Bu protokol, romatoid artrit hastalarının sinovyal dokularından yüksek saflıkta primer fibroblast benzeri sinoviositlerin (FLS) izole edilmesi ve tanımlanması yöntemini tanımlar; bu yöntem güvenilir hastalık modelleme ve ilaç taraması için yapılır.
Yöntem makalesi
Bu protokol, romatoid artrit hastalarının sinovyal dokularından yüksek saflıkta primer fibroblast benzeri sinoviositlerin (FLS) izole edilmesi ve tanımlanması yöntemini tanımlar; bu yöntem güvenilir hastalık modelleme ve ilaç taraması için yapılır.
Romatoid artrit (RA), birincil patolojik özelliği olarak sinovial hiperplazi ve ilerleyici eklem hasarı ile karakterize edilen kronik otoimmün bir inflamatuar hastalıktır. Fibroblast benzeri sinoviositler (FLS), RA patogenezinde kritik hücresel bileşenler olarak tanınır; agresif, tümör benzeri davranışlarıyla karakterize edilir; bu davranışlar kıkırdak ve kemik yok oluşunu sağlar. Romatoid artritin izolasyonu ve saflaştırılması: Fibroblast benzeri sinoviyositler (RA-FLS), hastalık mekanizmalarını araştırmak ve potansiyel tedavi edici ilaçları değerlendirmek için kritik bir araçtır. Burada, RA hastalarında diz protezi ameliyatı sırasında alınan rezeksiyon edilen sinovyal doku örneklerinden birincil insan RA-FLS'nin izole edilmesi, kültürlenmesi ve fonksiyonel olarak doğrulanması için kapsamlı bir protokol sunuyoruz. Bu yöntem, taze sinovyal doku kullanır ve RA-FLS'nin doku matriksinden en üst düzeye çıkarılması için tripsin ve kollajenaz tip II ile ardışık enzimatik sindirim süreci uygular. Son olarak, hücre tanımlaması Vimentin immünoflüoresansı ve akış sitometrisi ile sağlanır; TNF-α kaynaklı proliferasyonun fonksiyonel değerlendirmesi ile tamamlanır. Bu protokol, spesifik fenotipik özelliklere ve inflamatuar yanıt yeteneğine sahip yüksek saflıkta RA-FLS kültürlerinin edinilmesini sağlar ve araştırmacılara ilaç taraması, mekanik çalışmalar ve doku mühendisliği uygulamaları için uygun kısa süreli kültürlü, hasta kaynaklı RA-FLS elde etmeleri için güvenilir bir yöntem sunar.
Romatoid artrit (RA), çevresel eklemlerin simetrik poliartritiyle karakterize edilen kronik otoimmün inflamatuar hastalıktır; tahmini küresel yaygınlığı %0,5-1 oranındadır ve çeşitli sistemik ve eklem dışı komplikasyonlara yol açmapotansiyeli vardır 1,2,3,4,5. RA'nın temel patolojik özelliği, otoimmün yanıtların aracılı olduğu kronik sinovitttir ve bu da eklem kıkırdak ve subkondral kemiği aşındıran invaziv pannusdokusunun oluşumuna yol açar 6,7. Bunlar arasında sinovit, RA'nın en erken ve en merkezi patolojik özelliğini temsil eder. Sinovyumun baskın yerleşik hücreleri olan fibroblast benzeri sinoviositler (FLS), hem sinovial iltihabın hem de kemik yıkımının koordinasyonundakritik rol oynar 8,9. RA'da sinovial inflamatuar yanıt sırasında, Romatoid artrit Fibroblast benzeri sinoviositler (RA-FLS) normal "düzenleyici" fenotiplerini kaybeder ve bunun yerine "pro-inflamatuar" bir profilsergiler. Bu değişim, ilgili enerji metabolik yollarını aktive edebilecek inflamatuar sitokinlerin büyük ölçüde üretilmesine yol açar; bu da hücre çoğalmasının artmasına ve sinovial inflamatuarkaskadın 11,12,13 daha da güçlenmesine yol açar. Aynı zamanda, RA-FLS diğer bağışıklık hücreleriyle (makrofajlar, T hücreleri ve B hücreleri gibi) etkileşime girerek kalıcı kronik bir iltihap durumunusürdürür 14,15. Ayrıca, RA-FLS, artan göç kapasitesi, invazivlik, kontrolsüz proliferasyon ve apoptoza direnç gibi kanser benzeri özellikler sergiler ve kıkırdak ile kemik erozyonu süreçlerinde aktif roloynarlar.
