Национальный исследовательский болезнь Interchange (NDRI, Филадельфия, штат Пенсильвания), подаваемая соглашался посмертных здоровых и диабетических человеческих глаз и роговицу. Протокол Ndri в человеческой коллекции тканей утверждается управленческую комитетом и при условии соблюдения Национальных институтов здравоохранения надзора. Это исследование было проведено в соответствии с утвержденным Советом по Cedars-Sinai Medical Center Institutional (IRB) освобождены протокола EX-1055. Сотрудничая хирурги роговицы, DRS. E. Maguen и Y. Рабинович, поставляемый выбросьте корнеосклеральный ободов для выделения стволовых клеток, обогащенных роговицы эпителиальных культур. Это исследование было проведено в соответствии с утвержденным протоколом IRB Pro00019393.
1. Человеческий Роговичная Орган культуры
Примечание: Нормальные и диабетические роговица или целые глаза получены в охлажденном среде хранения роговицы (например, Optisol GS) в течение 48 часов после смерти от национального поставщика Ndri.
- Удалите роговиц из контейнера для хранения с пинцетом и мыть их дважды яп антибиотик-противогрибковое (ABAM) смесь. В случае целых глаз, вырезать роговицу из глобусов с изогнутыми ножницами. Оставьте по крайней мере, на 5 мм конъюнктивы обода, а также мыть роговиц в ABAM.
- Приготовьте смесь, которая будет помещена в роговице вогнутости. Он состоит из не содержащей сыворотки минимальной необходимой среде (MEM), содержащей ABAM, 1 мг / мл телячьей кожи коллагена (из исходного раствора 10 мг / мл в 0,1 N уксусной кислоте), 1% агар, и инсулин-трансферрин-селенит дополнение 7.
- Микроволновая эту смесь до кипения для стерилизации и агар растворения. Это может занять до 1 мин для все для растворения. Оставьте крышку трубки частично открытым, так как смесь переливается легко, когда она закипит. По этой причине некоторые кипящие циклы могут быть необходимы, каждый в течение 10-15 сек. Охладить смесь до 37-39 ° С.
- Поместите роговиц эпителиальной стороной вниз в стерильные 60 мм блюд. Заполните роговичный вогнутость с приблизительно 0,5 мл смеси, описанной в разделе 1.2.смесь затвердевает на роговицу в течение 2 мин.
- Поместите роговиц агар стороной вниз в стерильные 60-мм чашки и добавьте полную среду , содержащую MEM с ABAM, и инсулин-трансферрин-селенит добавка 7 (37 ° С) , чтобы держать его уровень приблизительно у лимба для воздушно-жидкостной интерфейс культуры. Объем среды составляет 7-8 мл на чашку.
- Поместите посуду с роговицей в атмосфере 5% СО 2 инкубаторе с увлажнением с водой сковороду (таким образом, уровень влажности поддерживается на уровне или выше 95%) при 35 ° C (нормальная температура) роговичный. Добавьте 100 мкл среды (две капли) ежедневно на эпителии, чтобы увлажнить роговицу.
- Монитор роговицы морфологии и эпителиального жизнеспособность клеток микроскопически при проходящем свете с использованием стандартного микроскопа с объективом 4X. Сделайте это один раз в день.
- Изменение среды каждые три дня. Роговицы можно культивировать в течение не менее трех недель. Для проведения экспериментов по генной терапии, культуры роговицы в течение 3-5 дней, а затем transducе с генами, представляющим интерес (4,1-4,4), оставьте еще 3-5 дней в зависимости от трансгенов и при условии соблюдения ранозаживляющих протокола (2.1-2.4).
2. Эпителиальные заживление ран
Примечание: В диабетических роговиц, то эпителии механическим соскребанием не представляется возможным, потому что хрупкий эпителиальной базальной мембраны отсоединяется в процессе, который не происходит в нормальных роговиц. Таким образом, чтобы сохранить нормальные и диабетические роговиц при аналогичных условиях раневого процесса, химического удаления эпителия с н-гептаноле используется 19. Эта процедура удаляет эпителий, но оставляет позади интактной базальной мембраны в обоих нормальных и диабетических роговицей.
- Чтобы выполнить центральную эпителии 20, место 5 мм диска фильтровальной бумаги , смоченную в н-гептаноле на центральной передней поверхности роговицы в течение 75 сек.
- Снимите фильтр и промойте роговицу в полной среде. Заполните вогнутость с 0,5 мл агар-коллагенсмесь и культура, как и в 1.4. После того, как санацией, эпителиальные клетки , как правило , умирают и шелушиться оставляя позади микроскопически нетронутыми базальную мембрану 7.
