Metoda trójwymiarowej, bezsurowicowej hodowli komórek macierzystych dorosłych gruczołów łzowych (LG) jest dobrze znana do indukcji tworzenia i różnicowania organoidów LG w komórki groniaste lub przewodowe.
Subskrypcja JoVE jest wymagana do oglądania tego materiału. Zaloguj się lub rozpocznij bezpłatny okres próbny.
Artykuł metodologiczny
Metoda trójwymiarowej, bezsurowicowej hodowli komórek macierzystych dorosłych gruczołów łzowych (LG) jest dobrze znana do indukcji tworzenia i różnicowania organoidów LG w komórki groniaste lub przewodowe.
Dla podstawowej kultury LGSC, LG od myszy w wieku 6-8 tygodni były trawione za pomocą dispasy, kolagenazy I i trypsyny-EDTA. W sumie 1 × 104 pojedyncze komórki wysiano do 80 μl matrycy żelowo-łzowej pożywki z komórek macierzystych gruczołu łzowego (LGSCM) w każdym dołku 24-dołkowej płytki, wstępnie pokrytej 20 μl matrycy żelowej-LGSCM. Mieszaninę zestalono po inkubacji przez 20 minut w temperaturze 37 °C i dodano 600 μl LGSCM.
W celu utrzymania LGSC, LGSC hodowane przez 7 dni były dezagregowane na pojedyncze komórki za pomocą dypazy i trypsyny-EDTA. Pojedyncze komórki wszczepiono i wyhodowano zgodnie z metodą zastosowaną w hodowli pierwotnej LGSC. LGSC mogą być pasażowane ponad 40 razy i w sposób ciągły eksprymować markery komórek macierzystych/progenitorowych Krt14, Krt5, P63 i nestiny. LGSC hodowane w LGSCM mają zdolność do samoodnawiania się i mogą różnicować się w komórki groniaste lub przewodowe in vitro i in vivo.
Komórki macierzyste gruczołów łzowych (LGSC) utrzymują odnowę komórek gruczołów łzowych (LG) i są źródłem komórek groniastych i przewodowych. Dlatego przeszczep LGSC jest uważany za alternatywne podejście do leczenia ciężkich uszkodzeń zapalnych i zespołu suchego oka z niedoborem wody wodnistej (DODANO)1,2,3. Zastosowano kilka metod hodowli w celu wzbogacenia LGSC. Tiwari i wsp. odseparowali i wyhodowali pierwotne komórki LG przy użyciu kolagenu I i żelu macierzy uzupełnionego kilkoma czynnikami wzrostu; jednak komórki LG nie mogły być hodowane w sposób ciągły4. Korzystając z dwuwymiarowej (2D) hodowli, mysie komórki macierzyste pochodzące z LG zostały wyizolowane przez You i wsp.5 oraz Ackermann i wsp.6, stwierdzono ekspresję genów markerów komórek macierzystych/progenitorowych, Oct4, Sox2, Nanog i nestin, i może być subkulturowany. Nie ma jednak wyraźnych przesłanek, że komórki te mogą różnicować się w komórki groniaste lub przewodowe, nie ma też eksperymentu transplantacyjnego w celu zweryfikowania potencjału różnicowania in vivo.
Niedawno, komórki c-kit+ dim/EpCAM+/Sca1-/CD34-/CD45- zostały wyizolowane z mysich LG za pomocą cytometrii przepływowej, stwierdzono ekspresję markerów komórek progenitorowych LG, takich jak Pax6 i Runx1, i zróżnicowano je w kanaliki i acini in vitro. U myszy z ADD, ortotopowe wstrzyknięcie tych komórek może naprawić uszkodzone LG i przywrócić funkcję wydzielniczą LGs2. Jednak liczba komórek macierzystych wyizolowanych tą metodą była niewielka i nie ma odpowiednich warunków hodowli do namnażania izolowanych LGSC. Podsumowując, należy ustanowić odpowiedni system hodowli, aby skutecznie izolować i hodować dorosłe LGSC ze stabilną i ciągłą ekspansją w celu badania LGSC w leczeniu ADD.
