RESEARCH
Peer reviewed scientific video journal
Video encyclopedia of advanced research methods
Visualizing science through experiment videos
EDUCATION
Video textbooks for undergraduate courses
Visual demonstrations of key scientific experiments
BUSINESS
Video textbooks for business education
OTHERS
Interactive video based quizzes for formative assessments
Products
RESEARCH
JoVE Journal
Peer reviewed scientific video journal
JoVE Encyclopedia of Experiments
Video encyclopedia of advanced research methods
EDUCATION
JoVE Core
Video textbooks for undergraduates
JoVE Science Education
Visual demonstrations of key scientific experiments
JoVE Lab Manual
Videos of experiments for undergraduate lab courses
BUSINESS
JoVE Business
Video textbooks for business education
Solutions
Language
pl_PL
Menu
Menu
Menu
Menu
A subscription to JoVE is required to view this content. Sign in or start your free trial.
Research Article
Please note that some of the translations on this page are AI generated. Click here for the English version.
Erratum Notice
Important: There has been an erratum issued for this article. View Erratum Notice
Retraction Notice
The article Assisted Selection of Biomarkers by Linear Discriminant Analysis Effect Size (LEfSe) in Microbiome Data (10.3791/61715) has been retracted by the journal upon the authors' request due to a conflict regarding the data and methodology. View Retraction Notice
Tkanka tłuszczowa jest doskonałym źródłem mezenchymalnych komórek macierzystych. Tutaj przedstawiamy krok po kroku ekstrakcję, hodowlę i charakterystykę komórek macierzystych pochodzących z tkanki tłuszczowej (ADSC) z tkanki tłuszczowej najądrza szwajcarskich myszy.
Mezenchymalne komórki macierzyste (MSC) były intensywnie badane jako nowe podejście terapeutyczne, głównie w celu powstrzymania zaostrzonego stanu zapalnego ze względu na ich potencjał do modulowania odpowiedzi immunologicznej. MSCs są komórkami uprzywilejowanymi immunologicznie, zdolnymi do przetrwania u immunoniezgodnych biorców przeszczepów allogenicznych w oparciu o niską ekspresję cząsteczek głównego kompleksu zgodności tkankowej (MHC) klasy I oraz przy zastosowaniu terapii komórkowej do przeszczepu allogenicznego. Komórki te można wyizolować z kilku tkanek, z których najczęściej stosuje się szpik kostny i tkankę tłuszczową. Zapewniamy prosty protokół izolacji, hodowli i charakterystyki MSCs z tkanki tłuszczowej najądrza myszy. Tkanka tłuszczowa najądrza jest wycinana chirurgicznie, fizycznie rozdrobniona i trawiona 0,15% roztworem kolagenazy typu II. Następnie pierwotne komórki macierzyste pochodzące z tkanki tłuszczowej (ADSC) są hodowane i namnażane in vitro, a charakterystyka fenotypowa jest przeprowadzana za pomocą cytometrii przepływowej. Przedstawiamy również kroki różnicowania ADSC na komórki osteogenne, adipogenne i chondrogenne, a następnie funkcjonalną charakterystykę każdej linii komórkowej. Przedstawiony tutaj protokół może być wykorzystany do eksperymentów in vivo i ex vivo, a alternatywnie, komórki macierzyste pochodzące z tkanki tłuszczowej mogą być wykorzystane do wygenerowania unieśmiertelnionych komórek podobnych do MSCs.
Mezenchymalne komórki macierzyste (MSC) to dorosłe komórki wielopotencjałowe różnicujące się w komórki takie jak osteoblast, chondroblast i adipocyte1,2. Komórki te znajdują się w kilku narządach i z tego powodu można je pobrać z dorosłych tkanek, takich jak szpik kostny, mięśnie, tłuszcz, mieszek włosowy, korzeń zęba, łożysko, skóra właściwa, okołochrzęstne, pępowina, płuca, wątroba i śledziona3,4.