- Используйте 8,5 мм диски для создания больших эпителиальные ран в опытах с только лимбальных генной терапии. Это позволит обеспечить участие лимбальных стволовых клеток в процессе заживления.
- Монитор заживления роговицы микроскопически. Сделайте фотографии на 4X и 10X каждый день, пока эпителиальный дефект не полностью зажила. Процесс заживления может занять от 2-х до 15 дней в зависимости от состояния (нормальное или диабетический) и раневой размера.
Примечание: Во время процесса заживления, черные паукообразные клетки наблюдаются в верхней фокальной плоскости. Эти клетки являются апоптотических стромальные кератиноциты , которые умерли после того, как эпителиального удаления 4. Заживление определяется , чтобы быть полным , когда эти мертвые клетки не зарастает целительной эпителия и больше не видны (рис 2, вставка). - После заживлениязавершение, разрезать роговицу пополам, встраивать их в ОКТ соединения и способа непрямой иммунофлуоресценции на участках криостата или для вестерн - блоттинга 16,21.
3. Выделение лимбальных клеток и поддержания стволовых клеток, обогащенных культур
Примечание: Подготовить первичный лимбальную эпителиальной стволовых клеток (LESC) -энантиомером культур от корнеосклеральный ободами. Ободы , поступающие от здоровых доноров и выбрасываться после трансплантаций роговицы получены от сотрудничающими хирургов в стандартном носителе данных роговичный (например, Optisol). В противном случае, LESC обогащенным культуры могут быть получены из ободов, вырезанных из нормальных и диабетических целые роговицей или глобусы, полученные от NDRI в роговичной носителе информации.
- Если весь роговица или глобусы используются, в первую очередь изолировать лимбальных области. Чтобы сделать это, поместите роговицу на стерильной пластиковой чашке с эпителиальной стороной вверх и снимите центральную зону с 9-мм трепана (круговой роговице нож).Сбросьте эту центральную часть. Затем иссечь лимбальную зону с использованием 13 мм трепана и отбросить внешнюю часть конъюнктивы. Для того, чтобы изолировать клетки используют рогалик типа лимбальную обод. Перед тем как выделения клеток, удалить эндотелиальные клетки и прилипшие остатки радужной оболочки с внутренней стороны роговицы, противоположной поверхности эпителия с стерильным ватным тампоном.
- Изолировать лимбальных клеточных листов с использованием диспазу лечения. Инкубируют каждый корнеосклеральный обод с 2,4 ед / мл диспаза II в 1,5 мл кератиноцитов бессывороточной среде (KSFM) , дополненной 10% фетальной бычьей сыворотки (FBS) , при температуре 37 ° С в течение 2 ч 22.
- Аккуратно ослабить лимбальную эпителиального лист клеток с обода под рассекает стереомикроскопа с пинцетом и диссоциируют клеток в 1 мл 0,25% трипсина - 0,02% раствором ЭДТА в течение 30 мин при комнатной температуре.
- Вымойте клеток в 10 мл среды (например, Epilife) и осадить их при 300 мкг в настольной центрифуге в течение 5 мин при комнатной температуре.
- Ресуспендируют-йе клетки в культуральной среде: среда с N2, B27 и добавки роста кератиноцитов человека, и 10 нг / мл фактора роста эпидермиса (EGF).
- Семенной клеток при 3000-5000 клеток / мл в колбы или 60 мм чашки , покрытые смесью человеческого подвальных мембранных белков , включая фибронектин, типа IV коллагена и ламинина (FCL), в 0,5-1 мкг / см 2, в KSFM средний.
- Культуры клеток в увлажненной (95% или более высокой влажности) CO 2 инкубаторе при температуре 37 ° С , пока они не образуют полностью вырожденные монослоев. Это может занять 1-2 недели.
Примечание: Регулярно подтвердить идентичность клеток путем положительного иммуногистохимического окрашивания для предполагаемых маркеров LESC включая PAX6, кератин (К) 14, K15, K17 и ΔNp63α. Подробности окрашивания , включая первичные антитела были опубликованы 8,16-18,22. - Для прохода конфлюентных клеток, относятся к ним с 1 мл 0,05% -ного раствора трипсина (1: 5 разбавление 0,25% раствора) в течение 10 мин при 37 ° С. Добавить 5 мл соевого трраствора ингибитора ypsin (10 мг / мл) разводят в соотношении 1: 4 в среде, и Центрифуга клетки, как в 3.5.
