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Biology

方法来研究上皮转运蛋白功能和表达在纯肠和Caco-2细胞生长在3D

Published: March 16, 2017 doi: 10.3791/55304
* These authors contributed equally

Summary

我们描述了简单的方法来研究肠血清素转运蛋白(SERT)的功能和表达的使用体外细胞培养的Caco-2细胞在三维生长模型和小鼠肠的离体模型的调节。这些方法适用于其他上皮转运的研究。

Abstract

肠上皮具有重要的运输和屏障功能,在身体的正常生理功能中起关键作用,同时提供一个障碍异物。受损的上皮细胞的转运(离子,营养物,或药物)已经与许多疾病相关联,并且可以具有通过影响上皮完整性和肠道微生物以外的转运,如正常生理功能延伸的后果。了解功能和转运蛋白的调控是改进治疗干预的发展至关重要。在上皮运输研究的最大挑战是开发概括了原生肠上皮细胞的重要特征一个合适的模型系统。几个体外细胞培养模型,如的Caco-2,T-84,和HT-29-Cl.19A细胞在上皮转运研究通常使用。这些细胞系代表了还原的方法来电子建模pithelium并已在许多机理研究,包括其上皮 - 微生物相互作用的检查中使用。然而,细胞单层没有准确地反映细胞-细胞相互作用和体内微环境。在三维生长的细胞都显示出有希望用于药物渗透性的研究模型。我们表明,Caco-2细胞在3D可用于研究上皮转运。同样重要的是,在Caco-2细胞的研究与其它型号的补充,以排除细胞特异性的影响,并考虑到天然肠的复杂性。几种方法先前已被用来评估转运,例如在分离的上皮细胞或分离的质膜囊泡外翻囊和吸收的功能。考虑到相对于模型和转运功能的测量在该领域的挑战,我们在这里展示一个协议到生长在3D Caco-2细胞并描述了使用Ussing室中的作为一个有效的方法来测量血清素转运,如在完整偏振光肠上皮。

Introduction

肠上皮配有各种转运蛋白执行许多功能,从营养物质,电解质的吸收(频道,ATP酶,共转运和交换器),和药物的流体分泌和离子在管腔。转运蛋白产生电化学梯度允许在矢量方式的离子或分子的运动。这是通过在极化上皮细胞的顶和底外侧膜的运输系统的非对称分布来实现的。此外,紧密连接,该系绳相邻上皮细胞,通过作为一个屏障心尖和基底外侧膜结构域之间的组件的膜内扩散在这一过程中起重要作用。模拟天然肠的这些特征合适的模型系统( 极性,分化和紧密连接的完整性)都为函数的的研究临界上皮运输系统nality。

对于模型,在肠上皮运输研究目前使用的典型细胞系的Caco-2,完全分化的模式,吸收小肠上皮细胞;和T84细胞或HT-29亚克隆,隐窝衍生大肠上皮细胞1的模型。传统上,这些细胞系生长在塑料表面的单层或在涂覆的transwell插入物。反孔细胞培养插入到一定程度,允许偏振细胞基底外侧喂类似于体内环境。然而,在传统的二维培养系统中的限制在于将细胞被迫适应的人工,平坦,刚性表面。因此,天然上皮的生理复杂不准确地反映在二维系统。这一限制已经克服的方法在一个特定的微环境生长的细胞在3D,如胶状蛋白质mixtur即,含有多种细胞外基质成分2,3。尽管如此, 在体外培养物不能模拟的肠上皮细胞,其具有多种细胞类型和在肠道内的特定区域的体系结构的复杂性。因此,使用细胞培养模型的研究需要在本机肠道进一步验证。使用体外三维细胞培养和小鼠肠道黏膜,我们在这里描述的简单方法来研究肠道羟色胺转运(SLC6A4,SERT)的监管。

