Ten protokół opisuje metodologię izolowania i identyfikacji mezenchymalnych komórek macierzystych pochodzących z tkanki tłuszczowej (MSC) od szczurów Sprague Dawley.
Subskrypcja JoVE jest wymagana do oglądania tego materiału. Zaloguj się lub rozpocznij bezpłatny okres próbny.
Artykuł metodologiczny
Ten protokół opisuje metodologię izolowania i identyfikacji mezenchymalnych komórek macierzystych pochodzących z tkanki tłuszczowej (MSC) od szczurów Sprague Dawley.
Dorosłe komórki mezenchymalne zrewolucjonizowały biologię molekularną i komórkową w ostatnich dziesięcioleciach. Mogą różnicować się w różne wyspecjalizowane typy komórek, oprócz ich dużej zdolności do samoodnawiania, migracji i proliferacji. Tkanka tłuszczowa jest jednym z najmniej inwazyjnych i najbardziej dostępnych źródeł komórek mezenchymalnych. Doniesiono również, że ma wyższe plony w porównaniu z innymi źródłami, a także lepsze właściwości immunomodulujące. Ostatnio opublikowano różne procedury pozyskiwania dorosłych komórek mezenchymalnych z różnych źródeł tkankowych i gatunków zwierząt. Po ocenie kryteriów niektórych autorów ustandaryzowaliśmy metodologię, która ma zastosowanie do różnych celów i jest łatwa do odtworzenia. Pula zrębu frakcji naczyniowej (SVF) z tkanki tłuszczowej okołonerkowej i najądrza pozwoliła nam na opracowanie kultur pierwotnych o optymalnej morfologii i funkcjonalności. Komórki obserwowano przylegające do powierzchni tworzywa sztucznego przez 24 godziny i wykazywały morfologię podobną do fibroblastów, z wydłużeniami i tendencją do tworzenia kolonii. Techniki cytometrii przepływowej (FC) i immunofluorescencji (IF) zastosowano do oceny ekspresji markerów błonowych CD105, CD9, CD63, CD31 i CD34. Zdolność komórek macierzystych pochodzących z tkanki tłuszczowej (ASC) do różnicowania się w linię adipogenną oceniano również za pomocą koktajlu czynników (4 μM insuliny, 0,5 mM 3-metylo-izobutyl-ksantyny i 1 μM deksametazonu). Po 48 godzinach zaobserwowano stopniową utratę morfologii fibroblastoidów, a po 12 dniach potwierdzono obecność kropelek lipidów dodatnich na czerwone zabarwienie olejem. Podsumowując, zaproponowano procedurę uzyskania optymalnych i funkcjonalnych kultur ASC do zastosowania w medycynie regeneracyjnej.
Mezenchymalne komórki macierzyste (MSC) silnie wpłynęły na medycynę regeneracyjną ze względu na ich wysoką zdolność do samoodnawiania, proliferacji, migracji i różnicowania się w różne linie komórkowe1,2. Obecnie wiele badań koncentruje się na ich potencjale w leczeniu i diagnostyce różnych chorób.
Istnieją różne źródła komórek mezenchymalnych: między innymi szpik kostny, mięśnie szkieletowe, płyn owodniowy, mieszki włosowe, łożysko i tkanka tłuszczowa. Są one uzyskiwane od różnych gatunków, w tym ludzi, myszy, szczurów, psów i koni3. MSC pochodzące ze szpiku kostnego (BMSC) są stosowane od wielu lat jako główne źródło komórek macierzystych w medycynie regeneracyjnej oraz jako alternatywa dla stosowania embrionalnych komórek macierzystych4. Jednak MSCs pochodzące z tkanki tłuszczowej, czyli komórki macierzyste pochodzące z tkanki tłuszczowej (ASC), są ważną alternatywą o ogromnych zaletach ze względu na łatwość pobierania i izolacji, a także wydajność komórek uzyskanych na gram tkanki tłuszczowej5,6. Doniesiono, że wskaźnik zbioru ASC jest na ogół wyższy niż w przypadku BMSC7. Początkowo zaproponowano, że zdolność reparatywna/regeneracyjna ASC wynika z ich zdolności do różnicowania się w inne linie komórkowe8. Jednak badania przeprowadzone w ostatnich latach potwierdziły podstawową rolę czynników parakrynnych uwalnianych przez ASC w ich potencjale naprawczym9,10.
