성체 눈물샘(LG) 줄기세포를 위한 삼차원, 무혈청 배양 방법은 LG 오가노이드 형성의 유도 및 아시나 또는 덕트 유사 세포로의 분화를 위해 잘 확립되어 있다.
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성체 눈물샘(LG) 줄기세포를 위한 삼차원, 무혈청 배양 방법은 LG 오가노이드 형성의 유도 및 아시나 또는 덕트 유사 세포로의 분화를 위해 잘 확립되어 있다.
눈물샘 (LG) 줄기 세포 기반 치료는 눈물샘 질환에 대한 유망한 전략입니다. 그러나, 충분한 수의 LG 줄기세포(LGSCs)를 얻기 위한 신뢰할 수 있는 무혈청 배양 방법의 결여는 추가적인 연구 및 적용을 위한 하나의 장애물이다. 성인 마우스 LGSCs에 대한 3차원(3D), 무혈청 배양 방법이 잘 확립되어 여기에 도시되어 있다. LGSCs는 지속적으로 계대되고 acinar 또는 ductal-like 세포로 분화하도록 유도될 수 있었다.
LGSC 일차 배양을 위해, 6-8주령의 마우스로부터의 LGs를 디스파제, 콜라게나제 I 및 트립신-EDTA로 소화시켰다. 총 1 × 10개의 4개의 단일 세포를24 -웰 플레이트의 각 웰에 80 μL의 매트릭스 겔-눈물샘 줄기 세포 배지 (LGSCM) 매트릭스에 시딩하고, 20 μL의 매트릭스 겔-LGSCM 매트릭스로 예비코팅하였다. 혼합물을 37°C에서 20분 동안 인큐베이션한 후, 600 μL의 LGSCM을 첨가하여 고형화시켰다.
LGSC 유지를 위해, 7일 동안 배양된 LGSCs는 디스파아제 및 트립신-EDTA에 의해 단일 세포로 분해되었다. 상기 단세포는 LGSC 일차 배양에 사용된 방법에 따라 이식 및 배양하였다. LGSC는 40 회 이상 계대되고 줄기 / 선조 세포 마커 Krt14, Krt5, P63 및 네스틴을 지속적으로 발현 할 수 있습니다. LGSCM에서 배양된 LGSCs는 자기 재생 능력을 가지며 시험관내 및 생체내에서 아시나 또는 덕트형 세포로 분화할 수 있다.
눈물샘 줄기 세포 (LGSCs)는 눈물샘 (LG) 세포 재생을 유지하며 acinar 및 ductal 세포의 원천입니다. 따라서, LGSC 이식은 심각한 염증성 손상 및 수성-결핍성 안구 건조증(ADDED)1,2,3을 치료하기 위한 대안적인 접근법으로 간주된다. LGSCs를 풍부하게하기 위해 여러 가지 배양 방법이 적용되었습니다. Tiwari et al. 여러 성장 인자가 보충 된 콜라겐 I 및 매트릭스 젤을 사용하여 일차 LG 세포를 분리 및 배양했습니다. 그러나, LG 세포는 지속적으로 배양될 수 없었다4. 2차원(2D) 배양물을 사용하여, 마우스 LG 유래 줄기세포를 You et al.5 및 Ackermann et al.에 의해 분리하였다. 도 6에 나타낸 바와 같이, 줄기/전구 세포 마커 유전자, Oct4, Sox2, Nanog 및 네스틴을 발현하는 것으로 밝혀졌으며, 계대배양될 수 있었다. 그러나, 이들 세포가 아시나 또는 덕트 세포로 분화할 수 있다는 명확한 징후는 없으며, 생체내에서 분화 가능성을 검증하기 위한 이식 실험은 없다.
최근에, c-kit+ dim/EpCAM+/Sca1-/CD34-/CD45- 세포는 유세포 분석기에 의해 마우스 LG로부터 분리되었고, Pax6 및 Runx1과 같은 LG 전구 세포 마커를 발현하는 것으로 밝혀졌으며, 시험관 내에서 덕트 및 아시니로 분화되었다. ADDED를 가진 마우스에서, 이들 세포를 이용한 동위원소 주사는 손상된 LG를 복구하고 LGs2의 분비 기능을 회복시킬 수 있다. 그러나, 이 방법에 의해 단리된 줄기세포의 수는 적었고, 단리된 LGSCs를 확장시키기 위한 적절한 배양 조건은 없었다. 요약하면, ADDED의 치료에서 LGSCs의 연구를 위해 안정적이고 지속적인 확장으로 성인 LGSCs를 효과적으로 분리하고 배양하기 위해 적절한 배양 시스템이 수립 될 필요가있다.