Son yıllarda, FLS, RA gibi eklem inflamatuar hastalıklarının incelenmesinde in vitro modeller olarak yaygın olarak kullanılmıştır; bu eğilim, kısmen mevcut birinci basamak farmakoterapilerin sınırlamalarındankaynaklanmaktadır (17,18,19). 2D kültürlerde, 3D modellerde ve organ-on-a-chip sistemlerinde hastalık mekanizmalarını araştırmak, terapötik hedefleri doğrulamak ve ilaç taramasıyapmak için kullanılırlar 20,21,22,23. Ayrıca, RAFLS, DMARD yanıtını tahmin etmek için hasta kaynaklı sinovyal organoidler dahil olmak üzere gelişmiş uygulamalar için bir temel oluşturur; CRISPR/Cas9 ile genetik düzenleme ve RA ilerlemesinde gen fonksiyonunu incelemek; ve fonksiyonel sinovyal doku greftleri için bir hücre kaynağıolarak 24,25,26.
Romatoid artrit hastalarının sinovyal dokusundan kısa süreli kültürlenmiş RA-FLS elde etmek, birçok deneyin ilk adımı olarak hizmet eder. FLS hücre hatlarına kıskınca, kısa süreli kültürlenmiş, hastadan türetilen RA-FLS, hastalararası heterojenliği ve hastalık özgül özelliklerini korur; bu da hastalıkla ilişkili transkripsiyonel faktörlerin ve yol düzenleyici farklılıklarının daha özgün temsilini sağlar. Sonuç olarak, hücre verimi, büyüme hızı ve fonksiyonel performans, yaş, hastalık süresi, ilaç öyküsü ve hastalık aktivitesi gibi hastaya özgü faktörler tarafından etkilenebilir ve bu da belirli bir gruplar arası değişkenliğe yol açar. Bu nedenle araştırmacılar, kullanımdan önce doku kaynağının klinik arka planını değerlendirmeli ve hücrelerin fenotipik stabilitesini korumak için erken geçişler (P3-P7) içinde deneyler yapmalıdır.
Bu çalışma, diz sinovial dokusundan RA-FLS'nin çıkarılması ve tanımlanması için basitleştirilmiş bir protokolü detaylandırmaktadır. Bu yöntem, ardışık enzimatik sindirim (tripsin, ardından tip II kollajenaz) ve hafif mekanik ayrışma ile birleştirilir. Kanıtlar, bu optimize edilmiş, çok adımlı enzimatik stratejilerin genellikle tek enzimli veya ardışık olmayan karışık enzimli tedavilerden üstün olduğunu ve bunun hücre canlılığını ve fenotipi 27,28,29,30 üzerinde etkili olabileceğini göstermektedir. Buna karşılık, sunulan protokol, yüksek canlılıklı, yüksek saflıklı RA-FLS'nin daha verimli ve nazik izolasyonunu sağlar, hücresel hasarı ve fenotipik kaybı en aza indirerek sonraki fonksiyonel testler için uygunluk sağlar.
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
Bu çalışma, Çin-Japonya Dostluk Hastanesi'nde eklem replasman ameliyatı geçiren romatoid artrit hastalarından sinovyal doku topladı. Tüm hastalar ameliyattan önce yazılı bilgilendirilmiş onay vermiştir. Toplanan bilgiler ve biyolojik örnekler, hasta gizliliği ve veri güvenliğini sağlamak için sıkı önlemlerle ele alındı. Kalan sinovial doku örnekleri biyogüvenlik düzenlemelerine uygun olarak bertaraf edilmiştir. Bu çalışmada romatoid artrit hastalarından diz eklemi sinovyal dokusunun kullanımı, Çin-Japonya Dostluk Hastanesi Etik Komitesi tarafından onaylandı (Onay No.: 2025-KY-223). Reaktifler ve kullanılan ekipmanlar Malzeme Tablosu'nda listelenmiştir.
