Yağ dokusu mükemmel bir mezenkimal kök hücre kaynağıdır. Burada, İsviçre fareleri epididimal yağ dokusundan yağ dokusu türevli kök hücrelerin (ADSC'ler) adım adım ekstraksiyonunu, yetiştirilmesini ve karakterizasyonunu getiriyoruz.
Yöntem makalesi
Yağ dokusu mükemmel bir mezenkimal kök hücre kaynağıdır. Burada, İsviçre fareleri epididimal yağ dokusundan yağ dokusu türevli kök hücrelerin (ADSC'ler) adım adım ekstraksiyonunu, yetiştirilmesini ve karakterizasyonunu getiriyoruz.
Mezenkimal kök hücreler (MSC'ler), esas olarak bağışıklık tepkisini modüle etme potansiyelleri nedeniyle şiddetlenen inflamasyonu durdurmak için yeni bir terapötik yaklaşım olarak kapsamlı bir şekilde incelenmiştir. MSC'ler, sınıf I majör histouyumluluk kompleksi (MHC) moleküllerinin düşük ekspresyonuna ve allojenik nakil için hücre bazlı tedavinin kullanımına dayalı olarak immünolojik olarak uyumsuz allojenik nakil alıcılarında hayatta kalabilen bağışıklık ayrıcalıklı hücrelerdir. Bu hücreler, en yaygın olarak kullanılanı kemik iliği ve yağ dokuları olmak üzere birkaç dokudan izole edilebilir. MSC'leri farelerin epididimal yağ dokusundan izole etmek, kültürlemek ve karakterize etmek için kolay bir protokol sunuyoruz. Epididimal yağ dokusu cerrahi olarak eksize edilir, fiziksel olarak parçalanır ve %0.15'lik kollajenaz tip II solüsyon ile sindirilir. Daha sonra, primer yağ dokusu kaynaklı kök (ADSC'ler) hücreler in vitro olarak kültürlenir ve genişletilir ve akış sitometrisi ile fenotipik karakterizasyon gerçekleştirilir. Ayrıca, ADSC'leri osteojenik, adipojenik ve kondrojenik hücrelere ayırmak için adımlar ve ardından her hücre soyunun fonksiyonel karakterizasyonunu sağlıyoruz. Burada sağlanan protokol, in vivo ve ex vivo deneyler için kullanılabilir ve alternatif olarak, adipoz türevli kök hücreler, MSC'ler benzeri ölümsüzleştirilmiş hücreler oluşturmak için kullanılabilir.
Mezenkimal kök hücreler (MSC'ler), osteoblast, kondroblast ve adiposit 1,2 gibi hücrelere farklılaşan yetişkin çok potansiyelli hücrelerdir. Bu hücreler birkaç organda bulunur ve bu nedenle kemik iliği, kas, yağ, kıl folikülü, diş kökü, plasenta, dermis, perikondriyum, göbek kordonu, akciğer, karaciğer ve dalak gibi yetişkin dokulardan çıkarılabilirler 3,4.
MSC'lerin fizyoloji ve bağışıklık sistemi üzerindeki etkileri bildirilmiştir 5,6. Bu hücreler, hem insan hem de veterinerlik tıbbında çeşitli hastalıkların tedavisi için umut verici olmuştur. MSC'ler, hücre-hücre teması, çözünür faktörler ve küçük hücre dışı veziküller 7,8,9,10 gibi farklı mekanizmalar yoluyla iltihabı kontrol edebilir ve anjiyogenez ve doku homeostazını teşvik edebilir. Ayrıca, MSC'ler, immünolojik olarak uyumsuz allojenik nakil alıcılarında hayatta kalabilen bağışıklık ayrıcalıklı hücrelerdir, çünkü bu hücreler sınıf I majör histouyumluluk kompleksi (MHC) moleküllerinin düşük ekspresyonunu gösterir ve allojenik nakil için hücre bazlı tedavide kullanılır11,12. Rejeneratif potansiyel ile birleşen düşük immünojenisite, MSC'leri greft-versus-host hastalığı (GvHD)13, sistemik lupus eritematozus14 ve multipl skleroz 15 gibi hücre tedavisi için ideal adaylar haline getirir16,17.
