Waiting
Login processing...

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

Bioengineering

Dissectie en isolatie van regiospecifiek gedecellulariseerd longweefsel

Published: September 29, 2023 doi: 10.3791/65276

Summary

Hier wordt een protocol gepresenteerd voor de isolatie van regionaal gedecellulariseerd longweefsel. Dit protocol biedt een krachtig hulpmiddel voor het bestuderen van complexiteiten in de extracellulaire matrix en cel-matrix interacties.

Abstract

Longtransplantatie is vaak de enige optie voor patiënten in de latere stadia van ernstige longziekte, maar dit is beperkt zowel vanwege de levering van geschikte donorlongen als zowel acute als chronische afstoting na transplantatie. Het vaststellen van nieuwe bio-engineeringbenaderingen voor de vervanging van zieke longen is noodzakelijk voor het verbeteren van de overleving van patiënten en het voorkomen van complicaties die verband houden met de huidige transplantatiemethoden. Een alternatieve benadering omvat het gebruik van gedecellulariseerde hele longen zonder cellulaire bestanddelen die meestal de oorzaak zijn van acute en chronische afstoting. Omdat de long zo'n complex orgaan is, is het van belang om de extracellulaire matrixcomponenten van specifieke regio's te onderzoeken, waaronder de vasculatuur, luchtwegen en alveolair weefsel. Het doel van deze aanpak is om eenvoudige en reproduceerbare methoden vast te stellen waarmee onderzoekers regiospecifiek weefsel uit volledig gedecellulariseerde longen kunnen ontleden en isoleren. Het huidige protocol is bedacht voor varkens- en mensenlongen, maar kan ook op andere soorten worden toegepast. Voor dit protocol werden vier regio's van het weefsel gespecificeerd: luchtweg, vasculatuur, longblaasjes en bulklongweefsel. Deze procedure maakt het mogelijk om weefselmonsters te verkrijgen die de inhoud van het gedecellulariseerde longweefsel nauwkeuriger weergeven in tegenstelling tot traditionele bulkanalysemethoden.

Introduction

Longziekten, waaronder chronische obstructieve longziekte (COPD), idiopathische longfibrose (IPF) en cystische fibrose (CF), blijven momenteel zonder genezing 1,2,3,4. Longtransplantatie is vaak de enige optie voor patiënten in latere stadia, maar dit blijft een beperkte optie, zowel vanwege de levering van geschikte donorlongen als zowel acute als chronische afstoting na transplantatie 3,5,6. Als zodanig is er een kritieke behoefte aan nieuwe behandelingsstrategieën. Een veelbelovende benadering in respiratoire bio-engineering is de toepassing van van weefsel afgeleide steigers bereid uit gedecellulariseerd inheems longweefsel. Omdat acellulaire hele longsteigers veel van de complexiteit van de oorspronkelijke extracellulaire matrix (ECM) samenstelling en bioactiviteit behouden, zijn ze intensief bestudeerd voor whole-organ engineering en als verbeterde modellen voor het bestuderen van longziektemechanismen 7,8,9,10. Tegelijkertijd is er een toenemende interesse in het gebruik van gedecellulariseerde weefsels van verschillende organen, waaronder longen, als hydrogels en andere substraten voor het bestuderen van cel-cel- en cel-ECM-interacties in organoïde en andere weefselkweekmodellen 11,12,13,14,15,16,17 . Deze bieden meer relevante modellen dan commercieel beschikbare substraten, zoals Matrigel, afgeleid van tumorbronnen. De informatie over van de menselijke longen afgeleide hydrogels is momenteel echter relatief beperkt. We hebben eerder hydrogels beschreven die zijn afgeleid van gedecellulariseerde varkenslongen en hebben zowel hun mechanische als materiaaleigenschappen gekarakteriseerd, evenals hun nut aangetoond als celkweekmodellen18,19. Een recent rapport beschrijft de initiële mechanische en visco-elastische karakterisering van hydrogels afgeleid van gedecellulariseerde normale en zieke (COPD, IPF) menselijke longen20. We hebben ook de eerste gegevens gepresenteerd die het glycosaminoglycaangehalte van gedecellulariseerde normale en COPD menselijke longen karakteriseren, evenals hun toepasbaarheid voor het bestuderen van cel-cel- en cel-ECM-interacties11.

