Tutaj prezentujemy protokół izolacji i propagacji ludzkich komórek macierzystych miazgi zębowej w celu oceny ekspresji białka prionowego podczas procesu różnicowania neuronów.
Subskrypcja JoVE jest wymagana do oglądania tego materiału. Zaloguj się lub rozpocznij bezpłatny okres próbny.
Artykuł metodologiczny
Tutaj prezentujemy protokół izolacji i propagacji ludzkich komórek macierzystych miazgi zębowej w celu oceny ekspresji białka prionowego podczas procesu różnicowania neuronów.
Kwestie bioetyczne związane z manipulacją embrionalnymi komórkami macierzystymi hamują postęp w dziedzinie badań medycznych. Z tego powodu bardzo ważne jest pozyskiwanie dorosłych komórek macierzystych z różnych tkanek, takich jak tkanka tłuszczowa, pępowina, szpik kostny i krew. Wśród możliwych źródeł szczególnie interesująca jest miazga zęba, ponieważ jest łatwa do uzyskania ze względów bioetycznych. Rzeczywiście, ludzkie komórki macierzyste miazgi zębowej (hDPSC) są rodzajem dorosłych komórek macierzystych zdolnych do różnicowania się w komórkach podobnych do neuronów i można je uzyskać z trzeciego zęba trzonowego u zdrowych pacjentów (13-19 lat). W szczególności miazgę zębową usunięto za pomocą koparki, pocięto na małe plasterki, potraktowano kolagenazą IV i wyhodowano w kolbie. Aby indukować różnicowanie neuronów, hDPSC stymulowano EGF/bFGF przez 2 tygodnie. Wcześniej wykazaliśmy, że podczas procesu różnicowania zawartość komórkowego białka prionowego (PrPC) w hDPSC wzrosła. Analiza cytofluorymetryczna wykazała wczesną ekspresję PrPC, która wzrastała po procesie różnicowania neuronów. Ablacja PrPC przez siRNA PrP zapobiegała różnicowaniu neuronów indukowanemu przez EGF/bFGF. W tym artykule pokazujemy, że w miarę ulepszania metod izolacji, separacji i hodowli in vitro hDPSC za pomocą kilku prostych procedur, uzyskano bardziej wydajne klony komórek i zaobserwowano ekspansję mezenchymalnych komórek macierzystych (MSC) na dużą skalę. Pokazujemy również, w jaki sposób hDPSC, uzyskane metodami szczegółowo opisanymi w protokole, są doskonałym modelem eksperymentalnym do badania procesu różnicowania neuronalnego MSCs oraz późniejszych procesów komórkowych i molekularnych.
Mezenchymalne komórki macierzyste zostały wyizolowane z kilku tkanek, w tym szpiku kostnego, krwi pępowinowej, ludzkiej miazgi zębowej, tkanki tłuszczowej i krwi1,2,3,4,5,6. Jak donosi kilku autorów, hDPSC wykazują przyleganie do plastiku, typową morfologię podobną do fibroblastów. Reprezentują one wysoce heterogeniczną populację z odrębnymi klonami i różnicami w zdolności proliferacyjnej i różnicowej7,8. hDPSC wyrażają specyficzne markery dla mezenchymalnych komórek macierzystych (tj. CD44, CD90, CD73, CD105, STRO-1), są ujemne dla niektórych markerów hematopoetycznych (takich jak CD14 i CD19) i są zdolne do różnicowania wieloliniowego in vitro9,10,11.
Kilku autorów wykazało, że te komórki są w stanie różnicować się w komórki podobne do neuronów za pomocą różnych protokołów, które obejmują dodawanie NGF, bFGF, EGF w połączeniu z określonymi pożywkami i suplementami7,12. Ponadto wiele białek bierze udział w procesie różnicowania neuronów, a wśród nich kilka prac wykazuje istotną rolę i znaczącą ekspresję komórkowego białka prionowego (PrPC), zarówno w embrionalnych, jak i dorosłych komórkach macierzystych13,14. PrPC reprezentuje plejotropową cząsteczkę zdolną do pełnienia różnych funkcji wewnątrz komórek, takich jak metabolizm miedzi, apoptoza i odporność na stres oksydacyjny15,16,17,18,19,20,21,22.
