この原稿では、初代水晶体上皮細胞(LEC)を培養するための詳細なビデオプロトコルの概要を説明し、白内障および後嚢混濁(PCO)の再現性を向上させ、研究を支援することを目的としています。レンズの解剖、LECの分離、バリデーションに関するステップバイステップの説明を提供し、特にこの分野の初心者にとって貴重なガイドとなります。
このコンテンツを表示するには、JoVEへの購読が必要です。 または、無料トライアルをお申し込みください。
方法論記事
* These authors contributed equally
この原稿では、初代水晶体上皮細胞(LEC)を培養するための詳細なビデオプロトコルの概要を説明し、白内障および後嚢混濁(PCO)の再現性を向上させ、研究を支援することを目的としています。レンズの解剖、LECの分離、バリデーションに関するステップバイステップの説明を提供し、特にこの分野の初心者にとって貴重なガイドとなります。
水晶体上皮細胞(LEC)は、水晶体の恒常性と正常な機能を維持する上で複数の重要な役割を果たします。LECは、レンズの成長、発育、サイズ、透明度を決定します。逆に、機能不全のLECは、白内障の形成と後嚢混濁(PCO)につながる可能性があります。したがって、堅牢な一次LEC培養システムを確立することは、レンズ開発、生化学、白内障治療、PCO予防に従事する研究者にとって重要です。しかし、一次LECの培養は、入手可能性が限られていること、増殖速度が遅いこと、デリケートな性質のため、長い間課題となっていました。
この研究は、一次LEC培養の包括的なプロトコルを提示することにより、これらのハードルに対処します。このプロトコルには、最適化された培地の調合、水晶体カプセルの正確な単離、トリプシン処理技術、継代培養手順、収穫プロトコル、保管と出荷のガイドラインなどの重要なステップが含まれています。培養プロセス全体を通して、位相差顕微鏡を用いて細胞形態をモニターしました。
培養LECの真正性を確認するために、免疫蛍光アッセイを実施して、重要なレンズタンパク質、すなわちαAおよびγ-クリスタリンの存在と細胞内分布を検出しました。この詳細なプロトコールは、原発性LECの培養と特性評価のための貴重なリソースを研究者に提供し、水晶体生物学の理解の進歩と水晶体関連疾患の治療戦略の開発を可能にします。
目の水晶体は、入射光を網膜に合わせることにより、視力において重要な役割を果たします。これは、特殊な細胞で構成される透明で無血管構造で構成されており、その中で水晶体上皮細胞(LEC)が重要な役割を担っています。LECは水晶体の前面に位置し、水晶体の透明性を維持し、水分バランスを調節し、水晶体の成長と発達に関与する役割を担っています1,2。LECは、水晶体の前部に位置するユニークなタイプの細胞であり、生涯を通じて水晶体線維を連続的に産生することにより、水晶体の透明度と機能を維持する上で重要な役割を果たします。
白内障は、水晶体の曇りが進行し、光の歪みや散乱を引き起こし、視力の低下につながります3,4。白内障形成の根底にある正確なメカニズムは複雑で多因子的であり、紫外線、酸化損傷、糖化などのさまざまな細胞および分子プロセスが関与しています5,6。LECは白内障の発症に大きく寄与することがわかっており、研究の重要な焦点となっています1,2,7,8,9。
さらに、今日の眼科における最も差し迫った問題の1つは、二次性白内障としても知られる後嚢混濁(PCO)の発生率が比較的高いことです。PCOは白内障手術後も最も一般的な合併症であり、手術後5年以内に成人患者の最大20〜40%、小児の100%が罹患します10。PCOは主に、白内障摘出後に莢膜バッグに残る残留LECによって引き起こされます。これらの細胞は、上皮から間葉への移行(EMT)だけでなく、LECから水晶体線維への分化を含む多面的な病態生理学的形質転換を受け、LEC、線維、筋線維芽細胞の混合物である細胞集団をもたらします11,12,13。形質転換された細胞は増殖し、後部水晶体嚢を横切って移動し、視力障害を引き起こします。培養モデルにおけるLECの挙動と制御メカニズムを理解することは、PCOの予防と管理に関する貴重な洞察を提供することができます。したがって、LECを培養するこのプロトコルは、この一般的な術後合併症を研究し、理解し、最終的に戦うことを目指す眼科研究者にとって重要なツールを提供します。
LEC生物学の複雑さと、白内障形成およびPCOにおけるLECの役割を解明するには、頑健で再現性の高い in vitro 初代細胞培養システムを確立することが不可欠です。初代LEC培養は、LECの機能、シグナル伝達、および分子特性を研究するための制御された環境を研究者に提供します。さらに、細胞プロセスやさまざまな実験条件の影響を調べることができ、水晶体の生理学や病理学に関する貴重な洞察を得ることができます。
以前の研究により、LEC培養技術の理解が深まりました14、15、16、17、18、19、20。これらの研究はさまざまな方法論を採用し、LECの行動と特性に関する重要な発見をもたらしましたが、LECを培養するための包括的でアクセス可能なビデオ録画プロトコルは現在の文献にはありません。この制限は、初心者の研究者が技術を正確に再現する能力を妨げ、実験結果の不整合やばらつきにつながる可能性があります。この研究論文は、ビデオ録画プロトコルを提供することにより、このギャップを埋め、LEC培養の分野で再現性を高め、知識の伝達を促進することができる標準化されたリソースを提供することを目的としています。
アクセスが制限されています。このコンテンツを表示するにはログインするか、トライアルを開始してください。
