ここでは、ラット子宮内膜上皮幹細胞(reESC)を単離して培養し、ラット子宮内膜オルガノイドを作製するプロトコールを紹介します。この方法は、子宮内膜疾患の in vitro 研究を容易にし、遺伝子編集やその他の細胞操作を可能にします。
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ここでは、ラット子宮内膜上皮幹細胞(reESC)を単離して培養し、ラット子宮内膜オルガノイドを作製するプロトコールを紹介します。この方法は、子宮内膜疾患の in vitro 研究を容易にし、遺伝子編集やその他の細胞操作を可能にします。
子宮内膜オルガノイドは、子宮内膜疾患の発症と病態生理学に関する貴重な洞察を提供し、薬物試験のプラットフォームとして機能します。ヒトとマウスの子宮内膜オルガノイドが開発されている一方で、ラットの子宮内膜オルガノイドに関する研究はまだ限られています。ラットは、子宮内癒着などの特定の子宮内膜の病状をよりよくシミュレートできることを考慮して、この研究はラットの子宮内膜オルガノイドを確立することを目指しました。ラット子宮内膜上皮幹細胞(reESC)の単離と培養、およびラット子宮内膜オルガノイドの作製に関する詳細なプロトコールを提示します。精製されたreESCs増殖培地を用いて、reESCの単離と安定増殖に成功し、その長期培養の可能性を示しました。reESCで生成されたオルガノイドは、ホルモン応答性を含む、子宮内膜の典型的な構造的および機能的特性を示しました。その結果、ラットの子宮内膜オルガノイドは、子宮内膜上皮の腺構造、細胞極性、機能特性を維持しながら、安定的に増殖しながら長期間培養できることが示されました。この新しいラット由来の子宮内膜オルガノイドモデルは、子宮内膜疾患の研究や治療介入の試験のための貴重なプラットフォームを提供し、さまざまな哺乳類種への応用が期待できます。
子宮内膜は、人体の多用途で再生可能な組織であり、卵巣ホルモンの影響下で周期的な脱落、再生、分化を経験します1。子宮内膜の異常は、子宮内膜症、子宮内膜がん、不妊症など、さまざまな女性の生殖器系疾患に関連しています2。子宮内膜の信頼できる研究モデルの欠如は、これらの疾患の病因、臨床診断、および治療に関する詳細な研究を妨げています。細胞株や動物モデルは一般的に子宮内膜の研究に利用されていますが、細胞株の表現型の不安定性、動物モデルの種間の違いなどの課題により、ヒト子宮内膜の複雑な生理学的構造や動的な機能変化を再現することは困難です3。
オルガノイドは、幹細胞を細胞外環境で培養することで形成される立体構造で、自己複製能力と自己組織化能力を持っています。それらは生理学的および病理学的組織の構造と機能を模倣することができ、ヒト疾患の前臨床モデルとして認識されています4。2017年には、酵素消化によって得られた断片化された遊離子宮内膜組織を細胞外マトリックスの足場に埋め込み、続いて特定の成長因子とシグナル伝達因子の混合物を添加して培養することにより、マウスおよびヒトの子宮内膜オルガノイドの構築に成功しました5。その結果、 ex vivo 子宮内膜オルガノイドは、粘液分泌やホルモン応答など、子宮内膜上皮の腺構造、細胞極性、機能特性を維持しながら、長期的かつ安定した増殖能力を示すことが実証されました6。しかし、子宮内膜オルガノイドを形成する成体幹細胞の ex vivo 培養には、腺のような構造的支持が必要であり、幹細胞性の喪失や継代の困難さなどの課題が生じます7。
現在、子宮内膜オルガノイドの培養は、組織ブロック消化培養法に依存しています。これまでの研究で、私たちの研究チームは、Y27632を主成分とする初代培地を用いて、ヒト子宮内膜上皮幹細胞を in vitro で長期間培養し、子宮内膜オルガノイドを構築しました8。この成功を基に、ラットの子宮内膜組織から低分子化合物培養液を用いて子宮内膜上皮幹細胞を単離・培養し、長期 のin vitro 培養系を確立しました。さらに、ラット子宮内膜上皮幹細胞(reESC)を利用して、ラット子宮内膜オルガノイドを作製しました。このモデルの開発は、ラットモデルと組み合わせた子宮内膜関連疾患の将来の in vitro および in vivo 研究を強化します。
