A subscription to JoVE is required to view this content. Sign in or start your free trial.
Method Article
* These authors contributed equally
توفر هذه التقنية دليلا لإلحاق الجروح خارج الجسم الحي ، وإجراء التشريح الدقيق لالتقاط الليزر وتحديد التغيرات في التعبير الجيني المتعلق بعمليات التئام الجروح السيئة في مرض السكري باستخدام الأنسجة البشرية ذات الصلة سريريا.
يتصاعد الانتشار العالمي لمرض السكري من النوع 2 (T2DM) بمعدل سريع. يعاني المرضى الذين يعانون من T2DM من العديد من المضاعفات وأحدها هو ضعف التئام الجروح. يمكن أن يؤدي ذلك إلى تطور تقرحات غير قابلة للشفاء أو تقرحات القدم وفي النهاية إلى البتر. في الأفراد الأصحاء ، يتبع التئام الجروح تسلسلا خاضعا للرقابة ومتداخلا من الأحداث التي تشمل الالتهاب والانتشار وإعادة التشكيل. في T2DM ، تصبح واحدة أو أكثر من هذه الخطوات مختلة. تتضمن النماذج الحالية لدراسة ضعف التئام الجروح في T2DM فحوصات الجروح الخدش في المختبر ، أو مكافئات الجلد ، أو النماذج الحيوانية لفحص الآليات الجزيئية التي تدعم التئام الجروح و / أو الخيارات العلاجية المحتملة. ومع ذلك ، فإن هذه لا تلخص بشكل كامل عملية التئام الجروح المعقدة في مرضى T2DM ، كما أن اختبارات الجلد البشري خارج الجسم الحي تمثل مشكلة بسبب أخلاقيات أخذ خزعات مثقبة من المرضى حيث من المعروف أنهم سيتعافون بشكل سيئ. هنا ، يتم وصف تقنية يمكن من خلالها فحص ملامح التعبير للخلايا المحددة المشاركة في استجابة التئام الجروح الوظيفية (dys) في مرضى T2DM باستخدام الأنسجة الفائضة التي يتم التخلص منها بعد البتر أو الجراحة التجميلية الاختيارية. في هذا البروتوكول ، يتم جمع عينات من الجلد المتبرع به ، والجرحى ، والمستنبتة خارج الجسم الحي في واجهة سائل الهواء ، وتثبيتها في نقاط زمنية مختلفة وتقسيمها. يتم عزل أنواع الخلايا المحددة المشاركة في التئام الجروح (على سبيل المثال ، الخلايا الكيراتينية للبشرة ، والخلايا الليفية الجلدية (الحليمية والشبكية) ، والأوعية الدموية) باستخدام التشريح الدقيق لالتقاط الليزر والاختلافات في التعبير الجيني التي تم تحليلها عن طريق التسلسل أو المصفوفة الدقيقة ، مع التحقق من صحة الجينات ذات الأهمية بواسطة qPCR. يمكن استخدام هذا البروتوكول لتحديد الاختلافات المتأصلة في التعبير الجيني بين كل من الجلد الضعيف والسليم ، في مرضى السكري أو بدونهم ، باستخدام الأنسجة التي يتم التخلص منها عادة بعد الجراحة. سينتج عنه فهم أكبر للآليات الجزيئية التي تساهم في الجروح المزمنة T2DM وفقدان الأطراف السفلية.
يتزايد معدل الإصابة بمرض السكري من النوع 2 على مستوى العالم ، مدفوعا بوباء السمنة والخمول البدني. يعد ضعف التئام الجروح أمرا شائعا لدى هؤلاء المرضى ، وسيصاب ما يصل إلى 25٪ من المرضى بجرح مزمن غير ملتئم1. الآليات التي يقوم عليها ذلك معقدة وغير مفهومة تماما ، مما يحد من معدل اكتشاف العلاجات الجديدة. أحد العوامل المساهمة في ذلك هو عدم وجود نموذج مناسب لدراسة التئام الجروح لدى مرضى السكري من النوع 2. وبالتالي ، فإن الغرض من هذه الطريقة هو توفير نموذج خارج الجسم الحي ذي صلة من الناحية الفسيولوجية لفحص التئام الجروح لدى المعرضين لخطر الإصابة بالجروح المزمنة ، مما يسمح بتحليل النسخ لإحراز تقدم في تحديد الأهداف العلاجية الجديدة.
