A subscription to JoVE is required to view this content. Sign in or start your free trial.
ويهدف هذا البروتوكول إلى أن يكون أداة لدراسة steatosis والجزيئية والبيوكيميائية والتغيرات الخلوية التي تنتجها أكثر من التعرض للخلايا الكبدية إلى الدهون في المختبر.
مرض الكبد الدهني المرتبط بالخلل الأيضي (MAFLD)، المعروف سابقا باسم مرض الكبد الدهني غير الكحولي (NAFLD)، هو مرض الكبد الأكثر انتشارا في جميع أنحاء العالم بسبب علاقته بالسمنة والسكري من النوع 2 وعسر الهضم. التهاب الكبد، تراكم قطرات الدهون في فترة الإصابة بسمة الكبد، هو سمة رئيسية من سمات المرض الذي يسبق الالتهاب الملاحظ في التهاب الكبد والتليف وأمراض الكبد في المرحلة النهائية. تراكم الدهون في خلايا الكبد قد تتداخل مع التمثيل الغذائي السليم للزينوبيولوجيات والجزيئات الذاتية، وكذلك للحث على العمليات الخلوية مما يؤدي إلى تقدم المرض. على الرغم من أن الدراسة التجريبية للداء الكبدي يمكن إجراؤها في الجسم الحي، إلا أن النهج المختبرية لدراسة الداء النتني هي أدوات تكميلية ذات مزايا مختلفة. ثقافة الكبد في الدهون الزائد مشروطة المتوسطة هو خيار استنساخ ممتازة لدراسة steatosis الكبدي السماح بتحديد العمليات الخلوية المتعلقة تراكم الدهون، مثل الضغوط التأكسدية والريبلتية، autophagia، والانتشار، وموت الخلايا، الخ، فضلا عن غيرها من الاختبارات بما في ذلك فعالية المخدرات، والاختبار السمية، من بين العديد من التطبيقات المحتملة الأخرى. هنا ، كان يهدف إلى وصف منهجية زراعة خلايا الكبد في المتوسطة الدهنية ذات الحالة الزائدة. تم استزراع خلايا HepG2 في RMPI 1640 متوسطة مكيفة مع بالميتات الصوديوم وأوليت الصوديوم. الأهم من ذلك، فإن نسبة هذه الدهون اثنين أمر بالغ الأهمية لصالح تراكم قطرات الدهون، مع الحفاظ على انتشار الخلايا ومعدل وفيات معتدل، كما يحدث في الكبد أثناء المرض. تظهر المنهجية ، من إعداد مخزون محلول الدهون ، والخليط ، بالإضافة إلى الوسط ، وثقافة خلايا الكبد. مع هذا النهج، فمن الممكن لتحديد قطرات الدهون في خلايا الكبد التي يمكن ملاحظتها بسهولة عن طريق النفط الأحمر O تلطيخ، فضلا عن منحنيات معدلات الانتشار / الوفيات.
الكبد الدهني المرتبطة الخلل الأيضي هو منتشرة للغاية في جميع أنحاء العالم1,2; وتشير التقديرات إلى أن ما يصل إلى 25٪ من السكان يتأثرون3. هذا المرض المعروف سابقا باسم مرض الكبد الدهني غير الكحولية (NAFLD), وقد تم تحديث التسميات إلى الخلل الأيضي المرتبطة مرض الكبد الدهني (MAFLD) لتعكس بدقة الإمراض المتعلقة السمنة, مقاومة الأنسولين, مرض السكري من النوع 2, وعسر الهضم, فضلا عن التدليس المحتمل للمرض3,4.
بغض النظر عن الاسم ، يتضمن المرض طيفا واسعا من التغيرات النسيجية التي تتميز بتراكم الدهون المرتفع بشكل غير طبيعي في الكبد (>5٪ من الدهون في خلايا الكبد5)وقد يتطور من خلال تراكم الدهون الموجود عادة في الداء الدهني البسيط لالتهاب الكبد ، والذي بدوره قد يؤدي إلى تطور التليف وتليف الكبد ، سرطان الكبد، وفشل الكبد5،6،7،8. بسبب انتشاره المتزايد ، من المتوقع أن يصبح MAFLD أول مؤشر على زرع الكبد والسبب الرئيسي للورم الكبدي9.
