Tutaj prezentujemy protokół powtarzalnego generowania organoidów jąder świń z architekturą tkanek specyficzną dla jąder przy użyciu dostępnego na rynku systemu hodowli mikrostudzienek.
Subskrypcja JoVE jest wymagana do oglądania tego materiału. Zaloguj się lub rozpocznij bezpłatny okres próbny.
Artykuł metodologiczny
Tutaj prezentujemy protokół powtarzalnego generowania organoidów jąder świń z architekturą tkanek specyficzną dla jąder przy użyciu dostępnego na rynku systemu hodowli mikrostudzienek.
Organoidy to trójwymiarowe struktury złożone z wielu typów komórek, które są zdolne do rekapitulacji architektury tkanek i funkcji organów in vivo. Powstawanie organoidów otworzyło różne drogi badań podstawowych i translacyjnych. W ostatnich latach organoidy jąder wzbudziły zainteresowanie w dziedzinie biologii rozrodu mężczyzn. Organoidy jąder pozwalają na badanie interakcji komórka-komórka, rozwoju tkanek i mikrośrodowiska niszy komórek rozrodczych oraz ułatwiają wysokoprzepustowe badania przesiewowe leków i toksyczności. Potrzebna jest metoda wiarygodnego i powtarzalnego generowania organoidów jąder o specyficznej dla jąder architekturze tkankowej. System hodowli mikrostudzienek zawiera gęsty zestaw mikrostudzienek w kształcie piramidy. Komórki jąder pochodzące z jąder przed okresem dojrzewania są odwirowywane do tych mikrostudzienek i hodowane w celu wytworzenia organoidów jąder o specyficznej dla jąder architekturze tkankowej i asocjacjach komórkowych. W tym procesie można wygenerować tysiące jednorodnych organoidów. Przedstawiony tutaj protokół będzie cieszył się szerokim zainteresowaniem badaczy zajmujących się rozrodem samców.
W ostatnich latach nastąpił ponowny wzrost zainteresowania trójwymiarowymi (3D) organoidami. Różne narządy, takie jak intestine1, żołądek2, trzcreas3,4, liver5 i brain6 zostały z powodzeniem wprowadzone do systemów organoidowych 3D. Organoidy te mają architektoniczne i funkcjonalne podobieństwa do organów in vivo i są bardziej biologicznie istotne dla badania mikrośrodowiska tkanek niż systemy hodowli jednowarstwowych7. W rezultacie, organoidy jąder również zaczęły wzbudzać zainteresowanie8,9,10,11,12. Większość zgłoszonych do tej pory metod to złożone, niewymagające wysokiej przepustowości metody10 i wymagają dodania białek ECM8,10. Ta złożoność prowadzi również do problemów z odtwarzalnością. Potrzebna jest prosta i powtarzalna metoda, która pozwoli na generowanie organoidów jąder z asocjacjami komórkowymi, które są podobne do jąder in vivo.
Niedawno zgłosiliśmy system, który spełnia te wymagania12. Wykorzystując tłok jako model, zastosowaliśmy podejście oparte na odśrodkowej agregacji wymuszonej w systemie mikrostudzienek. W systemie mikrostudzienek każda studzienka zawiera dużą liczbę identycznych mniejszych studzienek13. Pozwala to na generowanie licznych sferoid o jednolitej wielkości. System mikrostudzienek umożliwił wygenerowanie dużej liczby jednolitych organoidów o architekturze specyficznej dla jąder. System jest prosty i nie wymaga dodawania białek ECM.
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
UWAGA: Jądra od 1-tygodniowych prosiąt zostały uzyskane z komercyjnej hodowli świń jako produkt uboczny kastracji komercyjnych świń. Pozyskiwanie jąder zostało zatwierdzone przez Komitet Opieki nad Zwierzętami na Uniwersytecie w Calgary.
1. Przygotowanie roztworów enzymatycznych do trawienia tkanek
UWAGA: Potrzebne są trzy różne roztwory enzymatyczne, które obejmują dwa różne roztwory kolagenazy IV (roztwór A, B) i roztwór deoksyrybonukleazy I (DNaza I).
