Bu protokol açıklanan üç boyutlu kültür yöntemi dallı bir organ haline onların önemli genişleme, farklılaşma ve morfojenezinin dahil dağınık embriyonik fare pankreas atalarıdır, gelen pankreas gelişimini özetlediği. Bu yöntem, görüntüleme, niş fonksiyonel müdahale ve manipülasyon için uygun değildir.
The pancreas is an essential organ that regulates glucose homeostasis and secretes digestive enzymes. Research on pancreas embryogenesis has led to the development of protocols to produce pancreatic cells from stem cells 1. The whole embryonic organ can be cultured at multiple stages of development 2-4. These culture methods have been useful to test drugs and to image developmental processes. However the expansion of the organ is very limited and morphogenesis is not faithfully recapitulated since the organ flattens.
We propose three-dimensional (3D) culture conditions that enable the efficient expansion of dissociated mouse embryonic pancreatic progenitors. By manipulating the composition of the culture medium it is possible to generate either hollow spheres, mainly composed of pancreatic progenitors expanding in their initial state, or, complex organoids which progress to more mature expanding progenitors and differentiate into endocrine, acinar and ductal cells and which spontaneously self-organize to resemble the embryonic pancreas.
We show here that the in vitro process recapitulates many aspects of natural pancreas development. This culture system is suitable to investigate how cells cooperate to form an organ by reducing its initial complexity to few progenitors. It is a model that reproduces the 3D architecture of the pancreas and that is therefore useful to study morphogenesis, including polarization of epithelial structures and branching. It is also appropriate to assess the response to mechanical cues of the niche such as stiffness and the effects on cell´s tensegrity.
Organ kültür vivo araştırmalarda karmaşık ama son derece alakalı arasındaki boşlukları ve hücre çizgi modellerin uygun ama yaklaşık simülasyon köprü kullanışlı bir model sağlar. Pankreas durumunda, endokrin ve ekzokrin hücreleri taklit hücre çizgileri bulunmaktadır transforme edilir, ancak pankreas progenitörlerin mükemmel eşdeğer herhangi bir hücre hattı yoktur. Yetişkin Bütün pankreas kültüre olamaz; izole edilmiş endokrin adacık hücresi çoğalması olmadan birkaç hafta muhafaza edilebilir ve doku dilimleri birkaç saat 5 için in vitro olarak tutulabilir. Embriyonik pankreas kültürü yaygın gelişimini incelemek için sadece kullanılır olmuştur, ama aynı zamanda 8 işler görüntüye, epitelyal-mezenkimal etkileşimleri 4,6,7 araştırmak veya kimyasal onlarla 9 ile müdahale. İki organ kültürü yöntemleri ağırlıklı olarak kullanılır: İlk conve fibronektin kaplı plakalar 2, üzerinde pankreas tomurcukları kültürleme oluşurGörüntüleme amacıyla nient; İkinci seçenek kültürüne en morfogenetiğine korur hava-sıvı arayüzü 3,4 de filtrelerde organ olduğunu. Çok faydalı olmasına rağmen, bu yöntemler, düzleşme belli bir dereceye kadar yol; normal gelişimi ile karşılaştırıldığında ve başlangıç popülasyonu pankreas hücreleri ve mezenkimal hücreler her türlü içeren karmaşık olduğu gibi progenitörlerin genişleme çok sınırlıdır.
Kültür yeteneği ve dağınık birincil hücreleri genişletmek soy ilişkileri incelemek ve izole hücre tiplerinin 10 içsel özelliklerini ortaya çıkarmak için değerlidir. Sugiyama ve ark. 11. pankreas atalarıdır ve besleyici katmanlar kültürde 3-5 gündür bazı fonksiyonel karakterleri korunur endokrin atalarıdır korumak olabilir. Atalarıdır doğası / kök hücrelerin rağmen neurospheres 12 ve 13 mammospheres benzer Pancreatospheres, yetişkin adacık ve duktal hücrelerinden genişletilmiştirBu küreler oluşturmak olduğu açık değildir. Buna ek olarak, fizyolojik gelişimi ile aksine, bazı pancreatospheres nöronlar 14,15 ihtiva etmiştir. Küreler yakın zamanda embriyonik pankreas atalarıdır 16,17 ve iyi progenitör genişleme ve sonraki farklılaşma ile pankreata 18 yenileyici üretilir ama morfogenetiğine özetlemek başarısız olduğu görülmüştür.