Organoidy pochodzące z komórek macierzystych lub pluripotencjalnych komórek macierzystych to grupa komórek, które są histologicznie podobne do pokrewnych narządów i mogą utrzymywać swoją własną odnowę. Po tym, jak organoid jelita myszy został pomyślnie wyhodowany przez Sato i wsp. w 2009 r. 7, organoidy z innych narządów zostały kolejno wyhodowane, w oparciu o system hodowli Sato, taki jak woreczek żółciowy8, wątroba9, pancreas10, żołądek11, pierś12, lung13, prostata14 i gruczoł ślinowy15. Ze względu na wysoki odsetek dorosłych komórek macierzystych przed różnicowaniem komórek w hodowli organoidów, metoda trójwymiarowej (3D) hodowli organoidów jest uważana za optymalną do izolacji i hodowli dorosłych komórek macierzystych LG.
System hodowli LGSC u dorosłych myszy został stworzony w niniejszym badaniu poprzez optymalizację metody hodowli 3D, bez surowicy. Udowodniono, że LGSC wyhodowane zarówno z myszy normalnych, jak i myszy z DODATKIEM wykazywały stabilną zdolność do samoodnawiania się i proliferacji. Po przeszczepie do mysich LG z ADDED, LGSC skolonizowały upośledzone LG i poprawiły produkcję łez. Ponadto czerwone fluorescencyjne LGSC wyizolowano od myszy ROSA26mT/mG i hodowano. Praca ta stanowi wiarygodne odniesienie dla wzbogacania LGSC in vitro i autoprzeszczepu LGSC w zastosowaniach klinicznych w terapii ADD.
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Wszystkie eksperymenty w tym protokole były zgodne z wytycznymi Komitetu Etyki ds. Prób na Zwierzętach Uniwersytetu Sun Yat-sen. Wszystkie operacje związane z komórkami należy wykonywać na ultraczystym stole warsztatowym w sali operacyjnej komórki. Wszystkie operacje z użyciem ksylenu należy wykonywać w dygestoriach.
1. Podstawowa kultura LGSC
2. Konserwacja i przejście LGSC
3. Zróżnicowanie LGSC
4. Odwodnienie tkanek LG
5. Odwodnienie organoidów/kul LG
6. Osadzanie i cięcie parafiny
7. Barwienie hematoksyliną i eozyną
8. Barwienie immunohistochemiczne (IHC)
9. Globalne barwienie immunofluorescencyjne organoidów/kulek
UWAGA: Zbierz organoidy/kulki utrwalone 4% roztworem PFA w probówce mikrowirówki o pojemności 1,5 ml (patrz kroki od 5.1 do 5.4). Wykonaj znakowanie fluorescencyjne w następujący sposób.
10. LGSC pLX-mTransfekcja wiśniowa
UWAGA: Produkcja cząstek lentiwirusowych musi odbywać się w komorze bezpieczeństwa biologicznego i czystym stole na poziomie bezpieczeństwa biologicznego BSL2.
11. Przeszczep ortotopowy LGSC
UWAGA: Wszystkie operacje chirurgiczne są wykonywane w sali operacyjnej SPF, a wszystkie narzędzia chirurgiczne są sterylizowane.
12. Izolacja RNA
UWAGA: Przed eksperymentem należy schłodzić wirówkę do 4 °C i upewnić się, że wszystkie odczynniki i materiały eksploatacyjne są wolne od zanieczyszczenia RNAzą.
13. PCR
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Ustanowienie trójwymiarowego (3D), bezzserwatkowego systemu hodowli
W niniejszym badaniu opracowano LGSCM zawierający EGF, Wnt3A, FGF10 oraz Y-27632 dla mysich LGSCs; LGSCs zostały pomyślnie wyizolowane i hodowane metodą hodowli 3D (Rysunek 1A). Przy użyciu tej metody ustanowiono skuteczny 3D, bezzserwatkowy system hodowli LGSCs z myszy C57BL/6, myszy NOD/ShiLtJ, myszy BALB/c oraz myszy ROSA26mT/mG16. W przypadku samca myszy, poprzez dy...