Opisano wpływ MSCs na fizjologię i układ odpornościowy5,6. Komórki te są obiecujące w leczeniu wielu chorób, zarówno w medycynie ludzkiej, jak i weterynaryjnej. MSCs mogą kontrolować stan zapalny i promować angiogenezę oraz homeostazę tkanek poprzez różne mechanizmy, takie jak kontakt komórka-komórka, czynniki rozpuszczalne i małe pęcherzyki zewnątrzkomórkowe7,8,9,10. Co więcej, MSCs są komórkami uprzywilejowanymi immunologicznie, zdolnymi do przetrwania u immunoniezgodnych biorców przeszczepów allogenicznych, ponieważ komórki te wykazują niską ekspresję cząsteczek głównego kompleksu zgodności tkankowej (MHC) klasy I i są stosowane w terapii komórkowej do przeszczepu allogenicznego11,12. Niska immunogenność w połączeniu z potencjałem regeneracyjnym sprawia, że MSCs są idealnymi kandydatami do terapii komórkowej, takiej jak między innymi choroba przeszczep przeciwko gospodarzowi (GvHD)13, toczeń rumieniowaty układowy (SLE)14 i stwardnienie rozsiane1516,17.
Pomimo faktu, że MSCs znajdują się w kilku dorosłych tkankach, tkanka tłuszczowa oferuje przewagę nad innymi źródłami, takimi jak dostępność do pobrania, przy minimalnej interwencji chirurgicznej; duża liczba dostępnych komórek o wysokim współczynniku ekspansji; i łatwa ekspansja in vitro przy użyciu łatwego do wykonania protokołu bez konieczności stosowania specjalnego sprzętu i tanich materiałów18,19, 20. Po ekstrakcji, komórki macierzyste pochodzące z tkanki tłuszczowej (ADSC) muszą być scharakteryzowane zgodnie z ustaleniami Międzynarodowego Towarzystwa Terapii Komórkowej (ISCT)21. W związku z tym MSCs muszą wykazywać morfologię podobną do fibroblastów, przyleganie do hodowli plastycznej, ekspresję wysokiego procentu (≥95%) markerów mezenchymalnych, takich jak endoglin (CD105), ekto-5'-nukleotydaza (CD73) i Thy-1 (CD90) oraz niski odsetek (≤2%) markerów krwiotwórczych, takich jak wspólny antygen leukocytów (CD45), transbłonowa fosfoglikkoproteina (CD34), glikoproteina błonowa zakotwiczona w glikolipidach (CD14), integryna alfa M (CD11b), białko alfa związane z receptorem antygenu komórek B (CD79α) lub antygen powierzchniowy B-limfocytów B4 (CD19) i ludzki antygen leukocytarny klasy II (HLA-II). Ponadto wymagana jest charakterystyka funkcjonalna, a komórki powinny być w stanie różnicować się w komórki osteoblastów, chondroblastów lub adipoblastów21.
Tutaj pokazujemy, jak uzyskać MSCs z tkanki tłuszczowej najądrza za pomocą mechanicznej dysocjacji i trawienia enzymatycznego do badań in vitro i charakterystyki morfologicznej wstępnie skonfigurowanej przez ISCT.
Wszystkie eksperymenty na zwierzętach zostały przeprowadzone zgodnie z międzynarodowymi wytycznymi dotyczącymi etyki zwierząt i zostały zatwierdzone przez instytucjonalne komitety opieki i użytkowania z Uniwersytetu Stanowego Santa Cruz na mocy protokołu o numerze 021/22. Szwajcarskie samce myszy (6-8 tygodni) pozyskano z Laboratorium Hodowli, Utrzymania i Eksperymentów Zwierząt - Ośrodka Badań nad Zwierzętami Uniwersytetu Stanowego Santa Cruz (LaBIO-UESC), utrzymywane w określonych warunkach wolnych od patogenów, otrzymujące wodę i pokarm ad libitum w 12-godzinnych cyklach światła/ciemności.
UWAGA: Inne linie myszy mogą być używane; zalecamy użycie dorosłych myszy (6-8 tygodni), ponieważ mają one bardziej rozwiniętą tkankę tłuszczową i komórki o wysokiej aktywności proliferacyjnej.
