Tutaj opisujemy rozwój i zastosowanie testu skurczu żelu do oceny funkcji skurczu w komórkach mezenchymalnych, które przeszły przejście nabłonkowo-mezenchymalne.
Subskrypcja JoVE jest wymagana do oglądania tego materiału. Zaloguj się lub rozpocznij bezpłatny okres próbny.
Artykuł metodologiczny
Tutaj opisujemy rozwój i zastosowanie testu skurczu żelu do oceny funkcji skurczu w komórkach mezenchymalnych, które przeszły przejście nabłonkowo-mezenchymalne.
Zwłóknienie jest często zaangażowane w patogenezę różnych przewlekłych postępujących chorób, takich jak śródmiąższowa choroba płuc. Patologicznym znakiem rozpoznawczym jest powstawanie ognisk fibroblastycznych, co wiąże się z ciężkością choroby. Sugeruje się, że komórki mezenchymalne składające się z ognisk fibroblastycznych pochodzą z kilku źródeł komórkowych, w tym pierwotnie rezydujących fibroblastów wewnątrzpłucnych i krążących fibrocytów ze szpiku kostnego. Od niedawna uważa się, że komórki mezenchymalne, które przeszły przemianę nabłonkowo-mezenchymalną (EMT), również mają przyczyniać się do patogenezy zwłóknienia. Ponadto EMT może być indukowany przez przekształcanie czynnika wzrostu β, a EMT może być wzmocniony przez cytokiny prozapalne, takie jak czynnik martwicy nowotworu α. Test skurczu żelowego jest idealnym modelem in vitro do oceny kurczliwości, która jest jedną z charakterystycznych funkcji fibroblastów i przyczynia się do gojenia ran i zwłóknienia. W tym miejscu zademonstrowano opracowanie testu skurczu żelu do oceny zdolności skurczowej komórek mezenchymalnych, które przeszły EMT.
Zwłóknienie bierze udział w patogenezie różnych przewlekłych postępujących chorób, takich jak śródmiąższowa choroba płuc, zwłóknienie serca, marskość wątroby, końcowa niewydolność nerek, twardzina układowa i choroba autoimmunologiczna1. Wśród śródmiąższowych chorób płuc idiopatyczne włóknienie płuc (IPF) jest przewlekłą chorobą postępującą i wykazuje złe rokowanie. Patologicznym znakiem rozpoznawczym IPF jest rozwój ognisk fibroblastycznych składających się z aktywowanych fibroblastów i miofibroblastów, które są związane z rokowaniem. Sugeruje się, że pochodzenie takich fibroblastów płucnych wywodzi się z kilku komórek mezenchymalnych, w tym pierwotnie rezydujących fibroblastów płucnych i krążących fibrocytów ze szpiku kostnego. Ostatnio zaproponowano, że przejście nabłonkowo-mezenchymalne (EMT) jest związane z powstawaniem komórek mezenchymalnych2 i przyczynia się do patogenezy zaburzeń zwłóknieniowych.
Uważa się, że EMT odgrywa ważną rolę w procesie rozwoju płodu, gojenia się ran i progresji raka, w tym inwazji guza i przerzutów3. W wyniku procesu EMT komórki nabłonkowe uzyskują zdolność komórek mezenchymalnych poprzez utratę markerów nabłonkowych, takich jak E-kadheryna, oraz poprzez ekspresję markerów mezenchymalnych, takich jak wimentyna i aktyna α-mięśni gładkich (SMA)4,5. Wcześniejsze badania wykazały dowody na to, że proces EMT jest związany z rozwojem zwłóknienia tkanek w nerkach6 i płucach7. Dodatkowo przewlekły stan zapalny sprzyja chorobie zwłóknieniowej8; ponadto takie cytokiny zapalne, jak nadrodzina czynnika martwicy nowotworu 14 (TNFSF14; Wykazano, że czynnik martwicy nowotworu (TNF)-α i interleukina-1β zwiększają EMT9-12.
Test skurczu żelu kolagenowego, test skurczu komórek oparty na kolagenie, w którym fibroblasty są trójwymiarowo osadzone w żelu kolagenowym typu I, jest idealnym modelem in vitro do oceny kurczliwości. Kurczliwość jest jedną z charakterystycznych funkcji fibroblastów i przyczynia się do prawidłowego gojenia się ran i zwłóknienia13. W tym teście uważa się, że przyłączanie fibroblastów do kolagenu typu I poprzez mechanizmy zależne od integryn ma w pewnych warunkach wytwarzać napięcie mechaniczne, a w konsekwencji prowadzić do skurczu tkanek.
Tutaj rozwój testu skurczu żelu jest dostosowany do oceny nabycia funkcji skurczu w komórkach, które przeszły EMT. Raport ten pokazuje, że ten zmodyfikowany test jest odpowiedni do oceny kurczliwości w komórkach mezenchymalnych, które przeszły EMT.
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
1. Przygotowanie i hodowla komórek nabłonka płuc
2. Procedura EMT
3. Potwierdzenie procedury EMT za pomocą PCR i Western Blotting
4. Test skurczu żelu do oceny EMT
5. Pomiar rozmiaru żelu
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
W trakcie EMT komórki nabłonkowe tracą markery nabłonkowe, takie jak E-kadheryna, i zaczynają wykaziwać ekspresję markerów mezenchymalnych, takich jak wimentyna i α-aktyna mięśni gładkich4,5. Inkubacja ludzkich komórek nabłonkowych płuc A549 z TGF-β1 i TNF-α indukuje EMT. Normalne komórki A549 mają kształt przypominający brukowca lub trójkąt, co jest charakterystyczne dla komórek nabłonkowych (Rysunek 3A), natomiast po stymulacji TGF-β1 i TNF-α ich wygląd zmien...
