August 1st, 2017
생쥐에서 다른 인간화 된 골수 틈새를 만들고 살아있는 방법이 제시됩니다. human mesenchymal cells에 의해 만들어지는지지 적 틈새를 기반으로, 인간 내피 세포의 첨가는 인간 혈관의 형성을 유도하는 반면, rhBMP-2의 첨가는 인간 - 마우스 키메라 성숙한 뼈 조직의 형성을 유도한다.
이 방법의 전반적인 목표는 인간 세포 운반체 골격을 마우스에 이식하여 인간화된 골수 틈새를 만든 다음 임플란트 내에서 인간 세포의 거동을 실시간 이미지화하는 것입니다. 이 방법은 골수의 다양한 구성 요소를 단일 세포 해상도로 재생하고 실시간 이미지를 제공할 수 있기 때문에 인간 조혈 분야의 주요 질문에 답하는 데 도움이 될 것입니다. 이 시스템의 다양성은 다양한 틈새 구성 요소를 하나씩 또는 조합하여 이식할 수 있기 때문에 주요 장점 중 하나입니다.
이 방법론은 종양 전이 또는 약물 스크리닝 연구와 같은 다른 연구 분야에도 잠재적으로 적용될 수 있습니다. 적절한 멸균 기술을 사용하여 멸균된 젤라틴 스펀지를 비슷한 크기의 24개 조각으로 자르는 것으로 시작합니다. 젤라틴 골격을 에탄올에 침지한 다음 PBS에 담가 재구성합니다.
그런 다음 멸균 조직에 각 골격을 부드럽게 두드려 과도한 액체를 제거하고 골격을 초저 부착 24웰 플레이트의 개별 웰로 옮깁니다. 인슐린 주사기를 사용하여 50 마이크로 리터의 배양 배지에 10 배에서 5 배, 10 배에서 6 번째 기질 세포를 각 골격에 조심스럽게 주입하고 플레이트를 세포 배양 인큐베이터에 놓습니다. 세포를 골격에 주입할 때 골격에서 누출이 없는지 확인하십시오.
1시간 후, 각 웰에 3ml의 신선한 세포 배양 배지를 채우고 골격을 인큐베이터로 되돌립니다. 24시간 후, 5번째 조혈 세포에 10배 1회를 주입한 후 배양 및 추가 배지 추가, 방금 설명한 대로 24시간 배양을 합니다. 재조합 인간 뼈 형태 유전 단백질 2 캐리어 스캐폴드를 생성하기 위해 재구성된 스캐폴드를 U-bottom 96-well 플레이트의 개별 웰에 배치하고 각 스캐폴드에 2개의 재조합 인간 뼈 형태 유전 단백질 2개씩 5마이크로리터를 추가합니다.
그런 다음 20마이크로리터의 트롬빈과 20마이크로리터의 피브리노겐으로 골격을 덮습니다. 생명공학 골격을 외과적으로 이식하려면 먼저 실험용 쥐의 뒤쪽에 있는 수술 부위를 면도하고 희석된 클로르헥시딘에 적신 면봉을 사용하여 노출된 피부 표면을 각 방향으로 세 번 청소합니다. 그런 다음 멸균 겸자와 메스를 사용하여 전후 0.7cm의 피부 절개 부위를 만들고 피하 조직 아래에 겸자를 삽입하여 주머니를 만듭니다.
골격을 주머니 깊숙이 삽입하고 수술용 접착제로 절개 부위를 봉합합니다. 이식된 골격이 이식 전에 8주에서 24주 동안 발달하도록 합니다. 형광 물질을 정맥 투여하고 동물을 안락사시킨 후 방금 시연한 대로 피부를 살균하고 원래 착상 부위 근처의 동물 등을 세로로 절개합니다.
골격이 이식된 피하 주머니에서 피부를 조심스럽게 분리한 다음 핀셋을 사용하여 골격을 부드럽게 잡고 잔여 막과 골격을 둘러싼 조직을 조심스럽게 잘라 구조를 회복합니다. 속효성 접착제를 사용하여 비계를 35 x 10 밀리리터 페트리 접시에 고정합니다. 뼈 형태 유전 단백질인 두 골격의 경우, 플레이트를 PBS로 채우기 전에 현미경 현미경 아래에서 수술용 마이크로드릴을 사용하여 뼈 표면을 얇게 하여 형광단을 시각화하고 이미지를 고해상도로 캡처할 수 있습니다.
뼈의 두께는 일반적으로 골격에 따라 다르기 때문에 드릴링 과정에서 특히 주의해야 하며 표면을 깨뜨리지 않는 것이 중요합니다. 접시에 실온 PBS를 채웁니다. 생명공학적 골격의 2광자 현미경 이미징을 위해 골격을 컨포칼 현미경 스테이지에 놓고 20배 1.0 NA 수침 렌즈를 선택합니다.
그런 다음 이미징 소프트웨어의 획득 모드에서 show manual tools 상자를 선택합니다. 레이저 메뉴에서 2광자 레이저를 켜고 레이저가 예열되고 안정화되도록 합니다. 레이저가 준비되면 이미징 설정 메뉴에서 채널 모드를 활성화하고 매 프레임마다 트랙을 전환합니다.