1. Przygotowanie
UWAGA: Zanim przejdziesz dalej, przygotuj następujące odczynniki opisane poniżej. Zobacz Tabelę materiałów, aby uzyskać informacje o odczynnikach i dostawcach materiałów. We wszystkich praktycznych zabiegach należy nosić środki ochrony osobistej, takie jak maski, czepki, fartuchy laboratoryjne i rękawice.
| Przeciwciało/Fluorofor | Rozcieńczeniu | klon | Stężenie końcowe (μg/ml) | Funkcja i komórka, w której jest wyrażona | ||
| CD34- PE | 1:100 | Pamięć RAM34 | cyfra arabska | Współczynnik adhezji komórek. Hematopoetyczne komórki macierzyste. | ||
| CD45- Transporter opancerzony | 1:100 | 30-F11 | cyfra arabska | Asystencja w aktywacji leukocytów. Ulega ekspresji w leukocytach. | ||
| CD71- FITC | 1:100 | Klasa C2 | 5 | Kontroluje pobieranie żelaza podczas proliferacji komórek. Komórki proliferacyjne, retikulocyty i komórki prekursorowe. | ||
| CD29- FITC | 1:100 | Ha2/5 | 5 | Adhezja i aktywacja, embriogeneza, leukocyty, komórki dendrytyczne, płytki krwi, komórki tuczne, fibroblasty i komórki śródbłonka. | ||
| CD90- PerCP | 1:100 | OX-7 | powiedział:cyfra arabska | Sygnalizacja, adhezja. Limfocyt T, NK, monocyt, hemtopoetyczne komórki macierzyste, neuron i fibroblast. | ||
Tabela 1: Przeciwciała użyte do fenotypowej charakterystyki ADSC za pomocą cytometru przepływowego. Wykaz przeciwciał wraz z ich odpowiednimi fluorochromami, rozcieńczeniami, klonem i końcowym stężeniem, a także ich funkcją w komórce, która ulega ekspresji.
2. Metody
UWAGA: Tkanka tłuszczowa jest rozmieszczona w całym ciele w miejscach podskórnych lub wewnątrzbrzusznych. U myszy najczęstszymi tkankami tłuszczowymi wykorzystywanymi do eksperymentów są podskórne najądrza, krezkowe i zaotrzewnowe22. Tutaj pokazano etapy uzyskiwania tkanki tłuszczowej najądrza (

Rysunek 1: Eksperymentalny projekt uzyskania komórek macierzystych pochodzących z tkanki tłuszczowej od szwajcarskich myszy. (A) Za pomocą igieł umieść zwierzę na płycie korkowej lub styropianowej; (B) Podnieś skórę za pomocą pęsety, wykonaj nacięcie w środku okolicy brzucha i oderwij skórę od otrzewnej; C) zidentyfikować białą tkankę tłuszczową powyżej najądrza; (D) przenieść tkankę na pożywkę DMEM uzupełnioną 10% FBS i 1% antybiotykami, dokładnie przemyć tkankę tłuszczową najądrza PBS i przenieść tkankę do roztworu trawiącego; E) rozdrobnić tkankę i inkubować w temperaturze 37 °C przez 1 godzinę, energicznie wstrząsając co 10 minut; (G) po zliczeniu komórek ułóż płytki 6-dołkowe na płytkach i obserwuj morfologię komórek pod odwróconym mikroskopem. (F) Morfologia komórek zmieni się z okrągłej na podobną do fibroblastu. Podziałka = 22,22 μm. Kliknij tutaj, aby zobaczyć większą wersję tego rysunku.
Komórki pobrane z tkanki tłuszczowej zgodnie z przedstawionym tutaj protokołem wykazały morfologię spełniającą minimalne kryteria dla MSCs zaproponowane przez ISCT. Przegląd protokołu jest pokazany w Rysunek 1. Fenotypowo, ADSC wykazywały przyleganie do morfologii plastycznej i podobnej do fibroblastów w pierwszych dniach hodowli komórkowej (Figura 2A). Ponadto rosły jednorodnie i tworzyły kolonie. Ponadto ADSC wykazały niską ekspresję CD34 (2,12%) i CD45 (1,81%), obu markerów krwiotwórczych, oraz wysoką ekspresję CD71 (42,6%), CD29 (74,2%) i CD90 (55,1%), wszystkich markerów komórek mezenchymalnych (Figura 2B).