줄기 세포 또는 만능 줄기 세포로부터 유래 된 오가노이드는 관련 기관과 조직학적으로 유사하고 자신의 재생을 유지할 수있는 세포 그룹입니다. 마우스 장 오가노이드가 2009년Sato et al. 7에 의해 성공적으로 배양된 후, 담낭8, 간9, 췌장10, 위 11, 유방12, 폐13, 전립선14 및 타액선15와 같은 사토의 배양 시스템에 기초하여 다른 장기로부터의 오가노이드를 연속적으로 배양하였다. . 오가노이드 배양에서 세포 분화 전 성체 줄기세포의 비율이 높기 때문에, 3차원(3D) 오가노이드 배양 방법은 LG의 성체줄기세포의 분리 및 배양에 최적으로 고려된다.
성인 마우스 LGSC 배양 시스템은 3D, 무혈청 배양 방법을 최적화함으로써 본 연구에서 확립되었다. 정상 및 ADDED 마우스 둘 다로부터 배양된 LGSCs가 자가재생 및 증식의 안정한 능력을 나타냈다는 것이 입증되었다. ADDED 마우스 LGs에 이식 한 후, LGSCs는 손상된 LG를 식민지화하고 눈물 생산을 개선했습니다. 또한, 적색 형광 LGSCs를 ROSA26mT/mG 마우스로부터 분리하고 배양하였다. 이 연구는 ADDED 요법을 위한 임상 적용 에서 시험관내 LGSC 농축 및 LGSC 자가이식편에 대한 신뢰할 수 있는 참조를 제공한다.
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이 프로토콜의 모든 실험은 Sun Yat-sen University의 동물 시험 윤리위원회의 동물 보호 지침을 따랐습니다. 모든 셀 관련 동작은 셀 조작실의 초청정 워크벤치에서 수행되어야 한다. 자일렌을 사용하는 모든 작업은 흄 후드에서 수행되어야한다.
1. LGSC 1차 배양
2. LGSC 유지 보수 및 통과
3. LGSC 차별화
4. LG 조직 탈수
5. LG 오가노이드/구 탈수
6. 파라핀 임베딩 및 단면화
7. 헤마톡실린 및 에오신 염색
8. 면역조직화학(IHC) 염색
9. 오가노이드/구체의 글로벌 면역형광 염색
참고: 1.5mL 마이크로 원심분리 튜브에 4% PFA 용액으로 고정된 오가노이드/구체를 수집합니다(단계 5.1 ~ 5.4 참조). 형광 표지를 다음과 같이 수행한다.
10. LGSC pLX-m체리 트랜스펙션
참고 : 렌티 바이러스 입자의 생산은 생물 안전 캐비닛과 BSL2 생물 안전 수준의 깨끗한 벤치에서 수행되어야합니다.
11. LGSC 정형 외과 이식
참고 : 모든 수술 수술은 SPF 수술실에서 수행되며 모든 수술 도구는 멸균됩니다.
12. RNA 분리
참고: 실험 전에 원심분리기를 4°C로 예냉하고 모든 시약 및 소모품에 RNAse 오염이 없음을 보장합니다.
13. PCR
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3D, 무혈청 문화 시스템 구축
본 연구에서는 마우스 LGSC용 EGF, Wnt3A, FGF10 및 Y-27632를 포함하는 LGSCM을 개발하였고, LGSCs는 3D 배양법으로 성공적으로 분리 및 배양하였다(도 1A). C57BL/6 마우스, NOD/ShiLtJ 마우스, BALB/c 마우스 및 ROSA26mT/mG 마우스로부터의 LGSCs의 성공적인 3D, 무혈청 배양 시스템이 이 방법16을 사용하여 확립되었다. 수컷 마우스의 경우, 1.5-2 × 10개의6 개의 세포를 해리시킴으로써 2개의 LGs로부터 수득하였다. 배양 1주일 후, 배양 초기에 1 × 10개의 4개의 LG 세포를 시딩할 때 30-60개의 구가 형성되었다. 더욱이, 이 방법에 의해 배양된 세포는 Epcam, Krt5, Krt14, P63, nestin 및 기타 줄기세포 마...
