Method Article
يوفر هذا البروتوكول طريقه خاليه من الانزيمات لعزل الخلايا الجذعية المسمارية من البطن والعينات الشحمية باستخدام طريقه الشرح. عدم وجود الانزيمات القاسية أو الخطوات طرد يوفر للخلايا الجذعية ذات الصلة سريريا التي يمكن استخدامها للدراسات في المختبر أو نقلها مره أخرى إلى العيادة.
الخلايا الجذعية المسمارية (MSCs) هي مجموعه من الخلايا المتعددة القوية التي يمكن عزلها عن مختلف الانسجه البالغة والجنينية ، بما في ذلك الانسجه الدهنية. كنوع الخلية ذات الصلة سريريا ، هناك حاجه إلى الطرق المثلي لعزل وتوسيع هذه الخلايا في المختبر. معظم الطرق لعزل MSCs المستمدة من الدهنية (ADSCs) تعتمد علي الانزيمات القاسية ، مثل كولاجيناز ، لهضم الانسجه الدهنية. ومع ذلك ، في حين فعاله في تحطيم الانسجه الدهنية والغلة الانتعاش ADSC عاليه ، وهذه الانزيمات مكلفه ويمكن ان يكون لها تاثير ضار علي Adsc-بما في ذلك مخاطر استخدام مكونات xenoجينه في التطبيقات السريرية. هذا البروتوكول تفاصيل طريقه لعزل ADSCs من الدهون الطازجة وعينات شد البطن دون الانزيمات. وباختصار ، تعتمد هذه الطريقة علي التفكك الميكانيكي لأي نسيج سائب يتبعه نظام ثقافي من نوع الشرح. يسمح لل ADSCs للهجرة من الانسجه وعلي لوحه ثقافة الانسجه ، وبعد ذلك ADSCs يمكن ان تكون مثقفه وتوسيعها في المختبر لأي عدد من البحوث و/أو التطبيقات السريرية.
الخلايا الجذعية المستوية (MSCs) هي فئة من الخلايا الجذعية البالغة القوية التي يمكن عزلها عن مختلف الانسجه البالغة والجنينية ، بما في ذلك من الانسجه الدهنية. هذه الخلايا هي نوع خليه جذابة لكل من البحوث الاساسيه والتطبيقات السريرية بسبب اللدونة الخاصة بهم للتمييز في خلايا جميع الطبقات الجرثومية في المختبر ، عبر الحواجز الخيفيه ، موطن لمناطق التهاب ، وقمع التهاب (مراجعه في شيرمان ، وآخرون.1). الدهنية المشتقة MSCs (ASCs) جذابة بشكل خاص نظرا لسهوله حصول علي ، كما يعتبر الانسجه الدهنية عموما الانسجه المرتجعة بعد شفط الدهون الروتينية وإجراءات شد البطن. ومع ذلك ، وبمجرد الحصول عليها ، وتخضع العينات عموما لظروف قاسيه – اما الانزيميه أو طرد — من أجل عزل ascs2,3. يوضح هذا الأسلوب اجراء بسيط لعزل ASCs باستخدام طريقه شرح ، في غياب الانزيميه القاسية أو الخطوات طرد.
الطريقة الأكثر شيوعا لعزل ASCs يتكون من غسل عينه الدهنية ، انزيمي هضم العينة مع كولاجيناز ، يطرد العينة ، وأخيرا ليسينج خلايا الدم الحمراء قبل ان الخياطة ASCs4. في حين كفاءه في عزل الغلة عاليه من ascs ، واستخدام مكونات xenoجينه (علي سبيل المثال ، الهضم الانزيمي مع كولاجيناز) يعتبر أكثر من "الحد الأدنى من التلاعب" من قبل الولايات الامريكيه الغذاء والدواء ، ويمكن ان تشكل مخاطر مثل رد فعل المناعي ، ومنع استخدام الخلايا في العيادة5،6. للتقليل من مخاطر المكونات الغريبة ، اقترحت العديد من المجموعات غير الحيوانية المشتقة ، والانزيمات المصنعة لهضم الانسجه الدهنية. ومع ذلك ، هذه الانزيمات لا تزال قاسيه ، ويمكن ان يغير النمط الظاهري الخلية7.