Rysunek 2: Charakterystyka fenotypowa komórek pochodzących z tkanki tłuszczowej. (A) Morfologia ADSC zmienia się z okrągłej na podobną do fibroblastów w 2, 4 i 8 dniu hodowli; Podziałka liniowa = 22,22 μm. (B) Histogramy dla markerów wyrażonych (CD71, CD29 i CD90) lub nie (CD34 i CD45) przez ASC. Ten rysunek został zreprodukowany za zgodą Mirandy et al.24. Kliknij tutaj, aby zobaczyć większą wersję tego rysunku.
Funkcjonalnie, ADSC wykazały zdolność do różnicowania się na osteoblasty, adipoblasty i chondroblasty, gdy były hodowane w kondycjonowanych pożywkach dla każdej linii przez 14 lub 21 dni (Rysunek 3). Barwienie metodą Von Kossy ujawniło zmineralizowane guzki w macierzy zewnątrzkomórkowej, charakterystyczne dla procesu osteogenezy (Ryc. 3). Barwienie czerwienią olejową O wykazało wakuole lipidowe w cytoplazmie ADSC, a barwienie błękitem Alcian potwierdziło obecność glikozaminoglikanu w macierzy zewnątrzkomórkowej (Ryc. 3). Łącznie cechy fenotypowe i funkcjonalne potwierdziły, że populacja komórek wyekstrahowanych z tkanki tłuszczowej najądrza jest MSCs.

Rysunek 3: Charakterystyka funkcjonalna komórek pochodzących z tkanki tłuszczowej. Osteogenny, adipogenny i chondrogeniczny potencjał wieloliniowy ADSC po 14 i 21 dniach na hodowli. Podziałka = 50 μm (panel górny), 100 μm (panel środkowy i dolny). Ten rysunek został zreprodukowany za zgodą Mirandy et al.24. Kliknij tutaj, aby zobaczyć większą wersję tego rysunku.
Autorzy nie mają nic do ujawnienia.
Tkanka tłuszczowa jest doskonałym źródłem mezenchymalnych komórek macierzystych. Tutaj przedstawiamy krok po kroku ekstrakcję, hodowlę i charakterystykę komórek macierzystych pochodzących z tkanki tłuszczowej (ADSC) z tkanki tłuszczowej najądrza szwajcarskich myszy.
Badania wspierane przez grant z Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnologico (480807/2011-6) i Fundação de Amparo à Pesquisa de Minas Gerais (APQ-01237-11). Badanie to zostało częściowo sfinansowane przez PROPP UESC (073.6764.2019.0021079-85). MGAG i URS dzięki stypendium przyznanemu odpowiednio przez Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado da Bahia (FAPESB) oraz Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES).