Deze voorbeelden illustreren de kracht van het gebruik van gedecellulariseerde menselijke long-ECM's voor onderzoeksdoeleinden. De long is echter een complex orgaan en zowel de structuur als de functie variëren in verschillende regio's van de long, inclusief de samenstelling van de ECM en andere eigenschappen zoals stijfheid21,22. Als zodanig is het van belang om de ECM te bestuderen in individuele regio's van de long, waaronder de luchtpijp en grote luchtwegen, middelgrote en kleine luchtwegen en longblaasjes, evenals grote, middelgrote en kleine bloedvaten. Hiertoe hebben we een betrouwbare en reproduceerbare methode ontwikkeld voor het ontleden van gedecellulariseerde menselijke en varkenslongen en vervolgens het isoleren van elk van die anatomische gebieden. Dit heeft een gedetailleerde differentiële analyse van het regionale eiwitgehalte in zowel normale als zieke longen mogelijk gemaakt21.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

Alle dierstudies zijn uitgevoerd in overeenstemming met de IACUC van de Universiteit van Vermont (UVM). Alle menselijke longen werden verkregen van UVM Autopsy Services en gerelateerde studies werden uitgevoerd volgens de richtlijnen van IRB van UVM.

OPMERKING: Decellularisatie van varkens- en menselijke longen is eerder beschreven door onze groep 7,8,9,10,21. Kortom, hele longkwabben worden gedecellulariseerd door sequentiële perfusie van de luchtwegen en vasculatuur met een reeks van 2 L reinigingsmiddel- en enzymoplossingen met behulp van een peristaltische pomp: 0,1% Triton-X 100, 2% natriumdeoxycholaat, 1 M natriumchloride, 30 μg / ml DNase / 1,3 mM MgSO 4/2 mM CaCl2, 0,1% perazijnzuur /4% ethanol, en een gedeïoniseerde waterwassing. Standaardmethoden voor het bevestigen van efficiënte decellularisatie omvatten de bepaling van <50 ng / mg resterend dubbelstrengs DNA in gedecellulariseerde longen en de afwezigheid van DNA-fragmenten door gelelektroforese, en nucleaire kleuring door hematoxyline en eosine (H &E) kleuring 9,21.

1. Instellen

  1. Verzamel alle benodigde apparatuur die nodig is voor de dissectieprocedure, inclusief een glazen ovenschotel, twee paar chirurgische pincetten, een tang en een paar chirurgische scharen en een autoclaaf voor gebruik.
  2. Verkrijg een deel van de long, plaats het in de glazen ovenschaal en oriënteer het zo dat het superieure uiteinde van de luchtweg duidelijk te zien is.
  3. Identificeer het proximale uiteinde van de vasculatuur en houd het intact tot latere stappen. Het uiteinde van de vasculatuur moet duidelijk zichtbaar zijn en volledig ondoorzichtig wit van kleur.
  4. Verwijder met een pincet en een chirurgische schaar alle borsten die mogelijk langs de buitenkant van de long zitten en gooi deze weg.

