Для просмотра этого контента требуется подписка на JoVE. Войдите или начните свой бесплатный пробный период.

Методическая статья

Анализ образования колоний кератиноцитов: анализ in vitro для оценки способности кератиноцитов расти в колонии

2.6K просмотров

⸱

30 апреля 2023 г.

В этой статье

Аннотация

Источник: Morris, R. J. et al. выделение эпидермальных кератиноцитов мыши и их клоногенной культуры in vitro. J. Vis. Exp. (2019)

В этом видео мы проводим клоногенный анализ кератиноцитов, собранных у взрослых мышей, чтобы определить способность отдельных клеток к пролиферации и образованию колоний. Этот метод забора кератиноцитов полезен для изучения других последующих аспектов кожного химического канцерогенеза и продвижения опухолей.

Протокол

Все процедуры, связанные с животными, были проверены местным институциональным комитетом по уходу за животными и ветеринарным наблюдательным советом JoVE.

1. Сбор и посев первичных кератиноцитов

  1. Усыпьте от четырех до пяти взрослых самок мышей с помощью ингаляцииCO2 в соответствии с утвержденными стандартами животноводческих помещений / IACUC. Тем не менее, этот протокол также может быть использован для одиночных самок/самцов мышей.
    1. Подстригите примерно 9 см2 спинного меха электрической машинкой для стрижки животных и поместите всех стриженых мышей в банку объемом 500 мл с достаточным количеством антисептического раствора повидон-йода (не скраба), чтобы накрыть их на 1-2 минуты. Хорошо встряхните банку, чтобы равномерно покрыть мышей антисептическим раствором.
    2. Слейте раствор и смойте чистой водой, пока жидкость не станет прозрачной. Повторите ту же антисептическую полоскание с последующим промыванием водой. После промывки антисептиком раствором йода замочите всех мышей в 70% этаноле на 5-10 мин.<бр/> ПРИМЕЧАНИЕ: Мыши со светлым мехом (например, BALB/c) сохраняют легкий желтоватый цвет от антисептических растворов йодом, в то время как более темные мыши (например, C57BL/6) не сохраняют. Примечательно, что желтый цвет не влияет на жизнеспособность клеток или рост культуры.
  2. Осторожно удалите подстриженную спинную кожу с помощью щипцов для большого пальца и ножниц в капюшоне с ламинарным потоком. Поместите иссеченную спинную кожу в коническую трубку, наполненную PBS/2x гентамицином. Избегайте использования вентральной боковой кожи для предотвращения загрязнения клеток молочной железы в культуре.
  3. Используя автоклавные щипцы и скальпель, поместите по одной тыльной стороне кожи волосистой стороной вниз на тонкую чашку Петри. Начните соскабливать всю подкожную клетчатку, включая жир с вентральной стороны кожной ткани, пока она не станет полупрозрачной. Постарайтесь удалить максимум следов подкожной клетчатки, не разрывая кожу (волосяную часть фолликула). Также не стоит долго соскабливать и не допускать пересыхания кожи.
    1. Соскобленную кожу держать в растворе PBS до тех пор, пока не будут обработаны все остальные шкуры. Затем с помощью скальпеля нарежьте шкуру полосками размером 0,5 см х 1-1,5 см и положите волосистой стороной вверх на стерильную чашку Петри.
  4. Осторожно нанесите пипеткой 20 мл раствора PBS/2x Gentamicin, смешанного с трипсином (0,25%) в пластиковую чашку Петри размером 100 мм x 20 мм. С помощью стерильных щипцов переложите кожицу и поместите ее волосатой стороной вверх на поверхность раствора трипсина в течение 2 ч в инкубаторе при температуре 32 °C.
    ПРИМЕЧАНИЕ: Время и температура трипсинизации имеют решающее значение для хорошего выхода высококультивируемых первичных кератиноцитов. Хотя другие методы могут обеспечить хороший выход жизнеспособных клеток, культивируемость кератиноцитов была менее удовлетворительной.
    1. В течение этого 2-часового времени инкубации накройте чашки коллагеновым покрытием и поместите их при температуре 37 °C на 1 час (см. шаг 1.1.2). Для клоногенных анализов чашки Петри диаметром 60 мм покрывают за 24 ч до забора кератиноцитов, чтобы облученный питательный слой 3T3 мог прикрепиться к дну и равномерно распределить.
      заметка: Покрытие культуральных чашек для клоногенной культуры очень важно для правильного прикрепления, образования колоний и конечного роста/пролиферации эпидермальных кератиноцитов мышей.
  5. Этап соскоба эпидермиса: Установите стерильную пластиковую квадратную чашку Петри и создайте поверхность под углом 30° для правильного соскоба эпидермиса с помощью 15 мл среды для сбора (см. Таблицу 1). Аккуратно удалите плавающую полоску кожи из раствора трипсина изогнутыми щипцами. Затем с помощью нового лезвия скальпеля соскребите эпидермис и волоски в среду.
    1. Не применяйте чрезмерную силу, но используйте достаточную силу, чтобы соскоблить эпидермис или повлиять на жизнеспособность клеток.
    2. Во время выскабливания эпидермиса держите лезвие перпендикулярно кусочку кожи. Если лезвие наклонено в сторону движения лезвия, вероятность разрыва кожи выше. Если лезвие расположено под углом в сторону от движения лезвия, вероятность неполного удаления эпидермиса выше.
  6. Осторожно налейте среду для сбора, содержащую соскобленные клетки эпидермиса, в стерильную банку объемом 60 мл (автоклавируемую и многоразовую) с помощью 1,5-дюймовой магнитной мешалки. Промойте чашку Петри дополнительной средой для сбора оставшихся клеток эпидермиса и доведите итоговый объем до 30 мл. Используйте магнитную мешалку и перемешивайте при 100 об/мин в течение 20 минут при комнатной температуре. Этот процесс удалит из волос застрявшие клетки эпидермиса.