的SERT转运调节的重要激素和神经递质5-羟色胺(5-HT)的胞外情况,通过经由 Na + /氯迅速运送它-依赖性过程。 SERT是抗抑郁的已知靶,并在最近成为胃肠道疾病,如腹泻和肠道炎症的一种新的治疗靶标。方法来调查在肠上皮细胞的5-HT摄取之前已经描述了。例如,生长在塑料支撑物或可渗透插入Caco-2细胞已经显示在两个顶端和基底外侧结构域4呈现氟西汀敏感的3 H-5-HT的摄取。 SERT功能的分离的刷状缘膜囊(BBMVs)从人体器官捐献者小肠中制得的测量也得到了我们5描述。 3人BBVMs H-5-HT的摄取显示出是氟西汀敏感和Na + / Cl -的依赖性,并且呈现出饱和动力学具有300 K m值纳米5。利用类似的方法,我们也预先测定SERT功能如在小鼠肠BBMVs 6 的3 H-5-HT的摄取。然而,纯质膜囊泡的制备需要大量的组织黏膜。其它方法,如radiog的3 H-5-HT的摄取部位raphic可视化,也已预先在豚鼠和大鼠小肠7所示。

在尤斯灌流室提供了一个更生理系统来测量离子,营养物,和在各种上皮组织的药物的输送。在尤斯灌流室技术的主要优点是,它使完整的,偏振肠上皮的电气和运输参数的精确测量。另外,为了尽量减少固有神经肌肉系统的影响,可以进行肠粘膜浆肌剥离调查转运的调节中的上皮8。

我们表明,在三维上生长凝胶状蛋白Caco-2细胞形成中空内腔表达不同心尖和基底外侧标记。这些细胞显示的SERT比2D Caco-2细胞的高表达。方法来种植3D细胞和PErform免疫染色或RNA和蛋白质的提取进行说明。此外,我们描述的方法由TGF-β1,一种多效性细胞因子,利用Ussing室中的技术,研究SERT功能和调节小肠粘膜。

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Protocol

1.的Caco-2的三维培养系统肠道转运的研究:成长3D的Caco-2细胞上一种胶状蛋白质混合物

  1. 解冻生长因子减少胶状蛋白质混合物在冰上8小时(或O / N)在4℃下。一旦解冻,使1毫升或500微升等分试样在-20℃,供以后使用使用或存储。
  2. 在培养当天,预冷在冰上培养板(用于RNA和蛋白质的提取)或室载玻片(用于免疫染色)。添加胶状蛋白质混合物的30μL到八孔腔-载玻片(或每一个6孔板的孔120微升)的每个孔中,并均匀地分布。请注意,不要在此过程中产生的气泡。
  3. 放置细胞培养孵化器内的载玻片/板在37℃,15 - 30分钟,并允许胶状蛋白质混合物固化。
  4. 而胶状蛋白质的混合物固化,trypsinize Caco-2细胞的汇合烧瓶中。
  5. 数数细胞和自旋它们在500 XG在台式离心机5分钟。根据需要重悬在三维的Caco-2培养基的细胞团块。
  6. 种子,每孔4,000个细胞的玻璃玻片(中厚板20,000每孔)。使细胞在5%CO 2的加湿培养箱中在37℃下生长。更改每中等3 - 4天。

