Описан упрощенный и экономически эффективный протокол для непрямого кокультивирования стромальных и эпителиальных клеток эндометрия. В этом методе используется самодельный каркас для клеточных стекол, который состоит из верхнего опорного кольца, предназначенного для крепления к стандартным 12-луночным планшетам для клеточных культур, дополненного держателем предметного стекла базальных клеток с четырьмя L-образными стержневыми структурами. Такая установка облегчает разделение стромальных и эпителиальных клеток эндометрия, обеспечивая их взаимодействие посредством обмена сигнальными молекулами в питательной среде. Одним из ключевых преимуществ этого подхода является существенное сокращение времени и затрат по сравнению с коммерчески доступными системами совместного выращивания11. Самодельные леса сооружаются из легкодоступных материалов, что значительно снижает стоимость установки. Кроме того, его конструкция проста, что позволяет исследователям легко собирать и разбирать каркас, тем самым экономя время и усилия в лаборатории. Кроме того, самодельный каркас можно чистить и стерилизовать для многократного использования, что делает его устойчивым и экономичным вариантом для текущих исследований. Эта функция особенно полезна для долгосрочных исследований, где решающее значение имеют стабильные и надежные результаты.
Стромальные клетки эндометрия и эпителиальные клетки играют ключевую роль в содействии успешной имплантации эмбриона. В физиологических условиях эпителиальные клетки эндометрия и стромальные клетки в эндометрии, как правило, не имеют прямого контакта. Исследования децидуализации стромальных клеток эндометрия человека доказали, что эпителиальные клетки влияют на децидуальный процесс с помощью паракрина. Непосредственная близость эпителиальных и стромальных клеток обеспечивает эффективную коммуникацию посредством паракринной сигнализации12. Это взаимодействие имеет жизненно важное значение для координации циклических изменений в эндометрии, включая подготовку к имплантации и последующее отторжение тканей, если имплантация не происходит11. Как эпителиальные, так и стромальные клетки экспрессируют рецепторы эстрогена и прогестерона, которые регулируют их пролиферацию, дифференцировку и секреторную активность. Эпителиально-стромальные перекрестные помехи обеспечивают хорошую координацию этих реакций13. Таким образом, сложные перекрестные помехи между этими клетками остаются критически важной областью исследований, поскольку важно понимать сложные процессы, лежащие в основе рецептивности эндометрия и имплантации эмбриона. Несмотря на значительные достижения в области репродуктивной биологии, детальные механизмы коммуникации между этими типами клеток во время имплантации до сих пор до конца не выяснены.
Каркас обеспечивает удобный способ достижения совместного культивирования двух видов адгезивных клеток. Тем не менее, в процессе долгосрочного совместного культивирования покровные клетки продолжают расти и обновляться с течением времени, а мертвые клетки падают и вступают в контакт с клетками нижнего слоя, что может повлиять на клетки нижнего слоя. Кроме того, ячейки семян на покровном стекле размещаются лицевой стороной вниз на каркасе. Оказывает ли гравитация какое-либо влияние на состояние клеток, неизвестно. В этом исследовании для демонстрации использовались две клеточные линии, hESC и Ishikawa. Скаффолд может быть широко использован в кокультуре двух различных видов адгезивных клеточных линий. Кроме того, каркас также может использоваться в качестве платформы для других соединений или разделительных сред для лекарств, а также в качестве монтажной платформы для различных устройств, таких как люминесцентные, нагревательные и электродные устройства.
В данной работе мы представляем надежную и надежную систему культивирования клеток in vitro с использованием специфического скаффолда, который является полезным и удобным инструментом для дальнейшего изучения молекулярного механизма взаимодействий эмбриона и материнских клеток матки. Кроме того, мы охарактеризовали целесообразность использования созданного каркаса в качестве модели для исследований бластоцисты/трофобласта. Этот протокол позволяет создавать подходящие каркасы с помощью 3D-печати и выполнять их функцию в качестве 3D-структуры для платформ миграции или вторжения в небольших объемах (12-луночные планшеты), где различные факторы могут быть оценены с помощью систем количественной оценки изображений.
Использование клеточных линий позволяет стандартизировать модель для сравнения различных условий, что неприменимо при использовании свежих первичных ворсинчатых тканей. Тем не менее, любой из компонентов клеточной линии может быть заменен первичной культурой для валидации. Объединяя клетки и ткани, полученные от интересующих пациентов, предлагаемая модель может облегчить демонстрацию и моделирование различных заболеваний, которые, как известно, способствуют бесплодию и невынашиванию беременности.
Критические шаги
Во-первых, плотность клеток Исикавы для ко-культивирования должна быть ограничена, примерно 60%-70% конфлюенции. Во-вторых, покровная крышка с ячейками должна быть опущена. В-третьих, концентрация ВКМ должна быть менее 3 мг/мл во избежание образования геля. В-четвертых, уровень жидкости среды в системе совместного культивирования должен покрывать покровное стекло.
Ограничения
Упомянутая выше модель включает в себя эпителиальные клетки эндометрия и стромальные клетки; Одним из ограничений исследования было использование клеток аденокарциномы Исикавы в качестве суррогатов эпителиальных клеток вместо первичных клеток. Интеграция первичных эпителиальных и стромальных клеток одной и той же пациентки будет воспроизводить физиологические условия эндометрия человека. Для некоторых экспериментальных применений возможное ограничение связано с отсутствием других типов клеток, таких как эндотелиальные клетки и иммунные клетки, и в этой модели отсутствует характеристика структуры железы для оценки интерактивного влияния эндометриальных желез на другие типы клеток эндометрия. Однако в физиологических условиях эпителиальные клетки проявляют полярность, и этот характер вряд ли моделируется in vitro без просветной среды матки. Стромальные клетки эндометрия находятся под децидуальным процессом в менструальном цикле 16,17. Однако молекулярный механизм децидуализации остается неясным. Несколько факторов, включая иммуноциты и эндотелиальные клетки, могут играть роль в децидуализации. Эта модель предоставляет ограниченный способ изучения непрямых перекрестных помех между стромальными и эпителиальными клетками во время децидуального процесса. Кроме того, уровни и роль биологических маркеров во время децидуализации до сих пор неясны, что требует дальнейшего изучения