Bu protokolde, birincil fare retina pigment epiteli (RPE) hücrelerinde yaşa bağlı makula dejenerasyonu (AMD) için patolojiyle ilgili bir model oluşturma sürecinin tamamını açıklıyoruz.
Bu içeriği görüntülemek için JoVE aboneliğiniz gereklidir. Giriş yapın veya ücretsiz denemenizi bugün başlatın.
Yöntem makalesi
* These authors contributed equally
Bu protokolde, birincil fare retina pigment epiteli (RPE) hücrelerinde yaşa bağlı makula dejenerasyonu (AMD) için patolojiyle ilgili bir model oluşturma sürecinin tamamını açıklıyoruz.
Yaşa bağlı makula dejenerasyonu (AMD), özellikle eksüdatif olmayan AMD, insan patolojisini daha iyi kopyalayan deneysel modeller gerektirir. Mevcut in vivo modeller teknik olarak zorlu ve zaman alıcı olmaya devam ederken, geleneksel in vitro sistemler hastalığa özgü patolojik tetikleyicileri özetlemekte başarısız oluyor. Burada, coğrafi atrofi patolojisinde doğrudan rol oynayan bir retrotranspozon olan Alu RNA ile transfekte edilmiş birincil fare RPE hücrelerini kullanarak bir retina pigment epiteli (RPE) dejenerasyon modeli oluşturmak için bir yöntem sunuyoruz.
Bu protokol, birincil fare RPE hücrelerinin enzimatik izolasyonunu ve ardından RPE dejenerasyonunu indüklemek için Alu RNA transfeksiyonunu detaylandırır. Doğrulama, morfolojik (altıgen mimari), fonksiyonel (polarite kaybı ve fare proteini ZO-1 bozulması) ve moleküler analizi (kantitatif PCR) entegre eder. Sonuç olarak, tetiklenen multifaktöriyel değişiklikler gözlemledik alüminyum RNA transfeksiyonu: inflamatuar sitokin sekresyonu (fare genleri Ifn-β, Il-6, Tnf-α; p < 0.05) ve hücresel yaşlanma (fare genleri p21 ve p53 yukarı regülasyonu; p < 0.05). Geleneksel akut stres modelleriyle karşılaştırıldığında bu sistem, AMD'nin kronik inflamatuar-dejeneratif basamaklarını standartlaştırılmış tekniklerle özetleyerek tekrarlanabilirliği sağlar. Basitleştirilmiş in vitro analizlerin ve karmaşık in vivo modellerin özelliklerini birleştiren bu yaklaşım, retrotranspozon güdümlü mekanizmaların araştırılması ve potansiyel terapötik adayların taranması için bir ön platform görevi görebilir.
Yaşa bağlı makula dejenerasyonu (YBMD), küresel görme bozukluğunun baskın nedenidir. Bununla birlikte, eksüdatif olmayan YBMD için etkili tedaviler sınırlı kalmaktadır. Bu nedenle, hastalık mekanizmalarını ortaya çıkarmak ve terapötik hedefleri belirlemek için tekrarlanabilir ve verimli araştırma modellerine acil ihtiyaç vardır 1,2. Bu çabanın merkezinde, Bruch membranı (koroid) ve fotoreseptörler (retina) arasında yer alan ve fotoreseptör fonksiyonunu destekleyerek, kan-retina bariyerini düzenleyerek ve atık temizliğini kolaylaştırarak retina homeostazının sürdürülmesinde çok önemli bir rol oynayan tek bir tabaka olan retina pigment epiteli (RPE) bulunmaktadır 3,4.
RPE hücrelerinin disfonksiyonu veya kaybı, özellikle RPE disfonksiyonunun ilerlemesinde erken ve kritik bir adımı temsil ettiği YBMD'de birçok retinal dejeneratif hastalığın göze çarpan bir özelliğidir 2,4,5. Özellikle, AMD'nin ileri fazı olan coğrafi atrofi (GA) gösteren hastalarda, mikroRNA işleme enzimi Dicer 1 ribonükleaz III'ün (DICER1) azalmış seviyeleri, RPE dejenerasyonu ile doğrudan bağlantılı ve insan patolojisinde yer alan bir retrotranspozon transkripti olan Alu RNA'nın toksik birikimine neden olur6.