Minyatür organları içine kendi kendini düzenleyebilir ve genellikle dağınık tanımlanan hücrelerden 3 boyutlu modeller son gelişti ve bu bağırsak 19,20, 21, mide, karaciğer 22, prostat 23 ve nefes borusu gibi birden fazla organların gelişimi veya yetişkin devir taklit adres 24. Optik bardak 25, 26 ya da bağırsak, beyin 27 olduğu gibi, bazı durumlarda, gelişme morfolojisi ve farklılaşması, ES hücrelerinden in 3D değinmeyecek edilmiştir.
Burada, biz desOnlar farklılaştırmak ve öz-örgütlenmeyi bir 3D Matrigel iskele ayrışmış multipotent pankreas atalarıdır genişletmek için bir yöntem cribe.
In vitro fonksiyonel beta hücrelerinin büyük ölçekli üretim hala 1 etkisizdir. Bu zorlu bağlamda, gelişim biyolojisi çalışma fonksiyonel beta hücrelerinin farklılaşması için gerekli olan tam sinyalleri deşifre yardımcı olabilir. Bu protokol, in vitro embriyo pankreas progenitörlerin bakım, genişleme ve farklılaşması için izin verir. Bu, diğer endokrin hormon eş bildirilmemektedir insülin üreten beta hücrelerinin oluşumunu içeren, Pdx1 yüksek düzeyde, insül…
The authors have nothing to disclose.
Bu çalışma Det sutable Forskningsråd / Sundhed og Sygdom Bir Genetik Pilot ödülü NCCR Frontiers, Juvenil Diyabet Araştırma Vakfı Hibe 41-2009-775 ve Grant 12-126875 tarafından sırayla finanse edildi. Yazarlar video çekimi sahipliği için Spagnoli laboratuvar teşekkür ederim.
Penicillin-Streptomycin | Gibco | 15070-063 | Stock keept at -20°C | |
KnockOut Serum replacement (supplement) | Gibco | 10828-028 | Stock keept at -20°C | |
2-mercaptoethanol | Sigma Aldrich | 3148-25ML | Stock keept at 4°C | |
Phorbol Myristate Acetate (PMA) | Calbiotech | 524400-1MG | Stock keept at -20°C | |
Y-27632 (ROCK inhibitor) | Sigma Aldrich | ab120129 | Stock keept at -20°C- Attention! Stability/source is a frequent source of problems | |
EGF | Sigma Aldrich | E9644-2MG | Stock keept at -80°C | |
Recombinant Human R-spondin 1 | R&D | 4645-RS-025/CF | Stock keept at -80°C | |
- or - | ||||
Recombinant Mouse R-spondin 1 | R&D | 3474-RS-050 | Stock keept at -80°C | |
Recombinant Human FGF1 (aFGF) | R&D | 232-FA-025 | Stock keept at -80°C- do not include to increase beta cell production | |
Heparin (Liquemin) | Drossapharm | Stock keept at 4°C | ||
Recombinant Human FGF10 | R&D | 345-FG-025 | Stock keept at -80°C | |
DMEM/F-12 | Gibco | 21331-020 | ||
Penicillin-Streptomycin | Gibco | 15070-063 | Stock keept at -20°C | |
B27 x50 (supplement) | Gibco | 17504-044 | Stock keept at -20°C | |
Recombinant Human FGF2 (bFGF) | R&D | 233-FB-025 | Stock keept at -80°C | |
Y-27632 (ROCK inhibitor) | Sigma Aldrich | ab120129 | Stock keept at -20°C- Attention! Stability/source is a frequent source of problems | |
DMEM/F-12 | Gibco | 21331-020 | ||
Matrigel | Corning | 356231 | Stock keept at -20°C | |
Trypsin 0.05% | Gibco | 25300-054 | Stock keept at 4°C | |
RNAlater – RNA stabilizing reagent | Qiagen | 76104 | Store at room temperature | |
Dispase | Sigma Aldrich | D4818-2MG | Stock keept at -20°C | |
BSA for reconstitution | Milipore | 81-068 | For reconstituition of cytokines – Stock keept at -20°C | |
Fetal calf serum (FCS) | Gibco | 16141079 | Stock keept at -20°C | |
60 well MicroWell trays | Sigma Aldrich | M0815-100EA | ||
4-well plates | Thermo Scientific | 176740 | ||
95-well plates F bottom | Greiner Bio | 6555180 | ||
Glas bottom plates | Ibidi | 81158 | ||
Disposal micropittes | Blaubrand | 708745 |