Диссекция и выделение регионоспецифической децеллюляризированной ткани легких
29 сентября 2023 г.
Здесь представлен протокол выделения регионарной децеллюляризированной легочной ткани. Этот протокол предоставляет мощный инструмент для изучения сложностей во внеклеточном матриксе и взаимодействиях между клетками и матриксом.
Децеллюляризированные органы постоянно используются в различных приложениях тканевой инженерии. Однако большинство этих исследований рассматривают орган в целом, а не отдельные анатомические области. Мы разработали этот метод, чтобы посмотреть на отдельные анатомические области децеллюляризированных легких человека для более точных модельных систем для последующих применений.
При разработке модельных систем важно учитывать различные аспекты проектирования, чтобы ваша система наилучшим образом воспроизводила нормальную биологию. Для легких это включает в себя такие факторы, как стресс окружающей среды, циклическое механическое напряжение и эластичность, которые могут различаться между независимыми областями легкого. Используя этот метод, мы смогли показать, что внеклеточный матрикс, полученный из отдельных анатомических областей легких как здоровых, так и больных легких, имеет различные протеомные сигнатуры.
Это позволяет нам лучше понять заболевание легких и, возможно, придумать новые терапевтические возможности. Чтобы продолжить это исследование, наша лаборатория в настоящее время разрабатывает трехмерные гидрогели из здорового и больного внеклеточного матрикса легких. Эти гидрогели позволяют нам проводить моделирование органоидов in vitro, чтобы выяснить роль взаимодействий внеклеточного матрикса в соответствующем поведении клеток.
Просмотрите полный транскрипт и получите доступ к тысячам научных видео
Обзор
В данной статье представлен протокол выделения региональной децеллюляризированной ткани легких, позволяющий детально изучить внеклеточный матрикс и взаимодействия между клетками и матриксом. Метод ориентирован на отдельные анатомические области децеллюляризированных легких человека для совершенствования модельных систем для различных областей применения.
Основные компоненты исследования
Область науки
- Тканевая инженерия
- Исследования внеклеточного матрикса
- Методы децеллюляризации
Теоретические основы
- Децеллюляризованные органы используются в тканевой инженерии.
- В большинстве исследований орган рассматривается как единое целое, а не как совокупность отдельных областей.
- Понимание региональных различий имеет решающее значение для создания точных модельных систем.
- Такие факторы, как воздействие условий окружающей среды и эластичность, варьируют в зависимости от области легкого.
Цель исследования
- Разработать метод анализа отдельных анатомических областей децеллюляризованных легких.
- Создать точные модельные системы для последующего применения.
- Исследовать специфические протеомные профили различных отделов здоровых и патологически измененных легких.
Используемые методы
- Изоляция региональной децеллюляризированной ткани легкого.
- Анализ свойств внеклеточного матрикса.
- Протеомное профилирование областей легкого.
- Сравнительные исследования здоровых и пораженных тканей.
Основные результаты
- В различных областях легких были выявлены отчетливые протеомные сигнатуры.
- Данный метод позволяет более детально понять биологию легких.
- Полученные результаты подтверждают важность регионального анализа в тканевой инженерии.
- Были получены новые данные о взаимодействиях между клетками и матриксом.
Выводы
- Данный протокол расширяет возможности исследования инженерии тканей легкого.
- Региональный анализ имеет решающее значение для точного биологического воспроизведения.
- Будущие применения могут извлечь выгоду из понимания региональных различий.
Часто задаваемые вопросы
Практическая значимость для отрасли
Выделение децеллюляризированной ткани легкого из конкретных областей позволяет точно исследовать состав внеклеточного матрикса (ECM), что способствует созданию усовершенствованных модельных систем для изучения респираторных заболеваний и тканевой инженерии. Данный подход повышает прогностическую достоверность на ранних этапах открытий за счет уточнения региональных особенностей сигнатур ECM, что напрямую влияет на валидацию мишеней и снижение механистических рисков. Этот метод позволяет биофармацевтическим группам разрабатывать более релевантные с точки зрения патологии доклинические модели и принимать обоснованные решения по формированию портфеля регенеративных и клеточных методов терапии.
Стратегическое применение в биофармацевтических исследованиях и разработках
Ранние этапы поиска и валидация мишени
- Позволяет проводить функциональную проверку гипотез, основанных на воздействии внеклеточного матрикса (ECM), в различных отделах легких.
- Способствует снижению механистических рисков за счет выявления специфических протеомных признаков отдельных областей.
- Повышает достоверность прогнозов при выборе мишеней в моделях респираторных заболеваний.
Скрининг и разработка анализа
- Облегчает подготовку валидированных, регион-специфических субстратов ВКМ для последующего анализа.
- Повышает воспроизводимость анализа за счет изоляции анатомической вариабельности состава ВКМ.
- Обеспечивает количественные протеомные данные для надежной оценки соединений.
Трансляционные и доклинические исследования
- Согласует моделирование органоидов in vitro с микроокружением ВКМ, соответствующим конкретным заболеваниям.
- Обеспечивает непрерывность процесса от этапа открытия до доклинической валидации с использованием регионально точных субстратов.
- Поддерживает обоснованное продвижение разработки путем уточнения вклада ВКМ в поведение клеток.
Интеграция конвейеров и рабочих процессов
Данный метод применяется на стыке этапов раннего поиска и разработки доклинических моделей, позволяя исследовательским группам связать биологию внеклеточного матрикса (ECM) с трансляционными исследованиями.
- Фундаментальная биология: обеспечивает проверку гипотез о механизмах влияния ВКМ в конкретных областях легких.
- Скрининг: предоставляет стандартизированный, специфичный для данной области ВКМ для разработки воспроизводимых анализов.
- Аналитика: обеспечивает количественные протеомные данные для сравнения состава ВКМ в различных областях.
- Трансляционные исследования: позволяет согласовать модели in vitro и in vivo с характеристиками ВКМ, имеющими значение для заболевания.
- Корпоративное использование: устанавливает воспроизводимый протокол выделения специфичного для области ВКМ для различных видов и патологических состояний.
Операционное и корпоративное воздействие
- Научная ценность: повышает точность прогнозов и снижает механистическую неопределенность в исследованиях внеклеточного матрикса (ECM).
- Практическая ценность: стандартизирует изоляцию тканей для создания воспроизводимых и масштабируемых рабочих процессов.
- Стратегическая ценность: позволяет принимать обоснованные решения о продолжении или прекращении разработок, уточняя вклад ECM в моделирование заболеваний.
- Влияние на портфель: обеспечивает приоритезацию программ регенеративной и клеточной терапии с учетом рисков.
Особенности реализации
- Требуется опыт в области анатомического препарирования и протеомики внеклеточного матрикса (ECM).
- Необходим доступ к децеллюляризированной ткани легкого и инфраструктуре масс-спектрометрии.
- Требуется стандартизация между исследовательскими группами для обеспечения воспроизводимости результатов.
- Метод применим для различных видов животных, а также для образцов как здоровых, так и патологически измененных тканей.
- Результат зависит от тщательной изоляции участков во избежание перекрестного загрязнения между областями.
