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Biology

신생아 간외 Cholangiocytes의 분리

Published: June 5, 2014 doi: 10.3791/51621

Summary

신생아 생쥐의 간외 담관에서 cholangiocytes을 분리하는 기술을 설명한다. 덕트 꼼꼼하게 해부 한 다음 세포는 두꺼운 콜라겐 젤의 부산물에 의해 격리됩니다. 이 방법은 간외 담관 개발 및 병리 공부를위한 유용한 도구를 제공합니다.

Abstract

간 인트라 및 간외 담관이 발달 별개이며, 차동 특정 질환에 의해 영향을받을 수있다. 그러나, 내부 및 간외 cholangiocytes, 신생아와 성인 세포 사이의 차이가 잘 이해되지 않습니다.

간내 담관에서 cholangiocytes의 분리를위한 방법은 잘 1-4 설정됩니다. 이 별개의 cholangiocyte 집단 간의 차이를 이해하고, 간외 덕트를 대상으로 이와 같은 담도 폐쇄증과 같은 질병을 공부에 큰 도움이 될 것이지만, 특히 신생아에서 간외 유관 세포의 분리, 아직 설명되지 않았습니다. 신생아 및 성인 마우스 양쪽 간외 담관 세포를 분리하기 위해 최적화 된 기술은 여기에서 설명한다. 이 기술은 섬유 아세포와 같은 중간 엽 세포에서 최소한의 오염과 순수한 세포 인구를 산출한다.

이 메 톡시D는 철저한 해부와 지방과 섬유 아세포 층을 제거하는 긁기 다음 간외 덕트 및 담낭의 제거를 기반으로합니다. 구조는 실험적인 사용을 위해 다음 트립신 될 수 있으며, 도금 재 단층에 cholangiocytes의 파생물을 할 수 있도록 약 3 주 동안 콜라겐 배양의 두꺼운 층에 포함됩니다.

Introduction

내부 및 간외 cholangiocytes의 기원과 발전은 현저하게 다르다. 간은 복부 foregut의 내배엽 5 게실에서 개발하고 있습니다. 뇌 영역은 간내 담도 나무 5를 생성하는 동안 게실의 꼬리 영역은 간외 담도 트리를 형성한다. 간내 덕트 cholangiocytes는 요정 포털 지역 6 유관 플레이트 주변의 전구 세포에서 파생됩니다. 이러한 세포는 간세포 또는 cholangiocytes 6 하나로 분화 할 수있는 능력이있다. 이 cholangiopathies 특별히 cholangiocytes의 하나의 카테고리를 타겟팅 할 수 있습니다 주어진 중요한 임상 적 의미를 가지고 있습니다. Alagille 증후군은 간내 덕트에 영향을 미치는 예를 들어, 담도 폐쇄증은 처음, 신생아의 간외 덕트에 영향을 미칩니다.

마우스 및 래트에서의 간내 cholangiocytes 및 담관 유닛 절연 다중 디스크립션이있다. 에vestigators 덕트 분리 이후의 부산물에 의해 하나의 세포를 고립, 또는 간 소화 항체에 의해 특정 세포 표면 마커 1-4을 표현 cholangiocytes의 풀다운있다. 기능 및 편광 담관 단위 간 소화 크기 여과 (7)에 의해 고립되었다. 담관 유닛 절연 cholangiocytes 시험관 1,2 ductular 구조를 개발하기 위해 도시되었지만, 자극을 분비하고 분비 유체 7을 설명하기 위해 응답 할 수있다. 이러한 방법의 제한은 소화 효소와 간 관류에 대한 전문 기술 전문 지식과 특별한 장비의 필요성이 (가) 있습니다. 또, 간엽 세포 3 오염의 위험이있다.

구체적 신생아 간외 담관에서 간외 담관 cholangiocytes를 분리 방법은 상술되지 않았다. 이 논문은 신생아를 격리 할 수​​있는 간단한 방법을 설명합니다잘 순도 높은 수준의 성인 간외 담관 세포로의. 이 기술은 내부 및 간외 cholangiocytes과 간외 덕트를 포함 담도 폐쇄증과 같은 질병의 메커니즘에 대한 연구 사이의 차이에 대한 연구를 촉진 할 것이다.