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Istnieją dobrze znane metody izolacji i hodowli in vitro łzowych komórek macierzystych w celu hodowli łzowych komórek macierzystych i naprawy uszkodzeń LG. Shatos i wsp.17 oraz Ackermanni wsp.6 pomyślnie hodowanych i subhodowanych łzowych komórek macierzystych szczurów i myszy odpowiednio metodami hodowli 2D, co umożliwia przeszczepienie łzowych komórek macierzystych w celu leczenia ADD. Badania na komórkach macierzystych18 i mezenc...
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Autorzy oświadczają, że nie mają sprzecznych interesów.
Ta praca była wspierana przez grant z Narodowej Fundacji Nauk Przyrodniczych Chin (nr 31871413) oraz dwa Programy Nauki i Technologii Guangdong (2017B020230002 i 2016B030231001). Jesteśmy naprawdę wdzięczni naukowcom, którzy pomogli nam podczas badania oraz pracownikom pracującym w centrum dla zwierząt za ich wsparcie w opiece nad zwierzętami.
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
| Nazwa | Firma | Numer katalogowy | Komentarze |
|---|---|---|---|
| Animal(Mouse) | |||
| Bal B/C | Model Centrum Badań nad Zwierzętami Uniwersytetu w Nankinie | ||
| C57 BL/6J | Centrum Zwierząt Laboratoryjnych Uniwersytetu | ||
| NOD/ShiLtJ | Model Centrum Badań nad Zwierzętami Uniwersytetu | ||
| ROSA26mT/mG | Modelowe Centrum Badań nad Zwierzętami Uniwersytetu | ||
| Sprzęt | |||
| Waga analityczna | Sartorius | ||
| Automatyczna suszarka | Thermo | ||
| Komora do liczenia krwi | BLAU | ||
| Licznik komórek | CountStar | ||
| Inkubator stałej temperatury CO2 | System | ||
| ECL GE | healthcare | ||
| Łaźnia elektryczna do kąpieli wodnej | Technologia | ||
| Aparatura do elektroforezy | BioRad | ||
| Fluorescencyjny ilościowy instrument PCR | Roche | ||
| Krajalnica do mrożonych tkanek | Lecia | ||
| Wirówka pozioma | CENCE | ||
| Odwrócony mikroskop fluorescencyjny | Nikon | ||
| Mikroskop odwrócony | Olympus | ||
| Laserowy blaszkowy mikroskop skaningowy | Carl Zeiss | ||
| Pojemnik na ciekły azot | Thermo | ||
| Niska temperatura wysoka wirówka prędkości | Eppendorf | ||
| Micropipettor | Gilson | ||
| Kuchenka mikrofalowa | ultrafioletowy Panasonic | ||
| Nanodrop | Pomiar | temperatury stężenia | |
| Krajalnica parafinowa | Wzmacniacz Thermo | ||
| PCR | Eppendorf | ||
| Tester wartości pH | Sartorius | ||
| 4 ° C Lodówka | Haier | ||
| Termostatyczny oscylator hodowli | ZHICHENG | ||
| Przyrząd do zatapiania parafiny tkankowej | Termo | ||
| -80° C Lodówka ultraniskotemperaturowa | Termo | ||
| -20° C Lodówka ultraniskotemperaturowa | System | ||
| Ultra | ELGA | ||
| u>Reodagent | |||
| Animal Experiment | |||
| HCG | Sigma | 9002-61-3 | |
| PMSG | Sigma | 14158-65-7 | |
| Pentobarbital Sodium | Sigma | 57-33-0 | |
