이 상세한 프로토콜은 소화 단계부터 정제를 거쳐 섬의 최종 기능 평가에 이르기까지 성체 돼지 섬을 분리하는 방법론적 단계를 다룹니다. 이 개요는 연구 기관에서 성체 돼지 섬 격리에 대한 지침으로 사용할 수 있습니다.
이 상세한 프로토콜은 소화 단계부터 정제를 거쳐 섬의 최종 기능 평가에 이르기까지 성체 돼지 섬을 분리하는 방법론적 단계를 다룹니다. 이 개요는 연구 기관에서 성체 돼지 섬 격리에 대한 지침으로 사용할 수 있습니다.
제1형 당뇨병(T1DM)은 췌장 β세포의 자가면역 파괴로 인해 인슐린 생산이 거의 또는 전혀 이루어지지 않아 발생합니다. 섬 이식은 전통적인 인슐린 요법과 비교할 때 당 대사 조절 개선, 합병증 진행 감소, 저혈당 에피소드 감소와 함께 T1DM 치료에 중요한 역할을 합니다. 3상 임상시험 결과에서도 T1DM에서 섬 동종이식의 안전성과 효능이 입증되었습니다. 그러나 췌장 기증자의 부족으로 인해 광범위한 사용이 제한됩니다. 돼지와 같은 작은 섬의 공급원으로서의 동물은 대안적인 선택을 제공합니다. 돼지 췌장의 구조가 생쥐나 인간의 섬과 다르기 때문에 돼지 췌장 격리 절차는 여전히 까다롭습니다. 세포 이식을 통해 T1DM을 치료하기 위한 임상 환경으로 대체 돼지 섬 공급원(이종발생)을 번역하는 것이 매우 중요하기 때문에 돼지 섬을 분리하기 위한 비용 효율적이고 표준화되며 재현 가능한 프로토콜이 시급히 필요합니다. 이 원고는 인간이 아닌 영장류에 돼지 섬을 성공적으로 이식한 이전 프로토콜을 기반으로 성체 돼지 섬을 분리하고 정제하는 간단하고 비용 효율적인 방법을 설명합니다. 이것은 COBE 2991 Cell Processor와 같은 특수 장비를 사용하지 않는 초보자 가이드가 될 것입니다.
제1형 당뇨병(T1DM)은 베타 세포의 자가면역 파괴로 인해 인슐린 생산이 거의 또는 전혀 이루어지지 않는 심각한 질환입니다 1,2,3. 상당수의 T1DM 환자는 인슐린 요법으로 혈당 불안정을 안정화할 수 없으며 생명을 위협하는 저혈당 삽화를 경험합니다. 섬 이식은 성공적일 때 그렇게 할 수 있습니다. 전 세계적으로 1,500명 이상의 당뇨병 환자가 섬 이식을 성공적으로 받았으며, 이는 췌장 이식보다 위험은 낮지만 장기적인 결과 성공을 보여주고 있다4.
인슐린 요법과 비교했을 때, 섬 이식은 합병증의 진행을 줄이는 데 더 나은 결과를 보인다5. 3상 임상시험 결과에서도 T1DM 6,7에 대한 섬 동종이식의 안전성과 효능이 입증되었습니다. 섬 이식은 생명을 위협하는 저혈당 증상을 경험하는 T1DM 환자에게 현재 이용 가능한 최상의 치료 옵션일 수 있습니다.
그러나 인간 동종 공여자 섬의 부족으로 인해 섬 이식의 광범위한 사용이 제한됩니다 8,9. 그러므로, 동물섬을 대체품으로 사용하는 것이 바람직하다10. 돼지는 전임상 이종이식에서 섬세포의 기증자로 선정되었으며, 1) 가용성, 2) 인간과의 대사 유사성, 3) 다소 큰 베타 세포 질량, 4) 인간과의 면역학적 호환성을 개선하기 위한 유전자 조작의 가능성으로 인해 임상에 잠재적으로 번역될 수 있습니다11.