- Промыть осадок клеток в 3 мл раствора разводили соевого ингибитора трипсина. Пластина клеток на FCL покрытием (см 3.7) блюда или стеклянную камеру слайды на 2 - х 10 4 клеток / мл.
4. аденовируса Трансдукция органоспецифической культивируют роговиц
Примечание: рекомбинантные аденовирусы (AV) включают в себя AV-вектор (не ген не вставлен), AV-CMET (с С-мет гена открытой рамки считывания), AV-shM10 (с shRNA к ММР-10) и AV-shCF ( с shRNA к катепсин F). Они являются Е1 / Е3-удален тип 5 AV-экспрессирующих гены под контролем основного немедленного раннего промотора цитомегаловируса. АВ-CMET вирусы создаются с помощью AV вектор PAD / CMV / V5-DEST 16. Вирусы AV-shRNA на заказ порождается субклонирования shRNA последовательностей наряду с hh1 промотора и последовательности тегов GFP из iLenti-EGFP вектор в репликации некомпетентным (-E1 / -E3) Humaп AV 5 типа генома с использованием Адено-4 системы экспрессии 17.
- Преобразовывают один орган культивировали роговицу каждой пары с AV-вектором и другой роговицы, с экспрессии генов-модулирующей AV. С помощью AV-CMET на 0,8 до 1,25 х 10 8 бляшкообразующих единиц (БОЕ) на роговице в культуральной среде в течение 48 ч при 37 ° С в поддержании роговицу под средней поверхности каждого в лунку блюдо 24-луночного. Используйте вирусы AV-shRNA на 1-2 х 10 8 КОЕ на роговице.
- Используйте вирусы для трансдукции в полной среде с добавлением 75 мкг / мл цитрата силденафила. Этот реагент активирует Кавеолин транспорт , облегчающую вирусный поглощение эпителиальными клетками 21. Из-за короткого периода полураспада силденафила в водных растворах, повторно добавить такое же количество в среднем 4-5 ч позже. Стандартное лечение в течение 48 часов.
- Передача роговиц к новым блюдам с закругленным концом стерильного шпателя и культуры в среде без AV, поддерживая средний уровень у лимба. После дополненияitional 4-8 дней на границе раздела жидкость-воздух, процесс АВ обработанных роговиц для различных анализов или испытания для эпителиального заживления ран (смотри выше). Смочить Регулярно роговицу во время культуры путем добавления 100 мкл среды (две капли) на верхней части роговицы.
- Для трансдукции только лимбальных клетки, инкубировать вирусы с роговиц на границе раздела воздух-жидкость со средним уровнем у лимба, чтобы избежать трансдукции центрального эпителия.
5. аденовируса трансдукция культивированных клеток лимбальных
- Поддерживать LESC-обогащенных культур в среде с 10 нг / мл EGF (см 3.5) на пластиковой посуде , покрытых смесью FCL при 0,5 мкг / см 2.
- Трансдукция культивированных клеток, которые достигли 70-80% слияния с AV укрывает зеленого флуоресцентного белка (ген AV-GFP) или AV-омлет shRNA-GFP в диапазоне множественности инфекции (MOI: 1-300 КОЕ / клетку) , в среде с 2 нг / мл EGF. Выполните transductioN в течение 4 ч при 37 ° С в минимальном объеме (0,2 мл), а затем 20 ч в 0,5 мл среды. Кавеолин транспортный активатор силденафил не требуется для культивирования клеток трансдукции.
- С помощью одного из следующих реагентов, которые облегчают AV связывания с клеточной поверхностью, для повышения эффективности А.В. трансдукции: либо поликатионы (1 мкг / мл поли-L-лизин или 5 мкг / мл полибрена) или 6 мкл / реагента трансдукции мл ( например, ViraDuctin), или 20 мкл / мл трансдукции энхансер (например, ibiBoost).
- После замены среды на один без AV, инкубировать культивируемые клетки в течение 4 -х дней, в увлажненной атмосфере СО 2 инкубаторе и оценить уровень экспрессии GFP с использованием инвертированного флуоресцентного микроскопа.
- Используйте царапанию заживлении ран анализа для оценки миграции клеток в AV-трансдуцированных культур. Растут клетки в луночные камеры горками. Сделайте раны в монослое, царапая клетки в прямой линейное движение с 200 мкл пиPette наконечник. После того, как ранении, изменить среду более свежую, чтобы удалить отдельные клетки.
- Сфотографировать раны каждый день с помощью цифровой камеры, прикрепленной к перевернутой микроскопа при увеличении 4X. Регистрируют время, когда исцеление завершена (края раны вступают в контакт по всей раны).