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눈물 줄기 세포 배양 및 LG 손상 복구를위한 눈물 줄기 세포의 분리 및 시험관 내 배양을위한 잘 확립 된 방법이 있습니다. Shatos et al.17 and Ackermannet al. (6) 쥐와 생쥐의 눈물 줄기세포를 각각 2D 배양 방법으로 성공적으로 배양 및 계대배양하여, ADD 치료를 위해 눈물 줄기세포를 이식할 수 있게 하였다. 2D로 배양된 LGs의 줄기세포18 및 중간엽 줄기세포19,20에 대한 연구는 이들 세포를 이식하면 ADD의 증상을 어느 정도 완화시킬 수 있음을 보여주었다. 형광-활성화된 세포 분류에 의해, Gromovaet al. 마우스 LGs로부터 LG 전구세포 마커를 발현하는 줄기세포 2개를 선별하여 시험관
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저자들은 그들이 경쟁하는 이익이 없다고 선언합니다.
이 연구는 중국 국립 자연 과학 재단 (제 31871413 호)의 보조금과 광동 과학 기술 (2017B020230002 및 2016B030231001)의 두 가지 프로그램에 의해 지원되었습니다. 우리는 연구 기간 동안 우리를 도운 연구원들과 동물 센터에서 일하는 직원들에게 동물 보호에 대한 그들의 지원에 진심으로 감사드립니다.
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| 이름 | 회사 | 카탈로그 번호 | 댓글 |
|---|---|---|---|
| Animal(Mouse) | |||
| Bal B/C | 모델 난징 대학교 | ||
| C57 BL/6J | 쑨원 | ||
| NOD/ShiLtJ | 모델 동물 연구 센터 난징 대학교 | ||
| ROSA26mT/mG | 난징 대학의 | ||
| Equipment< / em>< / u > | |||
| 분석 저울 | Sartorius | ||
| 자동 탈수기 | 열 | ||
| 혈액 계수기 | BLAU | ||
| 세포 계수 | CountStar | ||
| CO2 항온 인큐베이터 | Thermo | ||
| ECL Gel 이미징 시스템 | GE 헬스케어 | ||
| 수조용 전기 수조 | Yiheng 기술 | ||
| 전기 영동 장치 | BioRad | ||
| 형광 정량 PCR 기기 | Roche | ||
| 냉동 조직 슬라이서 | Lecia | ||
| 수평 원심 분리기 | CENCE | ||
| 도립 형광 현미경 | Nikon | ||
| 도립 현미경 | 올림푸스 | ||
| 레이저 라멜라 스캐닝 현미경 사진 | Carl Zeiss | ||
| 액체 질소 용기 | 열 | ||
| 저온 고온 속도 원심분리기 | Eppendorf | ||
| Micropipettor | Gilson | ||
| Microwave oven | Panasonic | ||
| Nanodrop 자외선 분광 광도계 | 온도 | 측정 RNA 농도 | |
| 파라핀 슬라이싱 기계 | Thermo | ||
| PCR 증폭기 | Eppendorf | ||
| pH 값 테스터 | Sartorius | ||
| 4 ° C 냉장고 | Haier | ||
| 자동 온도 조절 문화 발진기 | ZHICHENG | ||
| 조직 파라핀 임베딩 기기 | 열 | ||
| -80°C; C 초저온 냉장고 | 열 | ||
| -20° C 초저온 냉장고 | Thermo | ||
| 초순수 정화 시스템 | ELGA | ||
| u>시약 | |||
| 동물 실험 | |||
| HCG | 시그마 | 9002-61-3 | |
| PMSG | 시그마 | 14158-65-7 | |
| 펜토바르비탈 나트륨 | 시그마 | 57-33-0 | |
| 세포 배양 | |||
| B27 | Gibco | 17504044 | |
| 콜라겐분해효소 I | Gibco | 17018029 | |
| Dispase | BD | 354235 | |
| DMEM | 시그마 | D6429 | |
| DMEM/F12 | 시그마 | D0697 | |
| DMSO | 시그마 | 67-68-5 | |
| EDTA | Sangon Biotech | A500895 | |
| 소 태아 혈청 | Gibco | 04-001-1ACS | |
| GlutaMax | Gibco 35050087 | ||
| Human FGF10 | PeproTech | 100-26 | |
