Oczy używane w tej procedurze są uzyskiwane pośmiertnie z lokalnego, sprawdzonego przez USDA sklepu mięsnego, i nie jest wykonywana żadna praca na żywych zwierzętach. Po uśmierceniu zwierząt mija około 2 godzin, zanim oczy zostaną wyłuszczone. Ponieważ może zacząć dochodzić do rozpadu tkanek, ważne jest, aby podczas transportu oczy były chłodne, aby zapobiec dalszej próchnicy. W tej procedurze oczy są natychmiast umieszczane w lodówce po enukleacji. Następnie worek z oczami umieszcza się w zlewce polipropylenowej o pojemności 1000 ml i otacza lodem w chłodziarce o pojemności 8 litrów. Ważne jest, aby nie kłaść oczu bezpośrednio na lodzie. Po dotarciu oczu do laboratorium przeprowadza się izolację komórek RPE w komorze bezpieczeństwa biologicznego. Bardzo ważne jest, aby zakończyć ten proces w ciągu 3-5 godzin. Ten protokół został zoptymalizowany pod kątem przetwarzania 10 oczu.
1. Przygotowanie porcji zapasów DNazy
UWAGA: Zaleca się, aby ten krok został wykonany przed izolacją.
- Przygotować 5 mM roztwór chlorku wapnia ze sterylną wodą dejonizowaną.
UWAGA: Chlorek wapnia w proszku może powodować poważne podrażnienie lub uszkodzenie oczu. Nosić odpowiednie środki ochrony osobistej.
- Dodać 5 mM roztworu chlorku wapnia do proszku DNazy (patrz Tabela materiałów), aby uzyskać końcowe stężenie DNazy 3 mg/ml. Upewnij się, że roztwór jest dokładnie wymieszany.
UWAGA: DNaza stanowi zagrożenie uczulające drogi oddechowe. Nie wdychać proszku/substancji.
- Porcjować małe objętości, na przykład 1 ml, do probówek do mikrowirówek.
- Zamrozić podwielokrotności w temperaturze -20 °C do czasu użycia.
2. Ustawianie obszaru sekcji
- Przenieś sterylne narzędzia preparacyjne i sprzęt do hodowli komórkowych do szafki bezpieczeństwa biologicznego: obłożenie chirurgiczne, szalki Petriego, sitka do komórek, płytki studzienkowe, gazę, pęsetę, rączkę skalpela, ostrze skalpela i nożyczki do tęczówki (patrz tabela materiałów).
- Za pomocą pęsety rozłóż obłożenie chirurgiczne. Umieść jedną 6-dołkową płytkę na serwety chirurgicznej i zdejmij pokrywkę.
- Umieścić podwielokrotność sterylnego roztworu soli fizjologicznej buforowanej fosforanem (DPBS) firmy Dulbecco na lodzie i umieścić w komorze bezpieczeństwa biologicznego.
- Napełnij jedną studzienkę 6-dołkowej płytki do połowy (około 6 ml) 10% roztworem jodu powidonu.
- Napełnij pozostałe studzienki schłodzonym DPBS.
- Zdejmij pokrywkę z jednej z szalek Petriego i umieść ją odwróconą na serwety chirurgicznej. Odłóż podstawę szalki Petriego jako pojemnik na odpady.
- Umieścić podwielokrotność pożywki do hodowli komórkowych (zmodyfikowana pożywka Eagle (DMEM) firmy Dulbecco, 10% płodowa surowica bydlęca (FBS), 1% antybiotyki/leki przeciwgrzybicze) i podwielokrotność 0,25% trypsyny/EDTA w łaźni wodnej o temperaturze 37 °C.
- Wyjmij roztwór podstawowy DNazy z zamrażarki (więcej informacji można znaleźć w pozostałej części protokołu).
3. Usuwanie tkanek zewnętrznych
UWAGA: Usuwanie tkanek zewnętrznych może być wykonane poza kabiną bezpieczeństwa biologicznego. Sprawdź oko przed cięciem, aby upewnić się, że twardówka nie została przebita, źrenica nie jest zamglona, a nerw wzrokowy jest obecny. Odrzuć oczy, które nie spełniają tych kryteriów.