섬의 높은 순도와 생존력은 이종 이식의 성공을 위한 핵심 단계입니다. 그러나 성체 돼지 기증자로부터 섬을 분리하는 절차는 췌장 자체의 구조로 인해 까다롭고, 췌장 자체가 생쥐 또는 인간의 섬과 다르기 때문에12. 일반적으로 돼지 췌장 섬의 모양은 조밀하지 않다12. 인간과 설치류의 췌장섬과 비교했을 때, 돼지섬은 더 쉽게 해리된다12. 그러나 긴 배양 시간을 동반한 섬 세포의 바깥층의 자발적인 해리는 췌장 섬 크기10의 상당한 감소로 이어집니다.
섬 분리 과정에서 많은 요인이 섬의 품질에 영향을 미치는데, 예를 들어 기증자의 나이, 따뜻한 허혈 시간, 효소 활성, 효소 주입에 의한 팽창13,14. 이전의 많은 연구에서 돼지섬 분리 방법을 제공했지만, 연구자를 위한 효과적인 지침으로 상세한 단계별 비디오 프로토콜은 없습니다 10,15,16,17,18,19,20,21,22,23.
이를 위해 이 상세한 프로토콜은 장기 채취부터 섬의 분리 후 기능 평가에 이르기까지 모든 격리 단계를 다루며, 쉽게 적용할 수 있도록 프로세스에 대한 간단하고 이해하기 쉬운 개요를 제공하기를 희망합니다. 이 프로토콜은 수정10,11과 함께 이전에 발표된 방법을 기반으로 합니다.
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동물과 관련된 모든 절차는 심천 제 2 인민 병원의 기관 동물 관리 및 사용위원회의 승인을 받았으며 모든 국가 규정을 준수합니다. 이 프로토콜에서는 시장에서 구입한 Duroc-Landrace-Yorkshire 돼지(~6개월)를 췌장 기증자로 사용했습니다. 채취한 췌장의 무게는 123.63g± 22.50g이었다. 실험 중에는 보호복, 마스크, 장갑, 모자를 포함한 개인 보호 장비를 착용합니다.
1. 배지 준비
2. 췌장 회수
3. 다음 실험을 위해 3개의 생물 안전 캐비닛을 준비합니다.
4. 췌장 청소
5. 췌장 소화
6. 섬 정화
7. IEQ(islet equivalents) 및 섬 양식 계산
8. 섬의 품질 평가
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생물 안전 캐비닛의 준비는 그림 1에 나와 있습니다. 3개의 독립적인 운영 공간이 설정됩니다. 생물안전성 작업대 #1에는 췌장 트리밍을 위한 신장 세면대, 수술 기구 및 비커가 설치되어 있습니다(그림 1A). 생물안전 캐비닛 #2에는 수조, 연동 펌프, 재순환 튜브가 있는 튜브 스탠드, 섬 소화를 위한 소화실이 설정되어 있습니다(그림 1B). Biosafety cabinet #3에는 효소 준비, 섬 정제 및 다음 단계를 위한 일회용 필터와 원심분리기 튜브가 설정되어 있습니다(그림 1C).
췌장(효소 관류 전후)은 그림 2에 나와 있습니다. 콜라겐분해효소 V형 용액은 췌장 머리에서 시작하여 췌관을 통해...
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돼지를 섬의 공급원으로 사용하는 섬 이종 이식은 인간 섬의 부족을 극복하기 위한 유망한 접근 방식입니다. 성체 돼지 섬을 격리하는 것은 쉽지 않지만, 몇몇 그룹은 지속적으로 돼지 섬을 성공적으로 격리하기 위한 프로토콜을 수립했습니다10,11. 방법에 관계없이, 제품의 높은 품질을 확인하기 위해 섬의 생존 가능성과 기능적 특성을 입증해야 합니다. 이 프로토콜은10,11 비디오 형식으로 게시 된 프로토콜을 기반으로하여 쉽게 이해하고 재현 할 수 있습니다.
이전 보고서와 우리의 경험에 따르면, 성체 돼지 섬13,14
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저자는 이해 상충을 보고하지 않습니다.
전체 이종 이식 시스템을 설정하는 데 도움을 주신 David K. C. Cooper 교수(매사추세츠 종합병원 이식 과학 센터)에게 감사드립니다. 도움이 되는 토론과 제안을 해주신 Miss Xingling Hu (Shenzhen Second People's Hospital), Miss Xiaohe Tian (University of California, Berkeley), Mr. Bo Zhou (Boston University)에게 감사드립니다. 이 연구는 중국 국가핵심연구개발프로그램(2017YFC1103701, 2017YFC1103704), 광둥성 고급병원 건설을 위한 특별기금(2019), 선전시 싼밍 의학사업 (SZSM201812079)의 지원으로 이루어졌다.
