Chociaż jest to trudne, izolacja komórek śródbłonka płuc jest niezbędna do badań nad zapaleniem płuc. Niniejszy protokół opisuje procedurę wysokowydajnej izolacji komórek śródbłonka makronaczyniowego i mikronaczyniowego o wysokiej czystości.
Artykuł metodologiczny
Chociaż jest to trudne, izolacja komórek śródbłonka płuc jest niezbędna do badań nad zapaleniem płuc. Niniejszy protokół opisuje procedurę wysokowydajnej izolacji komórek śródbłonka makronaczyniowego i mikronaczyniowego o wysokiej czystości.
Dostępność komórek wyizolowanych ze zdrowych i chorych tkanek i narządów stanowi kluczowy element dla podejścia medycyny spersonalizowanej. Chociaż biobanki mogą zapewnić szeroką kolekcję pierwotnych i unieśmiertelnionych komórek do badań biomedycznych, nie pokrywają one wszystkich potrzeb eksperymentalnych, szczególnie tych związanych z określonymi chorobami lub genotypami. Komórki śródbłonka naczyń krwionośnych (EC) są kluczowymi składnikami immunologicznej reakcji zapalnej, a tym samym odgrywają kluczową rolę w patogenezie różnych zaburzeń. Warto zauważyć, że EC z różnych miejsc wykazują różne właściwości biochemiczne i funkcjonalne, co sprawia, że dostępność określonych typów EC (tj. makronaczyniowych, mikronaczyniowych, tętniczych i żylnych) ma zasadnicze znaczenie dla projektowania wiarygodnych eksperymentów. Tutaj szczegółowo zilustrowano proste procedury uzyskiwania wysokowydajnych, praktycznie czystych ludzkich komórek śródbłonka makro- i mikronaczyniowego z tętnicy płucnej i miąższu płuc. Metodologia ta może być łatwo odtworzona przy stosunkowo niskich kosztach przez każde laboratorium w celu osiągnięcia niezależności od źródeł komercyjnych i uzyskania fenotypów/genotypów EC, które nie są jeszcze dostępne.
Śródbłonek naczyniowy wyściela wewnętrzną powierzchnię naczyń krwionośnych. Odgrywa kluczową rolę w regulacji krzepnięcia krwi, napięcia naczyniowego i odpowiedzi immunologiczno-zapalnych1,2,3,4. Chociaż hodowla komórek śródbłonka (EC) wyizolowanych z próbek ludzkich jest niezbędna do celów badawczych, należy zauważyć, że EC z różnych naczyń krwionośnych (tętnic, żył, naczyń włosowatych) pełnią określone funkcje. Nie mogą one być w pełni podsumowane przez ludzkie komórki śródbłonka żyły pępowinowej (HUVEC), które są łatwo dostępne i szeroko stosowane w badaniach nad patofizjologią śródbłonka naczyń krwionośnych5,6. Na przykład ludzkie komórki śródbłonka mikronaczyniowego płuc (HLMVECs) odgrywają kluczową rolę w zapaleniu płuc poprzez kontrolowanie rekrutacji i akumulacji leukocytów4,7. W związku z tym warunki eksperymentalne mające na celu odtworzenie zapalenia płuc z dużą wiernością powinny obejmować HLMVECs. Z drugiej strony dysfunkcję EC można zaobserwować w kilku patologiach; w związku z tym EC od pacjenta mają zasadnicze znaczenie dla zbudowania wiarygodnego modelu choroby in vitro. Na przykład wyizolowanie fragmentów EC z tętnicy płucnej (HPAECs), wypreparowanych z eksplantowanych płuc osób dotkniętych mukowiscydozą (CF), umożliwiło nam odkrycie mechanizmów dysfunkcji śródbłonka w tej chorobie8,9.
Tak więc, protokoły mające na celu optymalizację izolacji EC z różnych źródeł/narządów, również w stanach chorobowych, są niezbędne, aby dostarczyć badaczom cennych narzędzi badawczych, szczególnie gdy te narzędzia nie są dostępne na rynku. Protokoły izolacji HLMVEC i HPAEC zostały wcześniej zgłoszone10,11,12,13,14,15,16,17,18,19. We wszystkich przypadkach trawienie enzymatyczne próbek płuc skutkowało mieszanymi populacjami komórek, które oczyszczono przy użyciu pożywek selektywnych ad hoc i sortowania komórek opartego na kulkach magnetycznych lub cytometrii. Dalsze optymalizacje tych protokołów muszą rozwiązać dwa główne problemy związane z izolacją EC: (1) zanieczyszczenie komórek i tkanek, które powinno zostać rozwiązane przy najwcześniejszych możliwych pasażach hodowli, aby zminimalizować starzenie replikacyjne EC20; oraz (2) niską wydajność pierwotnych izolatów EC.
To badanie opisuje nowy protokół wysokowydajnej, wysokiej czystości izolacji HLMVEC i HPAEC. Ta procedura może być łatwo stosowana i w kilku krokach daje praktycznie czyste makro- i mikronaczyniowe EC.