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Protocol

달리 명시되지 않는 한 전체 절차는 실온에서 수행된다. 모든 동물의 작업은 지역 기관 동물 관리 및 사용위원회 (IACUC)의 승인을 프로토콜에서 인도적인 조건 하에서 수행되어야한다.

1. 장비의 제조 및 솔루션

  1. 조직 문화 후드와 인큐베이터 (그림 1A)에 근접 마우스 수술 테이블을 설정합니다. 참고 : 필요한 장비는 해부 현미경, 광원, 12.5 cm 긴 직선 홍채 가위, 좋은 팁을 6 인치가 아닌 톱니 모양의 곡선 집게, 4 인치 곡선 팁 (그림 1B)와 톱니 모양의 집게를 포함한다.
  2. 수술 테이블에 70 % 알코올의 유리 비커에 멸균 악기를 배치합니다.
  3. 무균 격리 미디어 (표 1)로 3 멸균 60mm 배양 접시를 채우; 수술 테이블에 두 개의 후드 하나, 얼음에 모두 배치합니다.
  4. 쥐의 꼬리 콜라겐을 놓고,멸균 배 인산염 완충 생리 식염수 (PBS), 멸균, 살균 1 N 수산화 나트륨과 조직 문화 후드에서 담도 상피 세포 (BEC) 미디어 (표 1). 참고 : 콜라겐 얼음에 있어야합니다.

2. 담즙 덕트 분리 및 문화

  1. 의식이 IACUC 가이드 라인 (그림 1C) 당 자궁 전위, 다음까지 이산화탄소에 노출, 생활 0-3 일 사이에서 신생아 쥐를 안락사.
    참고 : 이전 마우스는 특정 실험의 필요에 따라 사용할 수 있습니다.
  2. 앙와위에서 동물을 배치하고 골반 지역의 중간 선을 넘어 작은 수평 절개를합니다. U 모양의 플랩을 형성, 옆으로 최대 복부의 양쪽이 절개를 확장 할 수 있습니다. 복부 장기를 노출하는 플랩을 켭니다. 복부가 열리면,주의 깊게 간, 담관의 더 나은 시각화를 위해 동물의 오른쪽으로 복강 밖으로 창자를 이동. 참고 : 간장의 더 나은 식별을 얻기 위해 흉곽에 가로 절개를 확장 할 필요가있다.
  3. 해부 현미경을 사용하여, 담관, 간, 창자를 식별합니다. 구조는 매우 섬세하고 있으므로주의를 사용하여, 먼저 담관 (그림 1D)를 확인합니다. 톱니 모양이 아닌 톱니 모양의 집게로, 꼼꼼하게 청소하고 담즙을 둘러싼 지방을 포함하는 결합 조직을 선택합니다. 덕트 청소하게 다른를 개최 한 집게를 사용합니다.
  4. 담낭을 청소하기 위해 비슷한 방법을 사용합니다.
  5. 얼음에 격리 미디어의 첫 번째 접시에 청소 덕트 및 담낭을 놓습니다. 미디어에 추가로 결합 조직을 제거하고 담낭에서 담즙을 제거하면서 부드럽게 비 톱니 모양의 집게로 구조를 마사지.
  6. 격리 미디어의 두 번째 접시에 덕트 및 담낭을 전송합니다.
  7. 5 동물의 덕트 및 담낭의 분리 후, 전송후드에서 세 번째 페트리 접시에 조각. 참고 : 셀이 5 개 이상 동물로부터 분리 될 경우에, 5 동물의 각 그룹에 대한 새로운 해결책을 이용​​하여 일괄 적으로 수행.
  8. 조직 문화 후드에 두꺼운 콜라겐 젤을 준비합니다 :
    참고 : 어떤 크기의 접시 사용할 수 있습니다. 5 신생아의 각 그룹에 대해 3 ㎖ 콜라겐의 최종 볼륨이있는 60mm 문화 요리는 잘 작동합니다. 이는 갓 절연 덕트 매립시 신선한 준비되어야한다.
    1. 얼음에 쥐 꼬리 콜라겐, 살균 배 인산염 완충 생리 식염수 (PBS 배), 멸균 dH보다 2 O 및 멸균 1 N NaOH를 놓습니다.
    2. 콜라겐의 0.023 배의 볼륨 등을 1 N 수산화 나트륨의 양을 사용하여, dH보다 2 0, 10X PBS, 수산화 나트륨, 콜라겐 1X PBS에 2 ㎎ / ㎖ 콜라겐의 최종 농도와 젤에 필요한의 볼륨을 계산 덧붙였다. 참고 : 콜라겐의 대체 소스를 사용하는 경우, 중화 젤 형성을위한 제조 업체의 지침을 따르십시오.
    3. 함께 dH보다 2 0, 1, 혼합0X PBS, 1 N 수산화 나트륨은, 다음도 혼합하기 위해 콜라겐과 피펫을 잘 추가합니다.
  9. 콜라겐 용액을 실온에서 일관성 같은 겔로 두꺼워지면, 곧바로 콜라겐 덕트를 포함.
  10. 5 % CO 2, 30 분 동안 응고 콜라겐을 활성화하기 위해, 37 ° C에서 인큐베이터에 놓습니다.
  11. 젤 (흰색 분명에서 색상 변경), BEC 미디어 (표 1) 3.5 mL를 오버레이를 응고 및 37 ° C에서 배양하면, 5 % CO 2.
  12. BEC 미디어에게 일주일에 3 번을 제거하고 3.5 ml의 신선한 용지로 교체합니다.