Sodyum iyodat (NaIO3) modeli ve amiloid-β (Aβ) modeli gibi geleneksel in vivo modeller, sistemik hastalık karmaşıklığını korur ancak kritik sınırlamalarla karşı karşıyadır. NaIO3 modeli hızla retinal oksidatif stres ve RPE hasarını indükler, ancak akut toksisitesi hem RPE'yi hem de fotoreseptörleri bozar, YBMD'nin kronik patoloji ile ilişkili ilerlemesini taklit edemez ve ince RPE disfonksiyonunun terapötik değerlendirmesini engeller7. Benzer şekilde, Aβ modeli hastalığa özgü stres faktörlerini ortaya çıkarır, ancak in vitro yaklaşımlara kıyasla kapsamlı teknik uzmanlık ve uzun zaman çizelgeleri gerektirir 8,9. Öte yandan,H2O2ve hidrokinon maruziyet modelleri gibi geleneksel in vitro RPE modelleri, toksik protein agregatları veya inflamatuar tetikleyiciler gibi hastalığa özgü stres faktörlerini özetlemekte başarısız olarak patolojik ilgiden yoksundur1.
Burada, GA patogenezinde doğrudan rol oynayan retrotranspozon türevli kodlamayan bir RNA olan Alu RNA kullanarak birincil fare RPE hücrelerinde bir RPE dejenerasyon modeli oluşturmak için ayrıntılı bir protokol sunuyoruz6. Alüminyum RNA, inflamatuar yolları aktive eder ve RPE bariyer bütünlüğünü10,11 tehlikeye atar, böylece eksüdatif olmayan AMD ile ilişkili patolojik özellikleri taklit eder. Bu yöntem, RPE hücrelerinin enzimatik izolasyonunu ve kültürünü ve ardından RPE dejenerasyonunun indüksiyonunu kullanır. Ek olarak, bu dejenerasyon modelini değerlendirmek için morfolojik (altıgen mimari), fonksiyonel (bariyer bütünlüğü ve polarite kaybı) ve moleküler (inflamatuar ve yaşlanma belirteçleri) okumaları birleştiren kapsamlı bir doğrulama sistemi sağlıyoruz.
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
Bu çalışma, Şanghay Jiao Tong Üniversitesi Tıp Fakültesi'ne bağlı Şanghay Genel Hastanesi Hayvan Etiği Komitesi tarafından onaylandı. Bu protokol, Deney Hayvanlarıyla İlgili İşlerin İdaresine İlişkin Yönetmeliğe (Devlet Bilim ve Teknoloji Komisyonu tarafından yayınlanan) ve Görme ve Oftalmoloji Araştırmaları Derneği (ARVO) tarafından oluşturulan oftalmik ve görme araştırmalarında hayvanların etik kullanımına ilişkin yönergelere sıkı sıkıya bağlıdır. Bu protokolde kullanılan malzemelerle ilgili daha fazla ayrıntı için Malzeme Tablosuna bakın.
1. Birincil fare RPE hücrelerinin izolasyonu
2. RPE dejenerasyon modelinin indüksiyonu
3. Dejenerasyon modelinin doğrulanması
NOT: 7. günde kapsamlı model doğrulama deneyleri yapılmıştır.
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
Alu RNA transfeksiyonundan önce birincil fare RPE hücreleri
0. Günde (Şekil 1), birincil fare RPE hücreleri izole edildi ve sağlıklı RPE hücrelerine özgü karakteristik altıgen morfolojiyi sergiledi. Bu hücreler iyi organize edilmiş bir tek tabakayı korudu. Hücreler, altıgen şekil ve iyi tanımlanmış sınırlarla kanıtlandığı gibi, ilk yapısal organizasyona ve sıkı bağlantıların oluşumuna izin verecek şekilde kültürlendi. Bu morfoloji, RPE dejenerasyonunun müteakip indüksiyon...
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
Amacımız, minimum kaynak kısıtlaması ile yüksek çözünürlüklü görüntüleme ve mekanik analiz sağlayan tekrarlanabilir ve erişilebilir bir RPE yaralanma modeli oluşturmaktı. Bu yaklaşım, net bir şekilde görselleştirilmesini sağladı alüminyum Konfokal Z-yığını görüntüleme (0.5 μm adım boyutu) yoluyla apikal sıkı bağlantı parçalanması ve bazal hücre iskeleti düzensizliği dahil olmak üzere kontrol grubuyla karşılaştırıldığında RNA kaynaklı yapısal bozulma. İki kritik adım sistemin güvenilirliğ...
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
Yazarların açıklayacak herhangi bir çıkar çatışması yoktur.
Bu çalışma kısmen Bilim ve Teknoloji İnovasyon Eylem Planı Tıbbi İnovasyon Araştırma Özel Projesi (23Y11901300), Çin Ulusal Doğa Bilimleri Vakfı (82171076) ve Şanghay Belediye Eğitim Komisyonu (2023ZKZD18) tarafından desteklenmiştir. Profesör LZ'ye nazik hediyesi için teşekkür ederiz.