| Cell Culture | |||
| B27 | Gibco | 17504044 | |
| Collagenase I | Gibco | 17018029 | |
| Dispase | BD | 354235 | |
| DMEM | Sigma | D6429 | |
| DMEM/F12 | Sigma | D0697 | |
| DMSO | Sigma | 67-68-5 | |
| EDTA | Sangon Biotech | A500895 | |
| Płodowa surowica bydlęca | Gibco | 04-001-1ACS | |
| GlutaMax | Gibco | 35050087 | |
| Human FGF10 | PeproTech | 100-26 | |
| Matrigel (Matrix gel) | BD | 356231 | |
| Murine Noggin | PeproTech | 250-38 | |
| Murine Wnt3A | PeproTech | 315-20 | |
| Murine EGF | PeproTech | 315-09 | |
| NEAA | Gibco | 11140050 | |
| N2 | Gibco | 17502048 | |
| R-spondyna 1 | PeproTech | 120-38 | |
| Inhibitor trypsyny (TI) | Sigma | T6522 | Pochodząca z Glycine max; może w mniejszym stopniu hamować trypsynę, chymotrypsynę i plazminazę. Jeden mg hamuje 1,0-3,0 mg trypsyny. |
| Trypsyna | Sigma | T4799 | |
| Y-27632 | Selleck | S1049 | |
| HE barwienie i Barwienie immunologiczne | |||
| Alexa Fluor 488 osioł anty-mysie IgG | Thermo | A-21202 | Stosowane rozcieńczenie: IHC) 2 μ g/ml, (IF) 0,2 μ g / mL |
| Alexa Fluor 488 osioł anty-królik IgG | Thermo | A-21206 | Używane rozcieńczenie: (IHC) 2 i mu; g/ml, (jeżeli) 2 i m; g / mL |
| Alexa Fluor 568 osioł anty-mysz IgG | Thermo | A-10037 | Używane rozcieńczenie: (IHC) 2 i mu; g/ml, (jeżeli) 2 i m; g / mL |
| Alexa Fluor 568 osioł anty-królik IgG | Thermo | A-10042 | Używane rozcieńczenie: (IHC) 2 i mu; g/ml, (IF) 4 &m; g / ml |
| Przeciwciało królika anty-AQP5 | Abcam | ab104751 | Użyte rozcieńczenie: (IHC) 1 i mu; g/ml, (IF) 0,1 μ g / ml |
| Przeciwciało anty-E-kadheryny szczura | Abcam | ab11512 | Używane rozcieńczenie: (IF) 5 μ g / ml |
| Przeciwciało królicze anty-Keratyna14 | Abcam | ab181595 | Używane rozcieńczenie: (IHC) 1 i mu; g/ml, (jeżeli) 2 i m; g / mL |
| przeciwciało królika anty-Ki67 | Abcam | ab15580 | Używane rozcieńczenie: (IHC) 1 μ g/ml, (IF) 1 & m; g / mL |
| Mysie przeciwciało anty-mCherry | Abcam | ab125096 | Używane rozcieńczenie: (IHC) 2 μ g/ml, (jeżeli) 2 i m; g / ml |
| przeciwciało anty-mCherry rabbit | Abcam | ab167453 | Używane rozcieńczenie: (IF) 2 μ g / ml |
| C6H8O7 | Sangon Biotech | A501702-0500 | |
| Kwas cytrynowy | Sangon Biotech | 201-069-1 | |
| Zestaw DAB (20x) | CWBIO | CW0125 | |
| DAPI | Thermo | 62248 | |
| Eosin | BASO | 68115 | |
| Montaż fluorescencyjny Medium | Dako | S3023 | |
| Formalina | Sangon Biotech | A501912-0500 | |
| Kozie przeciwciało anty-mysie IgG (HRP) | Abcam | ab6789 | Używane rozcieńczenie: 2 i mu; g / ml |
| koziego przeciwciała anty-króliczego IgG (HRP) | Abcam | ab6721 | Używane rozcieńczenie: 2 i mu; g / ml |
| Hematoxylin | BASO | 517-28-2 | |
| Histogel (hydrożel do zatapiania) | Thermo | HG-400-012 | |
| 30% H2O2 | Guangzhou Chemistry | KD10 | |
