Subskrypcja JoVE jest wymagana do oglądania tego materiału. Zaloguj się lub rozpocznij bezpłatny okres próbny.

Artykuł metodologiczny

Test tworzenia kolonii keratynocytów: test in vitro oceniający zdolność keratynocytów do wzrostu w kolonie

2.6K wyświetleń

⸱

30 kwietnia 2023

W tym artykule

Streszczenie

Źródło: Morris, R. J. et al. Izolacja keratynocytów naskórka myszy i ich klonogenna hodowla in vitro. J. Vis. Exp. (2019 rok)

W tym filmie przeprowadzamy test klonogenny keratynocytów pobranych od dorosłych myszy, aby określić zdolność poszczególnych komórek do proliferacji i tworzenia kolonii. Ta technika zbierania keratynocytów jest przydatna do badania innych dalszych aspektów chemicznej kancerogenezy skóry i promocji guza.

Protokół

Wszystkie procedury dotyczące modeli zwierzęcych zostały sprawdzone przez lokalny instytucjonalny komitet opieki nad zwierzętami oraz weterynaryjną komisję rewizyjną JoVE.

1. Pierwotny zbiór i siew keratynocytów

  1. Poddać eutanazji cztery do pięciu dorosłych samic myszy poprzez wdychanie CO2 zgodnie z zatwierdzonymi standardami dla zwierząt/IACUC. Jednak protokół ten może być również stosowany w przypadku pojedynczych samic / samców myszy.
    1. Przytnij około 9cm2 futra grzbietowego za pomocą elektrycznej maszynki do strzyżenia zwierząt i umieść wszystkie strzyżone myszy w słoiku o pojemności 500 ml z wystarczającą ilością roztworu antyseptycznego jodu powidonu (nie peelingu), aby przykryć je na 1-2 minuty. Dobrze wstrząśnij słoikiem, aby równomiernie pokryć myszy roztworem antyseptycznym.
    2. Odlej roztwór i spłucz czystą wodą, aż płyn będzie klarowny. Powtórz to samo mycie antyseptyczne, a następnie spłucz wodą. Po antyseptycznym przemyciu roztworem jodu namocz wszystkie myszy w 70% etanolu przez 5-10 min.
      UWAGA: Myszy o jasnym futrze (np. BALB/c) zachowają lekko żółtawy kolor po antyseptycznym płukaniu jodem, podczas gdy ciemniejsze myszy (np. C57BL/6) nie. Warto zauważyć, że żółty kolor nie ma wpływu na żywotność komórek ani wzrost kultur.
  2. Ostrożnie usuń przyciętą skórę grzbietową za pomocą kleszczy do kciuków i nożyczek w kapturze z przepływem laminarnym. Wyciętą skórę grzbietową umieścić w stożkowej probówce wypełnionej PBS/2x gentamycyną. Unikaj stosowania brzusznej skóry bocznej, aby zapobiec zanieczyszczeniu komórek sutka w hodowli.
  3. Używając autoklawowanych kleszczy i skalpela, kładź jedną skórę grzbietową na raz, owłosioną stroną do dołu, na cienkiej szalce Petriego. Zacznij zeskrobywać całą tkankę podskórną, w tym tłuszcz z brzusznej strony tkanki skórnej, aż stanie się półprzezroczysta. Staraj się usunąć maksymalne ślady tkanki podskórnej bez rozrywania skóry (części mieszków włosowych). Nie skrobać również przez długi czas i unikać wysuszenia skóry.
    1. Utrzymuj zeskrobaną skórę w roztworze PBS, dopóki wszystkie inne pozostałe skórki nie zostaną przetworzone. Następnie za pomocą skalpela pokrój skórki w paski o wymiarach 0,5 cm x 1-1,5 cm i połóż owłosioną stroną do góry na sterylnej szalce Petriego.
  4. Ostrożnie odpipetować 20 ml PBS/2x roztworu gentamycyny zmieszanego z trypsyną (0,25%) na plastikową szalkę Petriego o wymiarach 100 mm x 20 mm. Za pomocą sterylnych kleszczy przenieś skórki i unieś je włoską stroną do góry na powierzchni roztworu trypsyny przez 2 godziny w inkubatorze o temperaturze 32 °C.
    UWAGA: Czas i temperatura trypsynizacji mają kluczowe znaczenie dla dobrego plonowania wysoce kulturowych keratynocytów pierwotnych. Chociaż inne metody mogą zapewnić dobre plony żywotnych komórek, zdolność do hodowli keratynocytów była mniej zadowalająca.