على الرغم من أنه قد اعتبر شكل حميدة أو خفيفة من أمراض الكبد الدهنية, التهاب الكبد هو في الواقع مفتاح الأيض في MAFLD10. تتأثر مسارات التمثيل الغذائي المختلفة بتراكم الدهون في الكبد ، بما في ذلك على سبيل المثال لا الحصر تخليق الدهون ، والتصدير ، والتمثيل الغذائي10. مقاومة الأنسولين، والإجهاد التأكسدي، والإجهاد الشبكي، والخلل الخلوي ترتبط ارتباطا بقوة إلى السمية الدهنية الكبدية11،12. من ناحية أخرى، الخلايا الكبدية الدهنية هي هدف لأنواع الأكسجين التفاعلية، مما يجعل الأيض كما بيروكسيدات الدهون، كربونيل البروتين، والمواد الإضافية من الأحماض النووية13. على المستوى الخلوي، قد تتعرض خلايا الكبد الدهنية لتلف الميتوكوندريا14، الشيخوخة الخلوية15، موت الخلايا المبرمج16، الإصابة بالحمى12، و autophagia17، من بين أحداث أخرى.
خلايا الكبد هي المسؤولة للغاية عن التمثيل الغذائي، وإزالة السموم، وتوليف مجموعة واسعة من الجزيئات. قد يتعرض العديد من هذه الوظائف للخطر بسبب تراكم الدهون الملاحظ في الداء النتني. لذلك ، من الأهمية بمكان أن يكون لديك أدوات قابلة للاستنساخ تسمح بتقييم دقيق للداء النتن. وبهذا المعنى، فإن النماذج المختبرية قابلة للتطبيق بسهولة وقابلة للاستنساخ بدرجة كبيرة. وقد استخدمت Steatosis في المختبر مع أهداف مختلفة16،18،19. وتستخدم على نطاق واسع خلايا HepG2 كخط الخلية الكبدية. لديها مزايا مثل كونها سهلة الثقافة وتتميز بشكل جيد. ربما، العيب الوحيد لخلايا HepG2 هو حقيقة أنه خط خلايا مسرطنة، لذلك يجب النظر في هذا عند تحليل النتائج. هنا، يظهر تطبيق خليط من الأحماض الدهنية المستخدمة على نطاق واسع في زراعة الخلايا: حمض البالميتيك (PA) وحمض الأوليك (OA). كل من السلطة الفلسطينية وOA تقدم نتائج مختلفة في الثقافة20. السلطة الفلسطينية (C 16:0) هو الأحماض الدهنية المشبعة الأكثر شيوعا التي تم الحصول عليها من النظام الغذائي16. وتعتبر السلطة الفلسطينية باعتبارها علامة بيولوجية من دي نوفو lipogenesis، خطوة حاسمة في تطوير NAFLD21. السلطة الفلسطينية تبين أن تكون شديدة السمية22; لذلك ، قد لا يوصى بالحث على الداء النتني في المختبر. الزراعة العضوية (C 18:1) هو حمض دهني أحادي غير مشبع. على النقيض من السلطة الفلسطينية، وقد اقترح الزراعة العضوية لامتلاك خصائص مضادة للالتهابات ومضادة للأكسدة، والقدرة على مواجهة السلطة الفلسطينية12. كل من السلطة الفلسطينية وOA هي الأحماض الدهنية الرئيسية الموجودة في الدهون الثلاثية، بغض النظر عن حالة الصحة أو المرض16. يقدم الجدول 1 أمثلة على ثقافة خلايا الكبد مع السلطة الفلسطينية، الزراعة العضوية، وخليطها، فضلا عن النتائج المبلغ عنها12،23،24،25،26،27. كما تم استخدام الأحماض الدهنية الأخرى في زراعة الخلايا الكبدية، بما في ذلك حمض الستيريك (C 18:0)28،29،30، حمض اللينوليك (C 18:1)28،30،31 ومواكبته (CLA)28،32، حمض البالميتوليك (C 16:1)29. ومع ذلك ، يتم الإبلاغ عن استخدامها على الأقل في الأدب ، ربما لأن وفرة الكبد أقل من السلطة الفلسطينية وOA16.