2. Trawienie enzymatyczne w tkance jądra
3. Wzbogacanie komórek rozrodczych
UWAGA: Procedura opisana powyżej daje przede wszystkim komórki Sertoliego i komórki rozrodcze. Różne właściwości adhezyjne pozwalają na oddzielenie komórek Sertoliego od komórek rozrodczych poprzez różnicowanie posiewu.
4. Przygotowanie komórek do wysiewu
5. Przygotowanie mikrostudzienek do odbioru komórek
UWAGA: Aby upewnić się, że komórki nie przylegają do powierzchni mikrostudzienki, potraktuj roztworem do płukania środka powierzchniowo czynnego, który jest dostępny do zakupu przez producenta.
6. Generowanie organoidów jąder
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Izolowane komórki z jąder świni w wieku 1 tygodnia, hodowane w mikrowydłubach, samoorganizowały się w sferoidy (Rysunek 1A, Rysunek 2), z wyraźnie wydzielonymi zewnętrznymi (nabłonek cewkowy) i wewnętrznymi (śródmięśnie) przedziałami (Rysunek 1B, Rysunek 2). Oba przedziały były oddzielone błoną podstawną Collagen IV+ve. Komórk...
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Opracowaliśmy prostą metodę, która pozwala na spójne, powtarzalne generowanie dużej liczby organoidów jąder o architekturze tkankowej podobnej do jądra in vivo12. Chociaż podejście to zostało opracowane z wykorzystaniem komórek jąder świń, ma ono szersze zastosowanie również w przypadku jąder myszy i naczelnych innych niż człowiek12. Opisano wiele różnych metod wytwarzania organoidów jąder 8,9,10,11.
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Dr Ungrin jako wynalazca ma interes finansowy w technologii AggreWell.
Ta praca była wspierana przez NIH/NICHD HD091068-01 dla dr Ina Dobrinski.
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
| Nazwa | Firma | Numer katalogowy | Komentarze |
|---|---|---|---|
| Naczynie do hodowli tkankowych 100 mm o bardzo niskim mocowaniu | Corning | #CLS3262 | |
| Naczynie do hodowli tkankowych 100 mm | Corning | #353803 | |
| Aggrwell 400 | Stemcell Technologies | #34411 | |
| Roztwór do płukania zapobiegający przywieraniu | Stemcell Technologies | #07010 | |
| Kolagenaza typu IV z Clostridium histolyticum | Sigma-Aldrich | #C5138 | określana jako Kolagenaza IV S |
| Kolagenaza typu IV Worthington | Worthington-Biochem | #LS004189 | określana jako Kolagenaza IV W |
| Deoksyrybonukleaza I z trzustki bydlęcej | Sigma-Aldrich | #DN25 | |
| Dulbecco" s Zmodyfikowany Orzeł" s Medium/F12 | Gibco | #11330-032 | |
| Dulbecco' s Zmodyfikowany Orzeł" s Medium - wysoki poziom glukozy | Sigma-Aldrich | #D6429 | |
| Dulbecco' s Sól fizjologiczna buforowana fosforanami | Sigma-Aldrich | #D8537 | |
| Naskórkowy czynnik wzrostu | R& D Systems | #236-EG | |
| Filtry siatkowe Falcon 70 & mikro; m | FisherScientific | #352350 | |
| Sitka komórkowe Falcon 40 i mikro; m | FisherScientific | #352340 | |
| Surowica bydlęca | płodu ThermoFisher Scientific | #12483-020 | |
| Insulina-Transferyna-Selen | Gibco | #41400-045 | |
| Penicylina-Streptomycyna | Sigma-Aldrich | #P4333 | |
| Tkanka jąder świń | Sunterra Farms Ltd (Alberta, Kanada) | ||
| Steriflip-GP Sterylna górna jednostka filtrująca w probówce wirówkowej | Millipore | #SCGP00525 | |
| Trypsin-EDTA | Sigma | #T4049 |
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.