1. Sinovial dokunun alınması ve hazırlanması
NOT: Ameliyat sırasında elde edilen sinovyal doku, ameliyat odasından biyogüvenlik dolabına nakil sırasında kontaminasyonu önlemek için %0,9 tuzlu çözelti veya PBS ile dolu steril bir kapta yerleştirin. Bakteriyel veya mantar kontaminasyonunu önlemek için etanol batırmayı ve ardından penisillin-streptomisin çözeltisi ile yıkamayı kritik adımlar olarak kullanın; böylece sonraki deneylerin başarısını garanti altına alın.
2. Sinovial dokunun sindirimi
NOT: Hücre bağlantılarını ve sinovial dokudaki ekstraselüler matriksi bozmak için tripsin kullanın; böylece sonraki izolasyon için. Tip II kollajenazı uygulayarak ekstraselüler matriks yapısını seçici olarak bozarak hücrenin matriksden ayrılmasını kolaylaştırın. Sinovyal doku diseksiyonu için gerekli tüm cerrahi makas, forseps ve hücre süzgeçleri kullanılmadan önce otoklavlama ile sterilize edin. Sindirimden sonra doku parçaları gevşeme, kenarları yıpranmış ve ortam biraz bulanık hale gelebilir. Sindirilmemiş doku kompakt ve opak kalır.
3. Fibroblast benzeri sinoviositlerin izolasyonu ve kültürü
NOT: Tüm hücre kültürü prosedürlerini steril koşullarda bir biyogüvenlik dolabında gerçekleştirin ve kontaminasyonu önlemek için steril eldiven takın.
4. Vimentin immünoflüoresans boyama kullanarak RA-FLS tanımlanır
NOT: Hücre yıkama için kullanılan PBS çözeltisini 37 °C'ye ayarlanmış bir su banyosunda önceden ısıtın. Bu bölümde belirtilen tüm reaktif hacimleri, 48 kuyululu plaka formatı için standartlaştırılmıştır. Farklı formattaki plakalar kullanıldığında, hacimler büyüme alanına göre orantılı olarak ölçeklendirilmelidir.
5. RA-FLS'yi nicelikle ölçmek ve akış sitometrisi kullanarak saflığı değerlendirmek
NOT: RA-FLS'yi tespit etmek için pozitif belirteç olarak Vimentin ve CD90 kullanılırken, bağışıklık hücresi kontaminasyonunu dışlamak için CD68, CD14 ve CD11b negatif kontrol olarak uygulanır. Vimentin, ağırlıklı olarak RA-FLS sitoplazmasında lokalize olan hücre içi spesifik ara filament proteini olarak hizmet eder. CD90, RA-FLS'de yüksek şekilde ekspreslenen kritik bir yüzey belirteci olarak işlev görür ve bağışıklık hücrelerinden ayırt edilmesini sağlar. CD68, CD14 ve CD11b özellikle makrofajlar, monositler ve miyeloid hücrelerde eksprese edilirken, bağışıklık hücresi kontaminasyonunu engellemek için negatif belirteç olarak kullanılırlar. Florokromları bağlanma özelliklerine göre hücre yüzeyi belirteçlerine atayın ve floresan kanallarında örtüşmeden emin olun. Örneğin, bu deneyde CD90 ve CD68 aynı florokromu paylaşır; bu nedenle, aynı santrifüj tüpüne eklemeyin. Vimentin antikoru ile kuluçkadan önce, hücre zarını bozmak için fiksasyon ve permeabilizasyon ajanları ekleyin. Akış sitometresinde yeterli floresan kanallar varsa, CD90 ve CD68 gibi işaretleyiciler farklı kanallara atanarak çoklu renk eşzamanlı analiz için tespit verimliliğini ve bilgi içeriğini daha da artırabilir.
