A subscription to JoVE is required to view this content. Sign in or start your free trial.
Method Article
نقدم هنا، واستخدام البروتوكولات التباين اثنين ديسيلولاريزي الأنسجة النباتية: نهج قائم على المنظفات واتباع نهج خالية من المنظفات. كلا الأسلوبين تترك وراءها المصفوفة خارج الخلية في الأنسجة النباتية المستخدمة، التي يمكن أن تستخدم بعد ذلك السقالات لتطبيقات هندسة الأنسجة.
ترقيع ذاتي والاصطناعية، والمستمدة من الحيوانات المستخدمة حاليا السقالات لاستبدال الأنسجة على قيود نظراً لانخفاض توافر وسوء توافق مع الحياة، والتكلفة. الأنسجة النباتية لها الخصائص المواتية التي تجعلها مناسبة بشكل فريد لاستخدامه السقالات، مثل مساحة سطح عالية وممتازة والمياه والنقل والاحتفاظ بها، المسامية المترابطة، preexisting شبكات الأوعية الدموية، ومجموعة واسعة من الميكانيكية خصائص. يتم وصف الأساليب الناجحة اثنين من مصنع ديسيلولاريزيشن لتطبيقات هندسة الأنسجة هنا. وتستند الطريقة الأولى الحمامات المنظفات لإزالة المسألة الخلوية، ومشابهة للطرق المحددة سابقا المستخدمة لمسح أنسجة الثدييات. والثاني هو أسلوب خال من المنظفات مقتبس من بروتوكول أن يعزل المفرج أوراق وينطوي على استخدام التبييض ساخنة وحمام الملح لمسح أوراق الشجر وينبع. كلا الأسلوبين العائد السقالات مع خصائص ميكانيكية قابلة للمقارنة، وانخفاض تأثير الأيض الخلوية، مما يسمح للمستخدم بتحديد البروتوكول الذي يناسب أفضل التطبيق المقصود بهم.
هندسة الأنسجة ظهرت في الثمانينات لإنشاء الأنسجة الحية بدائل، ويحتمل أن تكون عنوان كبير والأنسجة النقص1. وقد استخدمت استراتيجية واحد السقالات لتحفيز وتوجيه الجسم لتجديد أنسجة مفقودة أو الأجهزة. ورغم المتقدمة التصنيع النهج مثل الطباعة ثلاثية الأبعاد قد أنتجت السقالات مع الخصائص الفيزيائية الفريدة، القدرة على تصنيع السقالات مع مجموعة متنوعة من خصائص فيزيائية وبيولوجية قابلة للتحقيق لا يزال تحدي2 , 3-وعلاوة على ذلك، بسبب عدم وجود شبكة الأوعية الدموية الوظيفية، هذه التقنيات كانت محدودة في تجديد أنسجة ثلاثية الأبعاد. وقد ساعد استخدام الأنسجة الحيوانية والبشرية ديسيلولاريزيد السقالات في التحايل على هذه المشكلة4،5،،من67. ولكن التكلفة عالية وتقلب دفعة بدفعه، ومحدودية قد تحد من الاستخدام الواسع النطاق للحيوان ديسيلولاريزيد السقالات8. وهناك أيضا مخاوف من احتمال انتقال المرض للمرضى وردود الفعل المناعية لبعض أنسجة الثدييات ديسيلولاريزيد9.
السليلوز، المستمدة من النباتات ومصادر البكتيرية، وقد استخدمت على نطاق واسع لتوليد الحيوية لمجموعة واسعة من التطبيقات في مجال الطب التجديدي. وتشمل بعض الأمثلة: العظام10،11والغضاريف12،،من1314 والجرح الشفاء15. السقالات التي تتكون من السليلوز لديها ميزة إضافية حيث أنها دائمة ومقاومة ليجري تقسيمها بخلايا الثدييات. وهذا يرجع إلى أن خلايا الثدييات لا تنتج الإنزيمات اللازمة لكسر جزيئات السليلوز. وبالمقارنة، السقالات المنتجة باستخدام الجزيئات الكبيرة من المصفوفة خارج الخلية، مثل الكولاجين، وهي سهولة موزعة على16 وقد لا تكون مناسبة تماما لتطبيقات طويلة الأجل. يمكن أن تستقر السقالات الكولاجين بالمواد الكيميائية العابرة للربط. ومع ذلك، هناك مفاضلة نظراً لسمية كروسلينكيرس التي تؤثر على توافق مع الحياة من السقالات17المتأصلة. على العكس من ذلك، لقد السليلوز يمكن أن تظل موجودة في موقع غرس لفترات طويلة من الزمن لأنها منيعة للتحلل الأنزيمي بخلايا الثدييات18،،من1920. يمكن تغيير هذا بضبط معدل التدهور من خلال المعالجة التحلل المائي وتسليم المشارك من السقالات مع سيلولاسيس21. قد تجلى أيضا توافق مع الحياة من السليلوز ديسيلولاريزيد المشتقة من النباتات السقالات في فيفو في دراسة أجريت على الفئران22.
