Ten protokół zapewnia łatwą w obsłudze metodę hodowli komórek jelitowych z ogórka morskiego Apostichopus japonicus i jest kompatybilny z wieloma powszechnie dostępnymi próbkami tkanek organizmów morskich, w tym Echinodermata, Mollusca i Crustacea.
Subskrypcja JoVE jest wymagana do oglądania tego materiału. Zaloguj się lub rozpocznij bezpłatny okres próbny.
Artykuł metodologiczny
Ten protokół zapewnia łatwą w obsłudze metodę hodowli komórek jelitowych z ogórka morskiego Apostichopus japonicus i jest kompatybilny z wieloma powszechnie dostępnymi próbkami tkanek organizmów morskich, w tym Echinodermata, Mollusca i Crustacea.
Pierwotne hodowane komórki są używane w różnych dyscyplinach naukowych jako wyjątkowo ważne narzędzia do funkcjonalnej oceny substancji biologicznych lub charakteryzowania określonych aktywności biologicznych. Jednak ze względu na brak powszechnie stosowanych pożywek i protokołów do hodowli komórkowych, dobrze opisane metody hodowli komórkowych organizmów morskich są nadal ograniczone. Tymczasem powszechnie występujące zanieczyszczenie mikrobiologiczne i właściwości politropowe komórek bezkręgowców morskich dodatkowo utrudniają opracowanie skutecznej strategii hodowli komórkowej bezkręgowców morskich. Tutaj opisujemy łatwą w obsłudze metodę hodowli komórek jelitowych z ogórka morskiego Apostichopus japonicus; Dodatkowo podajemy przykład indukcji i wykrywania apoptozy in vitro w pierwotnych hodowanych komórkach jelitowych. Co więcej, eksperyment ten dostarcza szczegółowych informacji na temat odpowiedniej pożywki hodowlanej i metody pobierania komórek. Opisany protokół jest kompatybilny z wieloma powszechnie dostępnymi próbkami tkanek organizmów morskich, w tym Echinodermata, Mollusca i Crustacea, i może zapewnić wystarczającą ilość komórek do wielu zastosowań eksperymentalnych in vitro. Technika ta umożliwi naukowcom skuteczne manipulowanie pierwotnymi kulturami komórkowymi bezkręgowców morskich oraz ułatwi ocenę funkcjonalną docelowych materiałów biologicznych na komórkach.
Hodowla komórek w sztucznie kontrolowanych warunkach, a nie w ich naturalnym środowisku, dostarcza jednolitego materiału doświadczalnego do badań biologicznych, szczególnie dla gatunków, które nie mogą być łatwo hodowane w środowisku laboratoryjnym. Bezkręgowce morskie stanowią ponad 30% wszystkich gatunków zwierząt1 i dostarczają licznych materiałów biologicznych do prowadzenia badań nad mechanizmami regulacyjnymi określonych procesów biologicznych, takich jak regeneracja2,3, stress response4, oraz environmental adaptation5,6.
Ogórek morski, Apostichopus japonicus, jest jednym z najlepiej zbadanych gatunków szkarłupni zamieszkujących umiarkowane wody wzdłuż północnego wybrzeża Pacyfiku. Jest dobrze znany jako gatunek ważny komercyjnie i uprawiany na dużą skalę w Azji Wschodniej, zwłaszcza w Chinach7. Liczne pytania naukowe dotyczące A. japonicus, w tym mechanizmy regulacyjne leżące u podstaw regeneracji jelit po wypatroszeniu8 i degeneracja w aestivation9, kontrola metaboliczna10,11, oraz odpowiedź immunologiczna12,13 pod wpływem stresów termicznych lub patogennych, przyciągnęły uwagę badaczy. Jednak w porównaniu z dobrze zbadanymi zwierzętami modelowymi, badania podstawowe, zwłaszcza na poziomie komórkowym, są ograniczone przez wąskie gardła techniczne, takie jak brak zaawansowanych metod hodowli komórkowych.
Badacze poświęcili wiele wysiłku na stworzenie linii komórkowych, ale również napotkali wiele wyzwań i nie ustalono jeszcze żadnej linii komórkowej od jakiegokolwiek morskiego bezkręgowca14. Jednak pierwotne hodowle komórkowe bezkręgowców morskich poczyniły postępy w ostatnich dziesięcioleciach15,16 i stworzyły okazję do eksperymentów na poziomie komórkowym. Na przykład, regenerująca się intesyna z A. japonicus została wykorzystana jako źródło komórek do długoterminowych hodowli komórkowych, co zapewniło praktyczną metodę pierwotnej hodowli komórkowej bezkręgowców morskich17. W protokole tym połączono i zoptymalizowano podejścia do hodowli komórek bezkręgowych oraz opracowano szeroko odpowiednią metodę hodowli pierwotnej ogórka morskiego lub innych bezkręgowców morskich.