  7. Поместите стерильный клеточный фильтр 70 мкм на верхнюю часть конической пробирки объемом 50 мл. Клеточное сетчатое фильтр помещается в верхней части конической трубки объемом 50 мл.
    1. Поместите банку в колпак с биозащитой. Снимите мешалку и вылейте содержимое в фильтр-фильтр, прикрепленный к конической трубке объемом 50 мл. Процедите нежелательные волосы и листы рогового слоя.
    2. Сожмите волоски вместе с материалами рогового слоя внутри ситечка и манипулируйте ими, чтобы освободить захваченные волосяные клетки. Используйте 5 мл питательной среды, чтобы оставшиеся захваченные клетки высвободились и потекли в пробирку. Доведите общий объем до 50 мл в конической пробирке.
  8. Закройте коническую пробирку объемом 50 мл с фильтратом клеток и центрифугой при температуре 160 x g на 7 минут при температуре 4 °C. Далее аспирируйте надосадочную жидкость и добавьте 5 мл заготовительной среды. Наконец, повторно суспендируйте клеточную гранулу, осторожно растирая ~20x с помощью пипетки объемом 5 мл.
    1. На этом этапе храните ячейки в холодильнике, чтобы избежать скопления. Далее добавьте 25 мл среды для сбора урожая и снова растирайте (20-25x).
    2. Чтобы обеспечить точный подсчет кератиноцитов на этом этапе, возьмите 1 мл клеточной суспензии и добавьте 19 мл собирающей среды. Теперь разведение клеток составляет 1:20 в конической пробирке объемом 50 мл. Если кератиноциты собираются у одной мыши, отрегулируйте объем клеточной суспензии. Например, вместо 30 мл используйте 15 мл и сделайте разведение 1:10 для подсчета клеток.
  9. Пипировать 0,5 мл разведенных клеток из конической пробирки объемом 50 мл (разведение 1:20) и переложить в автоклавную микроцентрифужную пробирку объемом 1,5 мл. Удалите 0,2 мл (200 мкл) клеточной смеси в другую микроцентрифужную пробирку объемом 1,5 мл и добавьте равный объем (200 мкл) 0,4% раствора трипанового синего. Аккуратно перемешайте этот раствор в 3 раза и перенесите клетки в гемоцитометр для подсчета кератиноцитов с ядрами.
    1. Оцените все темно-синие клетки с положительным результатом на трипановый синий как нежизнеспособные мертвые клетки, а маленькие золотые и розоватые клетки — как жизнеспособные. Таким образом, конечный выход кератиноцитов на одну мышь должен составлять около 30 миллионов жизнеспособных клеток.
  10. Центрифугируйте исходную коническую пробирку объемом 50 мл (начиная с шага 1,8) в течение 7 минут при 160 x g при 4 °C. На этом этапе ресуспендируйте клетки в нужной среде и сделайте необходимое разведение для затравки клеток.
    1. Для массового культивирования в каждую чашку Петри диаметром 35 мм в клеточную культуральную среду засеивают от 2 до 4 миллионов жизнеспособных клеток золота (среда типа КГМ + добавки для монослойных культур) (см. табл. 1). Для проведения клоногенного (колониеобразующего) анализа затравливают 1000 клеток на 60 мм чашку Петри на облученных рентгеновскими лучами слоях кормушки 3T3 швейцарской мыши с коллагеновым покрытием и модифицированной средой Willia's E с добавками и сывороткой.
    2. Используйте в общей сложности от 2 до 4 мл среды для чашек Петри 35 мм и 60 мм соответственно. Кроме того, составьте среду DMEM и Williams E, полученную из ATCC, с пониженным содержанием бикарбоната натрия для использования при 5%CO2.
  11. Выращивайте клетки культуры (массовые или клоногенные) при 32 °C, влажности 95% и 5%CO2. Меняйте носители через день после первоначального посева для массовой культуры, а затем 3 раза в неделю. Однако для клональных анализов первая смена среды происходит через 2 дня после посева клеток и 3 раза в неделю после этого.
  12. Для клональной культуры культивируйте клетки с интервалом в две и четыре недели. После завершения клональных культур (2 или 4 недели) отсасывайте среду. Зафиксируйте колонии в 10% буферном формалине на ночь при комнатной температуре и окрашивайте 0,5% родамином В в воде автоклава на 1 ч. Затем удалите пятно от родамина B с помощью пипетки с края посуды.
    1. Промойте посуду в холодной автоклавной воде, пока посуда не станет прозрачной. Поставьте посуду наклонно на крышку посуды и дайте ей обсохнуть для окончательного подсчета колоний. Следует отметить, что при проведении анализа клоногенных культур никогда не следует пипетировать <1 мл клеток. Если клетки концентрированы, последовательно разбавляйте клеточную концентрацию.
Решения и медиаКомментарии
Решения для уборки урожая
2,5% трипсин (5 мл)
PBS Дульбекко (500 мл)
Гентамицин (2 мл)
PBS с 2x гентамицином (45 мл)
Фосфатно-солевой буфер (PBS) с 2x гентамицином
Раствор трипсина
Решения для клеточных культур
Решение для покрытия посуды Purecol-fibronectin:
1 м HEPES (1 мл)
116 мМ CaCl2 (1 мл)
Бычий сывороточный альбумин 1,0 мг/мл (10 мл)
Среда для культивирования клеток (100 мл)
Фибронектин (1 мг)
Коллаген Purecol (1 мл)
Решение для заморозки клеток
ДМСО (2 мл)
DMEM с 10% BCS и пен-стрептококком
Уборочная средаДолжен быть без кальция
2x гентамицин (1 мл)
ФБС (50 мл)
SMEM (500 мл)
Е среда Вильямса с высоким содержанием кальция с:
ЭФР (5 мкг/мл) 1 мл
Глутамин 14,5 мл
Гидрокортизон (1 мг/мл) 0,5 мл
Инсулин 1 мл
LinoAcid-BSA (0,1 мг/мл) 0,5 мл
MEM Ess AminoAcids 4 мл
MEM Витамины 5 мл
Пенициллин-стрептомицин 5 мл
Трансферрин (5 мг/мл) 1 мл
Витамин А (1 мг/1 000 μл) 57,5 μл
Vit E 1 мг/мл (4°C) 3,5 мкл
Вит D2 (10 мг/мл) 50 мкл
Полная питательная среда для фибробластов 3T3 (CGM)
БКС (100 мл)
DMEM (900 мл)
Пенициллин-стрептомицин (10 мл)
КГМСреда, используемая для массового культивирования, представляет собой среду с пониженным содержанием кальция
Моррис 2 медиум с теми же добавками, что и Е ВильямсаВариант Вильямса Е с пониженным содержанием кальция с добавками