2. De luchtweg blootleggen

  1. Gebruik een spreidingstechniek met de chirurgische schaar en werk voorzichtig om de extra luchtweg bloot te leggen.
    1. Lokaliseer de grootste luchtweg, die meestal een diameter van ongeveer 2-4 cm heeft. Een andere manier om een luchtweg te identificeren is door de observatie van kraakbeenringen, die visueel of via palpatie van het weefsel kunnen worden gedetecteerd.
    2. Palpeer met behulp van een tang de lengte van de luchtweg om de locatie van de onzichtbare luchtweg te bepalen tot een diepte van ongeveer 1 inch.
      OPMERKING: Omdat het bekleed is met kraakbeenringen, is de luchtweg kenmerkend harder dan de andere longweefsels. Als zodanig zou het vinden en palperen van de onzichtbare luchtweg relatief eenvoudig moeten zijn.
    3. Houd de chirurgische schaar parallel aan de luchtweg en steek de gesloten uiteinden in het weefsel direct rond de onzichtbare luchtweg.
    4. Open langzaam de chirurgische schaar om het omliggende membraan voorzichtig uit elkaar te trekken. Verwijder vervolgens de chirurgische schaar en vermijd het knippen van welk weefsel dan ook.
    5. Herhaal dit proces met tussenpozen gedurende de dissectieprocedure om de luchtweg te blijven blootstellen.
  2. Knip met de chirurgische schaar de luchtweg op de vertakkingspunten af en ontleed langs beide takken onafhankelijk.
    OPMERKING: Een vertakkingspunt is een locatie waar één luchtweg zich splitst in twee afzonderlijke luchtwegen.
  3. Scheid gebieden van de luchtweg eenmaal zeker dat de intacte uiteinden identificeerbaar en gemakkelijk te lokaliseren zullen blijven voor verdere dissectie.
  4. Plaats afgehakte delen van de luchtweg in de overeenkomstige buis. De grootte van de afgesneden gebieden varieert afhankelijk van het monster, maar zal over het algemeen tussen 1-5 cm lang zijn. De breedte varieert op basis van de relatieve locatie langs de luchtwegboom, waarbij de distale gebieden kleinere breedtes behouden dan de meer proximale regio's.

3. Blootleggen en exciëren van gebieden van de vasculatuur

  1. Oefen zachte druk uit op de vasculatuur en trek langzaam weg van de luchtweg. Laat de vasculatuur iets uitrekken en gebruik een chirurgische schaar om de vasculatuur verder te scheiden van de luchtwegen.
    OPMERKING: Te veel druk zal de vasculatuur scheuren. Als de vasculatuur scheurt, plaatst u eenvoudig dat deel van de vasculatuur in de overeenkomstige gelabelde buis en identificeert u het intacte uiteinde.
  2. Wanneer een vertakkingspunt in de vaatboom is blootgesteld, gebruik dan een chirurgische schaar en pincet om meer inferieure delen van de vasculatuur bloot te leggen.
    1. Begin met het inbrengen van de gesloten uiteinden van de chirurgische schaar net onder een vertakkingspunt en tussen de twee overeenkomstige vasculatuurgebieden.
    2. Open langzaam de schaar om de onderliggende weefsels uit elkaar te spreiden.
    3. Gebruik met tussenpozen een pincet om het weefsel te verwijderen dat uit elkaar is gespreid met behulp van de chirurgische schaar, evenals elk ander weefsel direct rond de vasculatuur.
  3. Wanneer de vasculatuur delen van de luchtweg bedekt of omslachtig wordt voor een stap in de dissectieprocedure, snijdt u de vasculatuur op een vertakkingspunt en ontleedt u verder langs beide takken onafhankelijk.
  4. Scheid gebieden van de vasculatuur eenmaal zeker dat de intacte uiteinden identificeerbaar en gemakkelijk te lokaliseren zullen blijven voor verdere dissectie.

4. Identificatie en excising van alveolair weefsel

  1. Gebruik een tang of pincet, knijp en scheur vervolgens voorzichtig kleine gebieden van alveolair weefsel weg.
    1. Lokaliseer een gebied van weefsel dat zich niet in de directe omgeving van de luchtweg of de vasculatuur bevindt.
    2. Knijp met het pincet in een klein deel van het weefsel dat verstoken lijkt te zijn van vasculatuur of luchtwegen.
    3. Scheur het beknelde gebied van het weefsel uit de long.
  2. Observeer het gebied van het verwijderde weefsel en bevestig of het alveolair weefsel is of niet.
    OPMERKING: Alveolair weefsel is aanwezig in de hele long, dus het kan en moet worden verwijderd tijdens de dissectieprocedure. Elk weefsel dat niet gemakkelijk kan worden geïdentificeerd als voornamelijk longblaasjes, vasculatuur of luchtwegen, moet worden gecategoriseerd als bulkweefsel en in de overeenkomstige gelabelde buis worden geplaatst.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