هناك العديد من النماذج المتاحة حاليا لدراسة التئام الجروح ، ولكل منها نقاط قوتها وضعفها. في الجسم الحي ، مثل فأر db / db2 أو الفئران السكرية التي يسببها الستربتوزوتوسين3 تستخدم على نطاق واسع ؛ ومع ذلك ، فإن الجروح في نماذج القوارض تلتئم عن طريق الانقباض ، وهو أمر مختلف تماما عن الآلية المستخدمة في جسم الإنسان ، ولها نجاح محدود في الترجمة إلى التجارب السريرية4،5. فوائد استخدام الأنسجة البشرية معترف بهاجيدا 4 ، ولكنها معقدة بسبب أخلاقيات إلحاق الجروح التجريبية بالأفراد المعروفين بالفعل بأنهم يعانون من ضعف استجابة التئام الجروح. وبالتالي ، فإن الدراسات التي أجريت على البشر المصابين بداء السكري موجهة بشكل أكثر شيوعا نحو الاستجابة الالتهابية بدلا من تجربة الأنسجة المستقوصة6. تتوفر أيضا نماذج Organ-on-a-Chip7 والبشرة الاصطناعية8 . هذه لها فائدة في كونها قادرة على تحليل مساهمات الخلايا البشرية ولكنها تعطي القليل من المؤشرات على التباين بين المرضى. وبالتالي ، فإن النماذج ذات الصلة سريريا لدراسة تقدم التئام الجروح لدى المرضى المعرضين للخطر يمكن أن تسرع من الفهم الميكانيكي واكتشاف الأدوية في هذا المجال.
بروتوكول الجرح خارج الجسم الحي الموصوف أدناه مقتبس من Stojadinovic and Tomic-Canic ، 20139. إنه مناسب لفحص بيانات النسخ من الجرح الخاضع للرقابة لعينات الأنسجة البشرية خارج الجسم الحي ويمكن تطبيقه على العينات السريرية من المرضى الذين يعانون من ضعف التئام الجروح (على سبيل المثال ، مرض السكري من النوع 2 ، والأفراد المسنين) ، من أجل تعزيز المعرفة حول كيفية تأثر التئام الجروح في هذه الحالات وربما كيف يمكن استعادته.
يعتمد هذا البروتوكول على توفير الأنسجة الجراحية البشرية. تم الحصول على الموافقة الأخلاقية وموافقة المريض المستنيرة قبل التجربة ، وتتوافق الدراسة مع المبادئ الموضحة في إعلان هلسنكي.
1. جمع الأنسجة وجرح خارج الجسم الحي
2. تثبيت الأنسجة والاستئصال بالتبريد
3. التشريح الدقيق لالتقاط الليزر
4. القياس الكمي للتعبير الجيني التفاضلي
جولة التضخيم الأولى | جولة التضخيم الثانية | ||||
تخليق الخيط الأول | تخليق الخيط الأول | ||||
درج | درجة الحرارة | الوقت | درج | درجة الحرارة | الوقت |
1 | 65 درجة مئوية | 5 دقائق | 1 | 65 درجة مئوية | 5 دقائق |
2 | 4 درجة مئوية | مسك | 2 | 4 درجة مئوية | مسك |
3 | 42 درجة مئوية | 45 دقيقة | 3 | 25 درجة مئوية | 10 دقائق |
4 | 4 درجة مئوية | مسك | 4 | 37 درجة مئوية | 45 دقيقة |
5 | 37 درجة مئوية | 20 دقيقة | 5 | 4 درجة مئوية | مسك |
6 | 95 درجة مئوية | 5 دقائق | |||
7 | 4 درجة مئوية | مسك | تخليق الخيط الثاني | ||
درج | درجة الحرارة | الوقت | |||
تخليق الخيط الثاني | 1 | 95 درجة مئوية | 2 دقيقة | ||
درج | درجة الحرارة | الوقت | 2 | 4 درجة مئوية | مسك |
1 | 95 درجة مئوية | 2 دقيقة | 3 | 37 درجة مئوية | 15 |
2 | 4 درجة مئوية | مسك | 4 | 70 درجة مئوية | 5 دقائق |
3 | 25 درجة مئوية | 5 دقائق | 5 | 4 درجة مئوية | مسك |
4 | 37 درجة مئوية | 10 دقائق | |||
5 | 70 درجة مئوية | 5 دقائق | النسخ في المختبر | ||
6 | 4 درجة مئوية | مسك | درج | درجة الحرارة | الوقت |
1 | 42 درجة مئوية | 6 ساعات | |||
النسخ في المختبر | 2 | 4 درجة مئوية | مسك | ||
درج | درجة الحرارة | الوقت | 3 | 37 درجة مئوية | 15 دقيقة |
1 | 42 درجة مئوية | 3 ساعات | 4 | 4 درجة مئوية | مسك |
2 | 4 درجة مئوية | مسك | |||
3 | 37 درجة مئوية | 15 دقيقة | |||
4 | 4 درجة مئوية | مسك |
الجدول 1: شروط التضخيم.