- Trzymając jedną ręką mięsień przyczepiony do oka, drugą ręką delikatnie odetnij skalpelem tkankę otaczającą twardówkę. Uważaj, aby nie zmiażdżyć oka ani przypadkowo nie przeciąć twardówki. Jeśli twardówka zostanie przecięta i odsłoni czarne wnętrze, wyrzuć oko.
UWAGA: Rękawica odporna na przecięcia jest wysoce zalecana dla dłoni trzymającej mięsień w celu ochrony przed przypadkowymi skaleczeniami.
- Przytnij nerw wzrokowy zakrzywionymi nożyczkami do tęczówki na długość nie większą niż 3 mm. Jeśli nerw wzrokowy jest zbyt długi, muszla oczna nie będzie później prawidłowo osadzona w sitku komórkowym.
- Umieść oko na lodzie rogówką w dół.
- Powtarzaj kroki 3.1-3.3, aż zewnętrzna tkanka zostanie usunięta z każdego oka.
4. Sekcja oka
- Za pomocą pęsety przenieś oko do komory bezpieczeństwa biologicznego i do studzienki zawierającej 10% roztwór jodu powidonu, a następnie obróć oko, aby upewnić się, że jest całkowicie pokryte roztworem jodu. Aby narzędzia były jak najbardziej sterylne, pęsety te powinny być używane wyłącznie do dotykania zewnętrznej strony oka.
- Gdy oko znajduje się w roztworze jodu, umieść sterylną gazę na płytkiej, odwróconej pokrywce przygotowanej wcześniej szalki Petriego. Na osobnej szalce Petriego umieść sitko do komórek. Sitka do komórek należy używać wyłącznie do podparcia muszli ocznej, a nie do separacji komórek.
- Po pozostawieniu oka w roztworze jodu przez około 30 s, przemyj oko, zanurzając je w studzienkach zawierających DPBS na około 5 s każdy, przechodząc od studzienki do studzienki, aby stopniowo rozcieńczać roztwór jodu, i przenieś oko na sterylną gazę.
- Wykonaj małe nacięcie za pomocą skalpela poniżej ora serrata lub mniej więcej 1/3 kuli ziemskiej od krawędzi tęczówki.
- Po nacięciu użyj nożyczek do tęczówki, aby przeciąć równomiernie wzdłuż obwodu kuli ziemskiej, równolegle do rogówki. Podczas manewrowania okiem używaj pęsety tylko do dotykania zewnętrznej strony oka lub gazy, aby zachować sterylność.
- Użyj pęsety, aby chwycić nerw wzrokowy i delikatnie oderwij gałkę od gazy. Ciało szkliste powinno wypaść z kuli ziemskiej. W razie potrzeby delikatnie potrząśnij okiem, aby pomóc usunąć ciało szkliste.
UWAGA: Jeśli ciało szkliste jest bardzo trudne do usunięcia, spróbuj przyciąć niżej na kuli ziemskiej.
- Delikatnie umieść muszlę oczną w przygotowanym sitku do komórek, wnętrzem muszli ocznej skierowanym do góry. Jeśli jest nierówny, użyj pęsety, aby wyregulować muszlę oczną, aby nacięcie było jak najbardziej poziome.
- Delikatnie dodaj schłodzony DPBS do muszli ocznej, tak aby poziom płynu znajdował się tuż poniżej najniższego punktu nacięcia. Ten DPBS zostanie usunięty po usunięciu siatkówki nerwowej.
UWAGA: Objętość dodanego DPBS będzie się różnić w zależności od wielkości oczu i miejsca nacięcia.
- Powtarzaj kroki 4.1-4.8, aż wszystkie oczy zostaną wycięte.
5. Usuwanie siatkówki nerwowej i dysocjacja RPE
UWAGA: Poniższa sekcja jest łatwiejsza do wykonania etapami. W tej konfiguracji proces ten jest wykonywany na jednej partii (zwykle 3 muszlach ocznych) na raz. W przypadku kroków 5.1-5.7 każdy krok należy wykonać na całej partii przed przejściem do następnego kroku.