Tkanka tłuszczowa (AT), oprócz tego, że jest rezerwą energii, oddziałuje z układem hormonalnym, nerwowym i sercowo-naczyniowym. Bierze również udział we wzroście i rozwoju po urodzeniu, utrzymaniu homeostazy tkanek, naprawie i regeneracji tkanek. AT składa się z adipocytów, komórek mięśni gładkich naczyń krwionośnych, komórek śródbłonka, fibroblastów, monocytów, makrofagów, limfocytów, preadipocytów i ASC. Te ostatnie odgrywają ważną rolę w medycynie regeneracyjnej ze względu na ich niską immunogenność11,12. ASC można uzyskać przez trawienie enzymatyczne i obróbkę mechaniczną lub przez eksplantaty tkanki tłuszczowej. Pierwotne kultury ASC są łatwe w utrzymaniu, uprawie i ekspansji. Charakterystyka fenotypowa ASC jest niezbędna do zweryfikowania tożsamości komórek poprzez ocenę ekspresji specyficznych markerów błonowych przy użyciu metod takich jak immunofluorescencja i cytometria przepływowa13. Międzynarodowa Federacja Terapii i Nauki o Tłuszczu (IFATS) oraz Międzynarodowe Towarzystwo Terapii Komórkowej (ISCT) zdefiniowały, że ASC wyrażają CD73, CD90 i CD105, podczas gdy brakuje im ekspresji CD11b, CD14, CD19, CD45 i HLA-DR14. Markery te, zarówno dodatnie, jak i ujemne, są zatem uważane za wiarygodne w charakterystyce ASC.
Ten projekt skupiał się na opisaniu procedury izolacji i identyfikacji dorosłych komórek mezenchymalnych pobranych z AT-u szczurów, ponieważ to źródło komórek nie stanowi etycznego wyzwania, w przeciwieństwie do embrionalnych komórek macierzystych. To sprawia, że procedura jest realną opcją ze względu na łatwość dostępu i minimalnie inwazyjną metodę w porównaniu z komórkami macierzystymi pochodzącymi ze szpiku kostnego.
Komórki mezenchymalne z tego źródła tkankowego odgrywają ważną rolę w medycynie regeneracyjnej ze względu na ich zdolności immunomodulacyjne i niskie odrzucenie immunologiczne. Dlatego niniejsze badanie jest fundamentalną częścią przyszłych badań nad ich sekretomem i ich zastosowaniem jako terapii regeneracyjnej w różnych chorobach, w tym chorobach metabolicznych, takich jak cukrzyca.
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Wszystkie procedury eksperymentalne zostały przeprowadzone zgodnie z meksykańskimi wytycznymi dotyczącymi opieki nad zwierzętami, opartymi na zaleceniach Międzynarodowego Stowarzyszenia Oceny i Akredytacji Międzynarodowej Opieki nad Zwierzętami Laboratoryjnymi (Norma Oficial Mexicana NOM-062-200-1999, Meksyk). Protokół został sprawdzony, zatwierdzony i zarejestrowany przez Komitet Etyki ds. Badań nad Zdrowiem Instituto Mexicano del Seguro Social (R-2021-785-092).