وتشمل الطرق الأخرى لعزل ASCs طرد عاليه السرعة ، وذلك باستخدام قوات عاليه مثل 1,200 x g، و vortexing لعزل ascs8. حتى القوات منخفضه مثل 400 x g كانت كافيه في عزل ascs القابلة للاستمرار9. في حين ان هذه الخلايا تنتج كميه كبيره من الخلايا القابلة للحياة ، فشلت العديد من البروتوكولات في التكاثر بعد 14 يوما8. وعلاوة علي ذلك ، العزلة الميكانيكية غله عدد اقل من الخلايا المستعادة من الهضم الانزيمي ، ولكن نسبه اعلي من الخلايا المعزولة كانت ASCs بالمقارنة مع الخلايا الأخرى الذاتية للانسجه الدهنية في الممر 010.
عزل الأنقى ، والسكان أكثر قابليه للحياة من ASCs في وقت اقل ، إلى جانب تكلفه ومخاطر المكونات xenoجينه ، يجعل الهضم الانزيميه اقل واقل جاذبيه للترجمة إلى العيادة. في حين ان العزلة الميكانيكية هي في البداية نهج إيجابي ، هناك تفاوت كبير في الأساليب المستخدمة ، وحجم الانسجه المعالجة يقتصر علي حجم وحدات الطرد المركزي المتخصصة ، ويمكن ان تعتمد علي الاتساق المشغل2.
في حين ان كلا من الهضم الانزيمي والطرد بسرعة الغلة كميه كبيره من ASCs, هذه الخلايا المعزولة تظهر التغيرات الظاهرية, الرضوخ الاسئله حول سلوكهم عندما عاد إلى المريض2. التالي فان الأسلوب القائم علي الشرح للعزل ASC ، كما هو موصوف في هذا البروتوكول ، يستخدم من قبل بعض المجموعات ، حيث تهاجر الخلايا الدهنية من قطع صغيره من الانسجه الشحمية الصلبة3،11،12. هذه الهجرة من المحتمل ان يكون تاثير الخلايا التي يتم سحبها إلى وسائل الاعلام الغنية بالمغذيات. مثل السكان الآخرين من MSCs, ASCs التمسك البلاستيك, والبقاء علي قيد الحياة وتتكاثر في وسائل الاعلام الانسجه المستخدمة الثقافة (المكونات أدناه), السماح عزلتهم من أنواع الخلايا الأخرى من الانسجه الدهنية. في حين يتم استرداد عدد اقل من الخلايا في البداية — غالبا ما تستغرق > أسبوع واحد حتى تظهر الخلايا علي لوحه ثقافة الانسجه — فان هذه الاقراص غير المعالجة ستتكاثر في المختبر ، مما يسمح بتوسيع الخلايا للمجلدات ذات الصلة السريرية11،12،13.
تمت الموافقة علي استخدام عينات الشفط الشحمي وشد البطن من قبل مجلس المراجعة المؤسسية في جامعه روتجرز – الحرم الجامعي في نيوارك.
1. اعداد وسائل الاعلام الثقافة النسيج
2. عزل ASCs من الانسجه الدهنية
3 ثقافة ال [اسيتس]
4 الحفظ بالتبريد لل ASCs
باستخدام الطريقة المفصلة هنا ، تم عزل ASCs بنجاح من العينات الشحمية وشد البطن (الشكل 1). بعد ثلاثه مقاطع ، تم العثور علي الخلايا المعزولة ان يكون المورفولوجية MSC (غير متناظرة ، شكل المغزل) والنمط الظاهري ، علي غرار ASCs بعد الهضم الانزيمي (الشكل 2). وقد أظهرت الدراسات السابقة من مجموعتنا وغيرها هذه ascs للتمييز في الخلايا الشحمية, الخلايا العظمية, والخلايا العصبية مثل mscs الأخرى, بما في ذلك ascs معزولة بوسائل أخرى11,21.
في معظم الحالات ، يمكن تصور الهجرة ASCs علي لوحه ثقافة الانسجه في غضون 3-5 أيام عن طريق المجهر الميداني مشرق. ومع ذلك ، في بعض الحالات ، ستكون الخلايا المتفرقة فقط مرئية بعد 7 أيام. في حالات نادره ، لن تهاجر الخلايا إلى الصفيحة و/أو لن تتكاثر حتى الممر الثالث. وترتبط هذه النتيجة عموما بتاخير في معالجه عينه الانسجه.
