSCを単一の皮膚片から単離および培養する方法は、記載されていない。このプロトコルの目標は、1)真皮SCの単離および培養のための信頼性が高く再現可能な方法を確立すること、および2)単一のヒト包皮からケラチノサイト、線維芽細胞、およびSCを単離するための効率的で堅牢な方法を使用することの2つである。
現在、皮膚ケラチノサイト2、3、4および線維芽細胞5,6を単離するための確立されたプロトコルがある。これらの研究は、皮膚からのケラチノサイト、線維芽細胞、またはその両方の単離を記述しているが、ヒト皮膚から初代SCの培養を確立する方法を扱うプロトコルはない。最近の研究は、ニューロンSCがケラチノサイトおよび線維芽細胞の細胞プロセスを調節し、正常な皮膚生理学的機能を調節することを示唆している7。したがって、SCは皮膚の恒常性に重要であり、隣接する皮膚細胞型の挙動に影響を与える生理機能を調節するのに実質的に寄与する8。したがって、これらの各細胞型の単離を可能にするプロトコルは、細胞間通信または細胞型間のクロストークを含むin vitro実験に理想的である。
このプロトコルは、単一の皮膚片からの初代細胞の個々の細胞培養物の確立を記述する。このプロトコールは、利用可能な組織の量が限られている場合に特に有用である。さらに、単一のドナーから3つの細胞型すべてを単離することで、所望の実験中の遺伝学の影響を軽減しながら、細胞型間の堅牢な比較または共培養実験が可能になります。
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研究目的での非同定ヒト包皮組織の取得および使用は、ペンシルベニア州立医科大学治験審査委員会(IRB #17574)によってレビューされ、「ヒト研究ではない」という決定を受けた。
注:以下のプロトコルに従うことによって、2.4 x 106ケラチノサイト、4.4 x 106線維芽細胞および1.1 x106 SCが単一の包皮から得られる。一般に、これらの初代細胞は、実験条件に応じて3継代に用いることができる。
1. 初代細胞の単離と培養条件
2. 免疫蛍光による表皮角化細胞、真皮SC、線維芽細胞タンパク質マーカーの検証
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正常な新生児包皮は、初代表皮角化細胞ならびに真皮SCおよび線維芽細胞の単離に使用した。単離した初代細胞を、成長因子を含む各細胞培養培地で培養した。SCsおよび線維芽細胞を培養フラスコに播種した後、ほとんどの細胞は2時間以内にフラスコの底に接着した。ケラチノサイトの場合、ほとんどのケラチノサイトは24時間で接着した。単離された表皮初代ケラチノサイトは、7日目までに85%コンフルエントに達し、特徴的な細胞形態(石畳状)を示した(図1A)。SCは5日目までに95%の合流点に達し、双極または三極の形をしたように見えた(図1B)。線維芽細胞培養物は4日目までに95%コンフルエントに達し、ほとんどの細胞は紡錘体形状形態を示した(図1C)。細胞型特異的タンパク質発現は、免疫蛍光染色によりこれらの培養物において確認された。ケラチノサイトは、K10(分化マーカー)およびK14(増殖マーカー)タンパク質に対して陽性であった(図2A
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このプロトコルは、包皮の単一片から3つの異なる細胞集団、すなわちケラチノサイト、線維芽細胞、およびシュワン細胞を単離する方法を記載する。ケラチノサイトおよび線維芽細胞2,3,5,6を単離するために利用可能な単離プロトコルはいくつかあるが、SC単離を記載するものはない。皮膚の重要な構造細胞、ケラチノサイト、線維芽細胞とは別に、皮膚は感覚求心性構造と自律神経遠心性によって高度に神経支配されています。感覚求心性は、軽い接触、振動、痛み、かゆみ、および熱い感覚と冷たい感覚の伝達において重要な役割を果たします。自律神経滓性は汗腺と耳介のピリ筋を神経支配する9.各神経軸索は、末梢神経系のグリア細胞であるSCによって鞘付けされている。SCが軸索再生をサポートするため、SCの研究および臨床的関心が大幅に高まっている1...
