혈관-뇌척수액 장벽의 고급 시험관 내 모델을 생성하기 위해 맥락신경총의 인간 상피세포와 내피세포를 공동 배양하는 연구가 이루어졌습니다. 우리는 선택된 조건에서 상피와 내피를 분리하여 후속 RNA 준비 및 전사 분석을 수행하는 과정을 설명합니다.
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혈관-뇌척수액 장벽의 고급 시험관 내 모델을 생성하기 위해 맥락신경총의 인간 상피세포와 내피세포를 공동 배양하는 연구가 이루어졌습니다. 우리는 선택된 조건에서 상피와 내피를 분리하여 후속 RNA 준비 및 전사 분석을 수행하는 과정을 설명합니다.
뇌실계에 위치한 고도로 관류된 맥락막총(CP)은 입방체 상피와 창구형 내피 등 여러 구조적 구성 요소로 구성되어 있으며, 혈액-뇌척수액 장벽(BCSFB)의 위치입니다. 시험 관 내 CP를 연구하기 위해 여러 가지 세포 배양 방식이 고려될 수 있습니다. 인간 상피 CP 유두종(HIBCPP) 세포를 기반으로 한 강한 장벽 기능을 가진 역전세포 배양 필터 모델을 우리 연구실에서 구축하여 광범위하게 사용하고 있습니다. 최근에는 안정적인 불멸화 인간 CP 내피 세포주(iHCPEnC)를 생성하는 데 성공했습니다. 두 세포주를 결합하여, HIBCPP 세포 단독 비교해 장벽 기능이 향상된 고급 기능성 2세포형 모델을 구축하였습니다. 이 모델은 CP 상피와 내피를 모두 나타내기 때문에, 감염, 염증 등 선택된 조건에서 두 세포 유형 간의 상호작용을 조사할 수 있게 합니다. 이 프로토콜에서는 상피세포와 내피세포를 분리하여 전사 분석을 수행하는 이 2세포형 모델을 구축하는 방법을 설명합니다. 우리는 상피와 내피에 특이적인 PCR 프라이머를 소개하며, 이는 두 세포 간 교차 오염 가능성을 검출하는 역할을 합니다. 염증 상태에서 CP 내피가 상피에 미치는 잠재적 영향을 조사하기 위해, 지지다당류(LPS) 처리 맥락에서 선택된 유전자의 발현 수준을 HIBCPP 세포 분획에서 분석하였습니다. 고급 CP in vitro 모델과 상피 및 내피 반응을 별도로 분석할 수 있는 가능성은 CP의 생물학적 및 병리학적 기능과 관련된 세포 과정 연구에 중요한 관심사입니다.
맥락막총(CP)은 뇌의 네 개의 뇌실에 위치한 다양한 세포 집단으로 이루어진 고도의 혈관 형성 집합체입니다. 그 외에 중추신경계(CNS)와 혈액 사이의 생리학적 장벽인 혈액-뇌척수액 장벽(BCSFB)으로서 뇌가 혈액 내 감염성 물질을 순환하는 것을 방지하는 역할을 합니다. CP는 다양한 세포 유형으로 구성되며, 여기에는 밀착 및 부착 접합부와 데스모좀이 포함되어 있으며, 기저막 위에 위치해 있습니다. 상피세포 표면은 하내막 표면에 미세융모가 존재함으로써 확대됩니다. 저저막 1,2,3 아래에 위치한 창문 내피 모세혈관은 섬유아세포와 면역 세포 같은 결합 조직으로 둘러싸여 있습니다. 최근 CP 내피세포가 상피 세포와 함께 BCSFB의 무결성을 향상시킬 수 있으며, 이는 염증 과정 중 뇌 보호에 역할을 할 수 있다는 보고가 있습니다 4,5.
현재까지 인간 상피 CP 유두종(HIBCPP) 세포의 역배양은 높은 전상피 전기 저항(TEER) 값과 강한 장벽 기능을 가진 인간 BCSFB를 모방하기 위해 가장 자주 사용되는 시험관 내 모델입니다. 세포 기능을 더 잘 이해하고 동시에 동물 실험을 피하려면 시험관 내 실험에서 가능한 한 많은 정보를 얻는 것이 중요합니다. 최초로 안정적으로 불멸화된 인간 CP 내피 세포주(iHCPEnC)가 최근 우리 실험실 6,7에서 확립되었습니다. HIBCPP 세포와 iHCPEnC의 도움으로 우리는 BCSFB를 보다 진보된 방식으로 모방하는 공동 배양 시험관 모델을 구축할 수있었습니다. 이 두 세포 유형 모델을 사용하여 HIBCPP 세포와 iHCPEnC의 공동 배양이 HIBCPP 단독 세포에 비해 TEER 값을 증가시킨다는 것을 입증할 수 있습니다. iHCPEnC만으로는 TEER 7,8이 발생하지 않는다는 점이 중요합니다. 이 모델에서 사용된 두 세포 유형에 대한 별도의 준비와 후속 분석을 통해 건강한 상태와 병든 상태에서 이들의 상호작용을 조사할 수 있을 것입니다.