MSC'lerin birkaç yetişkin dokuda bulunmasına rağmen, yağ dokusu, minimum cerrahi müdahale ile hasat için erişilebilirlik gibi diğer kaynaklara göre avantajlar sunar; yüksek genleşme oranına sahip çok sayıda kullanılabilir hücre; ve özel ekipman ve düşük maliyetli malzemelere ihtiyaç duymadan gerçekleştirmesi kolay bir protokol kullanarak kolay in vitro genişletme 18,19,20. Ekstrakte edildikten sonra, yağ dokusu kaynaklı kök hücreler (ADSC'ler), Uluslararası Hücresel Tedavi Derneği (ISCT)21 tarafından belirlendiği şekilde karakterize edilmelidir. Bu nedenle, MSC'ler morfoloji fibroblast benzeri, plastik kültüre bağlılık, endoglin (CD105), ekto-5'-nükleotidaz (CD73) ve Thy-1 (CD90) gibi mezenkimal belirteçlerin yüksek bir yüzdesini (% ≥95) ve lökosit ortak antijeni (CD45), transmembran fosfoglikoprotein (CD34), glikolipid bağlantılı membran glikoproteini (CD14), integrin alfa M (CD11b), B hücresi antijen reseptörü kompleksi ile ilişkili protein alfa zinciri (CD79α) gibi hematopoietik belirteçlerin düşük yüzdesini (% ≤2) ifade etmelidir. B-lenfosit yüzey antijeni B4 (CD19) ve sınıf II insan lökosit antijeni (HLA-II). Ayrıca, fonksiyonel bir karakterizasyon gereklidir ve hücreler osteoblast, kondroblast veya adipoblast hücrelerine farklılaşabilmelidir21.
Burada, in vitro çalışmalar için mekanik ayrışma ve enzimatik sindirim kullanılarak epididimal yağ dokusundan MSC'lerin nasıl elde edileceğini ve ISCT ile önceden belirlenmiş morfolojik karakterizasyonu gösteriyoruz.
Tüm hayvan deneyleri, hayvan etiği için uluslararası yönergelere göre yürütüldü ve Santa Cruz Eyalet Üniversitesi'nden kurumsal bakım ve kullanım komiteleri tarafından 021/22 protokol numarası altında onaylandı. İsviçreli erkek fareler (6-8 hafta), Hayvan Yetiştirme, Bakım ve Deney Laboratuvarı - Santa Cruz Eyalet Üniversitesi (LaBIO-UESC) Hayvan Araştırma Tesisi'nden alındı, belirli patojen içermeyen koşullarda tutuldu, 12 saatlik aydınlık / karanlık döngüleri ile su ve yiyecek ad libitum aldı.
NOT: Diğer fare soyları kullanılabilir; Yetişkin farelerin (6-8 hafta) daha gelişmiş yağ dokusuna ve yüksek proliferatif aktiviteye sahip hücrelere sahip oldukları için kullanılmasını öneriyoruz.
1. Hazırlık
NOT: Devam etmeden önce, aşağıda açıklanan aşağıdaki reaktifleri hazırlayın. Reaktif ve malzeme tedarikçisi bilgileri için Malzeme Tablosuna bakın. Tüm pratik prosedürlerde maskeler, boneler, laboratuvar önlükleri ve eldivenler gibi kişisel koruyucu ekipmanlar giyilmelidir.
Burada sunulan protokole göre yağ dokusundan ekstrakte edilen hücreler, ISCT tarafından önerilen MSC'ler için minimum kriterlere uyan morfoloji gösterdi. Protokole genel bir bakış Şekil 1'de gösterilmektedir. Fenotipik olarak, ADSC'ler hücre kültürünün ilk günlerinde plastik ve fibroblast benzeri morfolojiye bağlılık göstermiştir (Şekil 2A). Ayrıca homojen bir şekilde büyüdüler ve koloniler oluşturdular. Ayrıca, ADSC'ler hematopoietik belirteçler olan CD34 (%2.12) ve CD45 (%1.81) ekspresyonu düşük, CD71 (B.6), CD29 (t.2) ve CD90 (U.1) ekspresyonu yüksek olarak tüm mezenkimal hücre belirteçleri olarak görüldü (Şekil 2B).

