Niniejsze badanie dostarcza zmodyfikowany protokół izolacji makrofagów i fibroblastów maziowych z mysiej tkanki zapalnego zapalenia stawów.
Subskrypcja JoVE jest wymagana do oglądania tego materiału. Zaloguj się lub rozpocznij bezpłatny okres próbny.
Artykuł metodologiczny
Niniejsze badanie dostarcza zmodyfikowany protokół izolacji makrofagów i fibroblastów maziowych z mysiej tkanki zapalnego zapalenia stawów.
Reumatoidalne zapalenie stawów jest chorobą autoimmunologiczną, która prowadzi do przewlekłego zapalenia stawów. Makrofagi maziowe i fibroblasty maziowe odgrywają kluczową rolę w patogenezie reumatoidalnego zapalenia stawów. Ważne jest, aby zrozumieć funkcje obu populacji komórek, aby ujawnić mechanizmy leżące u podstaw patologicznej progresji i remisji w zapalnym zapaleniu stawów. Ogólnie rzecz biorąc, warunki doświadczalne in vitro powinny w jak największym stopniu naśladować środowisko in vivo. Pierwotne komórki pochodzące z tkanek zostały wykorzystane w eksperymentach charakteryzujących fibroblasty maziowe w zapaleniu stawów. Natomiast w eksperymentach badających biologiczne funkcje makrofagów w zapalnym zapaleniu stawów wykorzystano linie komórkowe, makrofagi pochodzące ze szpiku kostnego i makrofagi pochodzące z monocytów krwi. Nie jest jednak jasne, czy takie makrofagi rzeczywiście odzwierciedlają funkcje makrofagów rezydujących w tkankach. Aby uzyskać rezydujące makrofagi, poprzednie protokoły zostały zmodyfikowane w celu wyizolowania i namnażania zarówno pierwotnych makrofagów, jak i fibroblastów z tkanki maziowej w mysim modelu zapalenia stawów. Te pierwotne komórki maziowe mogą być przydatne do analizy in vitro zapalenia stawów.
Reumatoidalne zapalenie stawów (RZS) jest chorobą autoimmunologiczną charakteryzującą się przerostem błony maziowej, prowadzącym do zniszczenia stawów1,2. Makrofagi i fibroblasty rezydujące w tkankach są obecne w zdrowej błonie maziowej w celu utrzymania homeostazy stawów. U pacjentów z RZS dochodzi do namnażania się fibroblastów maziowych (SF), a komórki odpornościowe, w tym monocyty, infiltrują do błony maziowej i płynu stawowego, co jest procesem związanym ze stanem zapalnym1,3,4. Makrofagi maziowe (SM), które obejmują makrofagi rezydentne i makrofagi pochodzące z monocytów krwi obwodowej, oraz SF są nieprawidłowo aktywowane i odgrywają ważną rolę w patogenezie RZS. Ostatnie badania sugerują, że interakcje komórka-komórka między SM i SF przyczyniają się zarówno do zaostrzenia, jak i remisji RA5,6.
Aby zrozumieć patogenezę RZS, użyto kilku modeli zapalenia stawów u gryzoni, w tym zapalenia stawów przenoszonego w surowicy K/BxN, zapalenia stawów wywołanego kolagenem i zapalenia stawów wywołanego przeciwciałami kolagenowymi. Testy komórkowe są na ogół wymagane do wyjaśnienia funkcji molekularnych w zapaleniu stawów. W związku z tym wyizolowano pierwotne komórki z modeli zwierzęcych zapalenia stawów. Metoda izolowania SF z mysiej tkanki zapalenia stawów jest dobrze znana, a komórki te przyczyniły się do wyjaśnienia mechanizmów molekularnych w patogenezie zapalenia stawów7,8. Z drugiej strony, makrofagi pochodzące ze szpiku kostnego, makrofagi pochodzące z monocytów krwi i linie komórkowe makrofagów były często wykorzystywane jako zasoby makrofagów do badań nad zapaleniem stawów9,10. Ponieważ makrofagi mogą nabywać funkcje związane ze swoim mikrośrodowiskiem, ogólne źródła makrofagów mogą nie mieć odpowiedzi specyficznych dla tkanki zapalenia stawów. Ponadto trudno jest uzyskać wystarczającą ilość komórek maziowych przez sortowanie, ponieważ mysia błona maziowa jest bardzo małą tkanką nawet w modelach zapalenia stawów. Brak wykorzystania makrofagów maziowych w badaniach in vitro był ograniczeniem w badaniach nad zapaleniem stawów. Ustanowienie protokołu izolacji i ekspansji makrofagów maziowych byłoby korzystne dla wyjaśnienia mechanizmów patologicznych w RZS.
W poprzedniej metodzie izolowania SF, SM były odrzucane7. Poza tym opisano metodę izolowania i namnażania rezydujących makrofagów z niektórych narządów11. W związku z tym istniejące protokoły zostały zmodyfikowane w połączeniu. Modyfikacja ma na celu osiągnięcie pierwotnej kultury zarówno SM, jak i SF o wysokiej czystości. Ogólnym celem tej metody jest wyizolowanie i namnażanie zarówno SM, jak i SF z mysiej tkanki zapalenia stawów.
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Doświadczenia z udziałem zwierząt zostały zatwierdzone przez Komisję ds. Doświadczeń na Zwierzętach Uniwersytetu w Ehime i przeprowadzono je zgodnie z wytycznymi Uniwersytetu w Ehime dotyczącymi doświadczeń na zwierzętach (37A1-1*16).