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Protokół opracowany w tym badaniu składa się z dwóch etapów. Pierwszym krokiem jest indukcja EMT, natomiast drugim krokiem jest test skurczu żelu. Ponieważ ważne jest, aby potwierdzić, że komórki przeszły EMT, krok 2 stanowi doskonałe uzupełnienie zmian morfologicznych i ekspresji genów. Poprzednie badania wykazały, że EMT komórek A549 był indukowany przez TGF-a1 tylko24; jednakże, jak informowaliśmy wcześniej10, leczenie TNF-α zwiększa EMT i pozyskiwanie mezenchymalnych markerów komórkowych. Uważa ...
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Autorzy nie mają do ujawnienia żadnych konfliktów interesów.
Dziękujemy Dr. Tadashi Koyama za pomoc techniczną. Prace te były częściowo wspierane przez JSPS KAKENHI Grant Numbers 23249045, 15K09211, 15K19172; grant dla Grupy Badawczej ds. Niewydolności Oddechowej z Ministerstwa Zdrowia, Pracy i Opieki Społecznej w Japonii; grant na badania nad chorobami alergicznymi i immunologią, Japonia.
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
| Nazwa | Firma | Numer katalogowy | Komentarze |
|---|---|---|---|
| DMEM | sigma aldrich | 11965-092 | Dla A549 średni |
| FBS | GIBCO | 10437 | |
| Transformujący czynnik wzrostu-β 1, Ludzkie, rekombinowane | chemikalia laboratoryjne Wako | 209-16544 | |
| Rekombinowany ludzki TNF-α | R& Systemy D | 210-TA/CF | |
| E-Kadheryna (24E10) Technologia | sygnalizacji komórkowej | # 3195 | Rozcieńczenie 1: 3,000 |
| Wimentyna (D21H3) | Technologia sygnalizacji komórkowej | # 5741 | Rozcieńczenie 1:3 000 |
| Przeciwciało anty-&alfa-tubulinowe | sigma | aldrich T9026 | Rozcieńczenie 1:10 000 |
| Monoklonalna antyaktyna, &alfa;-Przeciwciało mięśni gładkich& nbsp; | sigma aldrich | A5228 | 1:10,000 rozcieńczenie |
| anty-N-kadheryny | Laboratoria Transdukcji BD # | 610920 | Rozcieńczenie 1:1,000 |
| Anty-mysie IgG, HRP-Linked Whole Ab Sheep (przeciwciało wtórne) | GE Healthcare | NA931-100UL | 1:20,000 rozcieńczenie |
| Anti-Rabbit IgG, HRP-Linked Whole Ab Donkey (przeciwciało wtórne) | GE Healthcare | NA934-100UL | 1:20,000 odczynnik blokujący rozcieńczenie |
| GE Healthcare | RPN418 | 2% w TBS-T | |
| 6 Well Clear Flat Bottom Multiwell Multiwell Cell Culture Plate, z pokrywką | corning | #353046 | |
| 100 mm Naczynie do hodowli komórkowych | TPP | #93100 | |
| DMEM, technologie trwałości proszku | 12100-046 | Dla 4 i razy; Żel kolagenowy DMEM | |
| typu 1 | Nitta żelatyna | Cellmatrix typ I-A | |
| 24 Well Płytka do hodowli komórkowych | AGC TECHNO GLASS | 1820-024 | |
| System dokumentacji żelu | ATTO | AE-6911FXN | Gel imager |
| Oprogramowanie do analizy żelu | ATTO | Densitograph, wersja 3.00 | oprogramowanie analityczne w zestawie z AE-6911FXN |
| Trypsin-EDTA (0,05%), phenol red | life technologies | 25300054 | |
| 24-dołkowymi płytkami, niepoddanymi obróbce | IWAKI | 1820-024 | |
| Roztwór błękitu trypanowego, 0,4% | life technologies | 15250-061 | |
| Zestaw do ekstrakcji RNA | Qiagen | 74106 | |
| Technologie odwrotnej transkryptazy | życia | 18080044 | |
| System PCR w czasie rzeczywistym | Stratagene | Mx-3000P | |
| SYBR | Qiagen | 204145 | |
| Inhibitor proteazy Cocktail (100x) | technologie życia | 78429 | |
| Membrana | PVDFATTO | 2392390 | |
| Zestaw do oznaczania białek | bio-rad | 5000006JA | |
| Żel poliakrylamidowy | ATTO | 2331810 | |
| Odczynnik do wykrywania Western blot | GE Healthcare | RPN2232 | |
| Kamera CCD | na zimno ATTO | Ez-Capture MG/ST | |
| Inhibitor trypsyny | sigma aldrich | T9003-100MG | |
| Monolaurynian polioksyetylenu (20)sorbitanu | Wako Chemikalia laboratoryjne | 163-11512 | |
| Eter polioksyetylenowy (9) oktiifenylowy | Wako Chemikalia laboratoryjne | 141-08321 |
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.