| Matrigel (매트릭스 젤) | BD | 356231 | |
| 쥐 Noggin | PeproTech | 250-38 | |
| 쥐 Wnt3A | PeproTech | 315-20 | |
| 쥐 EGF | PeproTech | 315-09 | |
| NEAA | Gibco | 11140050 | |
| N2 | Gibco | 17502048 | |
| R-spondin 1 | PeproTech | 120-38 | |
| 트립신 억제제(TI) | Sigma | T6522 | 는 트립신, 키모트립신 및 플라스미나제를 덜 억제할 수 있습니다. 1mg은 1.0-3.0mg의 트립신을 억제합니다. |
| 트립신 | 시그마 | T4799 | |
| Y-27632 | Selleck | S1049 | |
| HE 염색 & Immunostaining | |||
| Alexa Fluor 488 당나귀 안티-마우스 IgG | Thermo | A-21202 | 사용 희석: IHC) 2 μ g/mL, (IF) 0.2 & g/mL |
| Alexa Fluor 488 당나귀 안티 토끼 IgG Thermo | A-21206 | 사용 희석: (IHC) 2 μ g/mL, (IF) 2 & 뮤; g/mL | |
| Alexa Fluor 568 당나귀 안티 마우스 IgG | Thermo | A-10037 | 사용 희석: (IHC) 2 μ g/mL, (IF) 2 & 뮤; g/mL |
| Alexa Fluor 568 당나귀 안티 토끼 IgG Thermo | A-10042 | 사용 희석: (IHC) 2 μ g/mL, (IF) 4 & 뮤; g/mL | |
| Anti-AQP5 rabbit 항체 | Abcam | ab104751 | 사용된 희석액: (IHC) 1 μ g/mL, (IF) 0.1 & g/mL |
| Anti-E-cadherin 쥐 항체 | Abcam | ab11512 | 사용된 희석액: (IF) 5 μ g/mL |
| Anti-Keratin14 토끼 항체 | Abcam | ab181595 | 사용된 희석액: (IHC) 1 μ g/mL, (IF) 2 & 뮤; g/mL |
| Anti-Ki67 토끼 항체 | Abcam | ab15580 | 사용된 희석액: (IHC) 1 μ g/mL, (IF) 1 & 뮤; g/mL |
| Anti-mCherry 마우스 항체 | Abcam | ab125096 | 사용된 희석액: (IHC) 2 μ g/mL, (IF) 2 & 뮤; g/mL |
| Anti-mCherry 토끼 항체 | Abcam | ab167453 | 사용된 희석: (IF) 2 μ g/mL |
| C6H8O7 | Sangon Biotech | A501702-0500 | |
| 구연산 | Sangon Biotech | 201-069-1 | |
| DAB 키트(20x) | CWBIO | CW0125 | |
| DAPI | Thermo | 62248 | |
| Eosin | BASO | 68115 | |
| 형광 장착 중간 Dako | S3023 | ||
| Formalin | Sangon Biotech | A501912-0500 | |
| 염소 항-마우스 IgG 항체 (HRP) | Abcam | ab6789 | 사용 희석: 2 μ g/mL |
| 염소 anti-Rabbit IgG 항체(HRP) | Abcam | ab6721 | 사용 희석: 2 μ g/mL |
| Hematoxylin | BASO | 517-28-2 | |
| 히스토겔(임베딩 하이드로겔) | Thermo | HG-400-012 | |
| 30% H2O2 | Guangzhou Chemistry | KD10 | |
| 30% 과산화수소 용액 | Guangzhou Chemistry | 7722-84-1 | |
| Methanol | Guangzhou Chemistry | 67-56-1 | |
| Na3C6H5O7.2H2O | Sangon Biotech | A501293-0500 | |
| Neutral balsam | SHANGHAI YIYANG YY-Neutral | balsam | |
| Non-immunized Goat Serum | BOSTER AR0009 | ||
| Paraffin | Sangon Biotech | A601891-0500 | |
| 파라포름알데히드 | DAMAO | 200-001-8 | |
| 당류 | 광저우 화학 | 57-50-1 | |