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この研究では、体重200〜250 gの6匹の7/8週齢の雌Sprague-Dawleyラットを使用しました。ネズミは、餌と水 を自由に利用できる温度 調節された動物施設に収容されました。動物を含むすべての実験手順は、実験動物の世話と使用に関する施設ガイドラインに準拠して実施され、美州人民病院の研究倫理委員会の動物実験に関する施設審査委員会によって承認されました。
次のセクションでは、Y27632、A8301、およびCHIR990217 8,9を主成分とする精製されたreESCs増殖培地(REEM)を用いて、ラット子宮内膜上皮幹細胞を単離、継代、凍結、融解するプロセスについて概説します。REEM製剤は、特定の濃度の主要成分(10 μM Y27632、3 μM CHIR99021、および0.5 μM A8301)が豊富に設定された無血清DMEM/F12に基づいています。コンポーネントに関する包括的な詳細は、資料の表に記載されています。ラットがイソフルラン吸入で麻酔されたら、図1に示されている後続の手順を実施する必要があります。.
1.外科的処置
2. ティッシュプロセッシング
3. ラット子宮内膜上皮幹細胞の長期培養
4. reESCからのラット子宮内膜オルガノイドの樹立
5. ラット子宮内膜オルガノイドの長期培養
6. オプション:オルガノイドの接着培養への移行
注:このプロトコルでは、オルガノイドを接着培養に移行することにより、オルガノイドの形態の再構築を可能にする、フラット培養されたreESCを得るための代替方法が言及されています。
7. オルガノイドとエストラジオール(E2)とプロゲステロン(P4)による逐次培養
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reESCとラット子宮オルガノイドは、 図1に概説したプロトコルに従って、体重200 gから250 gの6匹の雌Sprague-Dawleyラットから確立されました。ヒト子宮内膜上皮幹細胞の長期培養の成功を受けて、REEM製剤は主にY27632、A8301、およびCHIR99021で構成されていました。 in vitroでreESCを安定化するために、最初に酵素的および機械的手法を使用してラット子宮内膜から子宮内膜細胞を単離しました。 図2A のフローサイトメトリー解析により、初代子宮内膜細胞は、CD9を発現する上皮細胞の約50%(49.8%)で構成され、EpCAM細胞(4.49%)およびCD24(2.64%)のレベルが低いことが明らかになりました。reESCのSSEA-1マーカーは6.58%に存在し、内皮マーカーCD31(30.9%)とCD45(70.3%)は比較的高かった。
しかし、REEMで培養すると、P1 reESCは均一な渦巻き状または...
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本研究では、ラット子宮内膜上皮幹細胞(reESC)を単離・培養する簡便な方法について説明し、ヒト子宮内膜上皮幹細胞8のex vivo系を改良した。私たちのアプローチでは、Y27632、A8301、CHIR99021をコア成分とする低分子培地を活用し、安定的かつ長期的なex vivo培養を可能にします。さらに、reESCを用いてラット子宮内膜オルガノイドをリアルタイムに作製することに成功しました。この新しいシステムは、通常組織ブロックに依存する現在の子宮内膜オルガノイド培養法を簡素化し、それによって細胞系統10に関するより明確な情報を提供します。重要なことに、私たちのシステムは、特定の遺伝子を発現するオルガノイドを生成するために、細胞レベルでの遺伝子編集やその他の操作を容易にします。さらに、このオルガノイドシステムは、ラット子宮内膜における特定の遺伝子の標的ノックアウトまたは過剰発現を可能にし、子宮内膜上皮幹細胞のスクリーニングと培養を可能に...
