כאן, אנו מציגים פרוטוקול ללמוד הפתופיזיולוגיה של רטינופתיה סוכרתית proliferative באמצעות רקמות החולה נגזר, טוחנות בניתוח, fibrovascular לתרבות vivo לשעבר ואפיון רקמות יליד תלת מימדי. Ex-vivo תרבות דגם זה גם לשכנוע בדיקה או לפתח טיפולים חדשים.
הרשמה ל-JoVE נדרשת לצפייה בתוכן זה. התחברו או התחילו בגרסת ניסיון בחינם.
מאמר שיטה
כאן, אנו מציגים פרוטוקול ללמוד הפתופיזיולוגיה של רטינופתיה סוכרתית proliferative באמצעות רקמות החולה נגזר, טוחנות בניתוח, fibrovascular לתרבות vivo לשעבר ואפיון רקמות יליד תלת מימדי. Ex-vivo תרבות דגם זה גם לשכנוע בדיקה או לפתח טיפולים חדשים.
רטינופתיה סוכרתית (ד ר) microvascular. הסיבוך הנפוץ ביותר של מחלת הסוכרת, אחד המובילים גורמת לעיוורון אצל מבוגרים בגיל העבודה. אין מודלים בבעלי חיים הנוכחי של סוכרת, רטינופתיה חמצן-induced לפתח את השינויים מתקדמת טווח מלא בא לידי ביטוי אנושי proliferative רטינופתיה סוכרתית (PDR). לכן, הבנה של המחלה פתוגנזה ו פתופסיולוגיה הסתמכה בעיקר על השימוש של מקטעים היסטולוגית ודוגמאות בזגוגית, גישות מספקים רק מידע מצב יציב על הגורמים פתוגניים המעורבים. הוכחה גוברת מציין כי התא דינמי-תא ואינטראקציות מטריצה חוץ-תאית תא (ECM) בהקשר של תלת מימד (3D) microenvironments הם חיוניים עבור המחקרים מכניסטית ופונקציונליים לקראת הפיתוח חדש אסטרטגיות טיפול. לכן, שיערנו כי יכול להיות מנוצל הרקמה fibrovascular פתולוגית טוחנות בניתוח עיניים עם PDR לפענח בצורה אמינה את המנגנונים תאית ומולקולרית של המחלה ההרסנית הזאת, כדי לבחון את פוטנציאל קליני רומן התערבויות. למטרה זאת, פיתחנו שיטה עבור תלת-ממד ex-vivo תרבות של טוחנות בניתוח החולה נגזר fibrovascular רקמה (FT), אשר ישמש מודל הרלוונטיים של פתופסיולוגיה PDR האנושי. FTs ביתר explants, בתוך מטריצת פיברין ex-vivo אפיון תרבות ותלת מימד. Immunofluorescence כולה-הר של FTs יליד ותרבויות מובילים מאפשר חקירה יסודית של רקמת חיבור ותהליכים multicellular, הדגשת חשיבות האפיון רקמות ברמת תלת-ממד עבור חשיפת התכונות הרלוונטיות של פתופסיולוגיה PDR. מודל זה יאפשר את ההערכה סימולטני של המנגנונים המולקולריים, תהליכים סלולרי/רקמות ותגובות לטיפול בהקשר מורכבים של אינטראקציות הביוכימי ופיזית דינאמיים בתוך PDR רקמות אדריכלות, microenvironment. מאז מודל זה recapitulates PDR פתופיזיולוגיה, זה יהיה גם לשכנוע בדיקה או לפתח טיפולים חדשים.
ד ר הוא סיבוך עינית רציני של סוכרת, מחלה אשר הגיעה לממדים עצומים בשלושת העשורים האחרונים1. עשרים שנה אחרי האבחנה, כמעט בכל חולה עם סוכרת מסוג 1 ו- 60% של חולים עם סוג 2 סוכרת סימנים הנוכחי של רטינופתיה, הפיכת סוכרת כשלעצמה אחד המובילים גורמת לעיוורון בקרב עובדים מבוגרים גיל2. בהתאם לרמה של ניוון microvascular נזק איסכמי, מסווגים ד ר ד ר לא שגשוג (הלא-PDR) ואת ד ר המקדימות (PDR). המחלה בשלב הסופי, PDR, מאופיין כורוידאלית איסכמיה - ו דלקת-induced ותגובות שהותירה את הממשק vitreoretinal. בתנאי שלא טופלו, תהליכים אלה תוביל לעיוורון עקב דימום בזגוגית, פיברוזיס ברשתית, tractional הרשתיות ו- neovascular גלאוקומה3,4. למרות ההתקדמות, אפשרויות הטיפול הנוכחי התמקד רק ד ר בשלבים, כולל בצקת מקולרית סוכרתית ו- PDR, כאשר ברשתית יש כבר התפתח. יתר על כן, שיעור גדול של חולים ד ר לא תועלת armamentarium הטיפול הנוכחי, המציין צורך דחוף טיפולים משופרים4,5,6.