- Pod latarką znajdź obszary, w których siatkówka nerwowa (biała/różowa) zaczyna odłączać się od RPE (). Następnie pęsetą delikatnie chwyć uniesioną siatkówkę nerwową i oderwij ją.
UWAGA: Jeśli nie ma obszarów, w których siatkówka nerwowa się odrywa, użyj pęsety, aby delikatnie chwycić ją w pobliżu górnej części muszli ocznej. Stosując tę metodę, jeśli dojdzie do uszkodzenia RPE/naczyniówki, komórki te nie zostaną zdysocjowane podczas pobierania RPE.
- Delikatnie zbierz siatkówkę nerwową w pobliżu tarczy nerwu wzrokowego.
- Odessać siatkówkę nerwową za pomocą pipety Pasteura podłączonej do systemu aspiracji próżniowej. Zaleca się pierzenie aspiracji, aby pomóc w procesie usuwania.
UWAGA: Końcówkę pipety można umieścić na końcu pipety Pasteura, aby zmniejszyć ssanie.
- Ostrożnie dodaj dodatkowy schłodzony DPBS, aby zastąpić to, co zostało zasysane.
- Usuń pozostałą siatkówkę nerwową, ponownie zasysając. Tym razem usuń jak najwięcej DPBS, nie naruszając odsłoniętego RPE.
- Delikatnie dodaj trypsynę do muszli ocznej. Utrzymuj poziom objętości poniżej linii nacięcia i wszelkich odcinków uszkodzonego RPE, aby zmniejszyć zanieczyszczenie.
UWAGA: Trypsyna jest enzymem, który w kontakcie powoduje podrażnienie skóry i oczu. Nosić odpowiednie środki ochrony osobistej.
- Po dodaniu trypsyny do każdego oka upewnij się, że pokrywka szalki Petriego została wymieniona. Następnie przenieść szalkę Petriego do nawilżonego inkubatora o temperaturze 37 °C i 5% CO2 przez 30 minut.
- Powtarzać kroki 5.1-5.7 dla każdej partii, aż wszystkie muszle oczne zostaną przetworzone.
6. Kolekcja RPE
- Zbierz komórki RPE z każdej partii oczu (2-3 oczek) i umieść je w jednej probówce wirówkowej o pojemności 15 ml, aby uprościć proces wysiewu.
- Pod latarką delikatnie rozetrzyj za pomocą pipety o pojemności 1000 μl, aby usunąć komórki RPE. Jeśli komórki RPE nie odrywają się, dodaj świeżą trypsynę i inkubuj przez dodatkowe 10-15 minut. Uważaj, aby nie zeskrobać siatkówki.
- Zebrać komórki RPE w probówce wirówkowej o pojemności 15 ml.
- Umyj muszlę oczną pożywką do hodowli komórkowych, aby zebrać pozostałe komórki i zneutralizować trypsynę. Upewnij się, że w probówce wirówkowej o pojemności 15 ml znajduje się co najmniej dwukrotnie większa objętość pożywki niż trypsyna.
- Powtarzaj krok 6.1, aż komórki RPE zostaną pobrane ze wszystkich muszli ocznych.
- Odwirować zawiesiny komórek o sile 250 x g przez 5 minut w temperaturze pokojowej.
7. Przygotowanie roztworu roboczego DNazy
- Obliczyć objętość roztworu podstawowego DNazy o stężeniu 3 mg/ml (przygotowanego w kroku 1) potrzebną do dodania do pożywki do hodowli komórkowej dla końcowego stężenia 100 μg/ml i końcowej objętości 3 ml na probówkę komórek (tj. dla trzech probówek wirówkowych komórek wymagane jest 9 ml roztworu DNazy o stężeniu 100 μg/mL).
- Połączyć odpowiednie objętości roztworu podstawowego DNazy i pożywki do hodowli komórkowych. Stosowanie DNazy w roztworze roboczym pomaga zapobiegać zlepianiu się komórek i umożliwia równomierne wysiewanie komórek.
8. Rozsiewanie komórek RPE
- Po odwirowaniu w kroku 6.3 usunąć supernatanty z każdej probówki wirówkowej o pojemności 15 ml, uważając, aby nie naruszyć osadu komórkowego.