Een algemeen schema van het protocol is weergegeven in figuur 1. Eenmaal onder de knie, is de regionale dissectie van gedecellulariseerd longweefsel gemakkelijk reproduceerbaar. Het bepalen van de categorisatie van elk afgehakt weefselmonster is noodzakelijk voor het succes van de dissectieprocedure. Vasculair weefsel is aanzienlijk elastischer dan de luchtwegen, dus het gebruik van een tang om het weefsel uit te rekken is vaak een sterke indicator of een bepaald monster vasculatuur of luchtweg is. Meestal loopt vaatweefsel parallel aan de luchtweg (figuur 2A). Vasculair weefsel heeft ook de neiging om witter en ondoorzichtiger van kleur te lijken (figuur 2B) dan luchtwegweefsel (figuur 2C). De chirurgische schaarverspreidingstechniek beschreven in het protocol is weergegeven in figuur 3. Grotere monsters van de luchtweg worden omsloten door ringen van kraakbeen die iets witter lijken dan de luchtweg zelf. Het waarnemen van kraakbeenringen is dus een onmiddellijke indicator dat het monster in kwestie de luchtweg is (figuur 4). Bepalen of een monster voornamelijk longblaasjes zijn, is iets ingewikkelder omdat longblaasjes in de hele long aanwezig zijn en te klein zijn om met blote ogen waar te nemen. Eenmaal verwijderd, heeft alveolair weefsel de neiging zich terug te trekken in een bolvormige vorm en lijkt relatief homogeen (figuur 5). Soms kan alveolair weefsel gespikkeld lijken, maar het mag nooit zichtbare witte strepen bevatten, omdat dit de aanwezigheid van middelgrote tot grote luchtwegen of vasculatuur kan suggereren. In gevallen waarin witte strepen of andere niet-identificeerbare structuren worden waargenomen, moet het weefselmonster worden gecategoriseerd als bulklong en in de overeenkomstige gelabelde buis worden geplaatst. Dit dissectieproces is onnauwkeurig en als zodanig classificeren we de alveolaire weefselcategorie als alveolair verrijkt. Met behulp van dit protocol is het onmogelijk om een 100% zuiver alveolair weefselmonster te verkrijgen. We hebben echter eerder met behulp van massaspectrometrie aangetoond dat de samenstelling van ECM varieert tussen individuele regio's van gedecellulariseerde longen, waaronder hele long-ECM (wECM), alveolair verrijkte ECM (aECM), luchtweg-ECM (airECM) en vasculatuur ECM (vECM) (figuur 6A-F)21. In het bijzonder hebben we in gedecellulariseerde longen verkregen van patiënten zonder voorgeschiedenis van longziekte een verrijking van keldermembraangeassocieerde eiwitten (d.w.z. laminines) in aECM gekarakteriseerd, terwijl airECM is verrijkt met kraakbeen-geassocieerde ECM-eiwitten, zoals aggrecan (ACAN), en vECM is verrijkt met fibronectine (FN1) en andere oplosbare ECM-eiwitten geassocieerd met bloedvaten (figuur 6G, H)21. Bovendien hebben we eerder aangetoond dat de samenstelling van ECM bij patiënten met IPF of COPD op een regiospecifieke manier is veranderd, wat de noodzaak benadrukt van methoden om individuele longregio's te ondervragen zoals hier beschreven21.

Figure 1
Figuur 1: Schematische weergave van het gehele longdecellularisatie- en dissectieproces. Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.

Figure 2
Figuur 2: Voorbeeld van het verschil tussen gedecellulariseerd luchtweg- en vaatweefsel tijdens dissectie . (A) Initiële anatomie met de luchtwegen en vasculatuur naast elkaar. (B) Luchtwegen en (C) vasculatuur die elk met een tang worden vastgehouden. Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.

Figure 3
Figuur 3: Procedure voor het identificeren en oogsten van vasculatuur . (A) Groot gebied van de pulmonale vasculatuur dat rechtop wordt gehouden met een tang. Er zijn geen kraakbeenringen en het weefsel heeft een zekere mate van elasticiteit, wat bevestigt dat het monster vasculatuur is. (B) Chirurgische scharen worden gebruikt om het bovenste deel van de vasculatuur voorzichtig door te snijden. (C) Er wordt meer dan voldoende vasculatuur onder de snede vastgehouden, zodat deze gemakkelijk kan worden verplaatst en verder kan worden ontleed. (D) Een gedeelte van meer distale vasculatuur dat kan worden doorsneden. Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.

