Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove
Click here for the English version

Developmental Biology

Üç boyutlu inflamatuar insan dokusu jinjiva karşılıkları

doi: 10.3791/57157 Published: April 3, 2018

Summary

Protokol amacı bir enflamatuar insan jinjiva modeli içinde vitrooluşturmaktır. Bu doku model insan hücreleri, HaCaT keratinositler, dişeti fibroblastlar ve THP-1 makrofajlar, üç boyutlu koşullar altında üç tür ortak yetiştirerek. Dişeti iltihabı ve periodontitis gibi periodontal hastalıkların araştırılması için bu modeli uygulayabilirsiniz.

Abstract

Periodontal (dişeti iltihabı ve periodontitis gibi) Yetişkin diş kaybına önde gelen nedenleri hastalıklardır. Periodontal hastalıkların temel Fizyopatoloji jinjiva içinde iltihabıdır. Geçerli modeller periodontal hastalıkların hayvan türleri içinde kurulmuştur. Ancak, hayvan modelleri Fizyopatoloji insanların, hücresel ve moleküler mekanizmaları analiz etmek ve periodontal hastalıklar için yeni ilaçların değerlendirmek üzere farklıdır. Burada, jinjiva (iGTE) vitroinsan inflamatuar doku karşılıkları yeniden inşa için detaylı bir iletişim kuralı mevcut. İlk insan dokusu karşılıkları jinjiva (GTE) insan hücreleri, insan dişeti fibroblastlar (HGF) ve insan derisi epidermal keratinositler (HaCaT), üç boyutlu koşullar altında da dahil olmak üzere iki tür kullanarak oluşturmak. Biz bir yara modeli GTE içinde bir delik açacak bir doku zımba kullanarak oluşturun. Kollajen jel ile karışık sonraki, insan THP-1 monosit GTE delik içine enjekte edilir. Tarafından adimistration 10 ng/mL phorbol 12-myristate 13-asetat (PMA) için 72 h THP-1 hücreleri ayrıştırılan GTE (iGTE) formu inflamatuar foci için makrofajlar içine (IGTE da-ebilmek var olmak stumilated ile 2 µg/mL lipopolisakkaritler (LPS) inflamasyonu başlatmak 48 saat ). IGTE inflamatuar jinjiva insan hücreleri ile üç boyutlu bir mimarisi kullanarak ilk vitro modeldir. IGTE periodontal hastalıklarda önemli patolojik değişiklikler (immunocytes hareket, fibryoblasts, epitel hücreleri, monosit ve makrofajlar arasında hücre içi etkileşimleri) yansıtır. GTE, yaralı GTE ve iGTE yara iyileşmesi çalışmaya çok yönlü araçlar, doku yenilenmesi, iltihap, hücre-hücre etkileşim ve ekran potansiyel ilaç periodontal hastalıklar için kullanılabilir.

Introduction

or Start trial to access full content. Learn more about your institution’s access to JoVE content here

Yetişkin diş kaybına önde gelen nedenidir periodontal hastalıklardır. Dişeti iltihabı ve periodontitis en yaygın periodontal hastalıklardır. Her iki mevcut biyofilm aracılı akut veya kronik inflamatuar değişiklikler jinjiva. Periodontitis genellikle kronik inflamasyon sunar, ancak dişeti iltihabı akut iltihabı ile karakterizedir. Histolojik düzeyde, örneğin makrofajlar, lenfositler, plazma hücreleri ve mast hücreleri1,2bağışıklık hücrelerinin aktivasyonu bakteriyel bileşenleri tetikler. Bu bağışıklık hücreleri, özellikle makrofajlar, (dişeti epitel hücreleri, fibroblastlar, endotel hücreleri ve dokusunu da dahil olmak üzere) yerel hücreleri ile etkileşim periodontal doku3,4inflamatuar lezyonlar sonuçlanan. Periodontal hastalıkların deneysel modeller, fare gibi hayvanlar çeşitli kurulmuştur hamster, tavşan, yaban gelinciği, köpek dişleri ve primatlar. Ancak, hayvan modelleri Fizyopatoloji insanların, hücresel ve moleküler mekanizmaları analiz etmek ve periodontal hastalıklar5yeni ilaçların değerlendirmek üzere farklıdır. Periodontal bakteri ve monolayer insan sözlü epitel hücreleri co ekimi periodontal hastalık6mekanizmasının araştırmak için kullanılmıştır. Yine de, sözlü hücre kültürleri monolayer üç boyutlu (3D) hücresel mimarisi sağlam doku eksikliği; Bu nedenle, vitro durumu taklit edemez.