| 140 stopni Celsjusza; C Sterylizacja wysokotemperaturowa Inkubator CO2 | RADOBIO SCIENTIFIC CO. LTD, Chiny | C180 | |
| 3-izobutylo-1-metyloksantyna | Sigma-Aldrich, San Luis, Missouri, USA | I7018 | |
| Kwas octowy lodowcowy | Sigma-Aldrich, San Luis, Missouri, Stany | Zjednoczone PHR1748 | |
| Alcian Blue 8GX | Sigma-Aldrich, San Luis, Missouri, Stany Zjednoczone | A9186 | BioReagent, odpowiedni do wykrywania glikoprotein. 1% w kwasie octowym, pH 2,5 |
| Alkohol 70% | Sigma-Aldrich, San Luis, Missouri, USA | 65350-M | 70% w wodzie |
| Amfoterycyna B | Sigma-Aldrich, San Luis, Missouri, USA | PHR1662 | |
| Przeciwciała anty-mysie anty-CD29 FITC (Klon Ha2/5) | BD Biosciences, San Diego, CA, USA | 555005 | Funkcje w komórce: Adhezja i aktywacja, embriogeneza, leukocyty, DC, płytki krwi, komórki tuczne, fibroblasty i komórki śródbłonka |
| Przeciwciała anty-mysie anty-CD34 PE (Clone RAM34) | BD Biosciences, San Diego, CA, USA | 551387 | Funkcje w komórce: Czynnik adhezji komórek. Hematopoetyczne komórki macierzyste |
| Przeciwciała anty-mysie anty-CD45 APC (Clone 30-F11) | BD Biosciences, San Diego, CA, USA | 559864 | Funkcje w komórce: Pomaga w aktywacji leukocytów Przeciwciała |
| anty-mysie anty-CD71 FITC (Clone C2) | BD Biosciences, San Diego, CA, USA | 553266 | Funkcje w komórce: Kontroluje wychwyt żelaza podczas proliferacji komórek. Komórki proliferacyjne, retikulocyty i prekursory Przeciwciała |
| anty-mysie anty-CD90 PerCP (Clone OX-7) | BD Biosciences, San Diego, CA, USA | 557266 | Funkcje w komórce: sygnalizacja, adhezja. Limfocyt T, NK, monocyt, HSC, neuron, fibroblasty |
| Kwas askorbinowy | Sigma-Aldrich, San Luis, Missouri, Stany Zjednoczone | PHR1008 | |
| Pipety automatyczne | Thermo Fisher Scientific, Waltham, Massachusetts, Stany Zjednoczone | 4700850N | Finnpipette F1 Zestawy do pipetowania laboratoryjnego (GLP) |
| Zlewka | Nie dotyczy | 1 jednostka | |
| Albumina surowicy bydlęcej | Sigma-Aldrich, San Luis, Missouri, USA | A7906 | |
| Płytki do hodowli komórkowych (6-dołkowe) | Merck, Darmstadt, Niemcy | Z707759 | 07 jednostek sterylnych. Płytki do hodowli tkankowych TPP |
| Płytki do hodowli komórkowych (96-dołkowe. Okrągłe lub V na dole) | Merck, Darmstadt, Niemcy | CLS353077 | 01 jednostka sterylna. Studnie, 96, powierzchnia poddana kulturze tkankowej (TC), przezroczyste studzienki z okrągłym dnem, sterylne |
| podłoże chondrogenne | Łodyga Pro Różnicowanie chondrogenezy– Technologie Życia | A1007101 | TGF-β 2, TGF-β 3, deksametazon, insulina, transferyna, ITS, sód-l - askorbinian, pirogronian sodu, 2-fosforan askorbinianu |
| Kolagenaza typu II | Life Technologies, Kalifornia, USA | 17101015 | |
| płyta korkowa lub styropianowa pokryta aluminium | Nie dotyczy | 1 sztuka | |
| bawełny | Nie dotyczy | 50 g | |
| deksametazonu | Sigma-Aldrich, San Luis, Missouri, Stany Zjednoczone | D4902 | |
| Nożyczki preparacyjne | Nie dotyczy | 03 sztuki sterylny | |
| DPX Uchwyt do histologii | Sigma-Aldrich, San Luis, Missouri, USA | 6522 | |
| Dulbecco' s zmodyfikowany Orzeł" s medium (DMEM) | Sigma-Aldrich, San Luis, Missouri, USA | D5523 | Z 1000 mg/L glukozy i L-glutaminy, bez wodorowęglanu sodu, proszek, odpowiedni do hodowli komórkowych |
| Eosin B | Sigma-Aldrich, San Luis, Missouri, USA | 861006 | |