    1. Podczas tego 2-godzinnego czasu inkubacji pokryć naczynia powłoką kolagenową i umieścić je w temperaturze 37 °C na 1 godzinę (patrz krok 1.1.2). W przypadku testów klonogennych szalki Petriego o średnicy 60 mm są powlekane na 24 godziny przed zbiorem keratynocytów, aby umożliwić napromieniowanej warstwie zasilającej 3T3 przyczepienie się do dna i równomierne rozprowadzenie.
      nuta: Powlekanie naczyń hodowlanych do hodowli klonogennej jest bardzo ważne dla prawidłowego przyczepiania, tworzenia kolonii i ostatecznego wzrostu/proliferacji keratynocytów naskórka myszy.
  5. Etap skrobania naskórka: Ułóż sterylną plastikową kwadratową szalkę Petriego i utwórz powierzchnię pod kątem 30° w celu prawidłowego skrobania naskórka za pomocą 15 ml pożywki do zbierania (patrz Tabela 1). Ostrożnie usuń pływający pasek skóry z roztworu trypsyny za pomocą zakrzywionych kleszczyków. Następnie za pomocą nowego ostrza skalpela zeskrob naskórek i włosy do podłoża.
    1. Nie używaj nadmiernej siły, ale użyj wystarczającej siły, aby zeskrobać naskórek lub wpłynąć na żywotność komórek.
    2. Podczas skrobania naskórka trzymaj ostrze prostopadle do kawałka skóry. Jeśli ostrze jest ustawione pod kątem w kierunku ruchu ostrza, istnieje większe ryzyko rozdarcia skóry. Jeśli ostrze jest odchylone od ruchu ostrza, istnieje większe prawdopodobieństwo niepełnego usunięcia naskórka.
  6. Ostrożnie wlej pożywkę zawierającą zeskrobane komórki naskórka do sterylnego słoika o pojemności 60 ml (autoklawowalnego i wielokrotnego użytku) z 1,5-calowym mieszadłem magnetycznym. Opłucz szalkę Petriego dodatkowym podłożem do zbierania, aby zebrać pozostałe komórki naskórka i doprowadzić końcową objętość do 30 ml. Użyj mieszadła magnetycznego i mieszaj z prędkością 100 obr./min przez 20 minut w temperaturze pokojowej. Proces ten usunie uwięzione komórki naskórka z włosów.
  7. Umieść sterylne sitko do komórek o pojemności 70 μm na górze stożkowej probówki o pojemności 50 ml. Sitko do komórek pasuje do stożkowej rurki o pojemności 50 ml.
    1. Umieść słoik w kapturze bezpieczeństwa biologicznego. Wyjmij mieszadło i wlej zawartość do filtra sitowego podłączonego do stożkowej probówki o pojemności 50 ml. Odcedź niepożądane włosy i arkusze warstwy rogowej naskórka.
    2. Ściśnij włosy wraz z materiałami warstwy rogowej naskórka w sitku i manipuluj nimi, aby uwolnić uwięzione komórki rzęsate. Użyj 5 ml pożywki do zbierania, aby pozostałe uwięzione komórki mogły się uwolnić i spłynąć do probówki. Doprowadzić całkowitą objętość do 50 ml w stożkowej probówce.
  8. Zakryć stożkową probówkę o pojemności 50 ml filtratem komórkowym i odwirować przy 160 x g przez 7 minut w temperaturze 4 °C. Następnie odessać supernatant i dodać 5 ml pożywki do zbioru. Na koniec ponownie zawiesić osad komórkowy, delikatnie rozcierając ~20x pipetą o pojemności 5 ml.
    1. Na tym etapie trzymaj komórki w zamrażalniku, aby uniknąć agregacji. Następnie dodaj 25 ml podłoża do zbioru i ponownie rozcieraj (20-25x).
    2. Aby zapewnić dokładną liczbę keratynocytów na tym etapie, weź 1 ml zawiesiny komórek i dodaj 19 ml pożywki do zbierania. Teraz rozcieńczenie komórek wynosi 1:20 w stożkowej probówce o pojemności 50 ml. Jeśli keratynocyty są pobierane od jednej myszy, dostosuj objętość zawiesiny komórek. Na przykład zamiast 30 ml użyj 15 ml i wykonaj rozcieńczenie 1:10 do liczenia komórek.
  9. Odmierzyć pipetą 0,5 ml rozcieńczonych komórek z probówki stożkowej o pojemności 50 ml (rozcieńczenie 1:20) i przenieść do 1,5 ml autoklawizowanej probówki do mikrowirówki. Usunąć 0,2 ml (200 μl) mieszanki komórek do innej probówki mikrowirówkowej o pojemności 1,5 ml i dodać równą objętość (200 μl) 0,4% roztworu błękitu trypanowego. Delikatnie wymieszaj ten roztwór 3x i przenieś komórki do hemocytometru w celu zliczenia jądrzastych keratynocytów.