מרובות אניn vivo מחלות התפתחותיות מודלים אחרים, מודלים בעלי חיים סוכרתיים פותחו עד כה, אך אף אחד מהם לא recapitulates בטווח המלא של תכונות פיפטות שנצפו. PDR האנושי7,8. יתר על כן, הוכחה גוברת מציין כי הטיפול תגובות מחוברים בחוזקה את ההרכב ECM כמו גם סידור מרחבי ואינטראקציה בין הסלולר, acellular microenvironment9. לפיכך, אנו, פיתוח מודל הרלוונטית קלינית של PDR האנושי על-ידי ניצול החומר פתולוגיים מטרים הוא בדרך כלל טוחנות מעיני העוברים vitrectomy כחלק הנהלת PDR10כירורגי.
כתב יד זה מתאר הפרוטוקול עבור 3D ex-vivo תרבות, אפיון ניתוח-טוחנות, PDR החולה נגזר מטרים פתולוגי. השיטה המתוארת כאן נעשה שימוש בפרסום האחרונות הראו דקונסטרוקציה מוצלחת של הנוף רקמות PDR 3D מקורי, החוק הביוגנטי מהתכונות של פתופסיולוגיה PDR כולל האנגיוגנזה ותגובות שהותירה של פרובי מבנים וסקולרית11. מודל זה התגלה גם תכונות רומן לא יכול להיות בקלות מוערכת ממקטעים היסטולוגית דק, כגון במרחב מוגבל אפופטוזיס, התפשטות, כמו גם היווצרות כלי דם איון11. נוזל בזגוגית כבר בשימוש בהצלחה על תרבויות ספרואיד אנדותל תלת-ממד כדי להעריך שלה האנגיוגנזה פוטנציאליים והיעילות של מולקולות angiostatic12על ידי אחרים. בשילוב עם במבחנה 3D תא אנדותל הלימפה (לץ) ספרואיד הלבלוב assay באמצעות PDR הזגוגיות כמו ממריץ, המודל שלנו חשף שהתרומה של שני vitreal מסיסים גורמים כמו גם מקומיים כמו רמזים בתוך רקמת neovascular כדי כמו עדיין ממעטים להבין לץ מעורבות PDR פתופסיולוגיה3,11. ניהול של PDR, ניתוח vitreoretinal הוא הליך שגרתי שבוצעו עדיין מאתגרת. כפי instrumentations כירורגית וטכניקות רואים התקדמות רציפה ותחכום, הסרה שמרנית ובמועד של הדגימה proliferative fibrovascular לא רק משפר את החזון התוצאה, אלא גם מספק חומר רקמות שלא יסולא בפז חקירת PDR תגובות פתופיזיולוגיה וטיפול בהיבטים translational מורכבים של microenvironment רקמה אנושית חיה.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
מחקר זה אושרה על ידי הועד המוסדי והוועדה האתית של בית החולים של אוניברסיטת הלסינקי. חתום מדעת היה המתקבלים לכל מטופל.
1. הכנת פתרונות, מדיה וציוד
2. fibrovascular רקמות לנתיחה
3. יציקה פיברין זקוף ג'ל טיפות אפיון מטרים יליד והתרבות לשעבר Vivo
4. "במטריצת" הדמיה
5. יליד מטרים ונקודת תרבות Vivo לשעבר
הערה: ג'לים מטרים/פיברין שניתן תרבותי שמחוץ לתקופת הזמן הרצוי (רגל ex-vivo תרבויות) או קבוע באותו יום (יליד FT) עבור מטרים יליד אפיון11.