| Płodowa surowica bydlęca (FBS) | Sigma-Aldrich, San Luis, Missouri, Stany Zjednoczone | F4135 | |
| Formaldehyd | Sigma-Aldrich, San Luis, Missouri, Stany Zjednoczone | 47608 | |
| Formalin | Sigma-Aldrich, San Luis, Missouri, Stany Zjednoczone | HT501128 | |
| Gentamycyna | Sigma-Aldrich, San Luis, Missouri, Stany Zjednoczone | G1397 | |
| Hematoxylin | Sigma-Aldrich, San Luis, Missouri, USA | H3136 | |
| Igła podskórna (0,3 mm x 13 mm) | Nie dotyczy | 5 sztuk | |
| Indometacyna | Sigma-Aldrich, San Luis, Missouri, Stany Zjednoczone | I0200000 | |
| Insulina | Sigma-Aldrich, San Luis, Missouri, USA | I3536 | |
| Isopropanol | Sigma-Aldrich, San Luis, Missouri, USA | 563935 | 70% w H2O |
| Roztwór chlorowodorku ketaminy-D4 | Sigma-Aldrich, San Luis, Missouri, USA | K-006 | 1,0 mg/ml w metanolu (jako wolna zasada), certyfikowany materiał odniesienia, Cerilliant® |
| Komora Neubauera | Sigma-Aldrich, San Luis, Missouri, USA | BR718620 | Komora licząca MARKA BLAUBRAND Neubauer wzór. Z klipsami, |
| końcówkami do pipet Nichiryo z podwójną linijką (0,1– 10 μ L) | Merck, Darmstadt, Niemcy | Z645540 | Zakres głośności 0,1– 10 μ L, wydłużone, opakowanie zbiorcze. Sterylne |
| końcówki do pipet Nichiryo (1– 10 mL) | Merck, Darmstadt, Niemcy | Z717401 | Zakres głośności 1– 10 mL, uniwersalny, opakowanie zbiorcze. Sterylne |
| końcówki do pipet Nichiryo (200 μ L) | Merck, Darmstadt, Niemcy | Z645516 | Maksymalna objętość 200 μ L, z podziałką, ministack. Sterylny |
| roztwór oleju i czerwieni O | Sigma-Aldrich, San Luis, Missouri, USA | O1391 | 0,5% w parafinie izopropanolu |
| Sigma-Aldrich, San Luis, Missouri, USA | 107.151 | 46– 48, w postaci bloku | |
| Penicylina/Streptomycyna | Sigma-Aldrich, San Luis, Missouri, USA | P4333 | Roztwór stabilizowany, z 10 000 jednostek penicyliny i 10 mg streptomycyny / ml, 0,1 μ m przefiltrowany, BioReagent, odpowiedni do hodowli komórkowych |
| Buforowany fosforanem roztwór soli fizjologicznej 1x (PBS). | Sigma-Aldrich, San Luis, Missouri, USA | P3813 | Proszek, pH 7,4, do przygotowania 1 L roztworów. Zrównoważone i sterylne |
| probówki stożkowe z polipropylenu (15 ml) | Falcon, Fisher Scientific | 14-959-53A | Sterylne |
| probówki stożkowe z polipropylenu (50 ml) | Falcon, Fisher Scientific | 14-432-22 | 2 sztuki sterylnego |
| skalpela (opcjonalnie) | Nie dotyczy | 1 szt | |
| Azotan srebra | Sigma-Aldrich, San Luis, Missouri, USA | 85228 | |
| Tiosiarczan sodu | Sigma-Aldrich, San Luis, Missouri, USA | 72049 | |
| Pęseta chirurgiczna (15 cm) | Nie dotyczy | 3 sztuki sterylnych | |
| szwajcarskich samców myszy (6– 8 tygodni) | Bioterium, Santa Cruz State University | 021/22 | |
| strzykawka (1 ml) | Nie dotyczy | 1 jednostka | |
| Trypan Blue Dye | Sigma-Aldrich, San Luis, Missouri, USA | T8154 | 0,4%, płynny, sterylnie filtrowany, odpowiedni do hodowli komórkowych |
| Trypsyna/EDTA (kwas etylenodiaminotetraoctowy) | Sigma-Aldrich, San Luis, Missouri, USA | T3924 | |
| Xylazine | Sigma-Aldrich, San Luis, Missouri, USA | PHR3263 | |
| β-glicerofosforan sól disodowa hydrat | Sigma-Aldrich, San Luis, Missouri, USA | G9422 | BioUltra, odpowiedni do hodowli komórkowych, odpowiedni do hodowli komórek roślinnych, ≥ 99% (miareczkowanie) |