Burada, jinjiva (iGTE) 3D inflamatuar insan dokusu karşılıkları periodontal hastalıklar vitrotemsil etmek üzere oluşturulur. Bu 3D model periodontal hastalıkların monolayer hücre kültürleri ve hayvan modelleri arasında orta bir konuma sahiptir. İnsan hücreleri HaCaT keratinositler, dişeti fibroblastlar ve THP-1 makrofajlar, dahil olmak üzere, üç tür ortak kollajen jel üzerinde ekili ve iGTE oluşturmak için inflamatuar başlatıcıları tarafından uyarılmış. IGTE yakından hücre farklılaşması, hücre-hücre etkileşim ve makrofaj etkinleştirme jinjiva ' vivo şartları simüle. Bu model birçok olası uygulama tarama ve yeni farmakolojik yaklaşımlar periodontal hastalıklarda test ilaç için hem de hücresel ve moleküler mekanizmaları yara iyileşmesi, inflamasyon ve doku rejenerasyonu analiz etmek için vardır.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

or Start trial to access full content. Learn more about your institution’s access to JoVE content here

Bu iletişim kuralı insan dişeti dokusu karşılıkları, diş eti yara modelleri ve gingivitis modelleri oluşturmak için tasarlanmıştır. İnsan derisi epidermal keratinositler (HaCaT) tür Deutsches Krebsforschungszentrum (Heidelberg, Almanya)7Profesör Norbert E. Fusenig temin edilmiştir. İnsan dişeti fibroblastlar (HGFs) daha önce yayımlanan protokolleri8göre dişeti dokuları yalıtılmış. Aydınlatılmış onam önceden elde ve çalışma Etik Komitesi, Nippon diş Üniversitesi School of hayat diş hekimliği Tokyo tarafından belirlenen esaslarına göre kabul edildi (yetki numarası: NDU-T2012-35). Protokol 1-3 adımları bir hücre kültür mahallede yapılmalıdır.

1. hazırlanması jinjiva (GTE) (şekil 1A) 3D insan dokusu karşılıkları

  1. Mix kollajen tipi ı-A jel % 10 ile konsantre MEM-Alfa ve % 10 imar arabellek (2,2 g NaHCO3 ve 100 ml 0,05 4,47 g HEPES N NaOH) pipetting tarafından bir 15 mL steril tüp. Karışık kollajen çözüm kullanana kadar buz üzerinde tutun.
  2. 24-şey kültür ekler (gözenek boyutu 3.0 µm) 24-şey plaka yerleştirin.
  3. HGFs % 0.25 tripsin-EDTA çözüm kullanarak kültür yüzeyden kaldırın. Kültür orta A 10 mL hücrelerde askıya alma (MEM-Alfa + %20 FBS + %1 GlutaMAX). Hücreleri tarafından Bürker-Türk hücre sayaç sayar.
    1. Hücre (1-5 x105 hücre/mL) istenen miktar ayıklamak sonra 190 x g de 4 dk santrifüj kapasitesi.
    2. Karışık kollajen çözüm hücrelerde askıya alma. Buz üzerinde karışımı sonraki adım kadar tutun.
  4. Hücre-kollajen karışımı (0.5-2.5 x 105 hücreleri/de) 0.5 mL herhangi bir kabarcıklar üretmeden kültür sokmak içine ekleyin. 10 – 30 dk % 5 CO2 37 ° C'de karışımı bir jel koagüle oksijen bir ortamda karışımı kuluçkaya.
    Not: eşit olmayan kollajen jel oluşumunu önlemek için kültür ekleme merkezi haline kollajen karışımı ekleyin.
  5. 1 mL kültür ortamının iyi ve 0.5 mL eklemek içine içine ekleyin. Kültür plaka 24 h için kuluçkaya veya bir oksijen bir atmosferde 37 ° C'de % 5 CO2 gece
  6. HaCaT hücre kültür yüzeyden %0.25 tripsin-EDTA çözeltisi kullanarak kaldırma. 10 mL orta B hücreleri askıya alma (DMEM + %10 FBS + %1 GlutaMAX) ve hücreleri saymak. Özü hücreleri (105 hücre/mL x 1 – 5) bir pipet, 190 x g., 4 dk santrifüj ile gerekli miktar askıya orta b hücreleri
  7. Orta aspirasyon tarafından HGF-kollajen karışımı içeren kültür ekler kaldırın. 0.5 mL HaCaT hücre süspansiyon (0.5-2.5 x 105 hücreleri/de) üst kısmında HGF-kollajen karışımı ekleyin. 24 saat veya gece boyunca kültürler kuluçkaya.
    Not: Kültür eklemek içinde orta orta B. gerekirken bu zaman noktada orta kültür de orta A, olmalıdır
  8. KSR orta (ortak kültür orta) ile Kültür orta yerine (MEM-Alfa + %15 nakavt Serum değiştirme + %1 GlutaMAX) + % 5 FBS. Kültür ortamının 1 mL de ve kültür Ekle içine 0.5 mL kültürün içine ekleyin. 24-48 h için kültürler kuluçkaya.
  9. Kültür orta yerine KSR orta + % 1 ile FBS. İyi kültür içine 1 mL ve kültür Ekle içine 0.5 mL ekleyin. 24 saat veya gece boyunca kültürler kuluçkaya.
  10. Kültür Kültür orta de 0.7-1 ile yerine mL KSR orta. Orta tamamen (kültür yüzey havaya maruz) kültür Ekle Kaldır. Kültürler için 1 – 2 hafta kuluçkaya. Haftada iki kez de kültür orta değiştirin.
    Not: Orta seviye Yükselişi (üst katman keratinositler oluşan) kültür yüzey üzerinde izin vermeyin. Her zaman kültür yüzey kuru tutun.

