Seis ratas Sprague-Dawley de 7/8 semanas de idade, pesando 200-250 g, foram utilizadas neste trabalho. Os ratos foram alojados em uma instalação de animais climatizada com acesso ad libitum a comida e água. Todos os procedimentos experimentais envolvendo animais foram conduzidos de acordo com as Diretrizes Institucionais para o Cuidado e Uso de Animais de Laboratório e foram aprovados pelo comitê de revisão institucional para experimentos com animais no Comitê de Ética em Pesquisa do Hospital Popular de Meizhou.
A seção a seguir descreve o processo de isolamento, passagem, congelamento e descongelamento de células-tronco epiteliais endometriais de ratos usando um meio de expansão reESCs refinado (REEM) composto principalmente de Y27632, A8301 e CHIR990217 8,9. A formulação REEM é baseada em DMEM/F12 sem soro enriquecido com concentrações específicas de componentes-chave: 10 μM Y27632, 3 μM CHIR99021 e 0,5 μM A8301. Detalhes abrangentes sobre os componentes podem ser encontrados na Tabela de Materiais. Uma vez que os ratos tenham sido anestesiados com inalação de isoflurano, os procedimentos subsequentes descritos na Figura 1 devem ser implementados.
1. Procedimento cirúrgico
- Anestesiar o rato por inalação de isoflurano.
- Coloque os ratos em uma câmara de indução cheia de isoflurano a 3-5% misturado com oxigênio. Confirme a anestesia adequada pela ausência de resposta a uma pitada do dedo do pé e pela perda do reflexo de endireitamento.
- Uma vez anestesiados, mantenha os ratos sob isoflurano a 1-3% por meio de um cone nasal durante o procedimento. Aplique pomada veterinária nos olhos para evitar o ressecamento enquanto o rato estiver sob anestesia.
- Faça uma incisão na linha média abdominal baixa para expor os chifres do útero.
NOTA: Todos os instrumentos cirúrgicos devem ser esterilizados antes do uso. A área cirúrgica do rato é raspada e desinfetada com uma solução anti-séptica. O cirurgião usa luvas estéreis, máscara e bata. O procedimento cirúrgico é realizado em uma cortina estéril.
- Faça incisões longitudinais em ambos os lados do útero para expor o endométrio interno. Use uma lâmina de bisturi T10 para raspar o endométrio até que a superfície fique áspera.
- Após o procedimento cirúrgico, transfira os ratos para uma área de recuperação estéril e quente com níveis regulados de temperatura e umidade e monitore-os de perto até que recuperem a consciência total e possam se sustentar em uma posição esternal reclinada. Grupos de três ratos pós-operatórios separadamente em gaiolas separadas. Para aliviar a dor pós-cirúrgica, administre analgésicos como buprenorfina (0,05-0,1 mg/kg, por via subcutânea); Repita a cada 8-12 h por até 48-72 h, conforme necessário.
2. Processamento de tecidos
- Coloque todos os fragmentos de endométrio uterino em um prato de 3,5 cm e lave-os 3x com PBS.
- Misture os fragmentos de endométrio uterino com 3 mL de colagenase tipo I a 1% (diluída em 0,25% de tripsina / 1 mM de EDTA) a 37 ° C por 60 min. Filtrar o tecido não digerido com um filtro de células de 100 μm para isolar e recolher o filtrado para posterior cultura.
- Semeie as células coletadas em placas de 12 poços em meio REEM para posterior cultivo. Calcule o volume da suspensão celular necessária para semear as células em cada poço da placa de 12 poços para atingir a densidade celular desejada (normalmente ~ 1-2 × 105 células / poço em 1,5 mL de REEM).
- Lave as células coletadas na etapa 2.2 por 3x com PBS. Após a lavagem inicial, centrifugue as células a 300 × g por 5 min. Descarte o sobrenadante; ressuspenda o pellet celular em PBS contendo 1% de BSA (albumina de soro bovino) para minimizar a ligação inespecífica e incube por 15-30 min no gelo.
- Incubar as células com anticorpos primários específicos para diferentes marcadores (ver Tabela de Materiais) durante 30 min a 1 h a 4 °C. Dilua os anticorpos em PBS com 1% de BSA de acordo com as instruções do fabricante.
- Após a incubação, lave as células 2x com PBS para remover quaisquer anticorpos não ligados. Após a lavagem final, ressuspenda as células em 600 μL de PBS com 1% de BSA para análise de citometria de fluxo.
