A subscription to JoVE is required to view this content. Sign in or start your free trial.
Method Article
نحن هنا وصف طريقة مفصلة لزراعة القصبات الإنسان الأولية من الخلايا الظهارية explants الأنسجة البشرية القصبات الهوائية بما في ذلك النمو المتباينة على واجهة الهواء السائل. هذا الأسلوب يوفر مصدر وفيرة من الخلايا الأولية للتحقيق في دور ظهارة مجرى الهواء في الرئة صحة الإنسان والمرض.
وهناك حاجة الإنسان الخلايا الظهارية القصبية لنماذج خلية من المرض ودراسة تأثير السواغات وكلاء الصيدلانية على وظيفة وهيكل الخلايا الظهارية البشرية. نحن هنا تصف بالتفصيل طريقة تنامي الخلايا الظهارية القصبات الهوائية من نسيج الشعب الهوائية التي يتم حصادها من قبل الجراح في أوقات جراحة الرئة (مثل سرطان الرئة أو جراحة خفض حجم الرئة). مع الموافقة على الأخلاق والموافقة المستنيرة ، الجراح يأخذ ما هو بحاجة لعلم الأمراض ، ويوفر لنا مع جزء الشعب الهوائية التي هي بعيدة من المناطق المصابة. ثم يتم استخدام النسيج كمصدر للexplants التي يمكن استخدامها لزراعة الخلايا الظهارية القصبية الأساسي في الثقافة. يتم شطف شرائح الشعب الهوائية نحو 0.5 - 1cm طويلة و≤ 1cm في قطر مع EBSS الباردة وتتم إزالة الأنسجة الزائدة متني. تقطع شرائح فتح والمفروم إلى 3mm - 2
شرائح الشعبي الإنسان توفير مصدر وفيرة من الخلايا الأولية الظهارية القصبية. في هذه المقالة وصفنا بروتوكولا للنمو والتوسع في الشعب الهوائية الخلايا البشرية (HBE) الظهارية من شرائح الشعب الهوائية المعزولة حديثا الإنسان. هذا البروتوكول يتكون من خمسة أقسام :
قبل أن تبدأ لاحظ أن تتم جميع الخطوات في مجلس الوزراء السلامة البيولوجية (BSC) ما لم ينص على خلاف ذلك. الرجاء تأكد من وجود جميع المواد اللازمة لهذا الإجراء. يرجى قراءة المواد ، وقسم تحضير الكواشف وتأكد أن لديك جو معقم و مطهر (أي في مجلس الوزراء السلامة البيولوجية أو BSC) التي أعدت ما يلي :
طلاء حل المخزون : فبرونيكتين (10 ميكروغرام / مل) ، BSA (10 ميكروغرام / مل) ، والكولاجين (30 ميكروغرام / مل) في محلول الملح المتوازن ليالي ايرل (EBSS ، معقمة).
متوسطة الثقافة : DMEM / هام F - 12 مع الإضافات و مضاد فطري للمضادات الحيوية (1 ٪) وFBS (1 ٪)
تفارق الحلول : التربسين / EDTA الأسهم الحل وDMEM/F-12 مع FBS (10 ٪)
1. طلاء لوحات والخدش 100mm الثقافة : سيتم مطلي Explants الثقافة في لوحات 100mm. بدء بواسطة طلاء لوحات ثقافة 100mm مع الحل الطلاء. وينبغي أن يتم ذلك في BSC ، والحفاظ على كل شيء العقيمة.
2. إعداد Explants الأنسجة القصبي
استخدام نسيج الشعب الهوائية التي تم الحصول عليها في غضون 24-36 ساعة بعد الجراحة. إبقاء الأنسجة على الجليد في EBSS حتى جاهزة للاستخدام.
3. زرع أنسجة الشعب الهوائية
4. مرور الإنسان القصبي الخلايا (HBE) الظهارية
5. تزايد الإنسان الشعبي مهدبة طلائي (HBE) الخلايا على Transwells.
الخلايا الظهارية الابتدائية ارتفع من الأنسجة explants / زرع ، ويمكن توسيعها حتى ثلاث مرات ، ثم استخدامها. ينصح كثافة البذر من 50،000 إلى 100،000 الخلايا لكل سم 2 ، 1،2. أعلى كثافة يعزز التمايز أسرع.
ملاحظة : إعداد تعليق الخلايا وقياس أعدادهم. في مستنبت إعادة تعليق ، بمبلغ 1 مليون خلية لكل 2ml.