2. yaralı GTE (şekil 1B) hazırlanması

  1. 1-3 mm çap doku zımba hazırlayın. 20 dk için 121 ° C'de bir otoklav ile sterilize.
  2. Doku zımba dik GTE 300 µm hakkında derin bas. ve doku bir yara benzetimini yapmak için bir delik yumruk.
  3. Bu adımda, yaralı GTE yara iyileşmesi ve doku rejenerasyonu soruşturma için kullanın. Alternatif olarak, histolojik Çözümlemeyi gerçekleştirmek için % 10 formalin tarafsız tampon çözüm kullanarak GTE düzeltmek.

3. inflamatuar GTE (iGTE) (şekil 1B) hazırlanması

  1. THP-1 hücreleri önceki rapor9göre yetiştirmek.
  2. Mix kollajen tipi ı-A jel % 10 ile konsantre RPMI 1640, % 10 imar arabellek (2,2 g NaHCO3 ve 100 ml 0,05 4,47 g HEPES N NaOH) ve 10 ng/mL PMA. Karışık kollajen çözüm buz üzerinde kullanımda kadar devam.
  3. Sayısı 1-2 x 106 THP-1 hücreleri ve 190 x g., 4 dk santrifüj 1 mL karışık kollajen çözeltisi hücrelerde askıya alma. Buz üzerinde karışımı sonraki adım kadar tutun.
  4. 10-30 µL THP-1-kollajen karışımı GTE yaralı bölgeye ekleyin. 0.7-1 Kültür ortamına yerine mL KSR orta PMA 10 ng/mL içeren.
  5. 72 h 37 ° C'de % 5 CO2 ile oksijen bir ortamda karışımı kuluçkaya.
  6. Dişeti iltihabı veya periodontal hastalık araştırma modeli kullanın (örneğin, potansiyel anti-inflamatuar ilaç iGTE sitokin yayın10üzerindeki etkilerini görmek için ekleyin). Alternatif olarak, 72 h PMA-tedavi atlarsanız, 2 µg/mL LPS kültür içine ekleyin ve doku oksijen bir atmosferde % 5 CO2 48 h11,1237 ° C'de kuluçkaya.