1. Usuwanie tkanki tłuszczowej od szczurów za pomocą chirurgicznej resekcji
2. Izolacja komórek mezenchymalnych z tkanki tłuszczowej
3. Utrzymanie i rozwój kultur pierwotnych ASC
4. Charakterystyka morfologiczna kultur pierwotnych ASC
5. Markery ekspresji ASC metodą immunofluorescencji
6. Markery ekspresji ASC metodą cytometrii przepływowej
7. Różnicowanie ASC do linii adipogennej
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Tkankę tłuszczową pobrano od dorosłych szczurów Sprague Dawley w wieku 3-4 miesięcy o masie ciała 401 ± 41 g (średnia geometryczna ± SD). Średnia wartość 3,8 g tkanki tłuszczowej nadjądrzowej i okojnerkowej odpowiadała analizie 15 ekstrakcji eksperymentalnych. Po 24 h hodowli populacje komórek pozostały przylegające do plastikowej powierzchni i wykazywały heterogenną morfologię. Pierwsze pasażowanie przeprowadzono w 8 ± 2 dniu, uzyskując wydajność 1,4 ± 0,6 x 106 komórek w sumie ośmiu eksperymentów. Bezpośredn...
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
W ciągu ostatnich czterdziestu lat, które upłynęły od odkrycia MSC, kilka grup badaczy opisało procedury pozyskiwania MSCs z różnych tkanek i gatunków. Jedną z zalet wykorzystania szczurów jako modelu zwierzęcego jest ich łatwa pielęgnacja i szybki rozwój, a także łatwość pozyskiwania MSCs z tkanki tłuszczowej. Opisano różne źródła tkanek do uzyskiwania ASC, takie jak tłuszcz trzewny, okołonerkowy, najądrza i podskórny 12,13,14,15,16....
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Autorzy oświadczają, że nie ma dla nich konfliktu interesów.
Autorzy są wdzięczni Meksykańskiemu Instytutowi Zabezpieczenia Społecznego (IMSS) i Szpitalowi Dziecięcemu Meksyku, Federico Gomezowi (HIMFG) oraz personelowi Bioterio z IMSS Research Coordination, za wsparcie udzielone do realizacji tego projektu. Dziękujemy Narodowej Radzie Nauki i Technologii za stypendium AOC (815290) oraz Antonio Duarte Reyesowi za wsparcie techniczne w zakresie materiałów audiowizualnych.
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
| Nazwa | Firma | Numer katalogowy | Komentarze |
|---|---|---|---|
| Amfoterycyna B | HyClone | SV30078.01 | |
| Waga analityczna | Sartorius | AX224 | |
| Przeciwciało anty-CD9 (C-4) | Santa Cruz | Sc-13118 | |
| Przeciwciało anty-CD34 (C-18) | Santa Cruz | Sc-7045 | |
| Przeciwciało anty-C63 | Santa Cruz | Sc-5275 | |
| Przeciwciało anty-Endoglin/CD105 (P3D1) Alexa Fluor 594 | Santa Cruz | Sc-18838A594 | |
| Przeciwciało anty-CD31/PECM-1 Alexa Fluor 680 | Santa Cruz | Sc-18916AF680 | |
| Przeciwciało Koza anty-rabitt IgG (H+L) Cy3 | Novus | NB 120-6939 | |
| Przeciwciało przeciw kozom IgG (H+L) DyLight 550 | Invitrogen | SA5-10087 | |
| Przeciwciało anty-mysie IgG FITC sprzężona koza F (acute;) | Systemy RD. | Nr F103B | |
| Filtr butelkowy Sterylny | CORNING | 10718003 | |
| Kolby do hodowli komórkowych i tkankowych | BIOFIL | 170718-312B | |
| Licznik komórek Hemacytometr Bright-Line ze szkiełkami komory do liczenia komórek | SIGMA Aldrich | Z359629 | |