بالتزامن, كل من الأحماض الدهنية تشبه steatosis في المختبر, توفير الخلايا المنتشرة, مع زيادة موت الخلايا وانخفاض الجدوى مقارنة مع ظروف السيطرة. ومن الجدير بالذكر أن الأملاح ذات الصلة من هذه الأحماض الدهنية متوفرة ويمكن استخدامها كذلك. واحدة من المشاكل الرئيسية عند تقييم الزائد الدهون في ثقافة خلايا الكبد تعطى في التفريق بين النماذج السمية ونموذج يمثل أفضل steatosis. يمكن حساب العديد من النماذج في الحالة الأولى. في الواقع ، يمكن اعتبار استخدام السلطة الفلسطينية وحدها من بينها ، وارتفاع معدل الوفيات هو النتيجة الأكثروضوحا 12،16،23،24،25،26،27. ويمكن أيضا استخدام جرعات عالية حتى في حالة الزراعة العضوية يمكن اعتبارها نموذجا toxicologic. البروتوكول المبين هنا هو في أعلى وفقا لتطوير steatosis لأنه يظهر انخفاض معدل الوفيات مقارنة مع تلك التي لوحظت في نماذج أخرى ويسمح لاتباعها خلال عدة أيام مع تراكم الدهون التدريجي كما يحدث في NAFLD. تعتبر إمكانية تقييم الداء النتني المعتدل والشاسي من خلال الحالات التجريبية ميزة أخرى.
الأحماض الدهنية | شروط | نتائج | مرجع | ||
ابي | التركيز: 200 ميكرومتر | تراكم الدهون | يان وآخرون، 201925. | ||
التعرض للوقت: 24 ساعة | تلف خلايا الكبد | ||||
ارتفاع ترانساميناس | |||||
ابي | التركيز: 50 و100 و200 ميكرومتر | تراكم الدهون | شينغ وآخرون، 201924. | ||
التعرض للوقت: 24 ساعة | |||||
ابي | التركيز: 250 ميكرومتر، 500 ميكرومتر، 750 ميكرومتر و1000 ميكرومتر | تراكم الدهون | وانغ وآخرون، 202026. | ||
التعرض للوقت: 24 ساعة | التخفيض التدريجي لاستدامة الخلية | ||||
مزيج من الزراعة العضوية / السلطة الفلسطينية | التركيز: 1m | تراكم الدهون | شياو وآخرون، 202027. | ||
التعرض للوقت: 24 ساعة | لا يبلغ عن سمية الدهون | ||||
المعدل: 2OA:1PA | |||||
مزيج من الزراعة العضوية / السلطة الفلسطينية | التحفيز الأول مع 200 ميكرومتر و 400 ميكرومتر من السلطة الفلسطينية ثم التحفيز الثاني مع 200 ميكرومتر من الزراعة العضوية | تراكم الدهون. | تسنغ وآخرون، 202012. | ||
التركيز: 400 ميكرومتر في السلطة الفلسطينية: 200 ميكرومتر الزراعة العضوية | تم تقليل الأدلة على السمية الدهنية الناجمة عن السلطة الفلسطينية عن طريق تحفيز الزراعة العضوية. | ||||
المعدل: 2PA:1OA | |||||
التعرض للوقت: 24 ساعة | |||||
مزيج من الزراعة العضوية / السلطة الفلسطينية | التركيز: 400 ميكرومتر في السلطة الفلسطينية: 200 ميكرومتر الزراعة العضوية | تراكم الدهون | تشن وآخرون، 201823. | ||
المعدل: 2PA:1OA | |||||
التعرض للوقت: 24 ساعة | |||||
مزيج من الزراعة العضوية / السلطة الفلسطينية | التركيز :50 و 500 ميكرومتر | جيل من نوعين من steatosis: الداء النتن الخفيف و الداء النتني الحاد. | كامبوس وغوزمان 2021 | ||
المعدل: 2PA:1OA | يحاكي المعرض المزمن من الزائد الدهون | ||||
التعرض للوقت: 24 ساعة، 2 أيام، 3 أيام و 4 أيام. |
الجدول 1 - الجداول ثقافة الكبد في ظروف مستخية. يعرض الجدول نوع الأحماض الدهنية المستخدمة، والظروف التي تم الحفاظ عليها، والنتائج الملحوظة في زراعة خلايا الكبد. السلطة الفلسطينية: حمض البالميتيك. OA: حمض الأوليك.
وأخيرا، ينطبق هذا النموذج ليس فقط على دراسة داء الستاتوسيس والكبد الدهني، ولكن أيضا على مسارات التمثيل الغذائي الكبدي والاصطناعية وإزالة السموم في سياق داء الستاتوسيس. أيضا، قد يقدم الداء المستحث في المختبر دليلا لتحديد العلامات المحتملة للمرض وكذلك الأهداف العلاجية.