الشكل 1: التمثيل التخطيطي للعزل ASC من شد البطن والعينات الشحمية. تم الحصول علي عمليات شد البطن والعينات الشحمية كانسجه مرتجعه بعد الإجراءات الجراحية الروتينية. وقد مزقت عينات شد البطن ، وبعد ذلك اما شد البطن أو العينات الشحمية كانت مطليه بالشرح في وسائل الاعلام الثقافة الانسجه. هاجرت ال ASCs من النسيج ، نحو وسائل الاعلام الغنية بالمغذيات. بعد أسبوع واحد ، تمت أزاله الشرح ومثقف ASCs للاختبار المصب و/أو التطبيق السريري. يرجى النقر هنا لعرض نسخه أكبر من هذا الرقم.
الشكل 2: ألواح العازلة المعزولة مع شكل الماجستير والنمط الظاهري. ASCs معزولة بواسطة الانزيم خاليه ، طريقه الشرح لديها المورفولوجية MSC والنمط الظاهري في مرور 3. (A) مثل mscs الأخرى ، هذه ascs لديها غير متناظرة ، وشكل المغزل ، سواء كانت معزولة عن طريق الشرح أو طريقه الانزيميه (علي سبيل المثال ، كولاجيناز). ال [اسيكس] يعزل يستعمل الانزيم أسلوب غله طويلة, يشكل شكل ضيقه بالمقارنة إلى ال [اكسثنت] يعزل [اسيتس]; تشبه هذه الاخيره MSCs المشتقة من أساليب العزل الخالية من الانزيمات الأخرى ، مثل نخاع العظم المشتقة-MSCs. (ب) مثل mscs الأخرى ، تكون ascs المعزولة التوضيحية سالبه ل CD45 وايجابيه ل CD73 و CD90 و CD105. يرجى النقر هنا لعرض نسخه أكبر من هذا الرقم.
ASCs هي مصدر جذاب من MSCs نظرا لسهوله الوصول إلى الانسجه. النسبة للتطبيقات السريرية والبحثية علي حد سواء ، يجب علي العلماء ان يضعوا في اعتبارهم تباين المانحين عند عزل هذه الخلايا وزراعتها. ولأسباب لم يتم توضيحها بعد ، تظهر MSCs من مختلف الجهات المانحة قدرات مختلفه للانتشار في المختبر ، والتي ستؤثر لاحقا علي هجره الشركة من القدرة علي التكاثر والانتشار الدهني. في حين يمكن ملاحظه تقلب في الوقت الذي يستغرقه لل ASCs معزولة من هذه التفسيرات خاليه من الانزيمات للوصول إلى كونفلوينسي, كان من النادر بالنسبة للعينه لا تتكاثر في المختبر.
والي جانب تقلبات الجهات المانحة ، فان المصدر الأكثر احتمالا لفشل الخلايا في الهجرة من الانسجه و/أو التكاثر في المختبر هو طول الوقت الذي تم فيه تخزين النسيج قبل المعالجة. وعندما سمح للعينات بالجلوس لمده > 12 ساعة قبل التجهيز أو لم يتم الاحتفاظ بها رطبه بين الحصاد والتجهيز ، لوحظت معدلات هجره وانتشار أكثر فقرا. العينات الوحيدة التي كثيرا ما فشلت في التكاثر هي عينات شد البطن التي لم تكن رطبه مع محلول ملحي: في هذه الحالات ، كان النسيج في مركز كتله الانسجه في كثير من الأحيان رطبه بما يكفي لمعالجه ، ولكن في بعض الأحيان تحتاج إلى التخلص منها. التالي فمن المهم للحفاظ علي الانسجه رطبه من وقت الحصاد من خلال تجهيز.
في الحالات التي لا يلاحظ فيها ASCs علي لوحه في 1 علامة الأسبوع ، يجب أزاله المواد التوضيحية الدهنية لا يزال من لوحات ثقافة الانسجه لئلا يحدث نخر الانسجه. في بعض الأحيان هناك عدد قليل جدا من الخلايا لتحديد بسهوله ، ولكن تلك الخلايا القليلة ستكون قادره علي التوسع داخل نظام الثقافة. إذا كانت الخلايا لا تزال لا تلاحظ في 3 أسابيع ، يجب ان تعتبر العزلة فشل.