1. Przygotowanie instrumentów, odczynników i pożywki hodowlanej
2. Przygotowanie tkanki zapalenia błony maziowej u myszy ( Rycina 1A)
3. Trawienie tkanki zapalenia błony maziowej (Rysunek 1B)

Rycina 1: Procedura pobierania tkanek z zapaleniem stawów u myszy i trawienia kolagenazą. (A) (i) Tylna łapa myszy z zapalnym zapaleniem stawów. (ii) Usunięcie skóry z tylnej łapy. (iii) Zwichnięcie stawów śródstopno-paliczkowych i usunięcie palców. (iv) Przecięcie ścięgien w kostce. (v) Usunięcie mięśni w dolnych częściach kończyn. (vi) Zwichnięcie stawu kolanowego. (B) Po lewej; wycięte kończyny w medium hodowlanym. Po prawej; zwichnięty staw skokowy i śródstopie w medium hodowlanym. Kliknij tutaj, aby zobaczyć powiększoną wersję tej ryciny.
4. Izolacja fibroblastów błony maziowej ( Rysunek 2A)
5. Izolacja makrofagów maziówkowych ( Rycina 2A)

Rycina 2: Separacja frakcji bogatej w makrofagi i frakcji bogatej w fibroblasty z tkanki zapalnego zapalenia stawów. (A) Schemat procedury separacji komórek bogatych w makrofagi i bogatych w fibroblasty z tkanki stawowej. (B) Reprezentatywne obrazy w kontraście fazowym etapów procedury od (i) do (v) przedstawionych na Rycini 2A. Pasek skali oznacza 100 µm. Kliknij tutaj, aby wyświetlić powiększoną wersję tej ryciny.
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
U samic myszy C57BL/6 w wieku 7–8 tygodni wywołano zapalenie stawów indukowane przeciwciałami przeciwko kolagenowi. Komórki makrofagopodobne oraz komórki fibroblastopodobne wyizolowano niezależnie z tkanki zapalnej stawów zgodnie z opisaną powyżej procedurą (Rycina 2A,B). Komórki makrofagopodobne wykorzystano bezpośrednio po kroku 5.7. Komórki fibroblastopodobne hodowano początkowo do osiągnięcia stanu subkonfluencji po kroku 4.4, a następnie przeniesiono do nowej szalki hod...
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Opracowana tutaj metoda ulepsza wcześniejsze techniki izolowania zarówno SF od mysiego zapalenia stawów, jak i rezydujących makrofagów z wielu narządów 7,11. Zmodyfikowana metoda może izolować zarówno makrofagi, jak i fibroblasty z zapalnej błony maziowej o wysokiej czystości, a przy tym jest prosta i powtarzalna. Ponieważ metoda nie wymaga skomplikowanych instrumentów, takich jak sorter komórek, każdy może ją przeprowadzić. Ponadto obecna technika pozwala unikną...
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Autorzy oświadczają, że nie mają sprzecznych interesów.
Autorzy dziękują pracownikom Wydziału Wsparcia Badań Medycznych, Centrum Wsparcia Zaawansowanych Badań (ADRES) oraz członkom Wydziału Patofizjologii Integracyjnej, Centrum Proteo-Naukowego (PROS), Uniwersytetu Ehime, za ich pomoc techniczną i pomocne wsparcie. Badanie to było częściowo wspierane przez Japońskie Towarzystwo Promocji Nauki (JSPS) granty KAKENHI JP17K17929, JP19K16015, JP21K05974 (dla NS) i JP23689066, JP15H04961, JP15K15552, JP17K19728, JP19H03786 (dla YI); granty Fundacji Badań Medycznych w Osace na rzecz Chorób Nieuleczalnych, Fundacji Nakatomi, Grantu Wschodzących Gwiazd Japońskiego Towarzystwa Badań nad Kośćmi i Minerałami (JSBMR), Fundacji Sumitomo, Fundacji Badań Medycznych SENSHIN, Fundacji Pamięci Mochidy (dla NS); oraz grant Fundacji Nauki Takeda na badania medyczne, grant na projekt UCB Japan (UCBJ) oraz grant JSBMR Frontier Scientist 2019 (dla YI).
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
| Nazwa | Firma | Numer katalogowy | Komentarze |
|---|---|---|---|
| 5,0 g/L Trypsyna/5,3 mmol/L roztwór EDTA | nacalai tesque | 35556-44 | Rozcieńczony antybiotykiem HBSS |
| – przeciwgrzybicze (anty/anty) | Gibco | 15240-062 | |
| Igła motylkowa | TERUMO | SV-23DLK | 23G |
| Sitko do komórek | Falcon | 352340 | 40 µ m porów, Nylon |
| Cellmatrix Typ I-C | Nitta żelatyna | 637-00773 | Kolagen typu I-C |
| Probówka wirówkowa 15 | TPP | 91014 | Probówka 15 ml |
| Rurka wirówkowa 50 | TPP | 91050 | 50 ml |
| Kolagenaza z C. Histolyticum | Sigma | C5138 | Kolagenaza typu IV |
| Dulbecco' s Zmodyfikowany Eagle Medium GlutaMax (DMEM) | Gibco | 10569-010 | |
| Płodowa surowica bydlęca (FBS) | SIGAM | 173012 | Przeprowadzono inaktywację termiczną |
| Zbilansowany roztwór soli Hanksa (HBSS) | Wako | 085-09355 | |
| Nożyczki | Bio Centrum Badawcze | PRI28-1525A | |
| tkankowych 40 | TPP | 93040 | Do hodowli komórkowych |
| Naczynie do hodowli tkankowych 60 | TPP | 92006 | Do hodowli komórkowych |
| Pęseta | KFI | 1-9749-31 | Pęseta drobnopunktowa |
| Badań Biologicznych | PRI28-1522 | Końcówka ząbkowana | |
| ZEISS Stemi 305 | ZEISS | STEMI305-EDU | Mikroskop stereoskopowy |
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.