두꺼운 콜라겐 젤 3.을 고립 차 Cholangiocytes

주 : 3 주 안에, cholangiocytes (큰 핵이 포함 된 덕트에서 직접 확장과 세포)의 시트 두께의 콜라겐 볼 수 있습니다. 접시에있는 섬유 아세포의 다수가있는 경우, 그것은 폐기되어야한다. 요리의 몇 가지 영역이있는 경우섬유 아세포 성장, 이들은 메스로 잘라 전에 cholangiocytes 분할을 제거 할 수 있습니다.

  1. 얇은 콜라겐 젤을 준비합니다 :
    1. 무균 PBS로 1 ㎎ / ㎖의 농도로 콜라겐을 희석. 참고 : 100 mm 플레이트 1 ML을 사용; 다른 크기의 요리에 따라 조정합니다.
    2. 셀 확산기 (큰 접시) 또는 피펫 팁 (작은 접시)로 균등 콜라겐 용액을 퍼지 한 후 10 분 동안 실온에서 떠난다.
    3. DMEM/F12와 함께 접시를 덮고 37 ° C, 10 분 동안 5 % CO 2에서 배양한다.
    4. 인큐베이터에서 접시를 제거하고 1X PBS로 세척. 즉시 1X PBS를 대기음.
    5. 플레이트를 회전하거나 진탕 판을 배치하여 확산 콜라겐의 제 2 박막 층과 코트. 37 ° C, 10 분 동안 5 % CO 2에서 배양한다.
    6. 콜라겐이 응고 된 후, 커버 DMEM/F12 플레이트와 37 ° C, 30 분 동안 5 % CO 2에서 배양한다.
  2. 일에서 세포를 분리ICK 콜라겐 젤 :
    1. 그것은 부동되도록 세포 배양 주걱 또는 세포 스크레이퍼로, 플레이트 떨어져 부드럽게 콜라겐 젤을 다 쳤어요.
    2. DMEM/F12 10 ㎎ / ㎖로 유형 XI 콜라게나 제를 (자료 목록 참조) 희석하여 콜라게나 솔루션을 준비합니다. 잘 살균 필터 섞는다.
    3. 두꺼운 콜라겐 세포의 60mm 접시 당 콜라게나 솔루션 (위)의 1 ML을 추가합니다. (3 ㎖이어야 함) BEC 미디어를 제거하지 마십시오. 37 ° C에서 30 분 동안 접시를 품어, 5 % CO 2.
    4. 세포를 포함하는 솔루션을 제거하고 15 ML 원뿔 튜브에 배치합니다.
    5. 5 분 2,200 XG에 스핀 다운. 뜨는을 취소하고 DMEM/F12 비슷한 양의 펠렛을 일시 중지 다시.
    6. 5 분 2,200 XG에서 다시 솔루션을 스핀. 뜨는을 제거합니다.
    7. 3 0.5 % 트립신의 ML, 37 ° C, 5 분 동안 5 % CO 2 부화에 재현 탁 펠렛. 배양 후, 솔루션을 피펫 아래 cholangiocytes의 시트를 중단 할 수 있습니다. BEC 미디어의 5 ML을 추가합니다5 분 1,500 XG에 차 스핀 솔루션입니다.
    8. 다음 5 분 동안 1,500 XG에서 솔루션을 회전, DMEM/F12에 뜨는하고,에 resuspend 펠렛을 제거합니다.
    9. 상층 액을 제거하고 BEC 미디어 (표 1)에서 펠렛을 일시 중지 다시. 이전에 만든 얇은 콜라겐 젤 접시에 세포.