4. fiksasyon ve GTE ve iGTE bütün Mount Immunostaining kültürler

  1. Fiksasyon kültürlerin.
    1. Kültür orta 24-şey plaka kaldırın. Doku 2 kez fosfat tamponlu tuz (PBS) ile yıkayın.
    2. 1 mL % 10 formalin tarafsız tampon çözeltisi için INSERT ve 1 mL de kültür için ekleyin. 24-şey plaka gece 4 ° C'de bir buzdolabında bırakın.
    3. % 10 formalin tarafsız tampon çözüm ertesi gün kaldırın.
    4. Bütün Dağı immunostaining için 3 - 4 kez PBS ile doku fiksasyon sonra yıkayın.
    5. Hematoksilen Eozin (H & E) Boyama ve düzenli immunostaining için dehidratasyon, parafin gömme ve kesit ile devam edin.
      Not: Bütün Dağı immunostaining için bu adımı ihmal edilebilir.
  2. Bütün Dağı immunostaining
    Not: Bu protokol başvurusu 13 bir değişiklik yapıldı.
    1. Doku 3 yıkama PBS 0.5-1 x % Triton, 10-30 dakika her zaman.
    2. Belgili tanımlık doku 30 dk içinde engelleme arabellek için iki kez kuluçkaya (PBS %1 Triton + % 10 BSA), oda sıcaklığında.
    3. Doku 2 × engelleme arabellekte, 5-10 dk her zaman yıkama.
    4. Birincil antikor çözüm 50 µL gerekli seyreltme/toplama Ekle için ekler. Bir ince plastik sarılmak film doku kurutma önlemek için ekler sarmak için kullanın.
    5. 1-2 gün 4 ° C'de doku kuluçkaya
    6. Dokular yıkama 3 kez, 30 dk içinde PBS için % 1 Triton + % 10 BSA. Tekrar 3 kez, 5 dakika içinde PBS için % 1 yıkama Triton.
    7. İkincil antikor 50 µL engelleme arabellekte ekleyin (PBS %1 Triton + % 10 BSA) ve 5 µL Höchst 33342 çözüm (NucBlue canlı hücre leke) her ekleme. Bir ince plastik sarılmak film doku kurutma önlemek için ekler sarmak için kullanın.
    8. 1-2 gün 4 ° C'de kuluçkaya 24-şey plaka bir ıslak kağıt havlu sarın ve daha sonra kuluçka kullanılacak plastik bir paket içine koydu.
    9. Dokular için PBS % 1 triton 10 min 3 kez, yıkama
    10. Keskin iğne doku almak için kültür Ekle membran kesmek için kullanın. Membran bir slayt üzerine yerleştirin.
      Not: Doku membran üzerinde olmalıdır.
    11. Floresans Dağı orta 2-3 damla ekleyin. Bir cam ve karanlıkta 4 ° C'de mağaza ile doku analizi kadar kapsar.
    12. Doku mikroskobu (LSM) tarama confocal lazer ile görüntüleyin.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

or Start trial to access full content. Learn more about your institution’s access to JoVE content here

HaCaT hücreler tipik keratinosit Morfoloji faz kontrast mikroskobik gözlem (şekil 2A) altında görüntülenir. Tarayıcı elektron mikroskobik (SEM) görüntüleri HaCaT hücre yüzeyler tarafından birçok microvilli kaplıydı gösterdi. Hücreler arası bağlantıları HaCaT hücreleri arasındaki membran işlemler (şekil 2B) tarafından aracılık. HaCaT hücreleri HaCaT hücreleri jinjiva imar (şekil 2C) için uygun olduğunu gösteren dişeti epitel marker K8/1814, dile getirdi.

Şekil 3A GTE başarılı bir örnek gösterir ve şekil 3B GTE başarısız bir örneği gösterilir. Başarısız deneme (şekil 3B) kültür Ekle ortasına eklenmesini değil kollajen jel karışımı nedeniyle oluşur. Şekil 3 c GTE yara modeli doku doku zımba ile bir delik delme tarafından yapılabilir gösterdi. H & E (şekil 3D) Boyama ve SEM görüntüleri (şekil 3E) bu yetiştirme 19 gün, HaCaT hücreleri formu epitel ve kollajen jel gömülü HGF hücreleri formu lamina propria yaklaşık 10-20 kat gösterdi. Yeniden oluşturulan GTE lamina propria, HGF hücreleri fibroblastlar (şekil 3F) karakteristik morfolojisi sergilenen ve kolajen lifleri (şekil 3 g) iyi tanımlanmış bir dizi tarafından çevrili idi. Ayirt boyama vimentin ve TE-7 (her ikisi de dermal fibroblast işaretleri15vardır) GTE (şekil 4A ve 4B) lamina propria içinde ifade edilir gösterdi. K19, bileske ve cep epitel periodontitis16, belirli bir işaretçiye GTE (şekil 4 c) epitel içinde ifade kesin belirlenmemiş olduğu ve güçlü iGTE (şekil 4 d) epitel ifade edilir. Verileri HaCaT hücreleri epitel hücrelerinde anahtar periodontitis, içine özellikle lamina propria inflamatuar uyarılması sonra ayırabilirsiniz önerdi.