2.免疫荧光染色上皮转运体在3D Caco-2细胞:1天

  1. 吸出培养基并用400μL的2%多聚甲醛(PFA)(在PBS中以调节到8.5,用NaOH将pH值),用于在室温30分钟固定细胞。
    注:PFA溶液不应在4℃存放1周以上,并且可以使用新鲜制备的溶液。 注意:PFA有剧毒,一个潜在的致癌物质。总是与化学罩谨慎使用个人防护装备处理。
  2. 用1×PBS漂洗孔两次,载玻片在4℃下储存于PBS(400微升/好)。一旦固定,在4℃将它们存储长达一周。
  3. 预热室幻灯片RT(这会变硬的胶状蛋白质混合物床,可以很容易地吸在洗涤步骤)。
  4. 透用PBS中0.5%的Triton细胞为不超过15分钟。
  5. 制备的PBS-甘氨酸缓冲液(130毫摩尔NaCl,7毫摩尔 Na 2 HPO 4,3.5毫的NaH 2 PO 4,和100mM甘氨酸)。冲洗3次用1×PBS甘氨酸在RT每次10分钟。
  6. 制备免疫缓冲液(IF):130毫摩尔NaCl,7毫摩尔 Na 2 HPO 4,3.5毫的NaH 2 PO 4,100mM的甘氨酸,7.7毫NaN 3的,0.1%的BSA,0.2%的TritonX-100,和0.05%Tween-20的。
  7. 洗3次中的IF缓冲液在RT每次10分钟。在5%阻止正常山羊血清(NGS)的中频缓冲器。用200微升在IF + 1%山羊血清稀释一抗,孵育/孔,1 - 在室温2小时。与中频缓冲器3×洗涤,每次10分钟。
  8. 继发抗孵育体(1:200)稀释在IF + 1%NGS,200微升/孔,在RT下1小时。
  9. 带有IF缓冲液洗三次,每次10分钟。保持在黑暗中的幻灯片从上这一步。通过将腔室滑动黑色保持器及滑动白色挺杆穿过保持器,直到其边缘的接触孔的边缘抬起从载玻片的塑料腔室。轻轻拉起室(持有者和推杆应该与文化幻灯片)。
  10. 慢防褪色中安装并允许它干在室温下10分钟。
  11. 一旦完全干燥,密封指甲油和共聚焦显微镜图像他们的幻灯片。储存在4℃下将载玻片两周或在-20℃下几个月。

3.从三维的Caco-2细胞RNA和蛋白提取

  1. 治疗上胶状蛋白质混合物培养12细胞 - 14天与测试作用剂,如TGF-β1(10毫微克/毫升,1小时)。
  2. 处理后,冲洗细胞1点¯xPBS。保持在冰上的细胞30分钟,以液化胶状蛋白质混合物。
  3. 用冷PBS洗井和收集各个离心管中的细胞。使用低速离心,在500 xg离心4℃10分钟收集细胞。使用标准程序提取RNA,并使用实时定量RT-PCR。
  4. 该蛋白质的提取,溶解用补充有1×蛋白酶抑制剂鸡尾酒1×细胞裂解缓冲液的细胞。加入细胞裂解缓冲液,以沉淀后,通过超声处理裂解细胞,并通过离心7500 xg离心4℃10分钟除去细胞碎片。

4,5-HT摄取鼠标回肠利用Ussing室中的测量:肠道准备和浆肌层剥离

  1. 继安乐死,解剖小鼠,取出小肠(胃后盲肠之前)。划分小肠分成三部分。丢弃中间的三分之一,使用近三分之一如空肠,并使用远侧三分之一回肠。避免其肠系膜附着拉肠道以防止上皮损伤。通过用冰冷的Krebs-Ringer碳酸氢盐(KBR)缓冲液覆盖它保持所述组织部分冷。
  2. 打开纵向用剪刀肠道。孵育新鲜切除肠切片在冰冷,放气含1μM的吲哚美辛10分钟的浆肌汽提之前KBR。
  3. 针肠节(约1厘米长)粘膜面朝下含7%琼脂糖或固化有机硅弹性体(0.5厘米厚)板。
  4. 胶条底部照明解剖立体显微镜下的浆肌层层。切用羽毛手术刀片的浆肌层。用细镊子沿着取得肠道的纵轴层的边缘。
    注:在剥离过程中,体视显微镜的底部照明有助于淋巴集结识别和避免地区上课。
  5. 所述浆肌剥离完成之后,小心地安装在一个尤斯灌流半腔的销的粘膜。在整个过程中,照顾的边缘以保持剥离粘膜组织,以免撕破。

5.平衡和组织治疗

  1. 制备的Kreb氏溶液:115 mM氯化钠,的25mM的NaHCO 3,2.4毫K 2 HPO 4,1.2氯化钙 ,1.2mM的MgCl 2的,和0.4毫摩尔KH 2 PO 4在pH 7.4,用95% O 2/5%充气 CO 2在37℃。添加10mM葡萄糖到浆膜浴以用作能量基板和10mM甘露糖醇对粘膜浴以保持渗透平衡。
    注:的Kreb氏溶液补充有L-抗坏血酸(100μM)和帕吉林(100μM,单胺氧化酶抑制剂),以防止细胞内的5-HT的降解。
  2. 插入滑块进入腔室以暴露既心尖(管腔)SI德和组织到的Kreb氏溶液的基底外侧(浆膜)侧。
  3. 10分钟的平衡期后,预处理氟西汀(10μM),用于在顶面上面向J 毫秒 (粘膜到浆膜磁通)30分钟的回肠组织。
  4. 治疗与TGF-β1(10毫微克/毫升)的组织为上基底外侧面1小时,然后用3 [H] -5-HT(20 nm)的孵育它为在顶面上30分钟。