Figure 4
Figuur 4: Procedure voor het identificeren en oogsten van de luchtwegen . (A) Groot deel van de luchtweg dat met een tang rechtop wordt gehouden. De afbeelding toont duidelijke kraakbeenringen, wat bevestigt dat het monster luchtweg is. (B) Chirurgische scharen worden gebruikt om het bovenste deel van de luchtweg voorzichtig door te snijden. (C) Meer dan voldoende luchtwegen worden onder de snede vastgehouden, zodat deze gemakkelijk kan worden verplaatst en verder kan worden ontleed. (D) De afgehakte luchtweg wordt in de overeenkomstige gelabelde buis geplaatst. Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.

Figure 5
Figuur 5: Voorbeeld van een representatief monster van alveolair weefsel. Geïsoleerd alveolair weefsel wordt omhoog gehouden voor onderzoek met een tang. Het alveolaire weefselmonster is bolvormig na extractie uit de long en heeft een uniforme kleuring. Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.

Figure 6
Figuur 6: Gedecellulariseerd longmatrisoom varieert afhankelijk van het anatomische gebied. Representatief beeld van een gedecellulariseerde menselijke long aan de ventrale (A) en dorsale (B) kant en daaropvolgende dissectie naar geïsoleerde luchtweg (C) en vasculaire (D) bomen. € Gemalen ECM-poeders met vloeibare stikstof van hele gedecellulariseerde long-ECM (wECM), evenals ECM uit alveolaire verrijkte (aECM), luchtwegverrijkte (airECM) en vasculatuurverrijkte (vECM) regio's. F) Principal component analysis (PCA) plot waaruit de gelijkenis van de totale matrisoomsamenstelling tussen regiospecifieke monsters blijkt. (G) Verhouding van de gemiddelde samenstelling van het keldermembraan uit gedecellulariseerde longspecifieke gebieden. (H) Heatmap van top 25 matrisoomeiwitten in alle gedecellulariseerde longgebieden. Deze figuur is herdrukt uit Hoffman et al.21. Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

Gedecellulariseerde weefsels van mensen en andere soorten worden vaak gebruikt als biomaterialen voor het bestuderen van de samenstelling van ECM en cel-ECM-interacties in ex vivo cultuurmodellen, waaronder 3D-hydrogels12,13. Net als andere organen zijn gedecellulariseerde longen eerder gebruikt om ECM-samenstellingsverschillen in gezonde versus zieke (d.w.z. emfysemateuze en IPF) longen te bepalen en worden ze in toenemende mate gebruikt als hydrogels voor het bestuderen van ECM-dynamica en cel-ECM-interacties 7,8,9,10,11,14,15,16,17, 18,19,20. Proteomische en hydrogelstudies in gedecellulariseerde longen hebben echter alleen de long als geheel beschouwd en zijn dus niet in staat om de rol van individuele anatomische regio's op de algemene studieresultaten te bepalen. Omdat de long een complex orgaan is dat drastisch varieert in fysiologische rol, samenstelling en structuur tussen anatomische regio's, is het van cruciaal belang om methoden te ontwikkelen om deze afzonderlijke regio's afzonderlijk te bestuderen21,22. Hierin beschrijven we een innovatieve methode om individuele anatomische regio's (alveolair verrijkte, luchtweg- en vasculatuurgebieden) af te leiden uit gedecellulariseerde longen voor een verscheidenheid aan downstream-toepassingen, waaronder zowel proteomische karakterisering als ex vivo hydrogelstudies21