Apoptoza to wewnętrzny program samobójstwa komórek wywołany przez różne bodźce egzogenne i endogenne. Skoordynowana apoptoza ma kluczowe znaczenie dla wielu systemów biologicznych18,19 i została zaangażowana w regresję jelitową ogórka morskiego podczas estywacji9. Aby zbadać proces apoptozy w organizmach będących przedmiotem zainteresowania, opracowano szereg metod, w tym barwienie Hoechst i testy mikroskopowe, które zostały z powodzeniem zastosowane20. Tutaj przeprowadziliśmy indukcję i detekcję apoptozy w pierwotnych hodowanych komórkach jelitowych ogórka morskiego, aby ocenić przydatność komórek pierwotnych w badaniach biologicznych bezkręgowców morskich. Deksametazon, jeden z powszechnie stosowanych syntetycznych glikokortykosteroidów21, został użyty do wywołania apoptozy w hodowanych komórkach jelitowych z ogórka morskiego, a znaczący sygnał Hoechst 33258 został pomyślnie wykryty w barwionych komórkach za pomocą mikroskopii fluorescencyjnej.
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
1. Przygotowanie podłoża do hodowli komórkowych
2. Przygotowanie komórek jelitowych
3. Hodowla komórkowa
4. Indukcja i wykrywanie apoptozy w komórkach jelitowych A. japonicus
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
W niniejszej pracy ustanowiliśmy pierwotną hodowlę komórek jelita A. japonicus i przeprowadziliśmy pasażowanie komórek. Rysunek 1 przedstawia okrągłe komórki w różnych stadiach hodowli. Analizy z użyciem barwienia EdU dostarczyły bezpośrednich dowodów na aktywność proliferacyjną tych okrągłych komórek w późniejszym stadium (Rysunek 2). Nieznacznie zmodyfikowaliśmy również protokół, hodując rozdrobnione bloki tkanki zamiast przefiltrowanych komórek; pona...
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
W ostatnich dziesięcioleciach podjęto szeroko zakrojone wysiłki badawcze w celu ustalenia linii komórkowych, jednak nadal trudno jest poczynić postępy w zakresie długoterminowej hodowli komórek bezkręgowców morskich14,22. Doniesiono, że hodowane komórki z regenerujących się tkanek holothurian były zdolne do życia przez długi okres czasu, a wysoką aktywność proliferacji można wykryć w określonych komórkach17,23<...
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Autorzy nie mają nic do ujawnienia.
Autorzy chcieliby podziękować prof. Naaim Zhou z Uniwersytetu Zhejiang za jego porady techniczne i udostępnienie sprzętu jego laboratorium do użytku. Prace te były wspierane finansowo przez Narodową Fundację Nauk Przyrodniczych Chin (granty o numerach 41876154, 41606150 i 41406137) oraz Fundusze Badań Podstawowych dla Uniwersytetów i Instytutów Badawczych Prowincji Zhejiang [numer grantu 2019JZ00007].
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
| Nazwa | Firma | Numer katalogowy | Komentarze |
|---|---|---|---|
| 0,1 μ m filtr | Millipore | SLVV033RS | |
| 0,22 μ m filtr | Milipore | SLGP033RB | |
| 0,25% Trypsyna | Genom | GNM25200 | |
| 100 μ m filtr | Falcon | 352360 | |
| Naczynia 4 cm | ExCell Bio | CS016-0124 | |
| 4% roztwór paraformaldehydu | Odczynnik chemiczny Sinopharm 80096618 | ||
| wirówkach stołowych | Beckman | Allegra X-30R | |
| BeyoClick EdU-488 zestaw | Beyotime | C0071S | |
| CaCl2 | Odczynnik chemiczny Sinopharm | 10005817 | |
| Inkubator stałotemperaturowy | Lucky Riptile | HN-3 | |
| Deksametazon | Odczynnik chemiczny Sinopharm | XW00500221 | |
| Elektryczna termostatyczna łaźnia wodna | senxin17 | DK-S28 | |
| Etanol Odczynnik chemiczny Sinopharm | 80176961 | 75% | |
| czynnika wzrostu fibroblastów (FGF) | PEPROTECH | 100-18B | |
| Mikroskop fluorescencyjny | Leica DMI3000B | DMI3000B | |
| Garamycin | Sinopharm Odczynnik chemiczny | XW14054101 | |
| Glukoza | Sinopharm Odczynnik chemiczny 63005518 | ||
| Hoechst33258 Roztwór do barwienia | Beyotime | C1017 | |
| Odczynnik chemiczny do insuliny | Sinopharm | ||
| Insulinopodobny czynnik wzrostu (IGF) | PEPROTECH | 100-11 | |
| KCl | Odczynnik chemiczny Sinopharm | 10016308 | |
| L-glutamina L-15 GNM41300 | Genom | ||
| (100 mg / ml) | Genom | GNM-21051 | |
| MgCl2 | Sinopharm Odczynnik chemiczny | ||
| Na2SO4 | Sinopharm Odczynnik chemiczny | 10020518 | |
| NaCl | Sinopharm Odczynnik chemiczny | 10019308 | |
| NaOH | Sinopharm Odczynnik chemiczny 10019718 | ||
| PBS | Solarbio | P1020 | pH 7,2-7,4 |
| Genom | penicyliny-streptomycyny | ||
| miernik pH | Bante | A120 | |
| Tauryna | SIGMA | T0625 | |
| VE | Seebio | 185791 |
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.