Şekil 2: Yağ dokusu kaynaklı hücrelerin fenotipik karakterizasyonu. (A) Kültürün 2, 4 ve 8. günlerinde yuvarlaktan fibroblast benzerine değişen ADSC morfolojisi; ölçek çubuğu = 22.22 μm. (B) ASC tarafından ifade edilen (CD71, CD29 ve CD90) veya ifade edilmeyen (CD34 ve CD45) belirteçler için histogramlar. Bu rakam Miranda ve ark.24'ün izniyle çoğaltılmıştır. Bu rakamın daha büyük bir sürümünü görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.
İşlevsel olarak, ADSC'ler, 14 veya 21 gün boyunca her soy için şartlandırılmış ortamda kültürlendiğinde osteoblast, adipoblast ve kondroblasta farklılaşmak için çoklu etki gösterdi (Şekil 3). Von Kossa boyaması, osteogenez sürecinin karakteristiği olan ekstraselüler matrikste mineralize nodülleri ortaya çıkardı (Şekil 3). Yağ kırmızısı O boyaması, ADSC'lerin sitoplazmasında lipid vakuollerini kanıtladı ve Alcian Blue boyaması, hücre dışı matriste glikozaminoglikan varlığını doğruladı (Şekil 3). Birlikte, fenotipik ve fonksiyonel özellikler, epididimal yağ dokusundan ekstrakte edilen hücre popülasyonunu MSC'ler olarak doğrulamıştır.

Şekil 3: Yağ dokusu kaynaklı hücrelerin fonksiyonel karakterizasyonu. Kültürde 14 ve 21 gün sonra ADSC'nin osteojenik, adipojenik ve kondrojenik çok soylu potansiyeli. Ölçek çubuğu = 50 μm (üst panel), 100 μm (orta ve alt paneller). Bu rakam Miranda ve ark.24'ün izniyle çoğaltılmıştır. Bu rakamın daha büyük bir sürümünü görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.
MSC'ler farklı dokulardan çıkarılabilir. Kemik iliği hem murinlerde hem de insanlarda ortak bir MSC kaynağını temsil etmesinerağmen 25,26, MSC'lerdeki zenginliği, vücuttaki dağılımı ve ona erişim kolaylığı nedeniyle bu çalışmada yağ dokusu ile çalışmayı seçtik. Alternatif olarak, adipoz kaynaklı kök hücreler, MSC'ler benzeri ölümsüzleştirilmiş hücreler üretmek için kullanılabilir27.
Çıkarmanın bazı noktaları, burada paylaşılan protokollerin başarısı için özel ilgiyi hak ediyor. İlk olarak, aseptik koşullarda yapılması gereken dokuyu toplama bakımını vurguluyoruz. Bu nedenle, ameliyata başlamadan önce farelerin %70 alkolle uygun şekilde dezenfekte edildiğinden emin olun. Bir diğer önemli nokta ise epididimal yağ dokusunu almak için aynı cımbız ve makas setini kullanmamak ve böylece herhangi bir kontaminasyon kaynağından kaçınmaktır.
İkinci bir endişe, dokunun işlenmesidir. Konik tüpteki parçalar, 37 ° C'de 10 dakikalık inkübasyon ile düzgün ve kuvvetli bir şekilde çalkalanmalıdır. Ertesi gün ve daha sonra 2-3 günde bir besiyerini değiştirmek çok önemlidir. Kültürün günlük olarak gözlemlenmesi, orta rengin, hücre şeklinin ve kültürün ortamındaki herhangi bir girişimin kontrol edilmesi önerilir.
