İnsan servikal organoidlerini oluşturmak ve genetik olarak manipüle etmek için ayrıntılı bir protokol sunuyoruz.
Bu içeriği görüntülemek için JoVE aboneliğiniz gereklidir. Giriş yapın veya ücretsiz denemenizi bugün başlatın.
Yöntem makalesi
İnsan servikal organoidlerini oluşturmak ve genetik olarak manipüle etmek için ayrıntılı bir protokol sunuyoruz.
Rahim ağzı kanseri, kadınlarda en yaygın dördüncü kanserdir ve en sık rahim ectoserviksini etkiler. Rahim ektoserviks, bazal hücreleri ve farklılaşan parabazal ile suprabazal hücrelerden oluşan tabakalı skuamöz epitelyumla kaplıdır. Rahim ağzının konizasyonundan sonra gözlemlenen yenilenme, sağlam kök hücre aktivitesinin varlığını göstermektedir. Ancak, servikal kök hücrelerin kimliği ve düzenleyici mekanizmaları ile malign dönüşüm süreci hakkındaki anlayışımız, insan servikal dokularına erişimin sınırlı olması ve rahim ektoserviksinde kök hücre aktivitesini değerlendirmek için optimal sistemlerin eksikliği nedeniyle sınırlı olmuştur. Yakın zamanda kurulan insan servikal organoidleri, bu sınırlamaların aşılmasına yardımcı olabilir ve servikal fizyolojisi ile patolojisi incelemek için yeni fırsatlar sunabilir. Ancak, insan servikal organoidlerini izole etmek ve tesis etmek için standart bir yöntem yoktur. Burada, insan ektoservikal organoidlerinin oluşturulması için bir yöntem tanımlıyoruz. Özellikle, insan ektoservikal epitelinden tek hücreleri izole etmek için bir protokol sunuyoruz. Optimize edilmiş bir enzim çözeltisiyle servikal dokuyu inkubasyon yaparak, rahim epitelini soyarak hücre verimini maksimize eder ve fibroblast kontaminasyonunu en aza indiririz. İnsan servikal organoidlerinin optimize edilmiş bir ortam formülasyonu kullanılarak kültürlenmesi koşullarını daha ayrıntılı olarak özetliyoruz. Ayrıca, servikal organoidlerin geçişi ve genetik olarak manipülasyonu prosedürlerini detaylandırıyoruz. Bu protokol, insan servikal organoidlerini oluşturmak ve bunları servikal kök hücreler ile hastalıkları incelemek için kullanmak için son derece verimli bir yaklaşım sunar.
Rahim ectoserviks, rahim kanseri 1,2 için en yaygın bölgedir. Gelişmiş ülkelerde insan papilloma virüsü (HPV) aşısının uygulanmasından sonra rahim ağzı kanseri azalmış olsa da, dünya genelinde kadınlar arasında en yaygın dördüncü kanserolmaya devam etmektedir 3,4. Ayrıca, bazı ülkelerde rahim ağzı önkanser lezyonları sıklığı artmayadevam etmektedir 5,6. Düşük dereceli skuamöz intraepitelyal lezyon (LSIL) genellikle kendi kendine gerileşirken, yüksek dereceli skuamöz intraepitelyal lezyon (HSIL) invaziv kansere ilerleme riski taşır ve genellikle eksizyon veya konizasyon gibi cerrahi müdahale gerektirir. Bu işlemler ektoserviksi kısaltabilir ve düşük veya erken doğum riskiniartırabilir 7,8. Servikal biyolojinin daha derin bir anlaşılması ve rejeneratif terapinin geliştirilmesi, bu zorlukların üstesinden gelinmeye yardımcı olabilir ancak sağlam ve fizyolojik olarak ilgili model sistemleri gerektirir.