من خلال مئات ملايين السنين من التطور، قد صقل النباتات هيكلها وتكوينها لزيادة كفاءة نقل السوائل والاحتفاظ بها. مصنع السفن الأوعية الدموية تقليل المقاومة الهيدروليكية بالتفريع إلى سفن أصغر حجماً، مماثلة للمفرج الثدييات وفقا للقانون موراي23. بعد ديسيلولاريزيشن، يتم الاحتفاظ بالمصنّع شبكة معقدة من السفن والمسام مترابطة. ونظرا لعدد كبير من الأنواع النباتية المتميزة المتاحة بسهولة، السقالات المشتقة من النباتات لديها القدرة على التغلب على قيود التصميم التي تؤثر حاليا على السقالات في الأنسجة الهندسة24،25. على سبيل المثال، أظهر مودوليفسكي et al. أن الهجرة تولد الأوعية وخلية وقع عندما كان مزروع أبل ديسيلولاريزيد النسيج تحت الجلد في الجزء الخلفي من الماوس22. وعلى نحو مماثل، أظهر جيرشلاك et al. أن غشائي الخلايا يمكن أن تزرع داخل المفرج يترك ديسيلولاريزيد24. في تجربة منفصلة، جيرشلاك et al. كانت أيضا قادرة على إظهار أن كارديوميوسيتيس يمكن أن تزرع على سطح الأوراق، وتمكنت من عقد24.
وتشمل النباتات أيضا منظمة معقدة من الخلوية جدول العيانية، وصعب التحقيق حتى مع تقنيات التصنيع الأكثر تقدما التي وضعت حتى الآن. تصميم هيكلية معقدة من الأنسجة النباتية يجعلها أقوى من مجموع بهم المقومات26. تمتلك مجموعة كبيرة خصائص الميكانيكية المختلفة التي تتراوح بين مكونات جامدة وصعبة مثل ينبع النباتات, منها أكثر مرنة وطيعة مثل يترك27. يترك تختلف تبعاً لأنواع من حيث الحجم والشكل، وكسر قوة، الدرجة من الأوعية الدموية، ويمكن أن تحمل درجات مختلفة من هيدروفيليسيتي. عموما، هذه الخصائص النباتية تشير إلى أن النباتات ديسيلولاريزيد يمكن أن تكون أجهزة طبية فريدة من نوعها ودرجة عالية من الفنية، بما في ذلك الأنسجة الهندسة السقالات.
هذا البروتوكول ويركز على طريقتين ديسيلولاريزي الأنسجة النباتية، مثل يترك وينبع، لاستخدامها السقالات في هندسة الأنسجة. الأسلوب الأول هو أسلوب المستندة إلى المنظفات الصناعية التي يستخدم سلسلة من الحمامات لإزالة الحمض النووي والمسألة الخلوية، وقد تم تكييف من تقنية تستخدم على نطاق واسع ديسيلولاريزي الثدييات وزرع الأنسجة6،22،25 ،،من2829،30. الطريقة الثانية هي خالية من المنظفات ومقتبسة من بروتوكول "سكيليتونيزيشن" يستخدم عموما لإزالة الأنسجة الرخوة ليترك31. وأظهر العمل السابقة أن يغلي يترك في حل التبييض وبيكربونات الصوديوم سهل فصل المفرج من الأنسجة اللينة المحيطة بها31. هذا الأسلوب يمكن الاستشهاد بالعودة إلى التجارب التي أجريت في 17عشر والقرونال 18، مثل أعمال صبا ألبرتوس32 و33من باريش إدوارد. هذه التجارب التي تتمحور حول ترك هذه المسألة النباتية، مثل أوراق الشجر والفواكه، مغمورة في الماء لفترات طويلة من الوقت (أسابيع إلى أشهر) والسماح للأنسجة ليونة إلى الاضمحلال بعيداً بطبيعة الحال. هنا هو تكييف النهج "سكيليتونيزاتيون" استخدام شروط أكثر اعتدالا، مثل أوقات أطول في الحضانة عند درجات حرارة منخفضة، لإزالة المخلفات الخلوية وتجنب الإخلال بدرجة كبيرة بنية الأنسجة اللينة. لتجارب هذه الوثيقة بالتفصيل، واستخدمت ثلاثة أنواع النبات: Ficus hispida، اكواتيكا بشيرة ، ونوع من أنواع غاركينيا. ويرد وصف نتائج الحمض النووي الكمي والاختبارات الميكانيكية، وأثر على نشاط الأيض الخلوية من كلتا الطريقتين.