Таблица 1: Рецепты растворов и сред.

Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.

Раскрытие информации

Конфликт интересов не декларируется.

Материалы

Список материалов, использованных в этой статье
ИмяКомпанияКаталожный номерКомментарии
0.4% Трипановый синий 1x в 0.9% солевой раствор Life Technologies Gibco 15250-061
1,5-дюймовая магнитная мешалка с шарнирным кольцом Бел-Арт, Уэйн371101128В банке Nalgene по 2 унции
Одноразовые пипетки объемом 10 мл BD Falcon357551
Колба для культуры 150 см2 (Т-150) Корнинг430825
Банка Nalgene на 2 унции Thermo Fisher Scientific2118-0002 (Английский)60 мл
2,5% раствор трипсина 10x Life Technologies Gibco15090-046
50 мл стерильная коникулная трубка BD Falcon352098
Клеточный фильтр, 70 μм стерильный Лабораторное программное обеспечение BD DiscoveryNo 352350 (Английский
Коллаген, бычий, тип I, 30 мг BD Biosciences354231
Дистиллированная вода Milli-Q Сделано свежим; дважды дистиллированная вода обратного осмоса
Фосфатно-солевой буфер Дульбекко 1x, Ca2+ и Mg2+ Life Technologies Gibco14190-144стерильный
Модифицированная орлиная среда Дульбекко (DMEM) АТКС30-2002
Фетальная бычья сыворотка (FBS) Научный гиклон Thermo FisherSH 300070.03
Гентамицин 50 мг/10 мл Life Technologies Gibco15750-060
No 22 стерильные лезвия из нержавеющей стали BD Bard-Parker371222
Рукоятки скальпеля No 4 Инструменты для биомедицинских исследований26-1200В чашке с 70% этанолом
Одна пара ножниц Инструменты для биомедицинских исследований25-1050В чашке с 70% этанолом
Одна пара щипцов для повязки большого пальца Милитекс6-АпрВ чашке с 70% этанолом
Квадратные стерильные пластиковые чашки Петри BD Falcon351112
Фибробласты швейцарской мыши 3T3 АТКС ВКЛ-92Используется в пределах 10 проходов
Вильямс Е Средний Life Technologies Gibco 12551-032
SMEM: Ca2+ и Mg2+ без минимального необходимого содержания для суспензионного культивирования Life Technologies Gibco11380-037 (Английский)
) гг.

Теги

Изоляция эпидермальных клетокклоногенный анализкультура на фидерном слоепланшеты с коллагеновым покрытиемтрипсинизацияподсчет в гемоцитометреокрашивание колонийэпидермальные кератиноциты мышисреда Уильямса E