    1. Oceń wszystkie ciemnoniebieskie komórki dodatnie dla błękitu trypanowego jako martwe komórki niezdolne do życia i oceń małe złote i różowawe komórki jako żywe komórki. Tak więc ostateczna wydajność keratynocytów na mysz powinna wynosić około 30 milionów żywotnych komórek.
  10. Odwirować oryginalną probówkę stożkową o pojemności 50 ml (od kroku 1.8) przez 7 minut przy 160 x g w temperaturze 4 °C. Na tym etapie ponownie zawieś komórki w żądanym podłożu i wykonaj wymagane rozcieńczenie do wysiewu komórek.
    1. W przypadku hodowli masowej należy zasiać od 2 do 4 milionów żywotnych złotych komórek na każdej szalce Petriego o średnicy 35 mm w pożywce do hodowli komórkowych (pożywka typu KGM + suplementy do kultur jednowarstwowych) (patrz Tabela 1). W przypadku testu klonogennego (tworzenia kolonii) wysiewa się 1000 komórek na 60 mm szalki Petriego na napromieniowanych promieniowaniem rentgenowskim warstwach podajnika 3T3 szwajcarskiej myszy z powłoką kolagenową i zmodyfikowaną pożywką E Willii z suplementami i surowicą.
    2. Użyj łącznie od 2 do 4 ml pożywki dla szalek Petriego o średnicy 35 mm i 60 mm. Również sformułować DMEM i pożywkę Williams E pozyskaną z ATCC o obniżonym poziomie wodorowęglanu sodu do stosowania w stężeniu 5% CO2 .
  11. Hodować komórki hodowlane (masowo lub klonogennie) w temperaturze 32 °C, wilgotności 95% i 5% CO2 . Zmieniaj pożywkę jeden dzień po początkowym zasiewie dla kultury masowej, a następnie 3 razy w tygodniu. Jednak w przypadku testów klonalnych pierwsza zmiana pożywki następuje 2 dni po wysiewie komórek, a następnie 3 razy w tygodniu.
  12. W przypadku hodowli klonalnej hoduj komórki w odstępach dwu- i czterotygodniowych. Po zakończeniu hodowli klonalnych (2 lub 4 tygodnie) odessać pożywkę. Utrwal kolonie w 10% buforowanej formalinie przez noc w temperaturze pokojowej i zabarwiaj 0,5% rodaminą B w wodzie autoklawu przez 1 godzinę. Następnie usuń plamę z rodaminy B za pomocą pipety z krawędzi naczyń.
    1. Opłucz naczynia w zimnej wodzie z autoklawem, aż naczynia będą czyste. Umieść naczynia pochylone na pokrywie naczyń i pozwól im wyschnąć do ostatecznego liczenia kolonii. Warto zauważyć, że podczas wykonywania testu hodowli klonogennej nigdy nie pipetuj <1 ml komórek. Jeśli komórki są skoncentrowane, należy je stopniowo rozcieńczyć.
Rozwiązania i mediaKomentarze
Rozwiązania w zakresie zbiorów
2,5% trypsyna (5 ml)
PBS firmy Dulbecco (500 ml)
Gentamycyna (2 ml)
PBS z 2x gentamycyną (45 mL)
Sól fizjologiczna buforowana fosforanami (PBS) z 2x gentamycyną
Roztwór trypsyny
Rozwiązania w zakresie hodowli komórkowych
Roztwór do powlekania naczyń Purecol-fibronektyna:
1 M HEPESA (1 ml)
116 mM CaCl2 (1 ml)
Albumina surowicy bydlęcej 1,0 mg/ml (10 ml)
Pożywka do hodowli komórkowych (100 ml)
Fibronektyna (1 mg)
Kolagen Purecol (1 mL)
Roztwór do zamrażania komórek
DMSO (2 ml)
DMEM z 10% BCS i paciorkowcem
Podłoże do zbioruMusi być bez wapnia
2x gentamycyna (1 ml)
FBS (50 ml)
SMEM (500 ml)
Wysokowapniowe podłoże E Williamsa z:
EGF (5 μg/ml) 1 ml
Glutamina 14,5 ml
Hydrokortyzon (1 mg/ml) 0,5 ml
Insulina 1 ml
LinoAcid-BSA (0,1 mg/ml) 0,5 ml
MEM Ess Aminokwasy 4 ml
MEM Witaminy 5 ml
Penicylina-Streptomycyna 5 ml
Transferyna (5 mg/ml) 1 ml
Vit A (1 mg/1 000 μL) 57,5 μL
Vit E 1 mg/ml (4°C) 3,5 μL
Vit D2 (10 mg/ml) 50 μL
Kompletna pożywka wzrostowa fibroblastów 3T3 (CGM)
BCS (100 ml)
DMEM (900 ml)
Penicylina-streptomycyna (10 ml)
KGM (w kraju)Pożywką stosowaną do hodowli masowej jest pożywka o obniżonej zawartości wapnia
Morris 2 medium z tymi samymi suplementami co Williams EWariant Williams E o obniżonej zawartości wapnia z suplementami