Üçüncü bir endişe, MSC karakterizasyonu için en iyi zaman/geçiş ile ilgilidir. Burada, hücrelerin üçüncü geçişinde yapmanızı öneririz, ancak bu zorunlu değildir. Çalışmanın amacına bağlıdır. Üçüncü bölümde, MSC olarak nitelendirilen hücrelerin yaklaşık% 80'ine sahibiz, bu da örneğin bu çalışmanın hedefleri için yeterlidir. Fenotipik karakterizasyon, hematopoietik belirteçlerin (örneğin CD34 ve CD45) ve mezenkimal belirteçlerin (örneğin CD29, CD73, CD90 ve CD105) ekspresyonunun analiz edilmesiyle gerçekleştirilir. Ayrıca, Uluslararası Hücre ve Gen Terapisi Derneği (ISCT)21 , ADSC'lerin fibroblast benzeri morfolojiye sahip olması ve kültür platformunun plastiğine yapışması gerektiğini vurgulamaktadır. Morfoloji, büyüyen kültür sırasında mikroskop altında gözlemlenebilir. Fonksiyonel karakterizasyon, ADSC'lerin osteoblast, adipoblast ve kondroblast hücrelerine farklılaşma potansiyelinin analiz edilmesiyle gerçekleştirilir. Fenotipik karakterizasyonda, mezenkimal ve hematopoietik belirteçlerin yüzdesi, ISCT tarafından önerilen sayıları tam olarak karşılamayarak hayvan türüne ve hücre kaynağına göre değişebilir. Örneğin, ISCT insan MSC'leri için ≥CD105, CD73, CD90'ın% 95'i ve CD45, CD34, CD14 veya CD11b, CD79a veya CD19'un% ≤2'si, İnsan lökosit antijeni - DR İzotipi (HLA-DR)21. Ayrıca, fonksiyonel karakterizasyonun yapılması ve osteoblastlara, kondrositlere ve adiposit soylarına farklılaşan hücrelerin çok potansiyelliliğinin doğrulanması önemlidir. Bu soylardan en az ikisi, çok potansiyelli olduğunu kanıtlamak için önerilir.
Vurgulanan bu noktalara ek olarak, burada önerilen bazı tahliller, örneğin Von Kossa boyaması yerine Alizarin Red S, Alcian Blue yerine Periyodik Asit Shiff ve akış sitometrisi yerine polimeraz zincir reaksiyonu (PCR) ikame edilebilir.
İnsanlarda tanımlanan üç tip yağ dokusu (beyaz, kahverengi ve bej) arasında, beyaz yağ dokusu en yüksek MSC28 kaynağına sahiptir. Bu doku, burada bildirilen epididimin üzerindeki yağ gibi deri altı, karın ve kasık bölgelerinden elde edilebilir. Burada paylaşılan protokolde kullanılan kollajenaz ile fiziksel parçalanma ve enzimatik sindirim, işleme sırasında tükenen adipositler dışında birçok hücre tipinden oluşan stromal vasküler fraksiyonu (SVF) türetir.
Sonuç olarak, yağ dokusunu bir MSC kaynağı olarak kullanmanın temel avantajları, MSC'lerin anti-enflamatuar ve rejeneratif özellikler olarak terapötik potansiyeli ile ilişkili hücre izolasyonu için yöntemlerin bolluğu ve kolaylığını içerir.
Yazarların ifşa edecek hiçbir şeyi yok.
Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnologico (480807/2011-6) ve Fundação de Amparo à Pesquisa de Minas Gerais (APQ-01237-11) tarafından sağlanan bir hibe ile desteklenen araştırma. Bu çalışma kısmen PROPP UESC (073.6764.2019.0021079-85) tarafından finanse edilmiştir. MGAG ve URS, sırasıyla Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado da Bahia (FAPESB) ve Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) tarafından verilen burs sayesinde.