Dişeti iltihabı ve periodontitis, gibi inflamatuar dişeti hastalıkları histolojik olarak lenfositler ve makrofajlar varlığı ile karakterizedir ve fibrozis ve doku nekrozu17,18içinde neden. Bu protokol için THP-1 hücreler inflamatuar hücreler olarak iGTE için kullanılmıştır. Şekil 5, PMA-stimülasyon, olmadan gösterildiği gibi THP-1 hücreleri Monositik morfoloji ve çoğu orta (şekil 5A) satışa çıkardı sundu. Buna ek olarak, PMA 10 ng/mL 72 h için maruz kalma sonra THP-1 hücreleri % 50'den fazla makrofaj gibi hücreleri ayrıştırılan ve kültür yüzeye (şekil 5B) yapıştırılır. Benzer şekilde HaCaT ve HGF hücreleri8, THP-1 hücreleri kollajen jel ortak kültür orta (KSR orta) içinde büyüdü ve makrofaj gibi hücrelere PMA-tedavi sonrası (şekil 5C) farklı. Immunostaining gösterdi yapıştırılır THP-1 hücreleri CD68 ifade (makrofajlar19bir işaretleyici) (şekil 5 d) ve CD14 (makrofajlar başka bir işaretleyici) (şekil 6). İGTE oluşturmak için THP-1 monosit kollajen jel içinde gömülü ve bir yara (şekil 5E) taklit deliğin içine enjekte. PMA sonra 72 saat (10 ng/mL)-stimülasyon, THP-1 hücreleri makrofajlar (şekil 5F) bir yara taklit ve CD68 ifade deliğin içinde farklılaşmış (şekil 5G), onlar are güçlü-e doğru formu inflamatuar foci yaralı GTE içinde gösteren.

Bütün Dağı immünhistokimya (şekil 6) gösterdi bir yara sadece taklit delik hücrelerde THP-1 CD14 ifade (makrofajlar başka bir işareti), ancak aynı zamanda vimentin yanı sıra delik Edge fibroblastlar ifade. Vimentin etkin makrofajlar20tarafından ifade edilir. Verileri THP-1 makrofajlar işlevsel olduğunu doğruladı.

Figure 1
Şekil 1: Deneysel Tasarımlar. 3D insan dokusu karşılıkları jinjiva (GTE)(a)deneysel kurulumu ve inflamatuar GTE (iGTE) (B). Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.

Figure 2
Şekil 2: HaCaT lenfositi karakterizasyonu. (A)faz kontrast mikroskobik görüntü HaCaT hücre kültüründe. Ölçek çubuğu = 50 µm. (B) SEM görüntü HaCaT hücre. (C) immunohistokimyasal HaCaT hücre dişeti epitel hücre işaretçisi K8/18 için boyama. Yeşil, K8/18. Mavi, DAPI. Ölçek çubuğu 10 µm. = Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.

Figure 3
Şekil 3: jinjiva (GTE) 3D insan dokusu karşılıkları karakterizasyonu. (A)başarılı GTE kültür örneği. Doku kültürü Ekle ortasında olur. Başarısız bir GTE (B) örnek: GTE parçası dokusundan ayrılmış ve duvar (kırmızı ok) doğru önyargılı. (C) yaralı GTE: sarı ok gösterir tarafından doku zımba sayfalarında delik açılır. (D) H & E 19 (14 gün pozlama hava) gün için ekili GTE, boyama. Ölçek çubuğu = 50 µm. (E) SEM resim 19 gün boyunca ekili GTE dikey bir bölümünün. (F) faz kontrast HGF mikroskobik görüntü hücreleri GTE lamina propria oluşan kollajen jel içinde. Ölçek çubuğu 25 µm. (G) SEM görüntü GTE lamina propria HGF hücrelerin etrafındaki büyük kollajen liflerinin =. Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.

Figure 4
Şekil 4: vimentin, TE-7 ve GTE K19 ifadesidir. Ayirt GTE lamina propria işaretleri vimentin (A ve B) ve TE-7 (B) GTE ve epidermis işaretleyicisinde K19 GTE (C) ve (D) iGTE boyama. Kırmızı, vimentin ve K19. Yeşil, TE-7. Mavi, DAPI. E, epidermis; LP, lamina propria. Ölçek çubuğu 50 µm (A, C ve D), 20 µm (B) =. Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.