6.粘膜量化到浆膜通量(J 毫秒 )和3 [H]在组织-5-HT积累

  1. 收集从浆膜贮存器(总5毫升)0.75毫升等分试样以测量放射活性在液体闪烁计数器以及计算粘膜到浆膜(J 毫秒 )通量率;氟西汀敏感磁通表示SERT介导的3 [H] -5-HT摄取。
  2. 为了避免在焊剂期跨粘膜静水压力差,采取样品从浆膜侧和再把他们带浴缸中的相同卷。
    注:通量计算校正结束样品(4.25毫升/ 5毫升= 0.85)稀释。
  3. 3 [H] -5-HT中的组织中积累的定量,从滑块卸除粘膜,用冰冷的KRB缓冲液洗一次它,并将其放置在玻璃培养管中。
  4. 孵育在0.5毫升10%的KOH的黏膜,在37℃过夜。测量用液体闪烁计数器在裂解物(一式三份)的150微升等分试样的放射性。
  5. 用等分 - 裂解液(3 5μL)用Bradford法测定蛋白浓度。
    注:10毫升含放射性血清素孵育培养基中被用作标准。 5-HT的保留在组织中被表达为皮摩尔/毫克蛋白质/分钟。

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Representative Results

免疫染色在三维的Caco-2囊肿示于图1。的XY平面内的表示与鬼笔环肽的肌动蛋白染色的三维囊肿以及各别管腔的代表性图像中的图1A中描绘。面向内腔侧表示顶侧。上皮细胞在3D环境中的结果在一个坚固的上皮表型进行培养。在第12天,当肌动蛋白和SERT共染色不同的Caco-2囊肿,示于图1B。在XY平面(从图1A中所示的平面不同)的这种表示,SERT染色是可见的,主要是在管腔膜,用亚根尖染色沿。 图2显示了SERT蛋白水平是较高的三维囊肿相比生长为在 12天postplating单层Caco-2细胞。这些数据表明,Caco-2细胞的三维培养可以触发模仿呐信号事件略去上皮细胞和导致增加的SERT表达。 图3A描绘Ussing室中的系统的一般概述和操作,并显示在孔的销安装小肠。这种技术允许在天然肠上皮转运的活性的评估。在尤斯室方法的优点是评估管腔(黏膜)或基底(浆膜)方面表示转运的功能的能力。 图4显示增加的5-HTĴ 毫秒通量(A)和响应于TGF-β在回肠黏膜(B)中增加5-HT的累积。因为TGF-β1升高放射性标记的5-羟色胺的运动从粘膜到浆膜侧,如通过歼毫秒表示,这些数据是指示从回肠上皮细胞的管腔膜中5-HT的摄取增加。这从在细胞的增加在放射性标记的5-HT的累积,是进一步明显这是氟西汀抑制敏感,反映SERT的活动上腔膜中表示。

图1
图1: 的Caco-2在12天显示鲜明流明生长在胶质蛋白质混合物。红色:肌动蛋白。对的Caco-2囊肿在三维生长的免疫染色,细胞在8孔腔滑动培养,并用鬼笔环肽(A)的染色,如由Debnath说如前所述 9。对于免疫染色三维的Caco-2培养物(B)中 ,囊肿被固定在2%的PFA 30分钟,用PBS-甘氨酸处理,并用0.5%的Triton-X-100透化,在室温15分钟。在4℃下过夜:封闭后,将囊肿在SERT抗体(100 1)温育。然后将它们洗涤并用荧光标记的二抗(1:200)温育并鬼笔环肽(1:200)在室温45分钟。最后,他们被装在抗淬灭含DAPI。图像用共焦显微镜拍摄。比例尺:20微米。 请点击此处查看该图的放大版本。