여기서는 이 목표를 달성하기 위한 두 가지 다른 접근법을 설명합니다. 이 방법은 두 경우 모두 HIBCPP 세포의 역전된 세포 배양 모델을 기반으로 한다는 점입니다(그림 1). 방법 1, 즉 '직접 공동 배양(direct co-culture)' 방법은 두 세포를 하나의 필터 인서트에 포함시키는 방식입니다. HIBCPP 세포는 iHCPEnC 씨앗 전에 역방향으로 배양되며, 표준 방식은 7,8입니다. 방법 2인 '멤브레인-인-인서트' 배양에서는 필터 인서트에 사용되는 멤브레인과 동일한 특성을 가진 별도의 멤브레인을 추가했습니다. 이 추가 막은 이미 HIBCPP 세포가 역배양 환경에서 성장 중인 필터 삽입물에 삽입됩니다. iHCPEnC는 표준 배양 방식으로 추가 막에 시딩됩니다.
이후 세포를 분리하여 RNA 분석함으로써 선택된 조건에서 CP 상피와 내피의 전사 반응에 대한 통찰을 얻을 수 있습니다. HIBCPP 세포와 iHCPEnC에 특이적인 PCR 프라이머를 소개하는데, 이는 두 세포 유형의 성공적이고 깨끗한 분리를 확인할 수 있게 합니다. 지지다당류(LPS) 치료 후, 우리는 설명된 모델을 사용하여 염증성 상태에서 내피가 존재할 때 CP 상피의 독특한 반응을 조사합니다.
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1. HIBCPP 세포
참고: 다음에서는 HIBCPP 세포의 배양 및 유지 방법, 그리고 HIBCPP 세포를 이용한 역배양 필터 삽입물 제조에 대해 설명합니다. 이 프로토콜은 12웰 세포 배양 필터 삽입물에서 HIBCPP 세포를 증식하기 위해 설계되었습니다. 24웰 세포 배양 필터 삽입물에 HIBCPP 세포를 배양하는 상세한 프로토콜과 동영상이 이전에 발표되었습니다.
2. TEER 결정
참고: TEER 값 측정은 MilliCell ERS2와 젓가락 전극의 도움을 받아 수행됩니다. 세포 배양 필터 삽입물에 포함된 세포 배양 필터 삽입물(옴블랭크)의 빈 측정이 계산을 위해 필요합니다.
3. iHCPEnC
4. 공동 배양 실험 준비
5. 공동 문화 구축
참고: 현재 HIBCPP 세포는 이미 2세포형 시험관 배양 모델에 맞게 준비되어 있습니다. HIBCPP 세포는 5일에서 6일간 배양되었습니다(1.3.8-1.3.12 단계 비교). HIBCPP 세포는 TEER(약 20옴·cm2)를 발달시키기 시작할 것입니다.
6. 공동 배양에서 iHCPEnC의 파종 및 배양
참고: 다음 절에서는 12웰 세포 배양 필터 삽입물에서 HIBCPP 세포와 iHCPEnC의 공동 배양 확립에 대해 설명합니다. 24웰 세포 배양 필터 삽입물에서 HIBCPP 세포와 iHCPEnC의 공동 배양에 관한 상세한 프로토콜은 이전에 8번 설명된 바 있습니다. iHCPEnC를 분리하기 전에 공동 배양을 수행하는 데 필요한 세포 수를 계산하세요. 한 개의 융합된 T25 세포 배양 플라스크는 약 5× 10개의5 세포를 제공합니다.
7. LPS 치료
참고: 공동 배양은 HIBCPP 세포 단독 배양보다 더 높은 TEER 값을 보여야 하며(권장 인수: 1.5 이상).
8. HIBCPP 세포와 iHCPEnC에서 RNA를 분리하여 후속 전사 분석을 수행
참고: 두 개의 별도 세포 분획을 달성하고 공동 배양 모델에서 배양된 세포의 교차 오염을 방지하기 위해, 세포 분획은 인서트에서 따로 조심스럽게 긁어냅니다. 각 필터 인서트에 대해 RNA 분리의 모든 단계를 중단 없이 수행하세요(인서트는 건조하지 않도록 허용됨).
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이 프로토콜에서는 도식적으로 그림 1에 나타난 것처럼 세포 배양 필터 삽입물에 상피(HIBCPP 세포)와 내피(iHCPEnC)로 구성된 인간 CP의 두 세포형 모델을 단계별로 생성하는 과정을 설명합니다. 이 모델 시스템에서는 HIBCPP 세포가 필터 하단에서 역방향으로 배양되는 반면, iHCPEnC는 삽입물 필터 상단이나 삽입물 막 위에 놓인 두 번째 필터 위에 시딩됩니다.