- Configure o instrumento com lasers e filtros apropriados para os fluoróforos usados no experimento (por exemplo, FITC, PE, APC). Use as configurações de dispersão direta (FSC) e dispersão lateral (SSC) para bloquear a população de célula única ativa, excluindo detritos e agregados de células. Calibre o citômetro de fluxo usando um controle não corado para garantir o alinhamento adequado. Defina portões específicos com base no controle não corado para definir populações positivas para cada marcador de interesse (o limite é de 0,02%).
3. Cultura a longo prazo de células-tronco epiteliais endometriais de rato
- Ensaio de formação de colônias
NOTA: Este ensaio ajudou a determinar o meio de cultura ideal para reESCs.
- Semeie reESCs P0 em placas de 6 poços a uma densidade de 1.000 células/poço e cultive-as por 14 dias em REEM ou REEM sem A8301, Y27632 ou CHIR99021.
- Após o período de cultivo, fixar as células com paraformaldeído a 4% por 20 min em temperatura ambiente e, posteriormente, corá-las com solução de cristal violeta por mais 20 min.
- Quantifique o número de aglomerados de células contendo mais de 50 células. Selecione o meio de cultura com base em qual meio suporta o crescimento de aglomerados de células.
NOTA: A omissão de fatores específicos do REEM resultou em uma diminuição da capacidade proliferativa das reESCs (Figura 1B,C). Com base nesses achados, o REEM foi selecionado como o meio preferido para a cultura de reESCs para otimizar as condições de cultivo.
- Troque o REEM a cada 2 dias. Quando as células atingirem 80-90% de confluência, digeri-las com 0,25% de tripsina/1 mM de EDTA por 5-6 min.
- Passe as células na proporção de 1:3 em REEM.
- Ensaio de proliferação
- Semeie as reESCs P1, P7 e P14 em placas de 96 poços a uma densidade de 4 × 103 células/poço em 150 μL de REEM.
- Adicionar 10 μL de reagente CCK-8 a cada poço após 24, 48, 72 e 96 h de cultura, seguido de uma incubação de 2 h a 37 °C.
- Determinar a taxa de proliferação medindo a absorvância a 450 nm utilizando um leitor de microplacas.
- Preparação e utilização de matérias-primas congeladas
- Prepare a solução de estoque congelada usando REEM com DMSO a 10%.
- Colha as reESCs com 0,25% de tripsina/1 mM de EDTA.
- Ressuspenda o grânulo celular em solução de estoque congelada a uma concentração de 1 × 106 células / mL. Transfira a suspensão celular para tubos.
- Congelar os tubos primeiro a -80 °C e, em seguida, transferi-los para nitrogênio líquido em 24 h.
NOTA: Se pretende descongelar as células em breve, recomenda-se armazenar as células congeladas a -80 °C por um período máximo de 6 meses.
- Pré-aqueça o REEM a 37 °C.
- Recupere as reESCs congeladas e mergulhe-as em banho-maria a 37 °C por 1-2 min.
- Transferir as reESCs descongeladas para placas de 6 poços com uma densidade de semeadura de 1 × 105 células/poço em REEM.
- Coloração de imunofluorescência
- Semeie reESCs na fase de crescimento logarítmico em placas de 8 poços u-Slide a uma densidade de 2 × 103 células por poço e cultive-as em REEM.
- Quando as reESCs atingirem 90% de confluência, fixe-as com paraformaldeído a 4% por 20 min. Lave as reESCs com PBS 2x antes e depois da fixação.
- Permeabilize as células com 0,2% de Triton X-100 por 10 min.
- Bloqueie as células com 30% de soro de cabra diluído em 5% de albumina de soro bovino (BSA) por 30 min em temperatura ambiente. Lave as reESCs com PBS 2x antes e depois do bloqueio.
- Incubar as células com anticorpos primários (anti-SSEA-1 e anti-citoqueratina) durante 12 h a 4 °C. Lave as reESCs com PBS 2x após a incubação.
- Incube as células com anticorpos secundários por 1 h em temperatura ambiente. Lave as reESCs com PBS 2x após a incubação.
- Contra-core as células com 150 μL de DAPI para marcar todos os núcleos.
- Capture imagens das células coradas usando um microscópio confocal invertido.
4. Estabelecimento de organoides endometriais de ratos a partir de reESCs
- Geração dos organoides
- Quando as reESCs atingirem 70% de confluência, digerir as células com 0,25% de tripsina/1 mM de EDTA por 5-6 min.
- Ressuspenda 5 × 105 reESCs em 500 μL de Matrigel descongelado e coloque em placas de 12 poços. Incubar as placas a 37 °C durante 20 min para permitir a gelificação.