세포의 4. 통로 및 저장

참고 : 필요에 따라 얇은 콜라겐 겔에 세포가 분할 할 수 있습니다.

  1. 이전에 10 ~ 15 분 동안 37 ° C에서 0.25 % 트립신의 배양에 멸균 PBS로 접시를 씻으십시오.
  2. BEC 매체 동량으로 중화하고, 5 분 동안 1,500 XG에서 펠렛. DMEM/F12와 펠렛을 씻어 후, 5 분 1,500 XG에서 펠렛.
  3. 콜라겐 코팅 된 세포 배양 접시에 배포 BEC의 미디어를 Resuspend 세포.
    주 : 대안 적으로, 세포는 저장 매체에 재현 탁하고 -80 ° C 냉동고 나 액체 질소 (표 1)에 저장 될 수있다.

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Representative Results

신생아 마우스 간외 우수한 순도 cholangiocytes, K19의 면역 형광 염색법에 의해 설명되는 것과 같이 (그림 2A와 2B)의 인구의 분리에이 프로토콜의 결과를 사용하는; 우리는 성인 쥐에서 세포를 분리 비슷한 결과를 얻을 수 있습니다. 우리는 두꺼운 콜라겐 겔에 단일 층을 형성하기 위해 갓 고립 담관의 세포 3 주 정도 관찰했다. cholangiocytes는 절연 도관으로부터 세포 시트를 형성하는 두꺼운 콜라겐에 걸쳐 선형 적으로 성장한다. 문화가 삼주 전에 분할하지 않으면 구멍이 세포의 시트에 나타납니다 이후 단층이, 자란되기 전에 세포를 분리하고 얇은 콜라겐 젤에 다시 도금해야한다. 최적의 세포 성장과 섬유 아세포의 오염을 최소화하기 위해, 해부 및 청소 단계 (2.3, 2.4) 동안 신중하고 꼼꼼하게 섬세한 간외 덕트를 둘러싼 결합 조직을 제거하는 것이 중요합니다. 석면의 성장이있는 경우폭발, 메스 또는 부드러운 흡인 두꺼운 콜라겐의 영향을받는 지역의 제거 이전에 분할 세포에 섬유 아 세포의 이동을 줄일 수 있습니다. 이러한 세포는 처음 세 개의 통로 중에 급속히 분열하지만 높은 통로 점에서, 성장 속도가 저하하고, 세포가 크고 vacuolated된다. 우리는 성공적으로 cholangiocytes의 샘플을 냉동, 우수한 생존 능력과 이후 시간에 그들을 다시 도금했다; 해동 cholangiocytes 그러나 빨리 갓 고립으로 분할 세포를 복제하지 않습니다.