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| 이름 | 회사 | 카탈로그 번호 | 댓글 |
|---|---|---|---|
| 0.22 & 마이크로; m 500 mL 일회용 필터 | Corning | 431097 | |
| 1 L 플라스틱 파란색 캡 병 | Celltrans | YKBH1 | |
| 10 mL, 25 mL 일회용 피펫 | CORNING | 4488 | |
| 150 mm 페트리 접시 | BIOLGIX | 66-1515 | |
| 1x HBSS basic | GIBCO | C14175500BT | |
| 200 mL 원뿔형 원심 분리기 병 | Falcon | ||
| 50 mL 원심분리기 튜브 | NEST | 602052/430829 | |
| 500 mL Ricordi Chamber | Biorep | 600-MDUR-03 | |
| 500-micron mesh | Yikang | YKBE | |
| 6 웰 플레이트 | COSTAR | 3511 | |
| Angiocatheter (16G, 18G, 20G) | BD | 682245, 383005, 383012 | |
| 마취기 | RWD | R620-S1 | |
| 마취제 A: 루미안닝 (2.5– 5 mg/kg) | Huamu, 중국 | 동물 약물 GMP (2015) 070011777 | |
| 마취제 B: 프로포폴 (2– 3 mg/kg) | Sigma Aldrich | S30930-100g | |
| 비커(500mL, 1000mL) | Shuniu | SB500ml, SB1000ml | |
| 혈당 측정기 | Sinocare | 2JJA0R05232 | |
| 혈당 검사 스트립 | Sinocare | 41120 | |
| Calcein/PI 세포 생존력 분석 키트 | Beyotime | C2015M | |
| CMRL 1066 | Thermo Fisher 과학 | 11530037 | |
| Collagenase V | Sigma Aldrich | C9263 | |
| CyQUANT 세포 증식 분석 키트 | 분자 프로브 | C7026 | |
| 소화관 | Celltrans | YKBAO | |
| 일회용 혈액 채혈 바늘 | FKE | 20153152149 | |
| Dithizone | Sigma Aldrich | D5130 | |
| 드레이프 | Xinwei | 20182640332 | |
| 플랫 섀시 | Jinzhong | R0B010 | |
| 경막외 카테터 | Aoocn | No. 20163661148 | |
| Heparin Sodium | Chinawanbang | 99070 | |
| HEPES | GIBCO | 15630-080 | |
| Histopaque 1077 | Sigma Aldrich | 1077-100ml | 1077 Polysucrose 용액 |
| Histopaque 1083 | Sigma Aldrich | 10831-100ml | 1083 폴리자당 용액 |
| Histopaque 1119 | Sigma Aldrich | 11191-100ml | 1119 폴리자당 용액 |
| 주입 튜브 | BOON | 20163660440 | |
| 요오드 | LIRCON | Q/1400ALX002 | |
| 이소플루란 | Rwdls | R510-22-16 | |
| No. 0-2 봉합 | Jinhuan | No. 20142650770 | |
| No. 22 수술 블레이드 | Lianhui | 2011126 | |
| 페니실린/스트렙토마이신 | GIBCO | 15140-122 | |
| 연동 펌프 | LongerPump | BT300-2J | |
| 돼지 혈청 | Kangyuan | 20210601 | |
| RPMI-1640 미디엄 | GIBCO | C1875500BT | |
| 샘플링 주사기 | Yikang | YKBB0 | |
| 메스 | Jinzhong | J11030 | |
| 질화 규소 구슬 | Celltrans | YKBI0 | |
| 스트레이트 혈관 겸 | Jinzhong | J31120 | |
| 스트레이트 사이드 항아리 | Nalgene | 2118-0001 | |
| 조직 핀셋 | Jinzhong | J41010 | |
| 조직 가위 | Jinzhong | J21210 | |
| 이가 있는 집게 | Jinzhong | JD1060 | |
| 수건 집게 | Shinva | 154285 | |
| Vacutainer 혈액 채취 관 | Sanli | 20150049 | |
| 목욕 | Yiheng | HWS-12 |
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