في بعض الحالات ، وخاصه من شد البطن ، فانه ليس من الممكن الحصول علي عينه معقمه حقا بسبب القيود داخل الساحة الجراحية. إذا لم يكن من الممكن استخدام سفينة معقمه لنقل الانسجه من غرفه العمليات إلى غطاء التيار الصفحي ، وأزاله الخارجي 1 سم من الانسجه عموما كافيه لمنع تلوث الكائنات الحية المجهرية. إذا تم إرفاق عينه شد البطن بالجلد ، يمكن مسح الجلد باستخدام الايثانول 70% لتعقيم ذلك السطح قبل فرم الانسجه الدهنية.
اثناء عمليه الفرم ، من المهم ان يكون النسيج مفروما في قطع صغيره ودقيقه. إذا كان الشرح كبيرا جدا ، سيكون هناك مساحة سطح غير كافيه ل ASCs للهجرة من الانسجه وعلي لوحه. وعلاوة علي ذلك ، فمن الاهميه بمكان ان الانسجه لا تبقي في لوحه اي أطول من اللازم خشيه ان تصبح الانسجه نخريه.
الحد من هذه الطريقة هو استخدام انزيم (في البروتوكول الموصوف ، التريبسين) لفصل الخلايا الشحمية اثناء عمليه استزراع الانسجه. الانزيمات الأخرى غير الحيوانية المشتقة ، مثل Accutase ، يمكن استبدالها لأزاله الحاجة للمنتجات الحيوانية المشتقة ، ومع ذلك ، فان هذا سيزيد من تكلفه ثقافة الانسجه. لهذا السبب ، من بين أمور أخرى ، تقوم العديد من المجموعات بالتحقيق في أساليب زراعه الانسجه غير الثنائية الابعاد مثل المفاعلات الحيوية والنظم القائمة علي السقالات لزيادة إمكانات نمو MSC مع تقليل الحاجة إلى فصل الخلايا عن الركيزة22.
عند نقل ASCs إلى العيادة ، والحد الرئيسي من طريقه العزلة الشرح هو الاعتماد علي ممارسه التصنيع الجيدة (GMP) مستوي الانسجه ثقافة المرفق ، التي تفتقر إلى العديد من المراكز الطبية. وفي هذه الحالات ، سيلزم استخدام اي من الأساليب المتاحة تجاريا القائمة علي الانزيمات أو الطرد الذاتي. ومع ذلك ، وبما ان مرافق GMP أصبحت أكثر انتشارا ، فمن المتوقع ان يكون هذا التاثير محدودا. في هذه الاثناء ، حتى مثل هذه المرافق التي تفتقر إلى مرافق الزراعة الانسجه GMP يمكن النظر في استخدام طريقه الشرح لدراسة ASCs في المختبر: واقل التلاعب ، وأكثر أقرب هذه الخلايا هي لنظراءهم في الجسم المجري11.
توفر هذه الطريقة طريقه بسيطه لعزل الانسجه الدهنية من النسيج الشحمي — الشفط الشحمي والبطني — في غياب الانزيمات القاسية أو الخطوات الطردة. وفي حين ان الغلة الاوليه لهذه المراكز اقل من الطرق الأخرى ، فانها ستتكاثر في المختبر ، مما يقلل من تاثير الغلة الاوليه المنخفضة. وعدم وجود تلاعب مفرط أو قوي يجعل المراكز المذكورة معزولة بهذه الطريقة ذات الاهميه الخاصة ، حيث ان هناك عددا اقل من الاسئله (اي ما إذا كانت الآثار المرصودة ترجع إلى الخلايا نفسها أو إلى تلاعب الخلايا اثناء عمليه العزل ).
المؤلفون ليس لديهم ما يكشفون عنه
ولا يوجد لدي المؤلفين اعترافات
Name | Company | Catalog Number | Comments |
Dimethyl Sulfoxide | Fisher Bioreagents | BP231 | |
Dulbecco's Modified Eagle's Medium - high glucose | Sigma-Aldrich | D5671 | |
Falcon 3003 tissue culture plates | Corning | Corning | |
Fetal Bovine Serum | Sigma-Aldrich | F2442 | serum is batch tested to ensure it supports MSC growth |
L-Glutamine solution | Sigma-Aldrich | G7513 | |
Mr. Frosty | Nalgene | 5100-0001 | |
Penicillin-Streptomycin | Sigma-Aldrich | P4333 | |
Trypsin-EDTA solution | Sigma-Aldrich | T4049 |
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