그림 1
그림 1. 수술 장비는 조직 배양 장치에 근접하여 설정해야합니다. (A) 광원은 해부 현미경 뒤에 배치됩니다. (B) 수술 장비는 날카로운 사우스 캐롤라이나를 포함issors, 지혈, 곡선 톱니 모양의 족집게, 그리고 곡선 않은 톱니 모양의 핀셋 (C).. 절연 부에 사용되는 3 일 된 마우스의 크기 (D) 족집게는 신생아 마우스의 담관을 들고 있습니다.

그림 2
그림 2. 간외 cholangiocytes의 순수한 인구가 중간 엽 세포와 최소한의 오염에 격리됩니다. Cholangiocytes은 DAPI 핵 영상 (블루)와 K19 (녹색)으로 염색 하였다. 스케일 바, 25 μm의.

폭 : 227px; "> MEM 비타민 솔루션
미디어 구성 요소
겐타 마이신 0.5 ㎖
페니실린 - 스트렙토 마이신 0.5 ㎖
Fungizone 0.5 ㎖
DMEM/F12 (1:1) 5 ㎖
담도 상피 세포 (BEC) 미디어 FBS 25 ML
DMEM/F12 (1:1) 500 ㎖의
엠 EM 비 필수 아미노산 5 ㎖
인슐린 트랜스페린 - 셀레늄 5 ㎖
나 피루브산 5 ㎖
화학적으로 정의 지질 농축 5 ㎖
페니실린 - 스트렙토 마이신 5 ㎖
겐타 마이신 0.2 ML
에탄올 아민 0.13 ML
5 ㎖
콩 트립신 억제제 * 5 ㎖
L-글루타민 5 ㎖
소 뇌하수체 추출물 1.1 ML
덱사메타손 * 0.5 ㎖
3,3 ', 5 - 트리 요오도-L-티 로닌 * 0.5 ㎖
표피 성장 인자 * 0.5 ㎖
5 ㎖
Fungizone 1 ㎖
저장 매체 (세포 냉동) 담도 상피 세포 (BEC) 미디어 7 ML
DMSO 1 ㎖
무균 FBS 2 ㎖
* 재료는 미디어에 추가하기 전에 적절한 농도로 준비해야합니다. 추가 명령에 대한 자료 목록을 참조하십시오.

표 1. 미디어 구성 요소.

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Discussion

여기에 설명하는 것은 신생아를 포함한 모든 연령대의 마우스 마우스의 간외 담관에서 순수한 cholangiocytes을 분리하는 기술이다. 기술 간외 cholangiocytes은 간내 cholangiocytes 별도로 연구 될 수 있다는 장점을 제공하고, 이러한 세포의 집단 사이의 주요 차이점을 확인하는 연구를 용이하게 할 수있다. 우리는 최근하다는 연구가이 방법에 의해 고립 된 붉은 털 로타 바이러스 8에 감염 간외 cholangiocytes에 속눈썹을 감소 발표했다. 단점 기법은 노동 집약적이며, 세심한 박리가 섬유 아세포 오염을 방지하기 위해 필요하다는 것을 포함한다; 또한, 부산물 및 문화에 적어도 3 주 대부분의 실험을위한 충분한 세포를 얻기 위해 필요합니다. 따라서,이 세포는 두 가지 차원의 문화와 관련된 변경 사항을 반영 할 수 있습니다. 그것은 아직 얻어진 세포 집단은 줄기 세포 또는 세포의 유의 한 숫자를 포함하는지 여부를 결정되지 않은peribiliary 땀샘 9,10에서의.

우리는 쥐에서 간외 cholangiocytes를 분리하기 위해이 방법을 사용하려고; 그러나, 세포 배양에서 성장하지 못했습니다. 주요 성장 요인은 문화 미디어 없거나 다른 조건이 변경 될 필요가 있는지 여부는 현재 조사 중입니다 여부.

궁극적으로, 간외 cholangiocytes을 분리하는이 방법은 담즙 성 섬유증의 내부 및 간외 형태의 차이뿐만 아니라, 신생아와 성인 세포 사이의 차이점을 이해하는 데 기여할 수있다.

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Disclosures

저자는 더 경쟁의 이익이 없다는 것을 선언합니다.