Hayvan modelleri, servikal homeostaz, hastalık mekanizmaları ve terapötik stratejiler konusundaki anlayışımızı önemli ölçüde geliştirmiştir. Ancak, insan biyolojisi ve patolojisinden doğasında olan farklılıkları, translasyon değerlerini sınırlar. Alternatif olarak, organoidler insan biyolojisi ve hastalıklarını modellemek için güçlü platformlar olarak ortaya çıkmıştır. Organoidler, kök hücrelerden türetilen 3 boyutlu mikroyapılardır ve köken dokularının histolojisini ve molekülerimzalarını tekrarlar; 9,10,11. Trakea, yemek borusu ve rahim ağzı 12,13,14 dahil olmak üzere birden fazla dokuda çeşitli insan dokusu kök hücrelerini tanımlamak için kullanılmıştır. Ayrıca, organoitler genetik manipülasyonu mümkün kılarak kanser ve fibroz dahil olmak üzere çeşitli hastalıkların patogenezimodellenmesine olanak tanır 15,16,17. Ayrıca, organoidler, ilaçların veya hücre tedavilerinin etkinliği ve toksisitesini taramak için etkili bir platform olarak hizmeteder (18,19,20,21).
Son zamanlarda, iki bağımsız grup insan servikal organoidsistemlerini kurdu 22,23. Bu gelişmeler üzerine inşa edilerek, servikal organoid kültürünün verimliliğini önemli ölçüde artırdık ve insan servikal kök hücrelerini tespitettik. Ayrıca, servikal epitelin soyulmasıyla, servikal epitelin altındaki fibroblastların dahil edilmesini en aza indirdik. Genetik manipülasyonla servikal organoidleri kullanarak, mikrobiyal metabolitlerin ve onların sonraki yollarının servikal homeostazı korumada ve kanser öncesi ilerlemeyi önlemede rolünü ortaya çıkardık. Böylece, servikal organoidlerin üretimi, bakımı ve genetik olarak modifiye edilmesi için standartlaştırılmış ve optimize edilmiş bir protokol, servikal biyolojisi ve patolojisini incelemek için vazgeçilmez bir araç olarak hizmet edecektir.
Bu makalede, insan servikal organoidlerinin üretimi ve geçişi için ayrıntılı ve optimize edilmiş bir protokol sunuyoruz. Ayrıca elektroporasyon yoluyla genetik manipülasyon için bir protokol de açıklıyoruz.
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
Hücre izolasyonu ve organoid kültürü, insan servikal dokuları kullanılarak DGIST, Daegu, Kore ve Chilgok Kyungpook Ulusal Üniversite Hastanesi, Gyeongsangbuk-do, Kore'nin iç inceleme kurulları tarafından tüm ilgili etik düzenlemelere uygun olarak onaylanmış ve yürütüldü (DGIST-20210401-BR-112-001 ve KNUCH-2020-020-001). İnsan ektoservikal dokuları, Chilgok Kyungpook Ulusal Üniversite Hastanesi Doğum ve Jinekoloji Bölümü tarafından sağlanmıştır. İyi huylu rahim hastalıkları için total laparoskopik histerektomi geçiren hastalardan sağlıklı servikal dokular elde edildi. Tüm hastalardan bilgilendirilmiş onay alındı.
1. Ektoservikal dokulardan tek hücreli izolasyon
NOT: Bu protokol, yaklaşık 5 mm × 5 mm × 5 mm boyutlarında bir insan ektoserviks biyopsisi örneğiyle başlar (Şekil 1).
2. Ektoservikal organoid tohumlama ve kültür
3. Organoid ayrıştırma ve yeniden tohumlama
4. İnsan servikal organoidlerinin elektroporasyon ile genetik manipülasyonu
NOT: Bu protokol, Lonza Amaxa 4D-Nucleofector ve P4 Birincil Hücre 4D-Nükleofektor X Kiti (#V4XP-4032) kullanımına dayanmaktadır.
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
3D İnsan servikal organoid kültürü
Taze izole edilmiş insan ektoservikal dokuları, yukarıda belirtilen sırayla tek hücrelere ayrılmış, ardından 24 delikli hücre kültürü insertlerinin üzerine örtülen ve bu protokolde belirtildiği gibi servikal organoidler oluşturulacak şekilde kültürlenmiştir (Şekil 1). İnsan servikal organoidleri tek hücrelerden 2 hafta içinde 500 μm çapa kadar büyür (Şekil 2A...
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
Bu el yazmasında, insan servikal organoidlerinin oluşturulması ve geçişi protokolünü anlatıyoruz. Ayrıca, onları genetik olarak manipüle etmek için bir protokol sağlıyoruz; bu da servikal biyolojisi ve patolojisi çalışmalarını önemli ölçüde ilerletiyor. Protokolü özellikle insan rahim servikal organoidleri için optimize etmiş olsak da, protokolümüz diğer organoid sistemlere de küçük değişikliklerle uygulanabilir.