مواد التحضير :
1. إعداد محلول المخزون طلاء (القيام بذلك في BSC) :
القصبي الإنسان الأساسية الخلايا الظهارية تنمو جيدا على الأسطح المطلية مع فبرونيكتين / جيش صرب البوسنة / 3 الكولاجين. يستخدم محلول المخزون طلاء لوحات 100 ملم زراعة الأنسجة لازدراع والثقافات زرع على النحو المبين أعلاه. أيضا يمكن أن تستخدم لطلاء الحل coverslips معطف لتسريع مرفق الخلية ، ويمكن عندئذ أن تستخدم لcoverslips immunostaining التجارب.
2. إعداد متوسطة الثقافة (في إعداد BSC) : متوسطة تتألف من DMEM / هام F - 12 من سيغما مع استخراج الغدة النخامية البقري (15 ميكروغرام / مل) ، وعامل نمو البشرة (10 نانوغرام / مل) مع الإضافات الأخرى كما هو مبين أدناه. مضاد حيوي / مضاد فطري (1 ٪) وFBS (1 ٪) تضاف طازجة في كل مرة يتم تغيير ثقافة المتوسط. وقد تم تجميع هذه الوسيلة من خلال استعراض أساليب متعددة الثقافات التي وصفت الهوائية الخلايا الظهارية 3-9. والمقصود لدينا المتوسطة لتحقيق النمو الأمثل للخلايا الظهارية البشرية القصبية.
3. إعداد حلول التفكك :
4. متطلبات خاصة :
ممثل النتائج :
خصائص الثقافة ومورفولوجيا الخلايا الظهارية البشرية القصبية
أظهر الفحص المجهري للخلايا الظهارية البشرية القصبية نحى من شرائح الشعب الهوائية المستخدمة للثقافة ، وذلك قبل زراعة ، شرائط من الخلايا الظهارية كلا مهدبة وغير مهدبة ، مما يدل على أن البشرة العادية (الشكل رقم 1 ، الملحق 1). Immunostaining الاستعدادات cytospin من الخلايا والخلايا من explants المصنفة على coverslips كشفت أن كل الخلايا كانت ايجابية للظهارة cytokeratins محددة (الشكل 3). ثقافات ناجحة من explants من النسيج الشعبي وقعت في 8 من أصل 9 الأنسجة ، كما حصل المصابة واحدة من الثقافات ازدراع. بلغ حلقات الخلايا الظهارية نصف قطرها 1-2 سم في الأسابيع 3-4 (الشكل 2A). وكان المثقف explants الناجحة مرة أخرى تصل إلى 6 مرات. في جميع الثقافات الناجحة ، وهناك أدلة على وجود خلية الهجرة في غضون 48 ساعة من بدء عمليات زرع (الشكل 2B). وكان مظهر الخلايا الحصوه والتي تختلف عن هذه الخلايا الظهارية كما هو موضح في الشكلين 2 و 4 و 5 و 6. وأظهرت شبه مثقف خلايا الشعب الهوائية immunostaining ايجابية وموحدة للcytokeratin E كادهيرين. Immunostaining مع أجسام مضادة محددة ضد أنواع الخلايا الأخرى لم تظهر أي مؤشر على تلوث الثقافات الليفية ، mesenchymal ، أو بطانة الخلايا (α - SMA ، وvimentin CD31 : PECAM البقع - 1 على التوالي) (الشكل 5). الخلايا المستزرعة على الأغشية البوليستر نفاذية (transwells) مع الهواء السائل واجهة مختلفة في ظهارة مهدبة كما هو موضح في الشكل 6. تسجيلات الفيديو ممثل الخلايا الظهارية القصبية نمت على transwells إظهار ظهارة متباينة مع الضرب أهداب (الملحق 2).
وتظهر خصائص الثقافات البشرية القصبية اختبار الخلايا الظهارية في الجدول 1. كان متوسط الوقت اللازم للمرور الأول (P1) 4 أسابيع ، وكان يعني العائد 15.1 ± 2750000 الخلايا (ن = 9 الأنسجة). وتم تقييم جدوى خلايا من explants والاستبعاد من قبل في P1 التريبان الأزرق ، وكان مرتفعا باستمرار (99 ٪) في هذه الثقافات الشعب الهوائية. وكان يتم تجميع شبه مثقف خلايا من الثقافات يزدرع من كل الأنسجة بعد مرور أول استخدام لاحقة. وكان عدد الخلايا يعني تعافى من explants أعلى بكثير من ثقافة ممر اللاحقة (في كل خلايا 2000000 P1 من P2 أسفرت : 6.75 ± 2400000 الخلايا ، ن = 5 الأنسجة). تم تجاهل ثقافة واحدة P2 كما لم تكن نموذجية مورفولوجيا الخلايا الظهارية (7A الشكل). وبالمثل ، تم تجاهل ممرين الأخرى (P2 و P3) من الأنسجة المختلفة (7B الشكل).