W naszym poprzednim artykule23, badaliśmy rolę PrPC w procesie różnicowania neuronów hDPSCs. W rzeczywistości hDPSC wyrażają przedwcześnie PrPC, a po różnicowaniu neuronalnym można było zaobserwować dodatkowy wzrost. Inni autorzy wysunęli hipotezę o możliwej roli PrPC w procesach różnicowania neuronów komórek macierzystych. Rzeczywiście, PrPC napędza różnicowanie ludzkich embrionalnych komórek macierzystych w neurony, oligodendrocyty i astrocyty24. Celem pracy było zwrócenie uwagi na metodykę pozyskiwania komórek macierzystych z miazgi zęba, proces jej różnicowania oraz rolę PrPC podczas różnicowania neuronów.
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Trzecie zęby trzonowe użyte w badaniu zostały wycięte od pacjentów (13-19 lat) bez wcześniejszej historii spożywania narkotyków lub alkoholu, wszyscy niepalący i z odpowiednią higieną jamy ustnej. W dniu wyjaśnienia na Wydziale Nauk Stomatologicznych i Szczękowo-Twarzowych Uniwersytetu "Sapienza" w Rzymie uzyskano świadomą zgodę pacjentów lub rodziców. Świadoma zgoda została uzyskana w oparciu o względy etyczne i zgodę komisji etycznej.
1. Ekstrakcja zęba i miazgi zębowej
2. Przetwarzanie pulpy zębowej i uwalnianie komórek macierzystych
3. Hodowla i rozmnażanie komórek macierzystych
4. Przejściowe wyciszanie PrPC przez siRNA
5. Proces indukcji neuronalnej hDPSC
6. Charakterystyka hDPSC za pomocą cytometrii przepływowej
7. Ocena ekspresji PrPC w hDPSC za pomocą analizy cytometrii przepływowej
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Procedury izolacji i separacji hDPSCs z miazgi zębowej, pobranej z trzeciego trzonowca, są złożonymi procesami, w których niewielkie zmiany mogą doprowadzić do katastrofalnych rezultatów. W niniejszej pracy stosujemy protokół Arthur i wsp..12 z wprowadzeniem kilku ulepszeń. Reprezentatywny schemat procedur przedstawiono na Rysunku 1.
hDPSCs stanowią heterogenną popul...
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
W tej pracy skupiliśmy się na metodologii izolacji i różnicowania neuronalnego hDPSC; ponadto oceniliśmy rolę PrPC w tym procesie. Istnieje kilka metod izolowania i różnicowania hDPSC w komórkach podobnych do neuronów i krytycznych etapach tego procesu. hDPSC są zdolne do różnicowania w kilku liniach, takich jak chondroblasty, adipocyty, osteoblasty i neurony. W naszej pracy zbadaliśmy mechanizmy różnicowania neuronów i obecności PrPC. Jak omówiono powyżej, komórki te wyrażają typowe mezenchymalne a...
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Autorzy nie mają nic do ujawnienia.
Ta praca została wsparta przez "Fondazione Varrone" i Rieti University Hub "Sabina Universitas" dla Vincenzo Mattei.
Rysunek 5 (A, B) przedrukowany za zgodą wydawcy Taylor & Francis Ltd z: Rola wielocząsteczkowego kompleksu białka prionowego-EGFR podczas różnicowania neuronalnego ludzkich komórek macierzystych pochodzących z miazgi zębowej. Martellucci, S., Manganelli V., Santacroce C., Santilli F., Piccoli L., Sorice M., Mattei V. Prion. 2018 4 marca. Taylor & Francis Sp. z o.o.