6. כולה-הר Immunofluorescence מכתים
הערה: פרוטוקול זה נמשך 5 ימים, יכול להיות מופרע עם incubations לילה במקומות המסומנים. אל תתנו את פיברין ג'לים יבש בכל נקודה. כל השלבים מתבצעים ב- RT, אלא אם צוין אחרת.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
הבנה עמוקה יותר של מאפייני הרקמה fibrovascular PDR וביטוי חלבונים הסתמכה בעיקר על דק היסטולוגית מטרים סעיפים3,15,16,17ודוגמאות בזגוגית. כדי לפתח שיטה מעמיקה של הארגון רקמות 3D והתהליכים physiopathological multicellular PDR, יצאנו כדי לנצל את ניתוח נכרת, החולה נגזר FTs פתולוגיים על אפיון 3D ו- ex-vivo תרבות. FTs טריים להעביר את מעבדת המחקר, מעובד כמופיע בזרימת הע...
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
בהתחשב החשיבות של רקמות הרלוונטיים microenvironment עבור תוצאות מכניסטית מולקולרית ותא פונקציונלי אמין, זה הכרחי כדי למצוא גרסאות ניסיוניות המתאימות המספקים סביבה זו רקמה. המתוארים במסמך זה שמחוץ PDR תרבות המודל FTs פיברין-מוטבע מאפשר החקירה על מנגנוני PDR פתופסיולוגיה בהקשר מקורית, מורכבים ולא multicellular של הדגימות PDR קליניים.
השלבים הקריטיים בתוך הפרוטוקול הם היווצרות ג'ל פיברין תקין, המיקום של מטרים, כביסה נאותה במהלך ההכתמה. מאז היווצרות ג'ל פיברין תלויה בעיקר הפעילות תרומבין,...
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
המחברים אין לחשוף.
המחברים אסירי רשתית רפואי וכירורגי עמיתים, אחיות, כל הצוות של יחידת סוכרת, יחידת הניתוח Vitreoretinal מחלקת עיניים, בית החולים האוניברסיטאי הלסינקי עבור המשתתפים באופן פעיל בלשכת הגיוס של חולים. אנו מודים Biomedicum יחידת הדמיה מולקולרית על מתקני הדמיה. אנו מודים זולטן צ'רניינקו לסיוע טכני מעולה. מחקר זה נתמך על ידי מענקים האקדמיה של פינלנד (KL), אוניברסיטת הלסינקי (KL), סיגריד Juselius קרן (KL), קרן ג'והנסון אלבין ק' (KL), מכון הסרטן פינית (KL), קרולינסקה Institutet (KL), פינית העין קרן (SL), עין, קרן בנק רקמות (SL), מרי, קרן Ehrnrooth ג גאורג (SL) ו מענקי מחקר קליני HUCH (TYH2018127 לאחר TYH2016230, SL), לסוכרת (SL, KL, AK, למשל), כמו גם את תכנית הדוקטורט וההתערבות (למשל).
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
| שם | חברה | מספר קטלוג | הערות |
|---|---|---|---|
| <חזק>חומר | |||
| מיקרו-מלקחיים | מדיקון | 07.60.03 | משמש לטיפול |
| באזמל חד פעמי FTs - סטרילי | Swann-Morton | 0513 | משמש לדיסקציה FT |
| צלחת תרבית, מאווררת, 28 מ"ל (60 מ"מ) | Greiner Bio-One | 391-3210 | משמש לדיסקציה ולבדיקת היווצרות |
| ג'ל פיבריןלוחות תרבית תאים, 12 בארות | Greiner Bio-One | 392-0049 | משמש לדיסקציה FT וצינור ריאגנט/צנטריפוגה אימונופלואורסצנטי בהרכבה שלמה |
| עם מכסה בורג, 15 מ"ל | Greiner Bio-One | 391-3477 | |
| צינור ריאגנט/צנטריפוגה עם מכסה בורג, 50 מ"ל | Greiner Bio-One | 525-0384 | |
| Millex-GV יחידת מסנן מזרק, 0.22 ומיקרו; m, PVDF | Millipore | SLGV033RS | משמש לסינון סטרילי של מזרק תמיסת הפיברינוגן |