2셀형 모델의 TEER 값
최근 우리는 세포 배양 필터 삽입물에서 HIBCPP 세포와 iHCPEnC를 공동 배양하면, TEER 측정에 따라 장벽 기능이 시간이 지남에 따라 증가함을 보여주었습니다. 이 실험들은 0.4 μm 기공 6,7,8<...
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인간 CP는 장벽 형성 상피와 확장된 혈관의 내피 등 여러 세포 유형으로 구성되어 있습니다. CP의 내피세포는 페네트라트(펜에스트라트)되어 있지만, 최근 연구에서는 BCSFB 4,7에서 장벽 기능에 기여하는 이들이 입증되었습니다. CP처럼 장기에서 내피와 상피 간의 복잡한 상호작용을 연구하기 위해서는 두 세포 유형을 모두 분석할 수 있는 고급 시험관 내 모델이 필요합니다.
여기서는 상피세포(HIBCPP 세포)와 내피세포(iHCPEnC)로 구성된 인간 CP의 2세포형 in vitro 모델 생성 프로토콜을 설명합니다. 이 프로토콜을 수행할 때는 배양물의 TEER 값을 정기적으로 모니터링하는 것이 중요하며...
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저자들은 이해 충돌이 없다고 선언합니다.
| 이름 | 회사 | 카탈로그 번호 | 댓글 |
|---|---|---|---|
| 0.25% 트립신-EDTA | 라이프 테크놀로지스 | 25200056 | |
| 12웰 세포 배양판 및 nbsp; | 스타랩 | CC7682-7512 | |
| 12개의 웰 필터 인서트(3 & 마이크로; M 모공) | 그레이너 바이오 원 | 665631 | |
| 24웰 세포 배양판 및 nbsp; | 스타랩 | CC7672-7524 | |
| 24웰 필터 삽입물 (0.4 & 마이크로; M 모공) | 그레이너 바이오 원 | 662641 | |
| 24웰 필터 인서트(3 & 마이크로; M 모공) | 그레이너 바이오 원 | 662631 | |
| 6웰 세포 배양판 및 nbsp; | 스타랩 | CC7682-7506 | |
| AffinityScript cDNA 합성 키트 (cDNA 합성) | 애질런트 | 600559 | |
| 부착 인자 | 셀 시스템 | 4조-500 | 완전 클래식 내피 중간 키트의 일부입니다. |
| 브릴리언트 II SYBR 그린 qPCR 마스터 믹스 (실시간 PCR) | 애질런트 | 600828 | |
| 젓가락 전극 | 밀리포어 | MERSSTX01 | 이 제품은 단종되었습니다. |
| 완전 클래식 내피 배지 (iHCPEnC 매체) | 셀 시스템 | 4조-500 | 키트, 매체, 보충제, 코팅용 부착 팩터가 포함되어 있습니다. |
| DMEM/F-12 (1:1) 페놀레드 (10% HIBCPP 미디엄) | 써모피셔 | 31330-038 | |
| DMEM/F-12 (1:1) 페놀르드 미사용(1% HIBCPP 미디엄) | 써모피셔 | 11039-021 | |
| 태아 송아지 혈청(FCS) (1% 및 10% HIBCPP 미디엄) | 써모피셔 | 10270-106 | |
| 인슐린 (1% 및 10% HIBCPP 미디엄) | 시그마 | I9278 | |
| 지지방다당류(LPS) | 시그마 | L3024 | |
| 밀리셀 ERS2 | 밀리포어 | MERS00002 | 이 제품은 단종되었습니다. |
| 나노드롭 (분광광도계) | 써모 사이언티픽 | ND1000 | 이 제품은 단종되었습니다. |
| No. 11 천공철 | Wü RTH | 880223211 | |
| PBS | 라이프 테크놀로지스 | 14190169 | |
| 프라이머 설계 도구 | NCBI | https://www.ncbi.nlm.nih.gov/tools/primer-blast/ | |
| 프라이머 | 시그마 | VC00021 | |
| Qiagen RNeasy 마이크로 | 치아겐 | 74004 | |
| RLT+b-ME (Qiagen Rneasy 마이크로 키트의 일부) | 치아겐 | 74004 | |
| T25 세포 배양 플라스크 | 사르스테트 AG & 코 KG | 83,39,10,002 | |
| T75 세포 배양 플라스크 | 사르스테트 AG & 코 KG | 83,39,11,002 | |
| TRAKETCH PET 3.0 cc (별도의 멤브레인) | 사베우 | SK4580 | |
| 자외선 | 칼 로스 | H469.1 |
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