Burada, IDG-SW3 hücrelerini üç boyutlu (3D) hücre dışı bir matriste kültürlemek için bir protokol sunuyoruz.
Bu içeriği görüntülemek için JoVE aboneliğiniz gereklidir. Giriş yapın veya ücretsiz denemenizi bugün başlatın.
Yöntem makalesi
* These authors contributed equally
Burada, IDG-SW3 hücrelerini üç boyutlu (3D) hücre dışı bir matriste kültürlemek için bir protokol sunuyoruz.
Osteositler, osteoblastlardan terminal olarak farklılaşan proliferatif olmayan hücreler olarak kabul edilir. Kemik hücre dışı matrikste (osteoid) gömülü osteoblastlar, hücresel dendritler oluşturmak ve preosteositlere dönüşmek için Pdpn genini eksprese eder. Daha sonra, preosteositler, matriks mineralizasyonunu teşvik etmek ve böylece olgun osteositlere dönüşmek için Dmp1 genini eksprese eder. Bu sürece osteositogenez denir. IDG-SW3, osteositogenezin in vitro çalışmaları için iyi bilinen bir hücre hattıdır. Önceki birçok yöntem, kollajen I'i kültür matrisinin ana veya tek bileşeni olarak kullanmıştır. Bununla birlikte, kollajen I'e ek olarak, osteoid ayrıca hücresel büyümeyi, yapışmayı ve göçü teşvik etmede önemli bir bileşen olan bir öğütülmüş madde içerir. Ek olarak, matris maddesi şeffaftır, bu da kollajen I-oluşturulan jelin şeffaflığını arttırır ve böylece görüntüleme teknikleri yoluyla dendrit oluşumunun araştırılmasına yardımcı olur. Bu nedenle, bu makale, IDG-SW3'ün hayatta kalması için kollajen I ile birlikte hücre dışı bir matris kullanarak bir 3D jel oluşturmak için bir protokolü detaylandırmaktadır. Bu çalışmada, osteositogenez sırasında dendrit oluşumu ve gen ekspresyonu analiz edilmiştir. 7 günlük osteojenik kültürden sonra, floresan konfokal mikroskop altında geniş bir dendrit ağı açıkça gözlendi. Gerçek zamanlı PCR, Pdpn ve Dmp1'in mRNA seviyelerinin 3 hafta boyunca sürekli arttığını gösterdi. 4. haftada, stereomikroskop, X-ışını floresan (XRF) testi ile tutarlı olarak mineral parçacıklarla dolu opak bir jel ortaya çıkardı. Bu sonuçlar, bu kültür matrisinin osteoblastlardan olgun osteositlere geçişi başarılı bir şekilde kolaylaştırdığını göstermektedir.
Osteositler, osteoblastlardan(1,2) türetilen terminal olarak farklılaşmış hücrelerdir. Osteoblast osteoid tarafından gömüldükten sonra, osteositogeneze uğrar ve preosteositler oluşturmak için Pdpn genini, osteoidi mineralize etmek için Dmp1 genini ve kemik dokusunda olgun bir osteosit olarak işlev görmek için Sost ve Fgf23 genlerini eksprese eder3. Burada, osteositogenez sürecinde dendrit uzantısını ve işaretleyici gen ekspresyonunu tanımlamak için bir 3D kültür sistemi tanıtılmıştır.
IDG-SW3 hücreleri, transgenik farelerden türetilen ölümsüzleştirilmiş bir birincil hücre hattıdır ve farklı ortamlarda kültürlendiğinde osteoblastı geç osteosit farklılaşmasına kadar genişletebilir veya çoğaltabilir4. MLO-A5, MLO-Y4 ve diğer hücre dizileri ile karşılaştırıldığında, fonksiyonel proteinlerin ekspresyon profili, kalsiyum tuzu biriktirme yeteneği ve IDG-SW3 hücrelerindeki çeşitli hormonlara verilen yanıtların, kemik dokusundaki primer osteositlerinkilerle aynı olma olasılığı daha yüksektir4.
2D sistemlerle karşılaştırıldığında, 3D kültür sistemleri, besin gradyanı, düşük mekanik sertlik ve çevreleyen mekanik aralık dahil olmak üzere in vivo hücresel büyüme ortamını taklit etme konusunda daha yeteneklidir (Tablo 1). Osteoblastik hücrelerin bir 3D sistemde kültürlenmesi için önceki yöntemlerin çoğu, 4,5,6 formülasyonlarında benzersiz bileşen olarak kollajen I'i kullandı, çünkü kollajen I lifleri kalsiyum ve fosfor birikimi bölgesi olarak hizmet eder. Bununla birlikte, osteoidde vazgeçilmez bir bileşen olan hücre dışı matriks, hücresel büyümeyi, yapışmayı ve göçü 7,8 destekleyen geniş bir hücresel faktör grubu içerir ve görüntüleme gözlemi için şeffaf ve uygundur. Bu nedenle, bu protokol, osteositogenez çalışması için ikincil bir bileşen olarak Matrigel'i (bundan sonra bazal membran matrisi olarak anılacaktır) kullanır.