| Ad | Şirket | Katalog numarası | Yorumlar |
|---|---|---|---|
| 140 & derece; C Yüksek Isı Sterilizasyonu CO2< / sub> İnkübatörü | RADOBIO SCIENTIFIC CO. LTD, Çin | C180 | |
| 3-İzobutil-1-metilksantin | Sigma-Aldrich, San Luis, Missouri, ABD | I7018 | |
| Asetik asit buzul | Sigma-Aldrich, San Luis, Missouri, ABD | PHR1748 | |
| Alcian Blue 8GX | Sigma-Aldrich, San Luis, Missouri, ABD | A9186 | BioReagent, glikoproteinlerin tespiti için uygundur. Asetik asitte %1, pH 2.5 |
| Alkol %70 | Sigma-Aldrich, San Luis, Missouri, ABD | 65350-M | %70 suda |
| Amfoterisin B | Sigma-Aldrich, San Luis, Missouri, ABD | PHR1662 | |
| Antikorlar anti-fare anti-CD29 FITC (Klon Ha2 / 5) | BD Biosciences, San Diego, CA, ABD | 555005 | Hücredeki fonksiyonlar: Adezyon ve aktivasyon, embriyogenez, Lökositler, DC, trombositler, mast hücreleri, fibroblastlar ve endotel hücreleri |
| Antikorlar anti-fare anti-CD34 PE (Klon RAM34) | BD Biosciences, San Diego, CA, ABD | 551387 | Hücredeki fonksiyonlar: Hücre adezyon faktörü. Hematopoetik kök hücreler |
| Antikorlar anti-fare anti-CD45 APC (Klon 30-F11) | BD Biosciences, San Diego, CA, ABD | 559864 | Hücredeki fonksiyonlar: Lökositlerin aktivasyonuna yardımcı olur |
| Antikorlar anti-fare anti-CD71 FITC (Klon C2) | BD Biosciences, San Diego, CA, ABD | 553266 | Hücredeki fonksiyonlar: Hücre çoğalması sırasında demir alımını kontrol eder. Çoğalan hücreler, retikülositler ve öncüler |
| Antikorlar anti-fare anti-CD90 PerCP (Klon OX-7) | BD Biosciences, San Diego, CA, ABD | 557266 | Hücredeki fonksiyonlar: Sinyalleşme, yapışma. T lenfosit, NK, monosit, HSC, nöron, fibroblast |
| Askorbik asit | Sigma-Aldrich, San Luis, Missouri, ABD | PHR1008 | |
| Otomatik pipetler | Thermo Fisher Scientific, Waltham, Massachusetts, ABD | 4700850N | Finnpipette F1 İyi Laboratuvar Pipetleme (GLP) Kitleri |
| Ölçek | Uygulanamaz | 1 birim | |
| Sığır serum albümini | Sigma-Aldrich, San Luis, Missouri, ABD | A7906 | |
| Hücre kültürü plakaları (6 kuyulu) | Merck, Darmstadt, Almanya | Z707759 | 07 birim steril. TPP doku kültürü plakaları |
| Hücre kültürü plakaları (96 oyuklu. Yuvarlak veya V alt) | Merck, Darmstadt, Almanya | CLS353077 | 01 birim steril. Wells, 96, Doku Kültürü (TC) ile muamele edilmiş yüzey, yuvarlak dipli açık kuyular, steril |
| Kondrojenik ortam | Kök Pro Kondrogenez Farklılaşması– Yaşam Teknolojileri | A1007101 | TGF-β 2, TGF-β 3, deksametazon, insülin, transferrin, ITS, sodyum-l - askorbat, sodyum piruvat, askorbat-2-fosfat |
| Kollajenaz tip II | Life Technologies, California, ABD | 17101015 | |
| alüminyum kaplı mantar veya strafor levha | Uygulanamaz | 1 birim | |
| pamuk | Uygulanamaz | 50 g | |
| Deksametazon | Sigma-Aldrich, San Luis, Missouri, ABD | D4902 | |
| Diseksiyon makası | Uygulanamaz | 03 birim steril | |
| DPX Histoloji için mountant | Sigma-Aldrich, San Luis, Missouri, ABD | 6522 | |
| Dulbecco' s değiştirilmiş Kartal' s orta (DMEM) | Sigma-Aldrich, San Luis, Missouri, ABD | D5523 | 1000 mg/L glikoz ve L-glutamin içeren, sodyum bikarbonat içermeyen, toz, hücre kültürüne uygun |