Acknowledgments

저자는 소화 분자 연구 UPENN NIDDK 센터의 분자 병리 및 이미징 코어 및 이미징에 대한 지원은 간 질환 (P30의 DK50306)에게 감사의 말씀을 전합니다. 이 작품은 (RGW에) 건강의 국립 연구소 (R01 DK-092111)에서와 프레드 수잔 Biesecker 소아 간 센터에서 교부금에 의해 및 (SK에) 어린 시절 간 질환 연구 및 교육 네트워크에서 친교에 의해 지원되었다.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
DMEM/F12 (1:1) Gibco/ Life technologies 11320-033 500 ml, used in BEC media
FBS Atlanta Biologicals S11150 25 ml, used in BEC media
MEM with non-essential amino acids Gibco/ Life technologies 11140-019 5 ml, used in BEC media
Insulin-transferrin-selenium Gibco/ Life technologies 51300-044 5 ml, used in BEC media
Na Pyruvate Cellgro 25-000-CL 5 ml, used in BEC media
Chemically-defined lipid concentrate Gibco/ Life technologies 11905-031 5 ml, used in BEC media
Penicillin-Streptomycin Cellgro 30-002-CI 5 ml, used in BEC media and 500 μl in the isolation
Gentamicin Gibco/ Life technologies 15750-060 0.2 ml, used in BEC media and 500 μl in the isolation
Ethanolamine Sigma Aldrich E9508-100ml 0.13 ml, used in BEC media
MEM vitamin solution Gibco/ Life technologies 11120-052 5 ml, used in BEC media
Soybean trypsin inhibitor Biowhittaker 17-605E 5 ml, used in BEC media. Solvent is PBS, mix to 5 mg/ml stock concentration
L-glutamine Cellgro 25-005-CL 5 ml, used in BEC media
Bovine pituitary extract Gemini 500-102 1.1 ml, used in BEC media
Dexamethasone Sigma Aldrich D4902 0.5 ml, used in BEC media, Stock conc 393 μg/ml dilute with ethanol
3 3',5-triiodo-L-thyronine Sigma Aldrich T6397 0.5 ml, used in BEC media, Stock conc 3.4 mg/ml dilute with ethanol
Epidermal growth factor Millipore 01-101 0.5 ml, used in BEC media, 25 μg/ml dilute with DMEM F12+1%BSA
Forskolin Sigma Aldrich F6886 5 ml, used in BEC media, use at stock concentration of 0.411 mg/ml and dilute with DMSO
Fungizone Gibco/ Life technologies 15290-018 1 ml, used in BEC media and 500 μl in the isolation
Rat-tail collagen BD Biosciences 354236 variable depending on concentration of collagen
PBS 10x USB Corporation 75889 use at 10x, sterlie, used to make collagen, amount used depends on collagen concentration
dH2O N/A N/A sterile, used to make collagen, amount used depends on collagen concentration
NaOH 10 N Fischer Scientific ss255-1 Dilute to 1 N, sterile, used to make collagen, amount used depends on collagen concentration
collagenase type XI from Clostridium histolyticum Sigma Aldrich C7657 dilute in DMEM and sterile filter before use
trypsin-EDTA (1x) 0.25% Gibco/ Life technologies 25200-056 3 ml, incubate max 10 min
trypsin-EDTA (10x) 0.5% Gibco/ Life technologies 15400-054 3 ml, incubate max 10 min
Dissecting microscope Nikon SMZ645 Other models acceptable
Light source (fiberoptic illuminator) Schott-Fostec Ace EKE LR 92240 Other models acceptable
12.5 cm straight iris scissors Kent Scientific Other models acceptable
6" non-serrated curved forceps with fine tips Electron Microscopy Sciences Other models acceptable
4" serrated stainless forceps with fine tips Electron Microscopy Sciences Other models acceptable

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References

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Karjoo, S., Wells, R. G. IsolationMore

Karjoo, S., Wells, R. G. Isolation of Neonatal Extrahepatic Cholangiocytes. J. Vis. Exp. (88), e51621, doi:10.3791/51621 (2014).

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