| 구연산나트륨 삼염기성 이수화물 | Sangon Biotech | 200-675-3 | |
| 자당 | 광저우 화학 | IB11-AR-500G | |
| Tissue-Tek O.T.C. 화합물 | SAKURA | SAKURA.4583 | |
| 트리톤 X-100 | DINGGUO | 9002-93-1 | |
| Xylene | Guangzhou Chemistry | 128686-03-3 | |
| RT-PCR & qRT-PCR | |||
| Agarose | Sigma | 9012-36-6 | |
| 알코올 | Guangzhou Chemistry | 64-17-5 | |
| 클로로포름 | Guangzhou Chemistry | 865-49-6 | |
| 에티듐 브로마이드 | Sangon Biotech | 214-984-6 | |
| 이소프로필 알코올 | 광저우 화학 | 67-63-0 | |
| LightCycler 480 SYBR Green I 마스터 믹스 | Roche | 488735200H | |
| ReverTra Ace qPCR RT 마스터 믹스 | TOYOBO-Taq | ||
| DNA 중합효소 | TAKARA | R10T1 | |
| Goldview (핵산 stain) | BioSharp | BS357A | |
| TRIzol | Magen | R4801-02 | |
| Vector Construction & 세포 형질주입 | |||
| Agar | OXID-Ampicillin | ||
| Sigma | 69-52-3 | ||
| Chloramphenicol | Sigma | 56-75-7 | |
| Endotoxin-free Plasmid 추출 키트 | Thermo | A36227 | |
| Kanamycin | Sigma | 25389-94-0 | |
| Lipo3000 Plasmid 트랜스펙션 키트 | , Thermo | L3000015 | |
| LR 반응 키트 | , Thermo | 11791019 | |
| 플라스미드 추출 키트 | , TIANGEN | DP103 | |
| Trans5α 화학적으로 유능한 세포 | TRANSGEN | CD201-01 | |
| Trytone | OXID- | ||
| 효모 추출물 | OXID- | ||
| Primers 및 순서 | Company< | ||
| strong>Primer: AQP5 Sequence: F: CATGAACCCAGCCCGATCTT R: CTTCTGCTCCCATCCCATCC | Synbio Tech | ||
| Primer: β-actin Sequence: F: AGATCAAGATCATTGCTCCTCCT R: AGATCAAGATCATTGCTCCTCCT | Synbio Tech | ||
| Primer: Epcam Sequence: F: CATTTGCTCCAAACTGGCGT R: TGTCCTTGTCGGTTCTTCGG | Synbio Tech | ||
| Primer: Krt5 Sequence: F: AGCAATGGCGTTCTGGAGG R: GCTGAAGGTCAGGTAGAGCC | Synbio Tech | ||
| Primer: Krt14 Sequence: F: CGGACCAAGTTTGAGACGGA R: GCCACCTCCTCGTGGTTC | Synbio Tech | ||
| Primer: Krt19 Sequence: F: TCTTTGAAAAACACTGAACCCTG R: TGGCTCCTCAGGGCAGTAAT | Synbio Tech | ||
| Primer: Ltf Sequence: F: CACATGCTGTCGTATCCCGA R: CGATGCCCTGATGGACGA | Synbio Tech | ||
| Primer: Nestin Sequence: F: GGGGCTACAGGAGTGGAAAC R: GACCTCTAGGGTTCCCGTCT | Synbio Tech | ||
| Primer: P63 Sequence: F: TCCTATCACGGGAAGGCAGA R: GTACCATCGCCGTTCTTTGC | Synbio Tech | ||
| Vector | |||
| pLX302 렌티바이러스 무부하 벡터 | Addgene | ||
| pENRTY-mCherry | Xiaofeng Qin 실험실, Sun Yat-sen University |
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