6. MTS testi kullanılarak TNF-α kaynaklı RA-FLS proliferasyonunun ölçülmesi
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
Protokolü kullanarak kısa süreli, hastadan kaynaklanan RA-FLS'yi başarıyla izole ettik. Prosedürel iş akışının şematik diyagramı sunulmaktadır (Şekil 1). Işık mikroskopisinde, RA-FLS baskın morfolojik fenotipi olan iğne şeklinde ve düzensiz çokgen hücreler sergilemiştir. Hücreler, uzun süreçlerle geniş sitoplazmik yayılım gösterdi. Hücre sınırları, hücrelerden hücrelere temas veya örtüşme alanlarında biraz belirsiz görünüyordu. Hücrelerin çoğu, polarize uzan...
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
Bu protokol, yüksek hücre canlılığı, karakteristik fenotip, spesifik belirteç ekspresyonu ve inflamatuar uyarılara fonksiyonel yanıt verme yeteneği ile RA hastalarından RA-FLS'nin izolasyonu ve kısa süreli kültürü için tekrarlanabilir bir yöntem oluşturur.
Kritik adımlar ve teknik hususlar
Bu yöntemin güvenilirliği birkaç kritik adıma bağlıdır. İlk olarak, taze sinovial doku, alımdan sonra 4-6 saat içinde enzimatik sindirime tabi tutulmalıd...
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
Yazarlar bu çalışmada çıkar çatışması belirtmemiş ve Figdraw kullanımının Şekil 1 oluşturma için platformun lisanslama şartlarına uyduğunu doğrulamaktadır.
Bu çalışma, Çin Ulusal Doğa Bilimleri Vakfı (No. 82074223 ve 8207141673) ve merkezi hükümet düzeyindeki Ana Proje olan Değerli Çin tıp kaynaklarının sürdürülebilir kullanımının kurulması (No. 2060302) tarafından desteklendi.
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
| Ad | Şirket | Katalog numarası | Yorumlar |
|---|---|---|---|
| Alexa Fluor 488-konjuge anti-tavşan IgG | Zhongshan Jingqiao Biyoteknolojisi | ZF-0511 | |
| %0,25 Tripsin-EDTA (1X) | Gibco | 25200-072 | |
| %4 Paraformaldehit | Solarbio | P1110 | |
| Alexa Flour674 anti-insan CD68 | biyo-efsane | 562111 | |
| Hayvansız Engelleme Çözümü | Hücre Sinyal Teknolojisi | 15019 | |
| APC anti-insan CD90 | biyo-efsane | 559869 | |
| BD FACSDiva Software 8.0.2 | BD Biosciences | 657925 | |
| BD LSRFortessa | BD Biosciences | 647177 | |
| BV605 anti-insan CD11b | bidegend | 563015 | |
| CellTiter 96 AQueous Tek Çözelti Hücre Proliferasyon Testi (MTS) | Promega | G358A | |
| Kollagenaz II | Solarbio | C8150 | |
| DAPI içeren floresan montaj ortamı | Zhongshan Jingqiao Biyoteknolojisi | ZLI-9556 | |
| DAPI içeren floresan montaj ortamı | Zhongshan Jingqiao Biyoteknolojisi | ZLI-9556 | |
| Dulbecco'nun Modifiye Kartal Ortamı (DMEM), Yüksek Glikoz | HyClone | SH30022.01 | |
| Fetal sığır serumu-Superfine (FBS) | Şanghay Zhongqiao Xindan Biyoteknoloji A., Ltd. | ZQ0500 | |
| FITC anti-insan CD14 | biyo-efsane | 325604 | |
| PBS, 1& kez; (pH 7.4) Fosfat tamponlu tuzlu su | Servicebio | G4202 | |
| Penisillin-Streptomisin Karışımı Çözeltisi (Çift Antibiyotik) 100 kez; | Şanghay Zhongqiao Xindan Biyoteknoloji A., Ltd. | CSP006 | |
| QuickBlock Evrensel Protein Blokajı ve Antikor Sulandırma Tamponu | Beyotime | P0270-500ml | |
| Rekombinant İnsan TNF-α | Peprotech | 300-01A | |
| Transkripsiyon Faktörü Buffe'u Boyandırıyor | eBioscience | 00-5523-00 | |
| Triton X-100 | Solarbio | T8200 | |
| Tripsin Çözeltisi (EDTA-sız) | Beijing Labgic Technology Co., Ltd. | BL526A |
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
Bu JoVE makalesinin metnini veya şekillerini yeniden kullanmak için izin iste
İzin iste