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
| Nazwa | Firma | Numer katalogowy | Komentarze |
|---|---|---|---|
| Roztwór amfoterycyny B | Sigma-Aldrich | A2942 | Służy do uzupełniania pożywki do hodowli komórkowych, jest to polienowy antybiotyk przeciwgrzybiczy firmy Streptomyce |
| Anti-B3tubulina | Cell Signaling Technology | #4466 | Jedna z sześciu izoform B-tubuliny, ulega wysokiej ekspresji podczas rozwoju płodowego i pourodzeniowego, pozostając wysoko w obwodowym układzie nerwowym |
| Anty-CD105 | BD Biosciences | 611314 | Endoglin (CD105), główna glikoproteina ludzkiego śródbłonka naczyniowego, jest integralnym białkiem błonowym typu I z dużym obszarem zewnątrzkomórkowym, hydrofobowym regionem transbłonowym i krótkim cytoplazmatycznym ogonem |
| Przeciwciała anty-CD44 | Millipore | CBL154-20ul | Dodatnie markery komórkowe skierowane przeciwko mezenchymalnym komórkom macierzystym |
| Anty-CD73 | Technologia sygnalizacji komórkowej | 13160 | CD73 to glikoproteina o mocy 70 kDa zakotwiczona w glikozylofosfatydyloinozytolu, związana z błoną, która katalizuje hydrolizę zewnątrzkomórkowych monofosforanów nukleozydów do bioaktywnych nukleozydów |
| Anty-CD90 | Millipore | CBL415-20ul | Dodatnie markery komórkowe przeciwciała skierowane przeciwko mezenchymalnym komórkom macierzystym |
| Anty-GAP43 | Technologia sygnalizacji komórkowej | #8945 | Jest specyficznym dla układu nerwowego, związanym ze wzrostem białkiem w stożkach wzrostu i obszarach o wysokiej plastyczności |
| Anty-mysie PE | Abcam | ab7003 | Jest przeciwciałem stosowanym w cytometrii przepływowej lub analizie FACS |
| Anty-NFH | Technologia sygnalizacji komórkowej | #2836 | Jest przeciwciałem, które wykrywa endogenne poziomy całkowitego białka Neurofilament-H |
| Anty-PrP mAb EP1802Y | Abcam | ab52604 | Monoklonalny królik [EP 1802Y] do białka prionowego PrP |
| Anty-królik CY5 | Abcam | ab6564 | Jest przeciwciałem stosowanym w cytometrii przepływowej lub analizie FACS |
| Anti-STRO 1 | Millipore | MAB4315-20ul | Dodatnie markery komórkowe przeciwciała skierowane przeciwko mezenchymalnym komórkom macierzystym |
| B27 Supp XF CTS | Gibco firmy life technologies | A14867-01 | B-27 może być stosowany do wspomagania indukcji ludzkich nerwowych komórek macierzystych (hNSC) z pluripotencjalnych komórek macierzystych (PSC), ekspansji hNSC, różnicowanie hNSC i utrzymanie dojrzałych zróżnicowanych neuronów w hodowli |
| cytometru przepływowego BD Accuri C6 | BD Biosciences | AC6531180187 | Cytometr przepływowy wyposażony w laser niebieski (488 nm) i laser czerwony (640 nm) |
| Oprogramowanie BD Accuri C6 | BD Biosciences | Kontroluje system cytometru przepływowego BD Accuri C6 w celu pozyskiwania danych, generowania statystyk i analizowania wyników | |
| bFGF | PeproThec, DBA | 100-18B | podstawowy czynnik wzrostu fibroblastów |
| Wirówka CL30R | Termo fisher Scientific | 11210908 | jest to urządzenie, które służy do separacji płynów, gazów lub cieczy, na podstawie gęstości |
| Inkubator CO2 3541 | Termo fisher Scientific | 317527-185 | zapewnia optymalne i powtarzalne warunki wzrostu dla kultur komórkowych |
| Kolagenaza typu IV | Life Technologies | 17104019 | Kolagenaza to proteaza, która rozszczepia wiązanie między neutralnym aminokwasem (X) a glicyną w sekwencji Pro-X-Glyc-Pro, która występuje z dużą częstotliwością w kolagenie |
| Skalpel jednorazowy | Swann-Morton | 501 | Służy do cięcia tkanek |
| DMEM-L | Euroclone | ECM0060L | Dulbecco's Modified Eagle's Medium Low Glucose with L-Glutamine with Sodium Pyroctan |
| EGF PeproThec, DBA | AF-100-15 | Epidermalny czynnik wzrostu | |