- Zawiesić każdą osadkę komórkową w 3 ml roztworu roboczego DNazy.
- Umieścić 15 ml probówek wirówkowych zawierających zawieszone komórki w nawilżonym inkubatorze w temperaturze 37 °C i 5% CO2 na 15 minut.
- Po inkubacji odwirować zawiesiny komórkowe przy sile 150 x g przez 5 minut w temperaturze pokojowej.
- Usunąć supernatanty, uważając, aby nie naruszyć osadów komórkowych.
- Zawiesić każdy osad komórkowy w 3 ml świeżej pożywki do hodowli komórkowych.
- Dla każdej probówki wirówkowej zawierającej 2-3 oczka komórek RPE, wysiewaj jedną studzienkę z 6-dołkowej płytki (przejście 0).
- Ostrożnie przenieść 6-dołkową płytkę z nasionami do nawilżonego inkubatora w temperaturze 37 °C i 5% CO2 .
9. Pierwotna hodowla komórek RPE
świni
- Pozwól nowo zasianym komórkom RPE przyczepić się przez 48-72 godziny przed przeniesieniem płytki. Podczas pierwszej wymiany pożywki można przeprowadzić płukanie świeżą pożywką do hodowli komórkowych, aby usunąć nadmiar resztek komórkowych.
- Pożywkę do hodowli komórkowych należy wymieniać co 48 godzin.
- Gdy komórki osiągną zbieżność, przejdź na pożywkę do hodowli komórkowej o stężeniu FBS 2% i utrzymuj do eksperymentów.
10. Walidacja komórek RPE
- Barwienie immunocytochemiczne (ICC)
- Utrwal komórki w 4% formaldehydzie w DPBS przez 10 minut w temperaturze pokojowej.
- Umyć dwukrotnie DPBS.
- Przepuszczalność komórek (w razie potrzeby) za pomocą 0,2% Triton-X 100 w DPBS przez 10 minut w temperaturze pokojowej.
- Umyć dwukrotnie DPBS.
- Zastosować roztwór blokujący 3% (w/v) albuminy surowicy bydlęcej (BSA) w DPBS przez 1 godzinę w temperaturze pokojowej.
- Dodać przeciwciało pierwszorzędowe w rozcieńczeniu 1:100 (lub zalecanym stężeniu producenta) (patrz tabela materiałów) i odstawić na 1 godzinę w temperaturze pokojowej lub na noc w temperaturze 4 °C.
- Umyj trzy razy DPBS przez 5 minut każdy.
- Dodać przeciwciało drugorzędowe (w razie potrzeby) w stężeniu 2 μg/ml (lub zalecanym stężeniu producenta) (patrz tabela materiałów) i odstawić na 1 godzinę w temperaturze pokojowej.
- Przemyć trzy razy DPBS przez 5 minut każdy, jeśli stosowane jest przeciwciało drugorzędowe.
- Dodać sondę do barwienia jądrowego o stężeniu producenta (patrz tabela materiałów) i pozostawić na 25 minut w temperaturze pokojowej.
- Umyj trzy razy PBS przez 5 minut każdy.
- Jeśli znajduje się na wkładce do hodowli komórkowej, zamontuj na szkiełku mikroskopowym za pomocą szkiełka nakrywkowego za pomocą podłoża montażowego, jak opisano przez Rickabaugh i Weatherston et al.20. W przeciwnym razie komórki obrazu w DPBS.
- Skaningowa mikroskopia elektronowa (SEM)
- Postępuj zgodnie z procedurą opisaną przez Harrisa i wsp.21.
- Trans nabłonkowy opór elektryczny (TEER)
- Postępuj zgodnie z protokołem producenta dotyczącym pomiaru TEER (patrz tabela materiałów) z 1 ml pożywki hodowlanej w komorze podstawowej15.
- Test immunoenzymatyczny (ELISA)
- Wykonaj test ELISA15 przy użyciu multipleksowego zestawu do testowania immunoenzymów ludzkich zgodnie z protokołem producenta (patrz Tabela Materiałów).