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
Bu protokol, 24 oyuklu plakadan oluşan dört kuyucukta hücrelerin kültürlenmesi için uygundur. Birden fazla numune veya plaka hazırlıyorsanız, reaktiflerin miktarları buna göre artırılmalıdır.
1. Kollajen I karışımının hazırlanması
NOT: Kollajen I ve bazal membran matrisi oda sıcaklığında hızlı bir şekilde jelleşir. Bu nedenle, kolajen buz üzerinde (2 °C ila 8 °C) işlenmelidir. Kullanılan tüm uçlar ve tüpler, aksi belirtilmedikçe önceden soğutulmalıdır. Tüm prosedürler bir güvenlik başlığında gerçekleştirilmelidir.
2. Hücre-matris karışımının hazırlanması
3. Hücre-jel karışımının kaplanması
4. Konfokal mikroskop kullanarak hücre canlılığını ve hücresel dendritleri tanımlamak
5. Stereomikroskop kullanarak görünümü tanımlama
6. XRF tahlili ile mineral birikiminin belirlenmesi
7. Fonksiyonel gen ekspresyonunun tanımlanması
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
Canlı/ölü hücre boyamadan sonra, hücreler konfokal lazer mikroskobu kullanılarak görüntülendi. Tüm hücreler kalsein-pozitifti (yeşil renk) ve sahada neredeyse hiç EthD-1-pozitif hücre (kırmızı renk) yoktu, bu da bu yöntemle yapılan jel sisteminin osteositogenez için oldukça uygun olduğunu gösteriyor (Şekil 1A, sol). Hücrelerin uzamsal dağılımını daha iyi belirlemek için, hücre dendritlerini jelin farklı derinliklerinde görüntülemek için sahte renkli bir görüntü seçildi; Kırmızı, jelin altınd...
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
Bu protokoldeki kritik bir nokta, spontan pıhtılaşmayı önlemek için 1. ve 2. adımların buz üzerinde gerçekleştirilmesi gerektiğidir. Bu yöntemde, nihai kollajen I konsantrasyonu 1.2 mg / mL idi. Bu nedenle, çeşitli üreticilerin farklı kollajenlerine uyacak şekilde optimal bir ddH2O hacmi hesaplanmalıdır.
İn vivo osteositogenez, osteoblastların yüzeyden trabeküler kemiğiniçine polar hareketini içerir 14. Bu protokol, hücreleri yönlü polarite olmadan m...
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
Yazarların açıklayacak hiçbir şeyi yok.
IDG-SW3 hücre hattını hediye ettiği için Dr. Lynda F. Bonewald'a teşekkür ederiz. Bu çalışma, Çin Ulusal Doğa Bilimleri Vakfı (82070902, 82100935 ve 81700778) ve Şangay "Bilim ve Teknoloji İnovasyonu" Yelken Projesi (21YF1442000) tarafından desteklenmiştir.
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
| Ad | Şirket | Katalog numarası | Yorumlar |
|---|---|---|---|
| % 0.25 Tripsin-etilendiamintetraasetik asit | Hiplon | SH30042.01 | |
| 15 mL tüpler | Corning, NY, ABD | 430791 | |
| %7,5 (a/h) Sodyum bikarbonat | Sigma-Aldrich, MO, ABD | S8761 | |
| askorbik asit | Sigma-Aldrich, MO, ABD | A4544 | |
| Kollajen I | Thermo Fisher Scientific | A10483-01 ve nbsp; | |
| fetal sığır serumu | Thermo Fisher Scientific | 10099141 | |
| homojenizatör | BiHeng Biyoteknoloji, Şangay, Çin | SKSI | |
| lazer konfokal floresan mikroskobu | Carl Zeiss, Oberkochen, Almanya | LSM 800 | |
| Canlı/Ölü Hücre Görüntüleme kiti | Thermo Fisher Scientific | R37601 | |
| Matrigel matrisi | Corning, NY, ABD | 356234 | |
| MEM (10X), glutamin içermez | Thermo Fisher Scientific | 21430079 | |
| paraformaldehit | Sigma-Aldrich, MO, ABD | 158127 | |
| fosfat tamponlu salin | Hiklon | SH30256. | |
| stereo mikroskop | Carl Zeiss, Oberkochen, Almanya | Zeiss Axio ZOOM. V16 | |
| Trizol | Thermo Fisher Scientific | 15596026 | |
| X-ışını floresan | EDAX, ABD | KARTALI III | |
| ve beta; -gliserofosfat | Sigma-Aldrich, MO, ABD | G9422 |
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.