광 경로 메뉴에서 비스캔 및 메인 빔 스플리터 MBS 760 plus를 선택합니다. 4개의 디스캔되지 않은 감지기를 활성화하고 회로도에 표시된 대로 구성을 설정합니다. 채널 메뉴에서 레이저 파장을 890나노미터로, 전력을 50%로 설정합니다.각 채널에 대해 게인 마스터를 500에서 600으로, 디지털 오프셋을 0으로, 디지털 게인을 15로 설정합니다.
획득 모드에서는 조직을 손상시키고 형광단을 표백하지 않고 고해상도 이미지를 얻기 위한 적절한 매개변수를 설정합니다. 그런 다음 이미지의 초기 스캔을 위해 확대/축소를 1로 설정합니다. 모든 매개변수가 설정되면 식염수에 닿을 때까지 렌즈를 내리고 램프를 광원으로 사용하여 렌즈 초점을 수동으로 설정합니다.
이제 Z-stack 메뉴를 활성화하고 첫 번째 마지막 기능을 선택합니다. 두 개의 하위 시퀀스 사이에 필요한 간격을 설정하고 라이브를 선택하여 샘플의 라이브 스캔을 이미지화하고 최적의 노출을 위해 필요에 따라 디지털 게인과 디지털 오프셋을 조정합니다. 여러 채널을 동시에 시각화하려면 split 함수를 선택하십시오.
스테이지 메뉴에서 라이브 모드에 있는 동안 이미지를 스캔하고 골강의 위치와 같은 관심 영역을 표시합니다. 샘플 스캔이 완료되면 첫 번째 관심 영역으로 이동하고 라이브 모드에서 먼저 설정 및 마지막 설정 기능을 사용하여 관심 영역을 둘러싼 3D Z 스택의 상단과 하단을 설정합니다. 그런 다음 중심 C를 설정하고 실험 시작 버튼을 클릭하여 관심 영역의 Z 스택 이미지 획득을 시작합니다.
획득이 완료되면 지정된 폴더에 이미지를 저장하고 다음 관심 영역을 스캔합니다. 이러한 대표적인 이미지에서, 이식 후 8주 후에 면역결핍 NSG 마우스에서 회수된 다양한 골격의 총 형태를 관찰할 수 있습니다. 인간 내피 세포와 함께 시딩하면 골격의 혈관화가 증가하고, 재조합 인간 뼈 형태 유전 단백질 2가 추가되면 뼈 형성이 유도됩니다.
실시간 2광자 현미경으로 이미지화한 이 골격은 골격에 혈관이 존재하고 골격 실질에서 인간 조혈 세포의 장기 생착을 보여줍니다. 인간 내피 및 중간엽 기질 세포가 파종된 골격은 인간 내피 세포가 골격 내 혈관 형성에 참여하여 쥐-인간 키메라 혈관 구조를 초래했음을 보여줍니다. 뼈 조직의 형성은 2광자 현미경으로 시각화할 수 있을 뿐만 아니라 골수 내시 조직과 매우 유사한 내골 조직의 인간화된 혈관 구조에서 공동의 형성을 시각화할 수 있습니다.
또한, 재조합 인간 뼈 형태 유전 단백질 두 캐리어 골격에서 골격 내 조직의 형태는 지방 조직을 가진 성숙한 골수와 유사하며, 이는 인간 중간엽 기질 세포도 지방 조직 형성에 기여한다는 것을 시사합니다. 이 비디오를 시청한 후에는 모든 생명공학자와 주요 쥐 골격에 대해 잘 이해하게 될 것입니다. 항상 금욕적인 환경을 유지하고 비계를 다룰 때 각별한 주의를 기울이는 것을 잊지 마십시오.
이 방법과 관련된 제한 사항(예: 조직의 인간-마우스 키메라)을 염두에 두십시오. 이미징 후에는 골격이 분해될 수 있으므로 샘플이 추가 연구에 사용될 수 있으므로 살아있는 세포를 회수할 수 있다는 점을 기억하십시오.
이 기사는 마우스에서 인간화된 골수 틈새 공간을 만들고 생체 영상화하는 방법을 제시합니다. 이 접근 방식은 인간 세포 운반체 스캐폴드를 이식하여 이식물 내에서 인간 세포 행동을 관찰할 수 있게 합니다.
This method enables biopharma researchers to model human hematopoietic stem cell interactions within a tunable bone marrow microenvironment, supporting target validation and mechanistic de-risking in hematologic drug discovery. Live imaging at single-cell resolution provides quantitative readouts for assessing compound effects on cell engraftment, differentiation, and niche interactions, improving predictive confidence in preclinical models. The system’s versatility allows for systematic interrogation of stromal components, facilitating assay development and translational biomarker discovery in leukemia, lymphoma, and bone marrow failure disorders.
The method integrates into the discovery continuum from early target validation through preclinical evaluation, particularly for hematologic malignancies and bone marrow-targeted therapies.