Figure 5
Şekil 5: THP-1 hücrelerin karakterizasyonu. Farklılaşmamış THP 1-(a)hücre kültüründe. Ölçek çubuğu 15 µm. (B) ayrıştırılan THP-1 makrofajlar =. Ölçek çubuğu = 15 µm. (C) THP-1 hücreleri kollajen jel KSR orta gömülü ve PMA ile 24 h ölçek için tedavi 50 µm. (D) immunohistokimyasal boyama THP-1 makrofajlar makrofaj işaretçisi CD68 için çubuk =. Kırmızı, CD68. Mavi, DAPI. Ölçek çubuğu 5 µm. (E) THP-1-kollajen karışımı HGE PMA tedavinin başında yaralı delik =. Ölçek çubuğu makrofajlar (Kırmızı oklar) 72 h PMA tedaviden sonra ayrıştırılan 25 µm. (F) THP-1 = hücre. Ölçek çubuğu 25 µm. (G) THP-1 hücreleri ifade makrofaj işaret CD68 =. Sarı Kesikli çizgi gösterir H & E. ölçek çubuğu yaralı delik alanı 100 µm. kırmızı, CD68 =. Mavi, Höchst 33342. Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.

Figure 6
Şekil 6: iGTE karakterizasyonu. CD14 (yeşil) ve vimentin (kırmızı) için bütün Dağı immünhistokimya iGTE gerçekleştirildi. İGTE (Toplam 416 µm. aracılığıyla yakalanan Z serisi görüntüleri (C) Panel 1 LSM taranan ilk bölümü ve son 25 paneldir. Bölümler arasında yaklaşık 16.64 µm aralığıdır). Temsilcisi bölüm (A) (Z-serisi görüntülerin No. 17), orthophoto ve 3D görüntü yığınının Z-(B) CD14 ve vimentin pozitif THP-1 makrofajlar iGTE yarada simüle delik 3D dağıtımını sundu. İGTE LSM tarama konumunu (D) belirtilir ve(a)sol üst köşede. Ölçek çubuğu 50 µm. sarı = noktalı çizgiler iGTE yaralı delik alanı gösterir. Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

or Start trial to access full content. Learn more about your institution’s access to JoVE content here

Bu iletişim kuralı dişeti doku eşdeğerleri ve deri altı yağ dokusu eşdeğerleri önceki raporlar8,21,22tarafından açıklanan oluşturma yöntemleri temel alır. Bu basit ve kolay bir yöntem olmasına rağmen bazı adımlar özel dikkat gerektirir. Örneğin, kollajen karışımı buz üstünde jel oluşumu çözüm önlemek için kullanım kadar tutulmalıdır. Kollajen karışımı içine kültür ekleme eklerken, çözüm önyargılı jel (like 3B şekiliçinde) şekillendirme önlemek için INSERT ortasına enjekte emin olun. GTE bir delik delme yetenek ister. Doku çok ıslak ise doku zımba bazen kadar doku seçemezsiniz. Bir doku biyopsisi sistemi veya forseps çifti yararlı olacaktır; Ancak, yaralı konum boyutları çok değişmiş. Bir delik açma olmadan THP-1 hücre-kollajen karışımı enjekte etmek için keskin iğne ile bir şırınga kullanmak mümkündür (jel iğne zarar yok emin olun).

Bu yöntemin sınırlama mükemmel karmaşık biyolojik olayları dişeti iltihabı ve periodontitis, iGTE yoksun kan damarları, nöronal hücre ve diğer bağışıklık hücreleri ve iltihap neden olur değil çünkü temsil edemiyoruz olmasıdır ana bilgisayar-biyofilm etkileşimler. Ancak, kısmen inflamatuar jinjiva patoloji sunan insan hücreleri tarafından yapılan tek vitro gingivitis doku model öyle. Model gerçek dişeti iltihabı ve periodontal hastalık için daha benzer şekilde 1 tarafından değiştirilebilir) GTE biyofilm ile ev sahibi-biyofilm etkileşimler oluşturmak için işbirliği yetiştirilmesi veya LPS (bileşikler dış membran kullanarak inflamatuar iGTE yanıt-e doğru uyarıcı Ayagin Gram-negatif bakteri ve güçlü bir enflamatuar başlatıcı iletişim kuralında önerisi olarak), 2) formu jinjiva-diş kompleksleri için ayıklanan dişlerde kollajen-HGF çözüm tohum ve sert doku ve 3 jinjiva iltihabı nasıl etkilediği gözlemleyerek) kullanarak insan dişeti epitel hücreleri epidermis GTE ve iGTE oluşturmak için.