الشكل 1 شرائح الأنسجة البشرية والشعب الهوائية المعزولة شريطا حديثا من الخلايا الظهارية مهدبة وغير مهدبة. (أ) صورة الممثل من شرائح الأنسجة البشرية القصبي -- ~ 1 - 2cm طويلة و<1cm القطر المستخدمة للثقافات الأولية من الخلايا الظهارية البشرية القصبية. (ب) شريط من الخلايا البشرية القصبية الظهارية نحى من الجزء القصبي يوضح كل من الخلايا الظهارية مهدبة وغير مهدبة ، 320X التكبير. يتم توفير فيديو لضرب الخلايا التي تحتوي على أهداب كما الملحق 1.
الشكل 2 الإنسان الخلايا الظهارية القصبية نمت من explants على لوحات 100mm زراعة الأنسجة. أ) مع لوحة 100mm 2 - 3mm3 الأنسجة. علما حلقة حول خلايا 2cm - 1 التي تصبح مرئية للعين المجردة بعد 3-4 أسابيع. ب) صورة من حافة يزدرع الأنسجة والخلايا الظهارية كما تهاجر من يزدرع ، بار = 100μm. Explants نقلها الى زرع صفيحة جديدة تصبح. يمكن زرعها Explants تصل إلى 6 مرات.
الشكل 3 نمت من خلايا explants الملون لcytokeratins محددة ظهارة. وكانت ملطخة Cytospins من الخلايا من أجل explants cytokeratins (الخضراء) مع وحيدة النسيلة المضادة للعموم Cytokeratin - FITC (خليط) الذي يعترف cytokeratins الإنسان 1 ، 4 ، 5 ، 6 ، 8 ، 10 ، 13 ، 18 ، و 19. وكانت ملطخة النوى مع هويشت صمة عار (الأزرق). صورة مدمجة تبين أن خلايا الشعب الهوائية ونمت من explants أساسا الخلايا الظهارية ، بار = 20μm.
الشكل 4 الفرعية ثقافة الخلايا الظهارية البشرية القصبية. أ) استخدام التربسين / EDTA ، ورفعت من الخلايا وزرع explants من لوحات 100mm ، وعدها المصنف بمعدل 2-3 مليون خلية في T75 القارورة. تنمو الخلايا لالتقاء الفرعي (80-90 ٪) في قوارير T75 في الأيام 28-30 (ب ، ج). لاحظ مورفولوجيا الحصوه نموذجية من الخلايا الظهارية ، بار = 100μm.
وتم التحقق من الرقم 5 الفرعية مثقف الخلايا الظهارية القصبية كما immunostaining به. هذه الخلايا الملون الايجابية (الخضراء) لCytokeratin - FITC (أ ، ب) ، والتحكم إيجابية لcytokeratin FITC - A549 هو مبين في الخلايا الظهارية (ج) ، وأظهرت مراقبة سلبية في الخلايا الليفية (د). ملطخة خلايا الشعب الهوائية مثقف إيجابية (أحمر غامق) لفلور E-Cadherin/Alexa 594 (ط ، ي) ، وصمة عار للم α - SMA - cy3 PECAM (ه ، و) ، Vimentin / TRITC (م) ، ولا CD31 ( -1/FITC) (س) التي تشير إلى عدم وجود تلوث في الخلايا الظهارية القصبية مثقف الأولية مع العضلات الملساء ، الوسيطة ، أو الخلايا البطانية على التوالي. وتتجلى السيطرة الايجابية (أحمر غامق) لفلور E-Cadherin/Alexa A549 594 في الخلايا الظهارية (ك). وتتجلى سيطرة إيجابية لα - SMA - cy3 (الحمراء) في الخلايا الليفية (ز ، ح). وترد ضوابط الضد الثانوي في الخلايا الظهارية القصبية لفلور اليكسا 594 (ل) ؛ أرنب المضادة للماوس TRITC (ن) وحمار المضادة للماعز FITC (ع). = شريط 20μm.