- Assim que a mistura célula-Matrigel solidificar, adicione 1,5 mL/poço REEM para cobrir o Matrigel. Troque o REEM a cada 2-3 dias.
- Coloração de imunofluorescência
- Aspire o REEM e adicione 1 mL/poço de solução de colheita de organoide pré-resfriada nas placas de 12 poços. Incube no gelo por 40-60 min.
- Recolher os organoides com uma pipeta Pasteur e centrifugar a 300 × g durante 3 min a 4 °C.
- Enxágue os organoides 2-3x com PBS.
- Fixe os organoides com paraformaldeído a 4% por 20 min e bloqueie com BSA a 5% por 60 min.
NOTA: Lave 2x com PBS antes e depois de cada etapa.
- Incubar os organoides durante a noite a 4 °C com anticorpos primários diluídos em 1% de BSA.
- Incubar os organoides com anticorpos secundários por 1 h à temperatura ambiente.
- Contra-corar os organoides com 200 μL de DAPI.
- Capture imagens usando um microscópio confocal invertido.
- Coloração HE
- Desidratar os organoides através de uma série graduada de etanol: etanol 70% por 30 min; Etanol a 80% por 30 min; Etanol 95% por 30 min; Etanol 100% por 2 x 30 min. Limpe os organoides mergulhando-os em xileno por 2 x 30 min.
- Mergulhar os organoides limpos em parafina derretida a 60 °C durante 1 h. Transfira os organoides infiltrados em parafina para moldes de incorporação, encha os moldes com parafina derretida e coloque os moldes em uma placa fria para que a parafina solidifique. Remova os blocos de parafina dos moldes depois que a parafina solidificar e apare o excesso de parafina.
- Monte os blocos de parafina no micrótomo. Corte seções de 5 μm de espessura e flutue-as em banho-maria morna (42-45 °C) para aplainar. Transfira cuidadosamente as seções para lâminas de vidro e seque-as em um aquecedor de lâminas.
- Desparafinize as seções imergindo as lâminas em xileno por 2 x 5 min. Reidratar através de uma série de etanol graduado: 100% etanol por 2 x 3 min; Etanol a 95% por 3 min; Etanol 70% por 3 min; enxágüe em água destilada.
- Coloração com hematoxilina por 5 min; Em seguida, enxágue em água corrente da torneira por 5 min. Diferencie em álcool ácido a 1% por alguns segundos; enxágue em água corrente da torneira por 5 min; colocar em azul em água com amônia a 0,2% por 30 s; enxágue em água corrente da torneira por 5 min; corar com eosina por 2 min. Desidratar através de etanol graduado: etanol 70% por 1 min; Etanol a 95% por 1 min; 100% etanol por 2 x 1 min. Limpe em xileno por 2 x 1 min.
- Adicione uma gota de meio de montagem às seções manchadas. Em seguida, coloque uma lamínula sobre a seção de tecido, evitando bolhas de ar. Observe as seções coradas sob um microscópio óptico.
- Coloração de fluorescência
- Realize a desparafinização e a reidratação conforme descrito nas etapas 4.3.1. ao ponto 4.3.4.
- Pré-aqueça a solução de recuperação de antígeno em um forno de micro-ondas. Coloque as lâminas na solução de recuperação de antígeno aquecida e mantenha-as em temperatura de sub-ebulição por 20 min. Deixar arrefecer as lâminas na solução de recuperação de antigénios durante 40 min. Enxágue as lâminas em água deionizada por 5 min.
- Incube as lâminas em peróxido de hidrogênio a 0,3% em metanol por 10 min para extinguir a atividade da peroxidase endógena. Enxágue as lâminas por 3 x 5 min em PBS e incube-as em solução de bloqueio por 1 h em temperatura ambiente em uma câmara umidificada. Retire o excesso de solução de bloqueio, mas não enxágue.
- Diluir o anticorpo primário na solução de bloqueio de acordo com as instruções do fabricante. Aplicar o anticorpo primário diluído nas secções de tecido e incubar durante a noite a 4 °C numa câmara humidificada.
- Lave as lâminas por 3 x 5 min em PBS. Diluir o anticorpo secundário conjugado com HRP em solução de bloqueio de acordo com as instruções do fabricante. Aplique o anticorpo secundário diluído nas seções de tecido e incube por 1 h em temperatura ambiente em uma câmara umidificada. Lave as lâminas por 3 x 5 min em PBS para remover o anticorpo secundário não ligado.