Tabela 1: Receptury roztworów i pożywek.

Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.

Oświadczenia

Nie stwierdzono konfliktu interesów.

Materiały

Lista materiałów użytych w tym artykule
NazwaFirmaNumer katalogowyKomentarze
0,4% błękit trypanowy 1x w 0,9% soli fizjologicznej Technologie życiowe Gibco Numer katalogowy: 15250-061
1,5-calowy mieszadł magnetyczny z pierścieniem obrotowym Bel-Art, Wayne371101128W słoiku Nalgene o pojemności 2 uncji
Pipety jednorazowe 10 ml BD Sokół357551
Kolba hodowlana 150 cm2 (T-150) Corning430825
2 uncje słoika Nalgene Thermo Fisher Naukowy2118-000260 ml
2,5% roztwór trypsyny 10x Technologie życiowe GibcoNumer katalogowy: 15090-046
50 ml sterylnej probówki stożkowej BD Sokół352098
Sitko do komórek, sterylne 70 μm Oprogramowanie laboratoryjne BD DiscoveryNumer katalogowy: 352350
Kolagen bydlęcy, typ I, 30 mg BD Nauki biologiczne354231
Woda destylowana Milli-Q Świeża; dwukrotnie destylowana woda z odwróconej osmozy
Sól fizjologiczna buforowana fosforanami Dulbecco 1x, bez Ca2+ i Mg2+ Technologie życiowe GibcoNr kat. 14190-144sterylny
Zmodyfikowany Medium Orła Dulbecco (DMEM) Kontroler ATCC (Kontroler T30-2002
Surowica płodowa bydlęca (FBS) Termo Fisher Naukowy HyclonSH 300070.03
Gentamycyna 50 mg/10 ml Technologie życiowe GibcoNumer katalogowy: 15750-060
Nr 22 sterylne ostrza ze stali nierdzewnej BD Bard-Parker371222
Rękojeści do skalpela nr 4 Instrumenty do badań biomedycznych26-1200W filiżance z 70% etanolem
Jedna para nożyczek Instrumenty do badań biomedycznych25-1050W filiżance z 70% etanolem
Jedna para kleszczy opatrunkowych na kciuk Militex6-kwiecieńW filiżance z 70% etanolem
Kwadratowe sterylne plastikowe szalki Petriego BD Sokół351112
Szwajcarskie mysie fibroblasty 3T3 Kontroler ATCC (Kontroler T Zobacz materiał CCL-92Używany w 10 przejściach
Williams E Średni Technologie życiowe Gibco Numer katalogowy: 12551-032
SMEM: Wolne od Ca2+ i Mg2+ minimalne niezbędne podłoże do hodowli zawiesiny Technologie życiowe GibcoNumer katalogowy: 11380-037
TGL SZT.

Tagi

Izolacja komórek naskórkatest kolonogennyhodowla na warstwie pokarmowejpłytki powlekane kolagenemtrawienie trypsynąliczenie w komorze hemocytometrycznejbarwienie koloniikeratynocyty naskórka myszypożywka William's E