거대 분자 군중을 사용하여 인간의 절단 비대 흉터의 시험관 내 모델

Chen Fan; Lay  Keng Priscilla Lim; Zihao Wu; Bhavya Sharma; Shi  Qi Gan; Kun Liang; Zee Upton; David Leavesley

doi:10.3791/61037

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방법 논문

거대 분자 군중을 사용하여 인간의 절단 비대 흉터의 시험관 내 모델

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DOI:

10.3791/61037

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2020년 5월 1일

Chen Fan¹ , Lay Keng Priscilla Lim¹ , Zihao Wu¹ , Bhavya Sharma¹ , Shi Qi Gan¹^,² , Kun Liang¹ , Zee Upton¹^,³ , David Leavesley¹

¹Skin Research Institute of Singapore, Agency for Science, Technology and Research (A*STAR), ²School of Chemical and Life Sciences, Singapore Polytechnic, ³Institute of Medical Biology, Agency for Science, Technology and Research (A*STAR)

이 논문에서

요약

이 프로토콜은 생체 외 조건에서 유사한 시험관 내 인간 비대 흉터 조직 모델을 만들기 위해 거대 분자 crowding의 사용을 설명합니다. 혼잡한 거대 분자 환경에서 재배될 때, 인간의 피부 섬유아세포는 흉터 조직을 닮은 표현형, 생화학, 생리학 및 기능적 특성을 나타낸다.

초록

생체 내 조직은 단백질, 핵산, 리보뉴클레오 단백질, 다당류 등에 의해 매우 혼잡한 것으로 나타났습니다. 다음 프로토콜은 시험관 내 세포 배양에 중성 중합체(crowders)를 첨가하여 이러한 생리적 군중을 모방하기 위해 거대 분자 crowding(MMC) 기술을 적용한다. 크라우드로 Ficoll 또는 dextran을 사용하여 이전 연구는 WI38 및 WS-1 세포주에서 콜라겐 I과 섬유넥틴의 발현이 MMC 기술을 사용하여 현저하게 향상된다는 것을 보여줍니다. 그러나, 이 기술은 1 차적인 비대 흉터 유래 인간 피부 섬유아세포 (hHSFs)에서 검증되지 않았습니다. 콜라겐의 과도한 증착로 인해 비대성 흉터가 발생함에 따라, 이 프로토콜은 hHSFs로 MMC 기술을 적용하여 시험관 내 비대 흉터 모델이 풍부한 콜라겐을 구성하는 것을 목표로 합니다. 이 최적화된 MMC 모델은 기존의 2차원(2-D) 세포 배양 시스템에 비해 생체 내 흉터 조직과 더 많은 유사성을 갖는다는 것을 보여주었다. 또한 동물 모델에 비해 비용 효율적이고 시간 효율적이며 윤리적으로 바람직합니다. 따라서 여기에 보고된 최적화된 모델은 비대 성 흉터 관련 연구를 위한 고급 "생체 내"모델을 제공합니다.

서론

흉터 조직은 조직 복구의 종점을 나타냅니다. 그러나, 많은 개인에서, 특히 화상이나 외상으로 고통받는 사람들^1,흉터는 과도 할 수 있으며 치유 된 피부의 형태와 기능에 바람직하지 않은 영향을 미칠 수 있습니다. 병리학적(비대 흉터 및 켈로이드) 흉터 형성의 정확한 메커니즘은 완전히 이해되지 않지만, 상처 치유 시 콜라겐의 과도한 침착은 필수적인 기여로 입증되었다^2.

성장 인자 베타 1 (TGF-β1)과 알파 평활근 액틴 (αSMA)을 변형시키는 것이 비대 흉터의 형성에 중요한 역할을한다는 것은 잘 확립되어 있습니다. 증거는 높은 TGF-β1이 SMAD 신호 통로를 조절해서 콜라겐의 과도한 침착을 직접 자극한다는 것을 시사한다^3. 또한, αSMA는 상처 치유 과정에서 세포 수축 및 재피상화를 조절함으로써 비대성 흉터 형성에 기여하는 것으로 밝혀졌다^4. 시험관 내 및 생체 내 모델의 부족은 흉터 치료에 대한 내정간섭 및 치료법을 개발하고 평가하는 데 큰 장애가 됩니다. 이 연구의 목적은 기존의 MMC 기술을 활용하여 신규 및 신흥 흉터 관련 개입을 평가하는 데 적합한 "생체 내....