| Eosin B | Sigma-Aldrich, San Luis, Missouri, ABD | 861006 | |
| Fetal sığır serumu (FBS) | Sigma-Aldrich, San Luis, Missouri, ABD | F4135 | |
| Formaldehit | Sigma-Aldrich, San Luis, Missouri, ABD | 47608 | |
| Formalin | Sigma-Aldrich, San Luis, Missouri, ABD | HT501128 | |
| Gentamicin | Sigma-Aldrich, San Luis, Missouri, ABD | G1397 | |
| Hematoksilen | Sigma-Aldrich, San Luis, Missouri, ABD | H3136 | |
| Hipodermik İğne (0,3 mm x 13 mm) | Uygulanamaz | 5 adet | |
| Indomethacin | Sigma-Aldrich, San Luis, Missouri, ABD | I0200000 | |
| İnsülin | Sigma-Aldrich, San Luis, Missouri, ABD | I3536 | |
| İzopropanol | Sigma-Aldrich, San Luis, Missouri, ABD | 563935 | H2O |
| Ketamin-D4 hidroklorür çözeltisinde %70 | Sigma-Aldrich, San Luis, Missouri, ABD | K-006 | Metanol içinde 1.0 mg / mL (serbest baz olarak), sertifikalı referans malzemesi, Cerilliant & reg; |
| Neubauer odası | Sigma-Aldrich, San Luis, Missouri, ABD | BR718620 | MARKA sayma odası BLAUBRAND Neubauer deseni. Klipsli, çift çizgili |
| Nichiryo pipet uçları (0.1– 10 & mu; L) | Merck, Darmstadt, Almanya | Z645540 | Hacim aralığı 0.1– 10 & mu; L, uzun, toplu paket. Steril |
| Nichiryo pipet uçları (1– 10 mL) | Merck, Darmstadt, Almanya | Z717401 | Ses aralığı 1– 10 mL, evrensel, toplu paket. Steril |
| Nichiryo pipet uçları (200 μ L) | Merck, Darmstadt, Almanya | Z645516 | Maksimum hacim 200 μ L, mezun, mini yığın. Steril |
| Yağ-Kırmızı O çözeltisi | Sigma-Aldrich, San Luis, Missouri, ABD | O1391 | izopropanol Parafin içinde% 0.5 |
| Sigma-Aldrich, San Luis, Missouri, ABD | 107.151 | 46– 48, blok formunda | |
| Penisilin / Streptomisin | Sigma-Aldrich, San Luis, Missouri, ABD | P4333 | Çözelti, 10.000 ünite penisilin ve 10 mg streptomisin / mL, 0.1 & mu ile stabilize edilmiştir; m filtreli, BioReagent, hücre kültürü için uygun |
| Fosfat tamponlu tuzlu su çözeltisi 1x (PBS). | Sigma-Aldrich, San Luis, Missouri, ABD | P3813 | Tozu, pH 7.4, 1 L çözelti hazırlamak için. Dengeli ve steril |
| Polipropilen konik tüpler (15 mL) | Falcon, Fisher Scientific | 14-959-53A | Steril |
| Polipropilen konik tüpler (50 mL) | Falcon, Fisher Scientific | 14-432-22 | 2 adet steril |
| neşter (opsiyonel) | Uygulanamaz | 1 birim | |
| Gümüş nitrat | Sigma-Aldrich, San Luis, Missouri, ABD | 85228 | |
| Sodyum tiyosülfat | Sigma-Aldrich, San Luis, Missouri, ABD | 72049 | |
| Cerrahi cımbız (15 cm) | Uygulanamaz | 3 birim steril | |
| İsviçre erkek faresi (6– 8 hafta) | Bioterium, Santa Cruz Eyalet Üniversitesi | 021/22 | |
| şırınga (1 mL) | Uygulanamaz | 1 birim | |
| Tripan Mavi Boya | Sigma-Aldrich, San Luis, Missouri, ABD | T8154 | %0.4, sıvı, steril filtreli, hücre kültürü için uygun |
| Tripsin/EDTA (etilendiamintetraasetik asit) | Sigma-Aldrich, San Luis, Missouri, ABD | T3924 | |
| Ksilazin | Sigma-Aldrich, San Luis, Missouri, ABD | PHR3263 | |
| β-gliserofosfat disodyum tuzu hidrat | Sigma-Aldrich, San Luis, Missouri, ABD | G9422 | BioUltra, hücre kültürü için uygun, bitki hücre kültürü için uygun, > %99 (titrasyon) |