1. إعداد متوسطة قياسية ومشروطة
2. ما قبل الثقافة
3. ثقافة السخرة
4. تقييم الجدوى والوفيات
5. تلطيخ الدهون مع النفط الأحمر O
6. تقييم مورفومتري لمحتويات الدهون
خلايا الكبد المستزرعة في نمو العرض المتوسط الستاتيوجينيك في جميع أنحاء سطح البئر؛ ومع ذلك، تظهر خلايا الكبد الدهنية انخفاض معدل النمو مقارنة مع الخلايا المستزرعة في وسيطة التحكم. النسبة المقترحة وتركيز الزراعة العضوية والسلطة الفلسطينية، وضمان بقاء الخلية أثناء الثقافة. البذر 1 × 105
ويهدف هذا البروتوكول إلى توفير استراتيجية لدراسة steatosis في المختبر. زراعة الخلايا هي أداة قوية لدراسة الجوانب الخلوية والجزيئية والكيميائية الحيوية والسمية للخلايا المعرضة لظروف مختلفة. مع هذا النهج ، يمكن تصور الستاتوسيس ليس فقط كمرحلة من المرض المعقد الذي هو MAFLD ، ولكن أيضا كتعرض م?...
وليس لدى صاحبي البلاغ ما يكشفان عنه.
تم تمويل هذا العمل من قبل المجلس الوطني للسينسيا إي تكنولوجيا (كوناسيت، CB-221137). أدريانا كامبوس طالبة دكتوراه في برنامج الدكتوراه في جامعة المكسيك، وكان يدعمها كوناسيتي (CVU: 1002502).
Name | Company | Catalog Number | Comments |
Biosafety cabinet | ESCO Airstream | AC2-452+C2:C26 | Class II Type A2 Biological Safety Cabinet |
Bottle top filter | Corning, US | 430513 | Non-pyrogenic, polystyrene, sterile. 1 filter/Bag. 0.22 μm, 500 mL. |
Bovine serum albimun (BSA) | Gold Biotechnology, US | A-421-10 | BSA Fatty Acid Free for cell culture |
Culture media RPMI 1640 | ThermoFisher-Gibco, US | 31800-022 | - |
Fetal Bovine Serum (FBS) | ThermoFisher-Gibco, US | A4766801 | - |
Hemocytometer | Marienfeld, DE | 640010 | - |
HepG2 cell line | ATCC, US | HB-8065 | Hepatocellular carcinoma human cells. |
Humidified incubator | Thermo Electronic Corporation,US | Model: 3110 | Temperature (37 °C ± 1 °C), humidity (90% ± 5%) , CO2 (5% ± 1%) |
Inverted microscope Eclipse | NIKON, JPN | Model: TE2000-S | - |
Isopropanol | Sigma-Aldrich, US | I9030-4L | - |
Oil Red O Kit | Abcam, US | ab150678 | Kit for histological visualization of neutral fat. |
Paraformaldehyde | Sigma-Aldrich, US | P6148-500G | - |
Penicillin/streptomycin | ThermoFisher-Gibco, US | 15140-122 | Antibiotics 10,000 U/mL Penicillin, 10,000 μg/mL Streptomycin |
pH meter | Beckman, US | Model: 360 PH/Temp/MV Meter | - |
Phosphate buffered saline | ThermoFisher-Gibco, US | 10010-023 | - |
Serological Pipettes | Sarstedt, AUS | 86.1253.001 | Non-pyrogenic, sterile, 5 mL |
Serological Pipettes | Sarstedt, AUS | 86.1254.001 | Non-pyrogenic, sterile, 10 mL |
Sodium bicarbonate | Sigma-Aldrich, US | S5761-1KG | Preparation of culture media |
Sodium oleate | Santa Cruz Biotechnology, US | sc-215879A | - |
Sodium palmitate | Santa Cruz Biotechnology, US | sc-215881 | - |
Syring filter | Corning, US | 431219 | Non-pyrogenic, sterile, 28 mm, 0.2 μm. |
Trypan Blue | Sigma-Aldrich, US | T6146-25G | - |
Trypsin 0.05% /EDTA 0.53 mM | Corning, US | 25-052-Cl | - |
24 well cell culture cluster | Corning, US | 3524 | Flat bottom with lid. Tissue culture treated. Nonpyrogenic, polystyrene, sterile. 1/Pack. |
96 well cell culture cluster | Corning, US | 3599 | Flat bottom with lid. Tissue culture treated. Nonpyrogenic, polystyrene, sterile. 1/Pack. |
Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article
Request PermissionExplore More Articles
This article has been published
Video Coming Soon
Copyright © 2025 MyJoVE Corporation. All rights reserved