Burada sunulan yöntemlerle GTE ve iGTE kültürler yara iyileşmesi, doku yenilenmesi, iltihap, hücre-hücre etkileşim çalışmaya çok yönlü araçları olarak ve ekran potansiyel ilaçlara dişeti iltihabı ve periodontal hastalık için kullanılabilir.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

Yazarlar hiçbir çıkar çatışması beyan ederim.

Acknowledgments

Bu eser kısmen bilim promosyon (JSP'ler) Grant-in-Aid için bilimsel araştırmalar (26861689 ve 17 K 11813) Japonya Derneği tarafından desteklenmiştir. Yazarlar Bay Nathaniel Green proofreading için teşekkür etmek istiyorum.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
Collagen type I-A Nitta Gelatin Inc For making dermis of GTE
MEM-alpha Thermo Fisher Scientific 11900073 Cell culture medium
Cell Culture Insert (for 24-well plate), pore size 3.0 μm Corning, Inc. 353096 For tissue culture
GlutaMAX Thermo Fisher Scientific 35050061 Cell culture reagent
DMEM Thermo Fisher Scientific 31600034 Cell culture medium
KnockOut Serum Replacement Thermo Fisher Scientific 10828028 Cell culture reagent
Tissue puncher Shibata system service co., LTD SP-703 For punching holes in GTE
RPMI 1640 Thermo Fisher Scientific 31800022 Cell culture medium
BSA Sigma-Aldrich A3294 For immunostaining
Hoechst 33342 (NucBlue Live Cell stain) Thermo Fisher Scientific R37605 For labeling nuclei
Fluorescence mount medium Dako For mounting samples after immunostaining
Anti-Cytokeratin 8+18 antibody [5D3] abcam ab17139 For identifying epithelium
Scaning electron microscope Hitachi, Ltd. HITACHI S-4000 For observing samples' surface topography and composition
Confocal laser scanning microscopy LSM 700; Carl Zeiss Microscopy Co., Ltd. LSM 700 For observing samples' immunofluorescence staining
Anti-Cytokeratin 19 antibody abcam ab52625 For identifying epithelium
Anti-vimentin antibody abcam ab92547 For identifying fibroblasts and activated macrophages
Anti-TE-7 antibody Millipore CBL271 For identifying fibroblasts in the dermis
Anti-CD68 antibody Sigma-Aldrich SAB2700244 For identifying macrophages
Human CD14 Antibody R&D Systems MAB3832-SP For identifying macrophages
Alexa Fluor 594-conjugated secondary goat anti-rabbit antibody Thermo Fisher Scientific A11012 For immunofluorescence staining
Alexa Fluor 488-conjugated secondary goat anti-mouse antibody Thermo Fisher Scientific A11001 For immunofluorescence staining
EVOS FL Cell Imaging System Thermo Fisher Scientific For observing the sample's immunofluorescence staining
THP-1 cells Riken BRC cell bank RCB1189 For making iGTE
PMA(Phorbol 12-myristate 13-acetate) Sigma-Aldrich P8139 For differentiatting THP-1 cells