Organoid kültürünü oluşturmak ve optimize etmek...
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
Hiçbiri yok
Bu çalışma, Sağlık ve Refah Bakanlığı'ndan (Y. Jeong için RS-2024-00439434) bir hibe ile desteklendi.
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
| Ad | Şirket | Katalog numarası | Yorumlar |
|---|---|---|---|
| P4 Birincil Hücre 4D-Nükleofektör X Kiti | Lonza | V4XP-4032 | |
| 96 kuyuyla ultra düşük bağlantı plakası | SPL | 39796 | |
| Hücre süzcü 40 & mikro; m | SPL | 93040 | |
| 50 mL konik tüp 500/kutu | SLP | SPL50050 | |
| 15 ml Konik tüp | Sarstedt | 62.554.502 | |
| CryoPure Tube 1.8 mL -beyaz | Sarstedt | 72.379P | |
| 37 ve derece; C, %5 CO2 kuluçka makinesi | Eppendorf | 9734IQ905476 | |
| Hücre kültürü girişi | SPL | 37024 | |
| Amaxa 4D-Nükleofektörü | Lonza | AAF-1003X | |
| Engelleme tamponu (DPBS'de %2 BCS) | Gibco / Welgene | BCS: 26010074; DPBS: LB001-02 | |
| Dispase II tozu | Gibco | 17105041 | |
| DNAse I | Enzimomikler | M059L | |
| Matrigel | Corning | 356231 | |
| RBC lizis tamponu | Biosesang | R2015 | |
| TrypLE Express | Gibco | 12605 | |
| Yıkama tamponu (HBSS) | JBI | BL003-1 | |
| İleri DMEM/F12 | Gibco | 12634028 | |
| GlutaMAX takviyesi | Gibco | 35050-061 | |
| Penisilin ve dash; Streptomisin | Biowest | L0022-100 | |
| HEPES | Gibco | 15630-080 | |
| B27 takviyesi | Gibco | 17504044 | |
| Noggin | PeproTech | 118214 | |
| N-asetil-l-sistein | Sigma | A9165 | |
| Y-27632 | STEMCELL Teknolojileri | 72307 | |
| FGF2 | PeproTech | 100-18B-50UG | |
| FGF7 | PeproTech | AF-100-19-250UG | |
| A83-01 | Selleckchem | S7692 | |
| Forskolin | Sigma | F6886 | |
| Neuregulin 1 | PeproTech | 100-03-50UG | |
| NGF | PeproTech | AF-450-01-100UG | |
| R-spondin | Sinobiyolojik | 11083-HNAS | |
| HGF | Peprotech | 100-39H-250ug | |
| FGF10 | Peprotech | 100-26 | |
| Petridsimsi 35 mm | SPL | 10035 | |
| organoid medya tarifi | |||
| İsim | Şirket | Katalog Numarası | konsantrasyon |
| İleri DMEM/F12 | Gibco | 12634028 | |
| GlutaMAX takviyesi | Gibco | 35050-061 | 1x |
| Penisilin ve dash; Streptomisin | Biowest | L0022-100 | 1x |
| HEPES | Gibco | 15630-080 | 10 mM |
| B27 takviyesi | Gibco | 17504044 | 1x vitamini A olmadan |
| Noggin | PeproTech | 118214 | 100 ng/ml |
| N-asetil-l-sistein | Sigma | A9165 | 1 mM |
| Y-27632 | STEMCELL Teknolojileri | 72307 | 10 uM |
| FGF2 | PeproTech | 100-18B-50UG | 50 ng/ml |
| FGF7 | PeproTech | AF-100-19-250UG | 25 ng/ml |
| FGF10 | Peprotech | 100-26 | 100 ng/ml |
| A83-01 | Selleckchem | S7692 | 500 nM |
| Forskolin | Sigma | F6886 | 10 μ M |
| Neuregulin 1 | PeproTech | 100-03-50UG | 50 ng/ml |
| NGF | PeproTech | AF-450-01-100UG | 20 ng/ml |
| R-spondin | Sinobiyolojik | 11083-HNAS | 100 ng/ml |
| HGF | Peprotech | 100-39H-250ug | 25 ng/ml |
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.