5. تفسير البيانات
وفقا للبروتوكول ، تم اختيار نقطة زمنية مدتها 48 ساعة لتوليد نتائج تمثيلية. يمكن رؤية تكوين الجرح الأولي في الأنسجة الفائضة من الجراحة التجميلية الاختيارية في الشكل 2 أ حيث يكون الجرح المستأصل مرئيا بوضوح. يؤكد تلطيخ الهيماتوكسيلين واليوزين أن هذا قد ولد ج...
مع زيادة حدوث الاضطرابات المزمنة مثل مرض السكري من النوع 2 على مستوى العالم ، تصبح الحاجة إلى تقنيات يمكن أن تسهل الدراسات ذات الصلة من الناحية الفيزيولوجية المرضية أكثر إلحاحا. يوفر البروتوكول الموصوف أعلاه طريقة موحدة لفحص البيانات النسخية من الجروح خارج الجسم الحي...
المؤلفون ليس لديهم ما يكشفون عنه.
تم دعم برنامج المقارنات الدولية من قبل البرنامج الإطاري السابع للبحث والتطوير التقني التابع للمفوضية الأوروبية - شبكات التدريب المبتكرة ماري كوري (ITN) ، اتفاقية المنحة رقم: 607886. تم دعم RW من قبل Aveda ، Hair Innovation & Technology ، الولايات المتحدة الأمريكية. تم دعم RB و SS من قبل مركز علوم الجلد بجامعة برادفورد.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
Arcturus RiboAmp PLUS kit | ThermoFisher Scientific | KIT0521 | RNA amplification kit |
Diffuser Caps 0.5mL | MMI | K10028161 | Laser capture microdissection caps; 50 pack |
Dulbecco’s Modified Eagle Medium (DMEM) | Sigma-Aldrich | D6046 | With 1000 mg/L glucose, L-glutamine, and sodium bicarbonate, liquid, sterile-filtered, suitable for cell culture |
Foetal Bovine Serum | Thermo Fisher Scientific | 10270106 | Cell culture supplement |
H&E Staining Kit Plus | MMI | K10028305 | Rnase-free haematoxylin and eosin staining kit |
High capacity cDNA reverse transcription kit | Applied Biosystems | 4368814 | Reverse transcription kit |
L-glutamine | Thermo Fisher Scientific | 25030149 | Cell culture supplement |
MembraneSlides | MMI | K10028153 | Laer capture microdissection slides; 5 per box |
Netwell Mesh Insert | Corning | 3479 | Cell culture insert |
Penicillin-Streptomycin-Fungizone | Thermo Fisher Scientific | 15070-063 | Cell culture supplement |
15290-026 | |||
OCT | Tissue-Tek Sakura | 4583 | Cryostat-compatible cutting medium |
PBS | Thermo Fisher Scientific | 10209252 | Five tablets per 100ml sterile water and then autoclaved for cell culture use |
RNeasy Micro Kit | Qiagen | 74004 | RNA extraction kit |
RNase Away | Sigma-Aldrich | 83931 | RNase spray |
Sterile blades | Scientific Laboratory Supplies | INS4974 | Tissue dissection implements |
Support Slide | MMI | K10028159 | Laser capture microdissection support slide, RNase-free |
Surgical scissors | Scientific Laboratory Supplies | INS4860 | Tissue dissection implements |
Surgical forceps | Scientific Laboratory Supplies | INS2026 | Tissue dissection implements |
SYBR Green Supermix | Applied Biosystems | 4344463 | Quantitative PCR mastermix |
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