| Surowica bydlęca | płodu Gibco firmy life technologies | 10270-106 | FBS jest popularnym suplementem pożywki, ponieważ zapewnia szeroki wachlarz funkcji w hodowli komórkowej. FBS dostarcza składniki odżywcze, czynniki wzrostu i przyłączania oraz chroni komórki przed uszkodzeniem oksydacyjnym i apoptozą przez mechanizmy, które są trudne do odtworzenia w systemach pożywek bezsurowicowych (SFM) |
| Filtropur BT50 0,2 500 ml Filtr butelkowy | Sarstedt | 831,823,101 | jest to urządzenie, które służy do filtracji roztworów |
| Flexitube GeneSolution dla PRNP | Qiagen | GS5621 | 4 siRNA dla genu Entrez 5621. Sekwencja docelowa nr 1 TAGAGATTTCATAGCTATTTA N.2 CAGCAAATAACCATTGGTTAA N.3. CTGAATCGTTTCATGTAAGAA N.4 CAGTGACTATGAGGACCGTTA |
| Rozwiązanie Hanka 1x | Gibco firmy life technologies | 240200083 | Podstawowa funkcja Hanks′ Zrównoważony roztwór soli ma na celu utrzymanie pH, a także równowagi osmotycznej. Dostarcza również wodę i niezbędne jony nieorganiczne do komórek |
| Odczynnik do transfekcji HiPerFect | Odczynnik do | transfekcji Qiagen 301705 HiPerFect to unikalna mieszanka kationowych i obojętnych lipidów, która umożliwia efektywny wychwyt siRNA i efektywne uwalnianie siRNA wewnątrz komórek, co skutkuje wysokim knockdownem genu nawet przy użyciu niskich stężeń siRNA | |
| Neurobasal A | Gibco by life technologies | 10888022 | Neurobasal-A Medium to podstawowa pożywka przeznaczona do długotrwałego utrzymania i dojrzewania czystych neuronów mózgowych po urodzeniu i u dorosłych |
| Paraformaldehyd | Sigma-Aldrich | 30525-89-4 | Paraformaldehyd jest stosowany do mocowania komórek i skrawków tkanek podczas zabiegów barwienia |
| Penicylina/Streptomycyna | Euroclone | ECB3001D | Stosuje się go do uzupełniania pożywek do hodowli komórkowych w celu kontroli zanieczyszczenia bakteryjnego |
| Solanka fizjologiczna buforowana fosforanami (PBS) | Euroclone | ECB4004LX10 | PBS jest zrównoważonym roztworem soli stosowanym do obróbki i hodowli komórek ssaków. PBS służy do nawadniania, mycia i rozcieńczania komórek ssaków. Bufor fosforanowy utrzymuje pH w zakresie fizjologicznym |
| TC-Platte 6 studzienka, Komórka+,F | Sarstedt | 833,920,300 | Jest to powierzchnia wzrostu dla komórek adherentnych |
| Kolba do hodowli tkankowych T-25,Komórka +, Nasadka wentylowana | Sarstedt | 833,910,302 | Kolba do hodowli tkankowych T-25, polistyren, Powierzchnia wzrostu Cell+ dla wrażliwych komórek przylegających, np. komórki pierwotne, szyja skośna, nasadka wentylacyjna, żółta, sterylna, Wolne od pirogenów, niecytotoksyczne, 10 szt./worek |
| Triton X-100 | Sigma-Aldrich | 9002-93-1 | Szeroko stosowany niejonowy środek powierzchniowo czynny do odzysku składników membrany w łagodnych warunkach niedenaturacyjnych |
| Trypsyna-EDTA | Euroclone | ECB3052D | Trypsyna rozszczepia peptydy po stronie C-końcowej reszt aminokwasowych lizyny i argininy. Trypsyna służy do usuwania przylegających komórek z powierzchni hodowli |
| Probówka | Sarstedt | 62,554,502 | Probówka 15 mL, 120 mm x17 mm, PP |
| VBH 36 C2 Compact | Steril | ST-003009000 | Zapewnia pełną ochronę środowiska i pracownika |
| ZEISS Axio Vert.A1 – Odwrócony Mikroskop | Zeiss | 3849000962 | ZEISS Axio Vert.A1 zapewnia wyjątkową cenę podstawową i może zapewnić wszystkie techniki kontrastu, w tym jasne pole, kontrast fazowy, PlasDIC, VAREL, ulepszony kontrast modulacyjny Hoffmana (iHMC), DIC i fluorescencję. Wyposażone w oświetlenie LED zapewnia delikatne obrazowanie komórek znakowanych fluorescencyjnie. Axio Vert.A1 jest ergonomicznie zaprojektowany do rutynowej pracy i wystarczająco kompaktowy, aby można go było umieścić w kapturach do hodowli tkankowych. |
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.