| Studnie komórkowe: 6 dołków z pokrywką | CORNING | 25810 | |
| Probówki stożkowe wirówki wirówkowe | HeTTICH | ROTANA460R | |
| Wirówka Probówki eppendorf | Fischer Scientific | M0018242_44797 | |
| Collagen IV | Worthington | LS004186 | |
| Cryovial | SPL Life Science | 43112 | |
| Probówki | Greiner Bio-One | 191180 | |
| CytExpert 2.0 | Beckman Coulter | Wersja | |
| Cytometr CytoFlex LX | Beckman Coulter | FLOW-2463VID03.17 | |
| DMEM | GIBCO | 31600-034 | |
| DMSO | SIGMA Aldrich | 67-68-5 | |
| DraQ7 Dye | Thermo Sc. | D15106 | |
| EDTA | SIGMA Aldrich | 60-00-4 | |
| Eozyna żółtawa | Hycel | 300 | |
| Etanol 96% | Baker | 64-17-5 | |
| Probówki Falcon 15 ml | Greiner Bio-One | 188271 | |
| Falcon probówki 50 ml | Greiner Bio-One | 227261 | |
| Płodowa surowica bydlęca | CORNING | 35-010-CV | |
| Żelatyna | SIGMA Aldrich | 128111163 | |
| Gentamycyna | GIBCO | 15750045 | |
| Gliceryna-wysoka czystość | Herschi Trading | 56-81-5 | |
| Hematoksylina | AMRESCO | 0701-25G | |
| Heracell 240i CO2 Inkubator | Thermo Sc. | ||
| Ketamin Pet (klorydenian ketaminy) | Aranda | SV057430 | |
| L-glutamina | GIBCO/ Thermo Sc. | 25030-081 | |
| Oprogramowanie LSM Zen 2009 V5.5 | Wersja | ||
| Szafa bezpieczeństwa biologicznego Klasa II | NuAire | 12082100801 | |
| Mikroskop epifluorescencyjny | Zeiss Axiovert 100M | 21.0028.001 | |
| Mikroskop odwrócony | Olympus CK40 | CK40-G100 | |
| Aminokwasy endogenne 100X | GIBCO | 11140050 | |
| Mikroprobówki 2 ml | Sarstedt | 72695400 | |
| Mikroprobówki 1,5 ml | Sarstedt | 72706400 | |
| Mikropipety 0,2-2 μ L | Finnpipette | E97743 | |
| Mikropipety 2-20 μ L | Finnpipette | F54167 | |
| Mikropipety 20-200 μ L | Finnpipette | G32419 | |
| Mikropipety 100-1000 μ L | Finnpipette | FJ39895 | |
| Płyn zbiornikowy azotu | Taylor-Wharton | 681-021-06 | |
| Paraformaldehyd | SIGMA Aldrich SLBC3029V | ||
| Penicylina / Streptomycyna | GIBCO / Thermo Sc. | ||
| szalka Petriego Hodowla komórkowa | CORNING Inc | 480167 | |
| Końcówki do pipet | Axygen Scientific | 301-03-201 | |
| Pisabental (pentobarbital sodu) | PISA Agropecuaria | Q-7833-215 | |
| Chlorek potasu | J.T.Baker | 7447-40-7 | |
| Fosforan potasu dwuzasadowy | J.T Baker | 2139900 | |
| Napełniacze do pipet S1 | Thermo Sc | 9531 | |
| Pipeta serologiczna 5 ml | PYREX | L010005 | |
| Pipeta serologiczna 10 ml | PYREX | L010010 | |
| Wodorowęglan sodu | J.T Baker | 144-55-8 | |
| Chlorek sodu | J.T.Baker | 15368426 | |
| Fosforan sodu dwuzasadowy bezwodny | J.T Baker | 7558-79-4 | |
| Pirogronian sodu | GIBCO BRL | 11840-048 | |
| Filtr strzykawkowy Sterylny | |||
| PerkinElmer Lambda 25 | L6020060 | ||
| Wytrząsarka płytkowa | LAB-LINE | 1250 | |
| Pipety transferowe | Samco/Thermo Sc | 728NL | |
| Trypan Blue plama | GIBCO | 1198566 | |
| Trypsyna z trzustki świni | SIGMA Aldrich | 102H0234 | |
| Tween 20 | SIGMA Aldrich | 9005-64-5 | |
| Uniwersalny odczynnik blokujący 10x | BioGenex | HK085-GP | |
| Xilapet 2% (chlorowodorek ksylazyny) | Pet' s Pharma | Q-7972-025 |
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.