| 30% roztwór nadtlenku wodoru | Guangzhou Chemistry | 7722-84-1 | |
| Metanol | Guangzhou Chemistry | 67-56-1 | |
| Na3C6H5O7.2H2O | Sangon Biotech | A501293-0500 | |
| Neutralny balsam | SHANGHAI YIYANG | YY-Neutralny balsam | |
| Nieszczepione kozie serum | BOSTER | AR0009 | |
| Parafina | Sangon Biotech | A601891-0500 | |
| Paraformaldehyd | DAMAO | 200-001-8 | |
| Sacharoza | Guangzhou Chemistry | 57-50-1 | |
| Cytrynian sodu trójzasadowy dwuwodny | Sangon Biotech | 200-675-3 | |
| Sacharoza | Guangzhou Chemistry | IB11-AR-500G | |
| Tissue-Tek O.T.C. Compound | SAKURA | SAKURA.4583 | |
| Triton X-100 | DINGGUO | 9002-93-1 | |
| Ksylen | Guangzhou Chemia | 128686-03-3 | |
| RT-PCR & qRT-PCR | |||
| Agarose | Sigma | 9012-36-6 | |
| Alkohol | Guangzhou Chemia | 64-17-5 | |
| Chloroform | Guangzhou Chemia | 865-49-6 | |
| Bromek etydyny | Sangon Biotech | 214-984-6 | |
| Alkohol izopropylowy | Guangzhou Chemia | 67-63-0 | |
| LightCycler 480 SYBR Green I Master Mix | Roche | 488735200H | |
| ReverTra Ace qPCR RT Master Mix | Polimeraza DNA TOYOBO-Taq | ||
| TAKARA | R10T1 | ||
| Goldview (kwas nukleinowy bejca) | BioSharp | BS357A | |
| TRIzol | Magen | R4801-02 | |
| Vector Konstrukcja & Transfekcja komórek | |||
| Agar | |||
| Sigma | 69-52-3 | ||
| Chloramfenikol | Sigma | 56-75-7 | |
| Zestaw do ekstrakcji plazmidu bez endotoksyn | Thermo | A36227 | |
| Kanamycin | Sigma | 25389-94-0 | |
| Plazmid Lipo3000 Zestaw do transfekcji | Thermo | L3000015 | |
| Zestaw reakcyjny LR | Zestaw | ||
| TIANGEN | DP103 | ||
| Trans5α Chemicznie kompetentna komórka | TRANSGEN | CD201-01 | |
| Trytone | OXID-Ekstrakt | ||
| drożdżowy | OXID | < | |
| strong>Startery i sekwencja | Company | ||
| Primer: AQP5 Sequence: F: CATGAACCCAGCCCGATCTT R: CTTCTGCTCCCATCCCATCC | Synbio Tech | ||
| Primer: β-aktyna Sekwencja: F: AGATCAAGATCATTGCTCCTCCT R: AGATCAAGATCATTGCTCCTCCTCTT | Synbio Tech | ||
| Primer: Epcam Sequence: F: CATTTGCTCCAAACTGGCGT R: TGTCCTTGTCGGTTCTTCGG | Synbio Tech | ||
| Primer: Krt5 Sequence: F: AGCAATGGCGTTCTGGAGG R: GCTGAAGGTCAGGTAGAGCC | Synbio Tech | ||
| Primer: Krt14 Sequence: F: CGGACCAAGTTTGAGACGGA R: GCCACCTCCTCGTGGTTC | Synbio Tech | ||
| Primer: Krt19 Sequence: F: TCTTTTTGAAAAACACTGAACCCTG R: TGGCTCCTCAGGGCAGTAAT | Synbio Tech | ||
| Primer: Ltf Sequence: F: CACATGCTGTCGTATCCCGA R: CGATGCCCTGATGGACGA | Synbio Tech | ||
| Primer: Nestin Sequence: F: GGGGCTACAGGGGGAAAC R: GACCTCTAGGGTTCCCGTCT | Synbio Tech | ||
| Primer: P63 Sequence: F: TCCTATCACGGGAAGGCAGA R: GTACCATCGCCGTTCTTTGC | Synbio Tech | ||
| Vector | |||
| pLX302 lentivirus wektor bez obciążenia | Addgene | ||
| pENRTY-mLaboratorium | Cherry Xiaofeng Qin, Uniwersytet |
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.