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
| Ad | Şirket | Katalog numarası | Yorumlar |
|---|---|---|---|
| 1300 Serisi Sınıf II, Tip A2 Biyolojik Güvenlik Kabini | Termo Bilimsel | ||
| 37 &derece; C/%5 CO2 inkübatör | Termo Bilimsel | ||
| %4 Paraformaldehit (PFA) | Hizmet biyografisi | G1101-500ML | |
| insan alüminyum RNA | LZ tarafından hediye edildi | ||
| Anti-tavşan ikincil antikor, Alexa Fluor 568 (keçi) | Invitrogen Thermo Scientific | A11011 Serisi | |
| Applied Biosystems MicroAmp yapışkanlı optik kapak | Thermo Fisher Bilimsel | ||
| Applied Biosystems MicroAmp Optik 96 Kuyulu Reaksiyon Plakaları | Thermo Fisher Bilimsel | ||
| Applied Biosystems ViiA 7 Gerçek Zamanlı PCR Sistemi | Thermo Fisher Bilimsel | Kantitatif gen ekspresyonu analizi için gerçek zamanlı PCR sistemi | |
| Sığır Serum Albümini (BSA, Fraksiyon V) | Beyotine | ST023-50G | |
| Carl Zeiss Primovert ters hücre kültürü mikroskobu | Zeiss | Hücre morfolojisi izleme için | |
| Santrifüj 5424 R | Eppendorf Hakkında | ||
| Kloroform | Sigma | RNA ekstraksiyonunda faz ayrımı. | |
| Konfokal lazer tarama mikroskobu (LSM900+Hücre keşfi 7) | Zeiss | İmmünofloresan belirteçlerinin (örneğin, ZO-1 ve F-aktin) yüksek çözünürlüklü görüntülenmesi. | |
| Costar 24/48/96 kuyucuklu plaka | Corning | ||
| kapak kayması | Thermo Fisher Bilimsel | İmmünofloresan görüntüleme için 24 oyuklu plakada kullanılır. | |
| DAPI | Termo | 62248 | |
| Dijital kuru banyo | Mulab | ||
| DMEM/F12 | Gibco | RPE hücrelerini büyütmek için medya | |
| Dulbecco'nun Fosfat Tamponlu (D-PBS) | PaylaşBiyografi | SB-CR017 Serisi | |
| Earle' Dengeli Tuz Çözeltisi (EBSS) | Gibco | RPE izolasyonu sırasında papain ve DNase I dilüsyonu için kullanılan dengeli tuz çözeltisi. | |
| Etanol (Mutlak) | Sigma | RNA çökeltme ve kolon yıkama. | |
| Fetal Sığır Serumu (FBS) | Sigma | Eksiksiz RPE hücre kültürü ortamı için | |
| Forseps | Diseksiyon için | ||
| Lipofectamine 3000 (Katyonik Lipid Bazlı Transfeksiyon Reaktifi) | Termo Balıkçı | L300015 | Transfekte etmek için alüminyum RNA RPE hücrelerine |
| Matrigel | Corning | 356234 | RPE yapışmasını ve polarizasyonunu desteklemek için kaplama plakaları için matris (%1,14 seyreltme). |
| Metanol İçermeyen Formaldehit | Termo Bilimsel | İmmünofloresanda epitopları korumak için alternatif fiksatif (%4) | |
| Mikropipet | Eppendorf Hakkında | ||
| Nanodrop 2000 spektrofotometre | Termo Bilimsel | RNA konsantrasyonunu ve saflığını ölçer | |
| Nikon ECLIPSE Ti-S floresan Ters mikroskop | Nikon | Boyanmış numunelerin floresan görüntülemesi | |
| Olympus SZX16 stereomikroskop | Olympus | Fare gözbebeklerinin diseksiyonu ve RPE izolasyonu için | |
| Opti-MEM | Gibco | Transfeksiyon kompleksi hazırlama için düşük serumlu ortam | |
| Papain ayrışma sistemi | Worthington | LK003150 | Çalışan enzim için |
| Penicillin-Streptomycin | Gibco | Eksiksiz RPE hücre kültürü ortamı için | |
| Pentobarbital sodyum tuzu | Sigma | Ötenazi ajanı | |
| Phalloidin 488 | Abcam | 176753 | Polarite değerlendirmesi için |
| PrimeScript RT reaktif Kiti | Takara | RR037A | cDNA sentezi için ters transkripsiyon kiti (qPCR şablon hazırlama) |
| RNAsimple Toplam RNA Kiti | TIANGEN | DP419 Serisi | RNA'yı çıkarmak için |
| TB Yeşil Premix Ex Taq (Tli RNaseH Plus) | Takara | RR420A Serisi | qPCR için |
| ZO-1 Tavşan Poliklonal Antikoru | Protein teknolojisi | 21773 | Morfolojik değerlendirme için |
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
Bu makale yayımlandı
Video yakında