- Prepare a solução de trabalho de tiramida fluoresceína de acordo com as instruções do kit. Aplique a solução de trabalho nas seções de tecido e incube por 15 min em temperatura ambiente em uma câmara umidificada. Enxágue as lâminas por 3 x 5 min em PBS.
- Repita a etapa 4.4.1. a 4.4.5 até que a coloração tenha sido concluída com os três anticorpos. Aplique uma gota de meio de montagem fluorescente com DAPI em cada seção de tecido. Coloque cuidadosamente uma lamínula sobre a seção de tecido para evitar bolhas de ar. Examine o microscópio confocal invertido de lâminas.
- PCR quantitativo
- Recolha os organoides conforme descrito nos passos 4.2.1. ao ponto 4.2.3. Aspire o PBS e extraia os RNAs totais dos organoides seguindo as instruções do fabricante.
- Use qualquer kit de transcrição reversa disponível comercialmente para sintetizar cDNA a partir de 1 μg de RNA total. Configure uma reação q-PCR de acordo com o protocolo do fabricante do kit. Consulte a Tabela de Materiais para sequências de primers usadas para q-PCR.
5. Cultura de longo prazo de organoides endometriais de ratos
- Aspire o REEM e adicione 1 mL de solução de colheita de organoides por 40 min para dissociar os organoides. Incube no gelo para manter a integridade do organoide.
- Após a incubação, recolher os organoides utilizando uma pipeta Pasteur e centrifugar a 300 × g durante 3 min a 4 °C para os tornar em pellet para posterior processamento.
NOTA: O corte da ponta da pipeta pode ser útil para manusear organoides maiores (acima de 500 μm) sem causar danos.
- Ressuspenda os organoides peletizados em Matrigel, na proporção de 1:2 ou 1:3, para incorporação e posterior cultura em placas de 12 poços.
- Prepare a solução de estoque congelada: REEM com 10% de DMSO.
- Colha os organoides, ressuspenda-os na solução de estoque congelada e armazene-os em um freezer a -80 ° C ou em nitrogênio líquido para preservação a longo prazo.
- Para descongelar os organoides congelados, pré-aqueça o REEM em banho-maria a 37 °C e mergulhe o tubo de estoque congelado no banho-maria para descongelar suavemente os organoides.
- Após o descongelamento, ressuspenda os organoides em 500 μL de Matrigel para reincorporação e cultura em uma placa de 12 poços. Siga as etapas 4.1.2. ao ponto 4.1.3.
NOTA: É aconselhável armazenar organoides congelados a -80 °C por períodos mais curtos ou transferir para nitrogênio líquido para armazenamento de longo prazo.
6. Opcional: Transição de organoides para cultura aderente
NOTA: O protocolo menciona um método alternativo para a obtenção de reESCs de cultura plana por meio da transição de organoides para cultura aderente, permitindo a reestruturação da morfologia do organoide.
- Aspire o REEM e adicione 1 mL de solução de colheita de organoides para dissociar os organoides. Incube no gelo para manter a integridade do organoide.
- Após a incubação, recolher os organoides utilizando uma pipeta Pasteur e centrifugar para os peletar a 300 × g durante 3 min a 4 °C.
- Ressuspenda os organoides em 3 mL de REEM pré-aquecido e transfira os organoides ressuspensos para um prato de 3,5 cm. Troque a mídia REEM a cada 2 dias.
- Quando as células atingirem 70% de confluência, digeri-las com 0,25% de tripsina/1 mM de EDTA por 5-6 min.
- Reconstrua os organoides com reESCs seguindo as etapas 4.1.1 a 4.1.3.
7. Cultura sequencial de organoides com estradiol (E2) e progesterona (P4)
- Preparar soluções-mãe de E2 e P4 em DMSO. Diluir as soluções-mãe até às concentrações de trabalho desejadas (E2: 10 nM; P4: 1 μM) em REEM, garantindo que a concentração final de DMSO não exceda 0,1% para evitar efeitos citotóxicos.
- Organoides de cultura no REEM conforme as etapas 4.1.1. ao ponto 4.1.3. por 4 dias. Substituir o meio por REEM suplementado com E2 e cultivar durante 7 dias. Monitore o crescimento e a morfologia dos organoides diariamente. Troque o meio a cada 2-3 dias.
- Substituir o meio por REEM complementado com E2 e P4. Monitore o crescimento e a morfologia dos organoides diariamente. Troque o meio a cada 2-3 dias. Continue a cultivar os organoides por 7 dias.