图2
图2: 在Caco-2细胞在二维和三维生长SERT蛋白表达。从Caco-2细胞裂解物上的塑料支撑培养的Caco-2三维球体通过SDS-PAGE得到解决印迹到硝酸纤维素膜上并与SERT抗体和GAPDH进行分析。 请点击此处查看该图的放大版本。

图3 3:(A)的尤斯室和“滑盖”与销和光圈显示已安装的鼠标小肠。滑块开口面积= 0.30 平方厘米。滑块装配到尤斯灌流室的两半,这是条块。电气参数,如跨上皮电压电位(V t)的 ,是由一个电位器和电极(通常为甘汞半电池或银-氯化银通过盐桥连接到每个腔室的一半)测定。盐桥是由用于洗澡粘膜,以避免在溶液中的离子组成的变化3%琼脂中的生理缓冲液熔化( 例如,KBR)的。的尤斯室的原则(B)示意图。汽提过的肠粘膜被安装在尤斯灌流室分隔的粘膜和浆膜室的两半。放射性示踪剂加至粘膜的sidË;摄取测定由组织掺入的放射活性的量,归一化的总蛋白含量。磁通通过测量在浆膜室中的放射性在一段时间进行评价。在示意图所示的电极允许电参数,包括电流,电压和电阻的同时监测。 请点击此处查看该图的放大版本。

图4
4:SERT 函数在回肠黏膜测量剥去浆肌层的。短期TGF-β1处理对小鼠回肠SERT功能体外效果,通过3 [H] -5-HT摄取和3 [H] -5-HT通量使用测量表明尤斯室。 TGF-β1处理(10毫微克/毫升,1小时)上的基底外侧面显著增加SERT功能,由增加的Na证明+敏感的粘膜到浆膜通量(J 毫秒 )(A)3 [H] - 5-HT的摄取 (B)。回肠组织的氟西汀处理抑制TGF-β1刺激的5-HT的摄取。氟西汀敏感摄取由TGF-β1相比对照增加了2.5倍。结果表示为平均值±SEM。单向ANOVA Tukey的试验被用于统计分析。 Ĵ 毫秒流量的计算:[(CPMë - CPM S)×稀释因子] / [(:V STD点¯x浓底物)的CPM STD / xtxa。 CPM E:每在光通量测量结束分钟数; CPM 小号 :每在流量测量开始计数分钟; CPM 标准 :按标准的分钟数(从粘膜水库采取的); V 标准 :容积ØF中的每千次展示的std; T:在H通量的时间;答:光圈(0.4 平方厘米)的面积。 请点击此处查看该图的放大版本。

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Discussion

作为极化上皮单层以研究肠运输10,11,12,13,14,15的完全分化的Caco-2细胞单层已被广泛使用。然而,以模仿肠上皮细胞的生理组织,出现了在3D一个的Caco-2文化的发展相当大的兴趣。若干三维细胞培养模型为肠上皮细胞的近来已经开发出模拟天然细胞-细胞和细胞-细胞外基质(ECM)配比2D系统16较大的生理相关性的相互作用。因此,被广泛地用于三维细胞培养物1的生成含有共同的部件(如层粘连蛋白,胶原蛋白IV和硫酸肝素蛋白聚糖)基于ECM的天然水凝胶6。

这里描述的方案展示了在胶状蛋白质混合物生长3D Caco-2细胞的适用性(从Engelbreth-Holm的-群(EHS)小鼠肿瘤的提取的基于ECM的天然水凝胶)上皮细胞的转运研究。 10天之内,这些细胞开始形成由细胞和显示极性的层包围,具有鲜明的心尖和基底域的中空腔内。在上一胶状蛋白质混合物播种时的细胞密度为具有中央腔定期形成囊肿的关键。对于染色实验中,我们加入4000个细胞/孔的8室滑板(以及表面积:0.7 cm 2)的。种子细胞在不规则的球体更高密度的结果。三维的Caco-2囊肿在10 - 19天秀极性和更分化比上生长的transwell 17(未发表的观测值)2D Caco-2细胞。我们已经表明在SERT mRNA的表达和显着增加的蛋白水平如排版ARED到完全分化的2D单层。另外,在使用这些方法,我们已经表明,TGF-TGF-β1增加SERT的表面的水平,如由免疫荧光染色15。