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著者は、宣言する利益相反を持っていません。
この研究は、広東省基礎応用基礎研究財団(2023A1515110760)の支援を受けました。
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| 名前 | 会社 | カタログ番号 | コメント |
|---|---|---|---|
| 抗CD15 (SSEA-1) | Abcam | ab135377 | サギ、1:200 (IHC) |
| 抗エストロゲン受容体アルファ | Abcam | ab32063 | ウサギ、1:200 (IHC) |
| 抗パンサイトケラチン | Abcam | ab7753 | マウス、1:250 (IHC) |
| 抗プロゲステロン受容体 | Abcam | ab101688 | ウサギ、1:200 (IHC) |
| 抗 Ki67 | Abcam ab279653 | マウス、1:250 (IHC) | |
| A8301 | TargetMol | 909910-43-6 | |
| β-エストラジオール | メルク | E8875 | |
| 細胞計数キット-8 | Beyotime | C0038 | |
| CD9 | BioLegend | 109819 | 1:20 (FC)、パシフィック |
| ブルー CD24 | BioLegend | 101806 | 1:20 (FC)、FITC |
| CD31 | BioLegend | 303120 | 1:20 (FC)、APC |
| CD45 | BioLegend | 301703 | 1:20 (FC)、PE |
| CHIR99021 | TargetMol | CT99021 | |
| Cultrex オルガノイド採取溶液 | R&D Systems | 3700-100-01 | |
| Cy3 TSA 蛍光システム キット | APExBIO | K1051 | |
| Cy5 TSA 蛍光システム キット | APExBIO | K1052 | |
| DAPI | シグマ | D9542 | 1 &g/mL |
| DMEM/F-12 | Invitrogen | 11330032 | |
| EpCAM | BioLegend | 369803 | 1:20 (FC)、PerCP |
| フルオレセイン TSA 蛍光システムキット | APExBIO | K1050 | |
| ヤギ抗ウサギ IgG、Alexa Fluor 488 | Invitrogen | A-11008 | 1:500 |
| ヤギ抗マウス IgG、Alexa Fluor 555 | Invitrogen | A-21422 | 1:500 |
| ヤギ抗ウサギ IgG/HRP 抗体 | APExBIO | bs-0295G-HRP | |
| ノックアウト血清交換 | Invitrogen | 10828028 | |
| Matrigel | Corning | 356234 | |
| PrimeScript RT マスター ミックス | Takara | RR063A | |
| プロゲステロン | メルク | 57-83-0 | |
| Sprague-Dawley ラット | Shanghai JieSiJie Laboratory Animals Co., LTD, China | ||
| SSEA-1 | BioLegend | 323047 | 1:20 (FC), APC |
| TB Green Fast qPCR Mix | Takara | RR820A | |
| TriZOL | Invitrogen | 15596026CN | RNA extraction |
| u-Slide 8-well plates | Ibidi | 80827 | |
| Y27632 | TargetMol | 146986-50-7 | |
| <標的遺伝子の>strongqPCRプライマー | |||
| Genes | Company< | strong>Sequences | |
| rat GAPDH F | Sangon biotech | GACATGCCGCCTGGAGAAAC | |
| rat GAPDH R | Sangon biotech | AGCCCAGGATGCCCTTTAGT | |
| rat Nanog F | Sangon biotech | GACTAGCAACGGCCTGACTCA | |
| ラットナノグR | サンゴンバイオテック | CTGCAATGGATGCTGGGATA | |
| ラット Sox2 F | サンゴンバイオテック | ATTACCCGCAGCAAAATGAC | |
| ラット Sox2 R | サンゴンバイオテック | ATCGCCCGGAGTCTAGTTCT | |
| ラット Oct4 F | サンゴンバイオテック | CCCAGCGCCGTGAAGTTGGGA | |
| ラット Oct4 R | サンゴンバイオテック | ACCTTTCCAAAGAGAACGCCCA GG |
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