Na volledige longdecellularisatie beschrijft onze methode een stapsgewijs dissectieprotocol om luchtweg- en vaatbomen te verrijken. Voorzichtig te werk gaan is het belangrijkste aspect van de dissectieprocedure om een bepaald monster niet verkeerd te identificeren of lukraak een weefselgebied af te snijden. Een mogelijk gevolg van dit laatste is dat je uit het oog verliest waar de luchtweg of vasculatuur in de long naartoe wordt geleid. Momenteel is het de beste praktijk om de luchtweg of vasculatuur met een tang vast te houden totdat het weefsel wordt blootgesteld aan het punt waar het kan worden verzameld. In de toekomst zouden wijzigingen in dit protocol kunnen bestaan uit het aanbrengen van een klem op het blootgestelde uiteinde van de luchtweg of vasculatuur, waardoor een constante identificatie van het weefsel dat actief wordt ontleed mogelijk is. Eerdere wijzigingen omvatten de introductie van een spreidtechniek met een chirurgische schaar, die in het protocol wordt beschreven. Voorafgaand aan het gebruik van een verspreidingstechniek werd een handmatige methode voor het blootstellen van de luchtweg of vasculatuur uitgevoerd, waarbij het omliggende weefsel werd weggerukt. Deze modificatie is effectiever in het blootstellen van de luchtweg of vasculatuur en beperkt de hoeveelheid schade aan omliggende weefsels, die vervolgens verder kunnen worden ontleed in regiospecifieke monsters.

Een beperking van deze procedure is dat het vermijden van het per ongeluk verbreken van kleine vasculatuur en luchtwegen moeilijk kan zijn, omdat zodra deze kleinere diameters bereiken, ze steeds delicater worden. Als zodanig wordt het voordeliger om af te zien van de aanschaf van extreem kleine luchtwegen en vasculatuur en in plaats daarvan de regio als bulk te categoriseren. Dit is volledig acceptabel, omdat bulklongweefsel bedoeld is om een mengsel van alle longweefseltypen te bevatten. Een andere beperking is de moeilijkheid om zuiver alveolair weefsel te isoleren zonder dat het monster sporen van vasculatuur of luchtwegen bevat. Een eenvoudige manier om dit te voorkomen is om kleine monsters van alveolair weefsel (ongeveer 5 mm3) te verzamelen, zodat het midden van het weefselmonster minder snel ongewenste weefseltypen bevat.

De beschreven methoden zijn nieuw en we zijn momenteel niet op de hoogte van andere regiospecifieke longdissectiemethoden. Dit protocol biedt de mogelijkheid om onderscheid te maken tussen verschillende regio's van de long, wat een robuuster wetenschappelijk begrip van de samenstelling tot stand brengt.

Dit dissectieprotocol kan toepassingen hebben in het genereren van hydrogels voor 2D- en 3D-celkweektoepassingen, evenals de ontwikkeling van bioinks voor 3D-printtoepassingen.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

Geen van de auteurs heeft belangenconflicten.

Acknowledgments

De auteurs bedanken de UVM-autopsiediensten voor de verkrijging van menselijke longen en Robert Pouliot, PhD, voor bijdragen aan de algemene dissectietechnieken. Deze studies werden ondersteund door R01 HL127144-01 (DJW).

Materials

Name Company Catalog Number Comments
Bonn Scissors Fine Science Tools 14184-09
Dumont #5 - Fine Forceps Fine Science Tools 11254-02
Forceps, Curved, S/S, Blunt, Serrated - 130mm CellPath N/A
Hardened Fine Scissors Fine Science Tools 14090-11
Moria Iris Forceps Fine Science Tools 11373-22
Pyrex Glass Casserole Dish Cole-Parmer 3175-10