有趣的是,最近的研究已经表明,3D的Caco-2细胞反应更灵敏,因为重要的信号分量,诸如TNF受体2和MyD88的存在的病理生理的刺激,并代表比常规的2D系统17更好的模型。然而,这限制了在上皮运输研究中使用3D的Caco-2的一个问题是缺乏的不同细胞类型和其在天然肠中发现的复杂性。在这方面,人或小鼠起源的肠组织体(也称为enteroids / colonoids)代表包含所有不同的细胞类型的原生上皮研究离子,营养物,或药物的运输的状态的最先进的模型。相比于类器官,良好区别3D的Caco-2囊肿代表一种类型的上皮细胞( 吸收性肠)和肯定适于研究专注于管理肠转运的细胞和分子机制。这是因为,在3D Caco-2细胞是方便的处理,是具有成本效益的,并且易于操纵,诸如质粒DNA和siRNA的转染。在上皮运输研究3D Caco-2细胞的另一个限制是在访问管腔的难度。结合于管腔膜受体或对从腔侧访问上皮传染原剂可以是具有挑战性的在该系统中学习。这种限制可以通过在管腔显微注射的剂来克服,如已经在艰难梭菌感染18人肠类器官培养的情况下,先前完成的。然而,重要是, 在体外细胞培养模型研究在天然i的验证ntestine 使用体内离体的方法。

在过去的几十年中,尤斯室,大大的认可许多上皮转运19的功能或监管性能做出了贡献。这里,我们显示了尤斯灌流室的方法的适用性来测量小鼠肠粘膜全无浆肌层15的5-HT的磁通及5-HT的摄取。上基底外侧面(10毫微克/毫升,1小时)显著增加SERT功能,通过增加的Na证明回肠黏膜的TGF-β1的治疗+敏感的粘膜到浆膜通量(J 毫秒 )和3 H-5- HT 摄取 。回肠组织的氟西汀处理抑制5-HT的摄取的TGF-β1介导的刺激。

这种技术的关键步骤包括安装在所述滑动孔的一个完整的层的组织(没有任何撕裂),以便achie已经准确的测量。合适的手术工具,例如球剪刀,薄尖镊子和羽毛外科刀片,对于适当的处理重要和组织的剥离。

这种方法适用于研究其他上皮转运,如电解质转运(氯化物转运的Na + / H +交换,营养运输 )的功能。尤斯灌流的腔室等专门用途的pH计技术,测量跨上皮碳酸氢盐分泌,而同位素熔剂法,来衡量净分泌或吸收基板,已经由克拉克博士等人全面审查 8。他们广泛的审查尤斯灌流室来输送养分19的研究应用。赠送尤斯灌流室也已经在临床上相关的情况下使用,如用于测量活检样品在运输功能裁判“> 20。在外翻囊方法的尤斯灌流室技术的主要优点是能够同时测量完好,偏振光肠上皮的电和运输参数的能力。

与尤斯室方法的一个问题是有限的生存能力和体外肠道准备的最佳功能。在从动物取出后, 离体肠制剂可以仅持续在Ussing室中的19至3小时。因此,这种方法可能在测试的药剂的效果更长的时间段的限制。在这种情况下,治疗可以在体内进行,然后分离从对照和治疗组肠可用于测量与所述尤斯灌流方法传输参数。在所有情况下, (或R t)的大小可以是存活的实时指示和所用的区分是有用测试试剂的特异性和非特异性的效果。