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他のすべての著者は、競合する金銭的利益はないと宣言しています。
ファディア・カマル博士とレイアド・エルバーバリ博士に、ラボ機器と技術サポートの使用を許可してくれたことに感謝します。この研究は、ペンシルベニア州立大学ハーシー医療センターからの制度的支援に加えて、NIH(K08 AR060164-01A)およびDOD(W81XWH-16-1-0725)からJ. C. E.への助成金によって支援されました。
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| 名前 | 会社 | カタログ番号 | コメント |
|---|---|---|---|
| 0.22 以上M滅菌フィルター(Millex-GPシリンジフィルターユニット、ポリエーテルスルホン) | MilliporeSigma | SLGPR33RS | |
| 70 µM細胞ストレーナー | CELLTREAT | 229483 | |
| 100 & micro;M細胞ストレーナー | CELLTREAT 229485 | ||
| 1 mL 使い捨てシリンジ | BD Luer-Lok | BD-309659 | |
| 5 mL 使い捨てシリンジ (シリンジ滅菌、単回使用) | BD Luer-Lok | BD309646 | |
| 10 mL 使い捨てシリンジ | BD Luer-Lok | BD305462 | |
| 1% TritonX-100 | Sigma | X100-1L | 使用時に調製 |
| 4%パラホルムアルデヒド溶液 | サーモフィッシャーサイエンティフィック | J19943。K2 | 4°ですぐに使用および保管できます。C |
| 5% BSA | Sigma | A7906-100G | 使用時に調製 |
| 70% エタノール | Pharmco | 111000200 | |
| 抗生物質 | ScienCell Research | 503 | |
| Chemometec Vial1-Cassette | Fisher Scientific | NC1420193 | |
| Collagenase | Gibco | 17018-029 | |
| Coverslip | Fisherbrand | 12544D 22*50-1.5 | |
| ディスパーゼ I | Sigma-Aldrich | D46693 | |
| DMEM 基礎培地 | ScienCell Research | 9221 | |
| Ca2+ および Mg2+ を含まないダルベッコのリン酸緩衝生理食塩水 (DPBS) | コーニング | 21-031-CV) | |
| Nunc 15 mL 円錐形滅菌ポリプロピレン遠心分離チューブ | ThermoFisher Scientific | 339651 | |
| Nunc 50 mL 円錐形滅菌ポリプロピレン遠心チューブ | ThermoFisher Scientific | 339653 | |
| 1.5 mL 微量遠心チューブ | Fisherbrand | 02-681-5 | |
| ウシ胎児血清 (FBS) | ThermoFisher Scientific | 10082147 | |
| Fibroblast complete medium | ScienCell Research | 2331 | |
| ヤギ抗マウスIgG (H+L) 高交差吸着二次抗体、Alexa Fluor 594 | Invitrogen | A11032 | 希釈 (1:500) |
| ヤギ抗ウサギIgG (H+L) 交差吸着二次抗体、Alexa Fluor 488 | Invitrogen | A11008 | 希釈 (1:500) |
| ハンクス緩衝生理食塩水 (HBSS 緩衝液) | ロンザ | CC-5022 | |
| 人間の包皮 | 研究目的で匿名化された人間の包皮組織(治験審査委員会-IRB#17574)。 | ||
| KGM-GOLD ケラチノサイト培地 (KGM gold and supplements) | Lonza | 00192151 and 00192152 | |
| Mouse alpha-smooth muscle actin antibody | ThermoFisher Scientific | 14-9760-82 | 希釈 (1:200) |
| Mouse Cytokeratin14 antibody | Abcam | ab7800 | Dilution (1:100) |
| Mouse S100 antibody | ThermoFisher Scientific | MA5-12969 | 希釈 (1:200) |
| マルチチャンバー (4 ウェルスライドガラス) | Tab-Tek | 154526 | |
| NucleoCounter -Via1-Cassette | Chemometec | 941-0012 | |
| Poly-L-Lysisne (PLL) | ScienCell Research | 32503 | |
| ProLong Gold Anti-fade Mountant with DAPI | Invitrogen | P36935 | |
| Rabbit K10 antibody | Sigma-Aldrich | SAB4501656 Dilution(1分100秒) | |
| ウサギp75-NTR抗体 | ミリポア | AB1554 | 希釈(1:500) |
| ウサギビメンチン | プロテインテック | 10366-1-AP | 希釈(1:200) |
| シュワン細胞培養培地 | サイエンセルリサーチ | 1701 | |
| ピンセットデュモンストレートエクストラファインチップデュモスター、5 | ロス | LH75.1 | 使用 |
| 前に70%アルコールで滅菌してくださいアイリスハサミ、シャープ/シャープ。長さ4–3/8インチ(111mm) | コッドマン | 54-6500 | 前に70%アルコールで滅菌滅菌 |
| 滅菌外科用鋭利な刃(デュロエッジエコノミーシングルエッジブレード) | カミソリブレード会社 | 94-0120 | 前に70%アルコールで滅菌 |
| T25培養フラスコ | コーニング | 353109 | |
| トリプシン中和バッファー(TNS) | ロンザ | CC-5002 | |
| トリプシン/ EDTA | ロンザ | CC-5012 | |
| 倒立顕微鏡 | ZEISS | Axio Observer 7-Axiocam 506モノラル–Apotome.2 | 染色細胞を含むチャンバースライドの免疫蛍光測定用 |
| 倒立顕微鏡 | ZEISS | Primovert | の接着または剥離の可視化/観察用 |
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