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. López-Campos, J. L., Tan, W., Soriano, J. B. Global burden of COPD. Respirology. 21 (1), 14-23 (2016).
  2. Raherison, C., Girodet, P. -O. Epidemiology of COPD. European Respiratory Review. 18 (114), 213-221 (2009).
  3. Glass, D. S., et al. Idiopathic pulmonary fibrosis: Current and future treatment. The Clinical Respiratory Journal. 16 (2), 84-96 (2022).
  4. Dickinson, K. M., Collaco, J. M. Cystic Fibrosis. Pediatrics in Review. 42 (2), 55-67 (2021).
  5. DeFreitas, M. R., McAdams, H. P., Azfar Ali, H., Iranmanesh, A. M., Chalian, H. Complications of lung transplantation: update on imaging manifestations and management. Radiology: Cardiothoracic Imaging. 3 (4), e190252 (2021).
  6. Young, K. A., Dilling, D. F. The future of lung transplantation. Chest. 155 (3), 465-473 (2019).
  7. Wagner, D. E., et al. Comparative decellularization and recellularization of normal versus emphysematous human lungs. Biomaterials. 35 (10), 3281-3297 (2014).
  8. Booth, A. J., et al. Acellular normal and fibrotic human lung matrices as a culture system for in vitro investigation. American Journal of Respiratory and Critical Care Medicine. 186 (9), 866-876 (2012).
  9. Uhl, F. E., Wagner, D. E., Weiss, D. J. Preparation of decellularized lung matrices for cell culture and protein analysis. Methods in Molecular Biology. 1627, 253-283 (2017).
  10. Wagner, D. E., et al. Three-dimensional scaffolds of acellular human and porcine lungs for high throughput studies of lung disease and regeneration. Biomaterials. 35 (9), 2664-2679 (2014).
  11. Uhl, F. E., et al. Functional role of glycosaminoglycans in decellularized lung extracellular matrix. Acta Biomaterialia. 102, 231-246 (2020).
  12. Saldin, L. T., Cramer, M. C., Velankar, S. S., White, L. J., Badylak, S. F. Extracellular matrix hydrogels from decellularized tissues: structure and function. Acta Biomaterialia. 49, 1-15 (2017).
  13. Giobbe, G. G., et al. Extracellular matrix hydrogel derived from decellularized tissues enables endodermal organoid culture. Nature Communications. 10 (1), 5658 (2019).
  14. Petrou, C. L., et al. Clickable decellularized extracellular matrix as a new tool for building hybrid-hydrogels to model chronic fibrotic diseases in vitro. Journal of Materials Chemistry. B. 8 (31), 6814-6826 (2020).
  15. Nizamoglu, M., et al. An in vitro model of fibrosis using crosslinked native extracellular matrix-derived hydrogels to modulate biomechanics without changing composition. Acta Biomaterialia. 147, 50-62 (2022).
  16. Marhuenda, E., et al. Lung extracellular matrix hydrogels enhance preservation of type ii phenotype in primary alveolar epithelial cells. International Journal of Molecular Sciences. 23 (9), 4888 (2022).
  17. Zhou, J., et al. Lung tissue extracellular matrix-derived hydrogels protect against radiation-induced lung injury by suppressing epithelial-mesenchymal transition. Journal of Cellular Physiology. 235 (3), 2377-2388 (2020).
  18. Pouliot, R. A., et al. Development and characterization of a naturally derived lung extracellular matrix hydrogel. Journal of Biomedical Materials Research. Part A. 104 (8), 1922-1935 (2016).
  19. Pouliot, R. A., et al. Porcine lung-derived extracellular matrix hydrogel properties are dependent on pepsin digestion time. Tissue Engineering. Part C, Methods. 26 (6), 332-346 (2020).
  20. de Hilster, R. H. J., et al. Human lung extracellular matrix hydrogels resemble the stiffness and viscoelasticity of native lung tissue. American Journal of Physiology. Lung Cellular and Molecular Physiology. 318 (4), L698-L704 (2020).
  21. Hoffman, E. T., et al. Regional and disease specific human lung extracellular matrix composition. Biomaterials. 293, 121960 (2023).
  22. Sicard, D., et al. Aging and anatomical variations in lung tissue stiffness. American Journal of Physiology. Lung Cellular and Molecular Physiology. 314 (6), L946-L955 (2018).

Tags

Bioengineering Nummer 199
Dissectie en isolatie van regiospecifiek gedecellulariseerd longweefsel
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Hoffman, E. T., Downs, I. D., Young, More

Hoffman, E. T., Downs, I. D., Young, B., Asarian, L., Weiss, D. J. Dissection and Isolation of Region-Specific Decellularized Lung Tissue. J. Vis. Exp. (199), e65276, doi:10.3791/65276 (2023).

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