| , 10 מ"ל | בראון | 4606108V | משמש לסינון סטרילי של תמיסת הפיברינוגן |
| צינורות מיקרוצנטריפוגה פוליפרופילן, 1.5 מ"ל | פישר | FB74031 | |
| מולטי צ'ינס שטופלו בתרבית תאים, 24 בארות | Nunc | 142475 | משמש ליציקת ג'ל FT/fibrin לאפיון FT מקורי ותרבית ex vivo |
| לוחות תרבית תאים, 96 בארות, U-bottom | Greiner Bio-One | 392-0019 | משמש למרית אימונופלואורסצנטית שלמה |
| /שטוחה, נירוסטה | VWR | 82027-528 | משמש לכיסויים אימונופלואורסצנטיים שלמים |
| 22x22 מ"מ #1 | Menzel/Fisher | 15727582 | משמש עבור הרכבה |
| שקופיות מיקרוסקופ | פישר | קינדלר K102 | משמש להרכבת |
| נייר סופג | VWR | 115-0202 | משמש להרכבה |
| <חזק>שםחזק | <חזק>חברה | <חזק>מספר קטלוגי | <חזק>הערות |
| <>חזק>ריאגנטים | |||
| טבליות PBS | Medicago | 09-9400-100 | משמשות להכנת 1x |
| PBS פיברינוגן, מדולל פלסמינוגן, פלזמה אנושית | Calbiochem | 341578 | |
| Hanks תמיסת מלח מאוזנת | Sigma-Aldrich | H9394-500ML | משמש להכנת תמיסת הפיברינוגן ותמיסת TA |
| סרום בקר עוברי | Gibco | 10270106 | משמש להכנת החסימה פתרון |
| סרום אנושי | Sigma-Aldrich | H4522 | Aliquoted in -20 ° C, להפשיר לפני הכנת אמצעי התרבית ex vivo |
| Gentamicin Sulfate 10mg/ml | Biowest | L0011-100 | |
| Endothelial Cell Media MV Kit | Promocell | C-22120 | מכיל 500 מ"ל של מדיום גידול תאי אנדותל MV, 25 מ"ל של סרום עגל עוברי, 2 מ"ל של תוסף צמיחת תאי אנדותל, 500 μ L של גורם גדילה אפידרמלי אנושי רקומביננטי (10 μ g/mL) ו-500 μ L של הידרוקורטיזון (1 גרם/מ"ל) |
| נתרן אזיד | Sigma-Aldrich | S2002 | משמש לאחסון של ה-FTs המקוריים וex vivo מתורבתים. רעיל: ללבוש כפפות מגן ו/או בגדים, והגנה על העיניים ו/או הפנים. השתמש במכסה אדים. |
| אצטון | סיגמא-אולדריץ' | 32201-2.5L-M | משמש להכנת התמיסה שלאחר הקיבוע. מזיק: ללבוש כפפות ו/או ביגוד מגן. השתמש במכסה אדים. |
| מתנול | סיגמא-אולדריץ' | 32213 | משמש להכנת התמיסה שלאחר הקיבוע. רעיל: ללבוש כפפות ו/או ביגוד מגן. השתמש במכסה אדים. |
| טריטון X-100 (אוקטיל פנול אתוקסילט) | סיגמא-אולדריץ' | T9284 | משמש לאימונופלואורסצנציה שלמה. מזיק: ללבוש כפפות ו/או ביגוד מגן. |
| Hoechst 33342, 20mM | Life Technologies | 62249 | לצביעה נגדית של גרעינים. מזיק: ללבוש כפפות מגן ו/או ביגוד, והגנה על העיניים ו/או הפנים. |
| VECTASHIELD Antifade הרכבה מעבדות וקטור בינוני | H-1000 | ללבוש כפפות ו/או ביגוד מגן, והגנה על העיניים. השתמש במכסה אדים. | |
| מדיום הרכבה VECTASHIELD Antifade עם DAPI | Vector Laboratories | H-1200 | מדיום הרכבה עם צביעה נגדית של גרעינים. ללבוש כפפות ו/או ביגוד מגן, והגנה על העיניים. השתמש במכסה אדים. |
| Eukitt מדיום הרכבה מתקשה מהיר | Sigma-Aldrich | 03989-100ml | רעיל: ללבוש כפפות מגן ו/או ביגוד, והגנה על העיניים. השתמש במכסה אדים. |
| תרומבין מפלזמת בקר, אבקה ליופילית | Sigma-Aldrich | T9549-500UN | להמיס ב-100 יחידות/מ"ל, להצטט ולאחסן ב-20 מעלות; ג, הימנע מהקפאה/הפשרה חוזרת של |