总之,这里描述的方法可以方便我们理事在健康和患病的条件下,如肠道炎症,感染性腹泻,吸收障碍或代谢紊乱的功能和上皮转运调节的细胞和分子机制的理解。

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Materials

Name Company Catalog Number Comments
10x PBS ATCC ATCC® HTB­37™ Cells
10x PBS Carl Zeiss Microsope for confocal Imaging
3[H]-5-HT  LabtekII 152453 Culturing cells for microscopy
5-HT  Gibco 70013-032 Not a hazardous substance
95% O2- 5% CO2 cylinder KPL 71-00-27 Not a hazardous substance
Agar (for Agar plates) Fischer BP151-100 Acute toxicity, Ora
Agar (for electrode) Sigma G7126-1KG Not a hazardous substance
Alexa Fluor Phalloidin Sigma C3867-1VL Not a hazardous substance
Bovine Serum Albumin (BSA) Sigma P6148-500G Harmful if swallowed or if inhaled
CaCl2 LifeTechnologies A12380 Not a hazardous substance
Caco-2 Cells Sigma A8806-5G Not a hazardous substance
Cell lysis Buffer Fischer BP337-100 Not a hazardous substance
Chabered slides Sigma S5886-1KG Not a hazardous substance
Collagen Type-1 Solution Sigma S8045-500G
Electrodes Sigma S-0876
EMEM Gibco by Life Technologies 25200-056
Fetal bovine serum (FBS) Corning 356234 Used as Extracellular matrix
Fluoxetine Qiagen 74104
Gentamicin ATCC 30-2003 Cell culture Media
Glycin Cell Signaling, Danvers, MA
Hepes  Roche 11836145001
Indomethacin Gibco by Life Technologies 15070-063
K2HPO4 Gibco by Life Technologies 15710-064
KOH Gibco by Life Technologies 15630-080
L-ascorbic acid  Gibco by Life Technologies 10082147
Liquid scintillation counter  Gibco by Life Technologies 70013--032
LSM710 Meta Physiologic Instruments, San Diego, CA  EM-CSYS-8
Mannitol Physiologic Instruments, San Diego, CA  P2304
Matrigel Physiologic Instruments, San Diego, CA  VCC MC8
MgCl2 Physiologic Instruments, San Diego, CA  DM MC6
Multichannel Voltage/current Clamp Physiologic Instruments, San Diego, CA  P2300
NaCl Physiologic Instruments, San Diego, CA  P2023-100
NaCl Fisher Scientific, Hampton, NH BP1423
NaHCO3 Sigma-Aldrich, St Louis, MO S5886
Normal Goat Serum (NGS, 10%) Fisher Scientific, Hampton, NH S233
Paraformaldehyde (PFA) Sigma-Aldrich, St Louis, MO P288
Pen-Strp Sigma-Aldrich, St Louis, MO C3881
Protein assay reagent Sigma-Aldrich, St Louis, MO 10420
Proteinase Inhibitor Cocktail MEDOX, Chicago, IL  style G- 12300
RNA easy Mini kit Sigma-Aldrich, St Louis, MO M4125
Single Channel Electrode Input Module  Sigma-Aldrich, St Louis, MO A92902
Sliders for snapwell Chambers Sigma-Aldrich, St Louis, MO H9523
Sodium Phosphate (Na2HPO4) Sigma-Aldrich, St Louis, MO F132
Sodium-Hydroxide (NaOH) Sigma-Aldrich, St Louis, MO T7039
TGF-β1 Perkin-Elmer,Waltham, MA NFT1167250UC
Triton X-100 Packard Instruments, Downers Grove, IL B1600
Trypsin EDTA Sigma-Aldrich, St Louis, MO 221473
Tween-20 Bio Rad Laboratories, Hercules, CA 5000006
Ussing Chamber (chamber only) Sigma-Aldrich, St Louis, MO I7378
Ussing Chamber Systems Sigma-Aldrich, St Louis, MO A1296