すべての動物実験は、Association for Research in Vision and Ophthalmology(眼科および眼科研究における動物の使用に関するガイドライン)に従って実施されました。手続き上の承認は、ノーステキサス大学健康科学センターの動物ケアおよび使用委員会(プロトコル番号:IACUC-2022-0008)によって付与されました。これらの研究では、通常2週齢未満の若いC57BL/6Jマウスを使用しました。
1. 培地の調製と水晶体解剖
2. LECの分離
3. LECのサブカルチャー
4.保管と出荷
注: 保管に理想的なセル番号は ~1 × 106 です。
5. LECのバリデーション
アクセスが制限されています。このコンテンツを表示するにはログインするか、トライアルを開始してください。
この論文で紹介するプロトコールは、一次LECの単離、培養、および継代培養を成功させるための包括的なステップバイステップガイドを提供し、付属のビデオドキュメントを完備しています。詳細なビジュアルガイドと書面による指示により、プロトコルの明確さとアクセス性が向上し、この分野の研究者の間での使用と再現性が促進されます。最終的な目的は、白内障形成とPCO、白内障手術後の一般的な合併症におけるLECの役割を取り巻く知識の拡大に貢献することです。
初代LECをHLE-B3やSRA01/04などの水晶体上皮細胞株と比較すると、研究の文脈においてそれぞれ独自の利点と課題があります。HLE-B3細胞株は、SRA01/04とともに、取り扱いが簡単で耐久性がある一方で、連続的な複製と長期の培養条件により、遺伝的および表現型の変化を示すことが多い細胞株のカテゴリーです。これにより、元のLECの機能と大きな違いが生じ、応答の信憑性が低下する可能性があります。逆に、患者や研究動物の生体組織から直接単離された一次LECは、 in vivoで自然な細胞環境と水晶体の固有の応答をより正確に反映しま...
アクセスが制限されています。このコンテンツを表示するにはログインするか、トライアルを開始してください。
著者らは、利益相反がないことを宣言します。
この作業は、NEI R21EY033941 (to Hongli Wu) の支援を受けました。国防総省W81XWH2010896(Hongli Wuへ);R15GM123463-02 (へ Kayla Green and Hongli Wu)
アクセスが制限されています。このコンテンツを表示するにはログインするか、トライアルを開始してください。
| 名前 | 会社 | カタログ番号 | コメント |
|---|---|---|---|
| 0.05% Trypsin-EDTA | Thermo Fisher | #25300054 | LECs解離用 |
| Alexa Fluor 488 二次抗体 | Jackson ImmunoResearch | #715-545-150 | 細胞バリデーション用 |
| Alexa Fluor 647 AffiniPure Goat Anti-Rabbit IgG (H+L) | Jackson ImmunoResearch | 111-605-003 | セルバリデーション用 |
| 抗体希釈バッファー | Licor | #927-60001 | 細胞バリデーション用 |
| Beaver 安全ナイフ | Beaver-Visitec International | #3782235 | レンズ解剖用 |
| ブロッキングバッファー | Licor | #927-60001 | 細胞バリデーション用 |
| Capsulorhexis 鉗子 | Titan Medical Instruments | TMF-124 | レンズカプセル分離用 |
| DMEM | Sigma Aldrich | D6429 | LECs培地用 |
| DMSO | Sigma Aldrich | #D2650 | 凍結培地を作るため |
| ダルベッコのリン酸緩衝生理食塩水 | サーモフィッシャー | #J67802 | レンズ解剖用 |
| デュモンピンセット | ロボッツ 手術器具 | RS-4976 | レンズカプセル分離用 |
| EpiCGS-a (オプション) | ScienCell | 4182 | LECs用培養液 |
| FBS | Sigma | Aldrich F2442 | LECs用培養液 |
| ゲンタマイシン (50 mg/mL) | Sigma-Aldrich | G1397 | LECs培地用 |
| Hoechst 33342 solution | Thermo Fisher | #62249 | 細胞バリデーション用 |
| マイクロ解剖ハサミ | Roboz Surgical Instrument | RS-5983 | レンズ解剖 |
| マイクロ解剖ピンセット | Roboz Surgical Instrument | RS5137 | レンズ解剖用 |
| PROX1抗体 | サーモフィ | ッシャー11067-2-AP | 細胞検証用 |
| Vannasマイクロ解剖スプリングハサミ | Roboz手術器具 | RS-5608 | レンズカプセル分離 |
| 用&α;A-クリスタリン抗体 | Santa Cruz | sc-28306 | 細胞検証用 |
| γ-クリスタリン抗体 | Santa Cruz | sc-365256 | 細胞検証用 |
アクセスが制限されています。このコンテンツを表示するにはログインするか、トライアルを開始してください。