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
To badanie zostało zatwierdzone, a protokół był zgodny z wytycznymi komitetu etyki badań na ludziach Uniwersytetu Chieti-Pescara (#237_2018bis). Rysunek 1 ilustruje izolację komórek śródbłonka z segmentów (1-3 cm długości) miąższu płucnego lub tętnicy płucnej od zdeidentyfikowanych osób ludzkich (za pisemną zgodą) poddanych operacji klatki piersiowej z różnych powodów, takich jak odma opłucnowa lub lobektomia. W tym ostatnim przypadku chirurdzy pobrali również odcinek tętnicy płucnej. Warto zauważyć, że chirurdzy zostali dokładnie poinstruowani, aby pobrać próbki wolne od raka. Prezentowany protokół został zoptymalizowany w celu uzyskania jak największego plonu i czystości.
1. Przygotowanie eksperymentalne
2. Przygotowanie próbki
3. Trawienie enzymatyczne
4. Odzyskiwanie strawionych komórek
5. Usuwanie Non-EC przez filtrację
6. Sedymentacja klastrów komórkowych i zasiewanie komórek
7. Ekspansja komórek
8. Sortowanie komórek
9. Rozszerzenie po sortowaniu
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
HLMEC isolation
Głównym problemem podczas izolacji HLMVEC jest obecność komórek zanieczyszczających, ponieważ mikroskopijnych naczyń włosowatych nie można łatwo oddzielić od tkanki zrębu. Dlatego osiągnięcie najwyższej możliwej czystości na najwcześniejszych etapach procesu izolacji ma kluczowe znaczenie dla ograniczenia pasaży hodowlanych, a tym samym starzenia się komórek. Podobnie, optymalny protokół izolacji powinien zapewnić najwyższą możliwą wydajność czystych HLMVEC. Aby osiągnąć te cele, stwo...
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Wielorakie role, jakie odgrywają komórki śródbłonka naczyń krwionośnych w patofizjologii człowieka, sprawiają, że komórki te są niezastąpionym narzędziem do badań patogenetycznych i farmakologicznych in vitro . Ponieważ EC z różnych miejsc naczyniowych/narządów wykazują szczególne cechy i funkcje, dostępność zdrowych i chorych EC z narządu będącego przedmiotem zainteresowania byłaby idealna do celów badawczych. Na przykład HLMVEC są niezbędne do badań nad zapaleniem płuc; W związku z tym metodologia wysokowydajn...
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Autorzy deklarują, że badanie zostało przeprowadzone bez jakichkolwiek powiązań handlowych lub finansowych, które mogłyby być interpretowane jako potencjalny konflikt interesów.
Ta praca była wspierana przez fundusze z włoskiego Ministerstwa Szkolnictwa Wyższego i Badań (ex 60% 2021 i 2022) dla R. P. oraz przez granty z Włoskiej Fundacji Mukowiscydozy (FFC#23/2014) i z włoskiego Ministerstwa Zdrowia (L548/93) dla M. R.
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
| Nazwa | Firma | Numer katalogowy | Komentarze |
|---|---|---|---|
| 0,05% trypsyna-EDTA 1X | GIBCO | 25300-054 | Służy do oddzielania komórek od płytek hodowlanych Przeciwciało |
| anty CD31, klon WM59 | Dako | M0823 | Służy do barwienia CD-31 w immunocytochemii. Zastosowane rozcieńczenie: 1:50 |
| Przeciwciało anty vWF | Thermo Fisher Scientific | MA5-14029 | Stosowane do barwienia czynnikiem von Willebranda w immunocytochemii. Rozcieńczenie robocze: 1:100 |
| Autoklawowalne nożyczki chirurgiczne | Dowolna | Używana do rozdrabniania próbek | |
| Sitka do komórek 40 i mikro; m | Corning | 431750 | Używany podczas drugiej filtracji |
| Sitka komórkowe 70 & mikro; m | Corning | 431751 | Stosowanie podczas pierwszej filtracji |
| Kolagenaza typu 2 | Worthington | LS004177 | Typ 2 Kolagenaza stosowana do trawienia enzymatycznego. Stężenie robocze: 2 mg / ml |
| Sprzężone przeciwciało anty CD31 | BD Biosciences | 555445 | Służy do sortowania komórek (rozcieńczenie 1:20) |
| Dulbecco′ s Sól fizjologiczna buforowana fosforanami (PBS) z CaCl2 i MgCl2 | Sigma-Aldrich | D8662 | Stosowany do płukania komórek przed zmianą pożywki |
| Dulbecco′ s Sól fizjologiczna buforowana fosforanami (PBS) bez CaCl2 i MgCl2 | Sigma-Aldrich | D8537 | Służy do mycia próbek chirurgicznych i komórek przed trypsynizacją |
| Pożywka do wzrostu komórek śródbłonka MV | PromoCell | C-22020 | Pożywka wzrostowa HLMVEC |
| Fibronektyna | Sigma-Aldrich | F0895 | Fibronektyna z ludzkiego osocza stosowana do powlekania płytki. Stężenie robocze: 50 i mikro; g/ml |
| Żelatyna ze skóry świni, typ A | Sigma-Aldrich | G2500 | Stosowana do powlekania płytek |
| Żelatyna typu A | Sigma-Aldrich | g-2500 | Żelatyna ze skóry świni stosowana do powlekania płytek. Stężenie robocze: 1,5% |
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Poproś o pozwolenie na ponowne wykorzystanie tekstu lub ilustracji tego artykułu JoVE
Poproś o pozwolenie