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References

  1. Simon-Assmann, P., Turck, N., Sidhoum-Jenny, M., Gradwohl, G., Kedinger, M. In vitro models of intestinal epithelial cell differentiation. Cell Biol Toxicol. 23 (4), 241-256 (2007).
  2. Shen, C., Meng, Q., Zhang, G. Design of 3D printed insert for hanging culture of Caco-2 cells. Biofabrication. 7 (1), 015003 (2014).
  3. Jaffe, A. B., Kaji, N., Durgan, J., Hall, A. Cdc42 controls spindle orientation to position the apical surface during epithelial morphogenesis. J Cell Biol. 183 (4), 625-633 (2008).
  4. Martel, F., Monteiro, R., Lemos, C. Uptake of serotonin at the apical and basolateral membranes of human intestinal epithelial (Caco-2) cells occurs through the neuronal serotonin transporter (SERT). J Pharmacol Exp Ther. 306 (1), 355-362 (2003).
  5. Gill, R. K., et al. Function, expression, and characterization of the serotonin transporter in the native human intestine. Am J Physiol Gastrointest Liver Physiol. 294 (1), G254-G262 (2008).
  6. Esmaili, A., et al. Enteropathogenic Escherichia coli infection inhibits intestinal serotonin transporter function and expression. Gastroenterology. 137 (6), 2074-2083 (2009).
  7. Wade, P. R., et al. Localization and function of a 5-HT transporter in crypt epithelia of the gastrointestinal tract. J Neurosci. 16 (7), 2352-2364 (1996).
  8. Clarke, L. L. A guide to Ussing chamber studies of mouse intestine. Am J Physiol Gastrointest Liver Physiol. 296 (6), G1151-G1166 (2009).
  9. Debnath, J., Muthuswamy, S. K., Brugge, J. S. Morphogenesis and oncogenesis of MCF-10A mammary epithelial acini grown in three-dimensional basement membrane cultures. Methods. 30 (3), 256-268 (2003).
  10. Vedeler, A., Pryme, I. F., Hesketh, J. E. Insulin induces changes in the subcellular distribution of actin and 5'-nucleotidase. Mol Cell Biochem. 108 (1), 67-74 (1991).
  11. Botvinkin, A. D., Selimov, M. A., Zgurskaia, G. N., Kulikov, L. G., Aksenova, T. A. [Detection of rabies virus antibodies in human blood serum by an immunoenzyme method]. Vopr Virusol. 31 (3), 333-334 (1986).
  12. Woods, G. L., Mills, R. D. Effect of dexamethasone on detection of herpes simplex virus in clinical specimens by conventional cell culture and rapid 24-well plate centrifugation. J Clin Microbiol. 26 (6), 1233-1235 (1988).
  13. Chase, A. O. Acyclovir for shingles. Br Med J (Clin Res Ed. 295 (6603), 926-927 (1987).
  14. Churchill, P. F., Churchill, S. A., Martin, M. V., Guengerich, F. P. Characterization of a rat liver cytochrome P-450UT-H cDNA clone and comparison of mRNA levels with catalytic activity. Mol Pharmacol. 31 (2), 152-158 (1987).
  15. Steiner, M., Tateishi, T. Distribution and transport of calcium in human platelets. Biochim Biophys Acta. 367 (2), 232-246 (1974).
  16. McClelland, M., Nelson, M., Cantor, C. R. Purification of Mbo II methylase (GAAGmA) from Moraxella bovis: site specific cleavage of DNA at nine and ten base pair sequences. Nucleic Acids Res. 13 (20), 7171-7182 (1985).
  17. Chatterjee, I. shita, K, A., Gill, R. avinder K., Alrefai, W. addah A., Dudeja, P. radeep K. 3D Cell Culture of CaCo2: A Better Model to Study the Functionality and Regulation of Intestinal Ion Transporters. Gastroenterology. 146 (5, Supplement 1), S-654 (2014).
  18. Fagg, R. H., Hyslop, N. S. Isolation of a variant strain of foot-and-mouth disease virus (type O) during passage in partly immunized cattle. J Hyg (Lond). 64 (4), 397-404 (1966).
  19. Shilkina, N. P. [The aspects of the problem of systemic vasculitis open to discussion]). Ter Arkh. 61 (12), 102-106 (1989).
  20. Derichs, N., et al. Intestinal current measurement for diagnostic classification of patients with questionable cystic fibrosis: validation and reference data. Thorax. 65 (7), 594-599 (2010).

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Anabazhagan, A. N., Chatterjee, I.,More

Anabazhagan, A. N., Chatterjee, I., Priyamvada, S., Kumar, A., Tyagi, S., Saksena, S., Alrefai, W. A., Dudeja, P. K., Gill, R. K. Methods to Study Epithelial Transport Protein Function and Expression in Native Intestine and Caco-2 Cells Grown in 3D. J. Vis. Exp. (121), e55304, doi:10.3791/55304 (2017).

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