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
1-ديسيلولاريزيشن أنسجة النباتية باستخدام النهج القائم على المنظفات
2-إعداد العينات باستخدام نهج ديسيلولاريزيشن خالية من المنظفات
ملاحظة: الخطوات الأولى لهذا الإجراء يتزامن مع الخطوات 1.1-1-1-2 (انظر أعلاه).
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
كلا الأسلوبين أسفرت عن السقالات التي كانت مناسبة لزراعة الخلايا والأنسجة التطبيقات الهندسية. ويبين الشكل 1 سير العمل العامة لعملية ديسيلولاريزيشن باستخدام جريد سليمة للأسلوب القائم على المنظفات وقطع عينات (8 مم) الخاصة بطريقة خالية من المنظفات. ديسيلولا...
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
هنا، يتم وصف الأساليب اثنين ديسيلولاريزي الأنسجة النباتية. النتائج المعروضة هنا، مقترنة بنتائج الدراسات السابقة25، تشير إلى أنه من المرجح طرح البروتوكولات تنطبق على طائفة واسعة من الأنواع النباتية، ويمكن أن يؤديها على السيقان والأوراق. هذه الإجراءات هي بسيطة ولا تتطلب معدا?...
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
الكتاب ليس لها علاقة بالكشف عن.
نود أن نشكر جون ويرث من حدائق اولبريتش لتوريد تكرم العينات المستخدمة في هذا المشروع. يتم دعم هذا العمل في الجزء "الوطني للقلب" والرئة، ومعهد الدم (R01HL115282 إلى G.R.G.) المؤسسة الوطنية للعلوم (DGE1144804 إلى J.R.G و G.R.G.)، وقسم الجراحة جامعة ويسكونسن وصندوق الخريجين (H.D.L.). هذا العمل كان أيضا تدعمها جزئيا وكالة حماية البيئة (منحة نجمة رقم 83573701)، والمعاهد الوطنية للصحة (R01HL093282-01A1 و UH3TR000506)، والمؤسسة الوطنية للعلوم (إيجيرت DGE1144804).
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
Sodium dodecyl sulfate | Sigma Life Science | 75746-1KG | |
Triton X-100 | MP Biomedicals, LLC | 807426 | Non-ionic surfactant referenced in paper. Very viscous reagent, can help to cut end of pipette tip when drawing it up. |
Concentrated bleach (8.25% sodium hypochlorite) | Clorox | Item #: 31009 | Standard concentrated bleach. |
Sodium bicarbonate | Acros Organics | 217120010 | Can be substituted with sodium hydroxide or sodium carbonate. |
8 mm Biopunch | HealthLink | 15111-80 | Cuts samples that fit well in 24 well plate |
Belly Dancer-Shake table | Stovall Life Sciences | BDRAA115S | Use low speeds to not damage tissues. Can use any model/brand of shake table. |
Isotemp hot/stir plate | Fisher Scientific | Can use any style/brand of hot/stir plate. | |
Beaker | Any | Can use any size beaker as long as it will fit your samples and not overcrowd them. | |
Tris Hydrochloride | Fisher Scientific | BP153-500 | |
DMEM | Corning | MT50003PC | |
Quant-iT Picogreen dsDNA assay | Life Technologies | P11496 | Can use any dsDNA quantification mehtod on hand. |
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
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