الشكل 6 الإنسان الخلايا الظهارية القصبية مثقف على transwells. يتم استزراع خلايا مهدبة على الأغشية البوليستر نفاذية (6.5mm قطر) في مناطق ذات كثافة البذر من 50000 سلليرة سورية لكل بئر (أ) = 100μm بار. Immunostaining الخلايا المستزرعة على transwells مع cytokeratin - FITC (الخضراء) ودابي (الأزرق) يدل على أن هذه الخلايا هي الخلايا الظهارية أساسا ، بار = 20μm. يتم استزراع خلايا مغمورة في وسائل الاعلام لمدة 10 يوما ، ثم غذت وسائل الاعلام من أسفل فقط لمدة 4-6 أسابيع لتهيئة علي حتى تزرع أهداب كما هو مبين في الفقرة (ب) 160x التكبير. انظر الملحق 2 للفيديو ضرب الأهداب. (ج) إظهار الصور TEM نمو أهداب الثقافات علي في 6 أسابيع ، والتكبير = 150000x.
الشكل 7 مثال من الخلايا التي يجب التخلص منها بناء على شكلها. هذه الخلايا عادة ما تظهر عندما تم زرع أنسجة عدة مرات. علما أنه ينبغي تجاهل كل من الخلايا وزرع الأعضاء. أ) جمعت الخلايا من اللوحة مع الزرع التي تم تربيتها 6 مرات ومطلي في قارورة T75. في حدود 1 في الاسبوع أظهرت خلايا مورفولوجيا المتميزة التي لا تمثل مظهر الحصوه من الخلايا الظهارية. بدلا من ذلك ، كانت خلايا مستطيلة رقيقة متزايد بالسكان. ب) ينبغي تجاهل المزيد من الأمثلة على الخلايا التي لا ينبغي أن تكون مجمعة مع الخلايا الظهارية نموذجي ، ولكن. = شريط 100μm.
الجدول 1 : خصائص الثقافات البشرية القصبية الخلايا الظهارية
نسبة النجاح (# الأنسجة) | 09/08 (88.8 ٪) |
متوسط الوقت (المدى) إلى P1 (أسابيع) | 4 (3-5) |
يعني (SEM) أي الخلية. في P1 | 15.1 (2.75) × 10 6 |
يعني (SEM) البقاء في P1 | 99 ٪ (2 ٪) |
(P1 = الممر الأول) |
الملحق 1 يبين شريط من خلايا مهدبة وغير مهدبة - الظهارية القصبية نحى من الشعب الهوائية جزءا لاستخدامها في عمليات زرع الإنسان ، 320X التكبير. اضغط هنا للفيديو 1 الملحق.
الملحق 2 المتباينة الخلايا الظهارية القصبية نمت على واجهة الهواء السائل. أشرطة الفيديو (2A و 2B) وتظهر الضرب 160X أهداب التكبير ، و320X على التوالي. اضغط هنا للفيديو الملحق 2A. اضغط هنا للفيديو الملحق 2B.
في هذه الدراسة التي قدمت لنا وسائل مفصلة للثقافة وتوسيع الشعب الهوائية الخلايا الظهارية الإنسان الأساسية. أظهرنا كيف explants وزرع أنسجة الشعب الهوائية ، ومثقف في وسائل الإعلام التي تروج للنمو الخلايا الظهارية ، ويمكن توفير مصدر مستمر من الخلايا الظهارية البشرية الهوا...
المؤلفون ممتنون جدا للدكتور ريتشارد Inculet لتوفير أنسجة الشعب الهوائية. تم الحصول على موافقات مجلس البحوث الأخلاقيات الطبية من هاميلتون القديس يوسف وجامعة اونتاريو / لندن الغربية مركز علوم الصحة (الدكتور ديفيد ماكورماك) ، مناديل والمحفوظات اللجنة ، قسم علم الأمراض. ونحن نشكر أيضا إرني سبيتزر (الميكروسكوب الالكتروني ، جامعة ماكماستر) لتوفير إحساس الغانيين علي الثقافات لدينا ، وفاركاس دانييلا لتوفير بعض المواد اللازمة لimmunostaining. وقد تم تمويل هذا العمل من قبل كتلة منحة المدى من جمعية أونتاريو الصدر ؛ وأيد الدكتور ياغي أسماء من قبل منحة FSORC ، والرعاية الصحية سانت جوزيف ، هاميلتون ، اونتاريو ، كندا.
متطلبات أخرى : حاضنة والبيولوجية مجلس الوزراء السلامة (BSC) ، الطرد المركزي ، لوحات ثقافة 100mm ، وأنابيب معقمة (15 مل ، 50 مل ، ومل 2) ، ونصائح ماصة معقمة ، والتعامل مع مشرط وريش ، مقص صغير حاد ، والمعاطف والقفازات المختبر. ويمكن الحصول على هذه من الموردين المفضل لديك.
Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article
Request PermissionThis article has been published
Video Coming Soon
Copyright © 2025 MyJoVE Corporation. All rights reserved