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Cekici, A., Kantarci, A., Hasturk, H., Van Dyke, T. E. Inflammatory and immune pathways in the pathogenesis of periodontal disease. Periodontology 2000. 64, (1), 57-80 (2014).
  2. Hasturk, H., Kantarci, A., Van Dyke, T. E. Oral Inflammatory Diseases and Systemic Inflammation: Role of the Macrophage. Frontiers in Immunology. 3, 118 (2012).
  3. Koh, T. J., DiPietro, L. A. Inflammation and wound healing: The role of the macrophage. Expert reviews in molecular medicine. 13, e23 (2011).
  4. Mescher, A. L. Macrophages and fibroblasts during inflammation and tissue repair in models of organ regeneration. Regeneration. 4, (2), 39-53 (2017).
  5. Struillou, X., Boutigny, H., Soueidan, A., Layrolle, P. Experimental Animal Models in Periodontology: A Review. The Open Dentistry Journal. 4, 37-47 (2010).
  6. Han, Y. W., et al. Interactions between Periodontal Bacteria and Human Oral Epithelial Cells: Fusobacterium nucleatum Adheres to and Invades Epithelial Cells. Infection and Immunity. 68, (6), 3140-3146 (2000).
  7. Boukamp, P., Petrussevska, R. T., Breitkreutz, D., Hornung, J., Markham, A., Fusenig, N. E. Normal keratinization in a spontaneously immortalized aneuploid human keratinocyte cell line. J Cell Biol. 106, (3), 761-771 (1988).
  8. Xiao, L., Miwa, N. Hydrogen-rich water achieves cytoprotection from oxidative stress injury in human gingival fibroblasts in culture or 3D-tissue equivalents, and wound-healing promotion, together with ROS-scavenging and relief from glutathione diminishment. Hum Cell. 30, (2), 72-87 (2017).
  9. Tsuchiya, S., Yamabe, M., Yamaguchi, Y., Kobayashi, Y., Konno, T., Tada, K. Establishment and characterization of a human acute monocytic leukemia cell line (THP-1). Int J Cancer. 26, (2), 171-176 (1980).
  10. Ara, T., Kurata, K., Hirai, K., Uchihashi, T., Uematsu, T., Imamura, Y., Furusawa, K., Kurihara, S., Wang, P. L. Human gingival fibroblasts are critical in sustaining inflammation in periodontal disease. J Periodontal Res. 44, (1), 21-27 (2009).
  11. Park, E. K., Jung, H. S., Yang, H. I., Yoo, M. C., Kim, C., Kim, K. S. Optimized THP-1 differentiation is required for the detection of responses to weak stimuli. Inflamm Res. 56, (1), 45-50 (2007).
  12. Sharif, O., Bolshakov, V. N., Raines, S., Newham, P., Perkins, N. D. Transcriptional profiling of the LPS induced NF-kappaB response in macrophages. BMC Immunol. 8, 1 (2007).
  13. Abcam. Whole mount fluorescent immunohistochemistry. Available from: http://www.abcam.com/ps/pdf/protocols/whole_mount_fluorescent_ihc.pdf (2017).
  14. Shetty, S., Gokul, S. Keratinization and its disorders. Oman Med J. 27, (5), 348-357 (2012).
  15. Klinge, B., Matsson, L., Attström, R. Histopathology of initial gingivitis in humans. A pilot study. J Clin Periodontol. 10, (4), 364-369 (1983).
  16. Nagarakanti, S., Ramya, S., Babu, P., Arun, K. V., Sudarsan, S. Differential expression of E-cadherin and cytokeratin 19 and net proliferative rate of gingival keratinocytes in oral epithelium in periodontal health and disease. J Periodontol. 78, (11), 2197-2202 (2007).
  17. Goodpaster, T., Legesse-Miller, A., Hameed, M. R., Aisner, S. C., Randolph-Habecker, J., Coller, H. A. An immunohistochemical method for identifying fibroblasts in formalin-fixed, paraffin-embedded tissue. J Histochem Cytochem. 56, (4), 347-358 (2008).
  18. Langeland, K., Rodrigues, H., Dowden, W. Periodontal disease, bacteria, and pulpal histopathology. Oral Surg Oral Med Oral Pathol. 37, (2), 257-270 (1974).
  19. Holness, C. L., Simmons, D. L. Molecular cloning of CD68, a human macrophage marker related to lysosomal glycoproteins. Blood. 81, (6), 1607-1613 (1993).
  20. Mor-Vaknin, N., Punturieri, A., Sitwala, K., Markovitz, D. M. Vimentin is secreted by activated macrophages. Nat Cell Biol. 5, (1), 59-63 (2003).
  21. Xiao, L., Aoshima, H., Saitoh, Y., Miwa, N. The effect of squalane-dissolved on adipogenesis-accompanied oxidative stress and macrophage in a preadipocyte-monocyte co-culture system. Biomaterials. 31, (23), 5976-5985 (2010).
  22. Xiao, L., Aoshima, H., Saitoh, Y., Miwa, N. Highly hydroxylated fullerene localizes at the cytoskeleton and inhibits oxidative stress in adipocytes and a subcutaneous adipose-tissue equivalent. Free Radic Biol Med. 51, (7), 1376-1389 (2011).
Üç boyutlu inflamatuar insan dokusu jinjiva karşılıkları
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Xiao, L., Okamura, H., Kumazawa, Y. Three-dimensional Inflammatory Human Tissue Equivalents of Gingiva. J. Vis. Exp. (134), e57157, doi:10.3791/57157 (2018).More

Xiao, L., Okamura, H., Kumazawa, Y. Three-dimensional Inflammatory Human Tissue Equivalents of Gingiva. J. Vis. Exp. (134), e57157, doi:10.3791/57157 (2018).

Less
Copy Citation Download Citation Reprints and Permissions
View Video

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
simple hit counter