| אפרוטינין מריאות בקר, אבקה ליופילית | Sigma | A3428 | ממיסים ב-50 מ"ג/מ"ל, מצטטים ומאחסנים ב-20 מעלות; ג, הימנע מהקפאה חוזרת/ הפשרה |
| <חזק>שם | <חזק>חברה | <חזק>מספר קטלוגי | <חזק>תגובות |
| <חזק>גורמי צמיחה | |||
| VEGFA אנושי רקומביננטי | D Systems | 293-VE-010 | 50 ננוגרם/מ"ל ריכוז סופי |
| רקומביננטי אנושי | VEGFC מו"פ D Systems | 752-VC-025 | 200 ננוגרם/מ"ל ריכוז סופי |
| רקומביננטי אנושי TGF ובטא | Millipore | GF346 | 1 ננוגרם/מ"ל ריכוז סופי |
| רקומביננטי אנושי bFGF | Millipore | 01-106 | 50 ננוגרם/מ"ל ריכוז סופי |
| <חזק>שם | <חזק>חברה | <חזק>מספר קטלוגי | <חזק>הערות |
| <חזק>נוגדנים ראשוניים | |||
| CD31 (JC70A) | Dako | M0823 | בשימוש בדילול של 1:100, חמור נגד עכבר Alexa 488 משני |
| AB CD34 (QBEND10) | Dako | M716501-2 | בשימוש בדילול של 1:100, חמור נגד עכבר Alexa 488 Ab משני |
| CD45 (2B11+PD7/26) | Dako | M070129-2 | בשימוש בדילול של 1:100, חמור נגד עכבר Alexa 488 Ab משני |
| CD68 | ImmunoWay | RLM3161 | בשימוש בדילול 1:100, חמור נגד עכבר Alexa 488 משני Ab |
| שסוע caspase-3 (5A1E) | איתות תאים | 9664 | בשימוש בדילול 1:200, עז אנטי ארנב Alexa 594 משני Ab |
| ERG (EP111) | Dako | M731429-2 | בשימוש בדילול 1:100, עז אנטי ארנב Alexa 594 משני |
| Ab GFAP | Dako | Z0334 | בשימוש בדילול 1:100, עז אנטי ארנב Alexa 594 משני Ab |
| Ki67 | Leica Microsystems | NCL-Ki67p | בשימוש בדילול של 1:1500, עז אנטי ארנב Alexa 594 משני |
| Ab Lyve1 | R& D Systems | AF2089 | בשימוש בדילול 1:100, חמור נגד עז Alexa 568 משני Ab |
| NG2 | Millipore | AB5320 | בשימוש בדילול 1:100, עז אנטי ארנב Alexa 594 משני Ab |
| Prox1 | ReliaTech | 102-PA32 | בשימוש בדילול 1:200, עז נגד ארנב Alexa 568 משני |
| Ab Prox1 | R& D Systems | AF2727 | בשימוש בדילול של 1:40, עוף נגד עזים Alexa 594 Ab משני |
| VEGFR3 (9D9F9) | Millipore | MAB3757 | בשימוש בדילול של 1:100, חמור נגד עכבר Alexa 488 משני Ab |
| α-SMA (1A4) | Sigma | C6198 | בשימוש בדילול של 1:400, Cy3 מצומד |
| <חזק>שם | <חזק>חברה | <חזק>קטלוג מספר | <חזק>הערות |
| <חזק>נוגדנים משניים | |||
| Alexa Fluor488 חמור נגד עכבר IgG | Life Technologies | A-21202 | בשימוש ב-1:500 דילול |
| Alexa Fluor594 עז נגד ארנב IgG | Invitrogen | A-11012 | בשימוש ב-1:500 דילול |
| Alexa Fluor568 חמור נגד עיזים IgG | Thermo Scientific | A-11057 | בשימוש ב-1:500 דילול |
| Alexa Fluor568 עז אנטי-ארנב IgG | Thermo Scientific | A-11036 | בשימוש ב-1:500 דילול |
| Alexa Fluor594 בדיקות | מולקולריות | עוף A-21468 | בשימוש ב-1:500 דילול |
| <חזק>שם<חזק>< | חזק>חברה | <חזק>מספר קטלוגי | Comments |
| >microscopes | |||
| Axiovert 200 מיקרוסקופ אפיפלואורסצנטי הפוך | Zeiss | זקוף FT SZX9 טרי ומשובץ פיברין | |
| אולימפוס | לדיסקציה FT | ||
| LSM 780 מיקרוסקופ קונפוקלי | Zeiss | להדמיה של | |
| מיקרוסקופ אפיפלואורסצנטי זקוף FT AxioImager.Z1 | Zeiss | להדמיה של FT מוכתם חיסוני שלם |
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.