A subscription to JoVE is required to view this content. Sign in or start your free trial.
Method Article
هنا، نقدم بروتوكول لتسمية الحويصلات خارج الخلية المشتقة من الصفائح الدموية لرصد هجرتها وامتصاصها في النباتات الخارجية الغضاريف المستخدمة كنموذج لهشاشة العظام.
تستخدم الحويصلات خارج الخلية (EVs) في دراسات مختلفة لإثبات إمكاناتها كعلاج خال من الخلايا بسبب حمولتها المستمدة من مصدرها الخلوي ، مثل lysate الصفائح الدموية (PL). عند استخدامها كعلاج، من المتوقع أن تدخل المركبات الكهربائية الخلايا المستهدفة وتؤثر على استجابة من هذه. في هذا البحث، تمت دراسة المركبات الكهربائية المشتقة من PL كعلاج خال من الخلايا لهشاشة العظام (OA). وهكذا، تم إعداد طريقة لتسمية المركبات الكهربائية واختبار امتصاصها على النباتات الغضاريف. وصفت المركبات الكهربائية المشتقة PL مع صبغة الدهون PKH26، وغسلها مرتين من خلال عمود، ومن ثم اختبارها في نموذج الزراعة العضوية في المختبر يحركها الالتهاب لمدة 5 ساعة بعد تحديد كمية الجسيمات عن طريق تحليل تتبع الجسيمات النانوية (NTA). كل ساعة، يتم إصلاح النباتات الغضاريف، paraffined، مقطعة إلى أقسام 6 ميكرومتر لتركيب على الشرائح، ولاحظ تحت المجهر confocal. وهذا يسمح بالتحقق مما إذا كانت المركبات الكهربائية تدخل الخلايا المستهدفة (chondrocytes) خلال هذه الفترة وتحلل تأثيرها المباشر.
هشاشة العظام (OA) هو مرض تنكسي مفصلي ينطوي على التهاب تدريجي ولا رجعة فيه وتدمير المصفوفة خارج الخلية للغضاريف المفصلية1. على الرغم من أن أشكال مختلفة من التهاب المفاصل لديها العديد من العلاجات2,3,4, هذه مقيدة بآثارها الجانبية وفعالية محدودة. تقنيات هندسة الأنسجة باستخدام زرع chondrocyte الذاتية يتم تطبيقها بشكل روتيني للعلاج التجديدي للغضاريف المصابة في آفات غضروف الزراعة العضوية في وقت مبكر4. تقتصر العلاجات المستندة إلى الخلايا بشكل رئيسي بسبب العدد المحدود من الخلايا الشوندروجينية المستقرة أو المتجانسات القادرة على إصلاح الغضاريف3بشكل فعال. لذلك ، فإن وضع استراتيجيات علاجية جديدة لمنع تطور المرض وتجديد آفات الغضاريف الكبيرة له أهمية قصوى.
الحويصلات خارج الخلية (EVs) وقد اقترح كعلاج لOA من قبل مؤلفين مختلفين5,6. المركبات الكهربائية هي أجسام ممبرانية تفرزها غالبية أنواع الخلايا ، وتشارك في الإشارات بين الخلايا ، وقد ثبت أنها تمارس الآثار العلاجية للخلايا الجذعية7،8،9، والتي أثارت مؤخرا اهتماما بالطب التجديدي10. المركبات الكهربائية المشتقة من الخلايا النجمية المتوسطة (MSCs) هي المركبات الكهربائية العلاجية الرئيسية التي تم التحقيق فيها ل OA ، على الرغم من استخدام الخلايا الأخرى ذات الصلة بالمفاصل كمصادر EV ، على سبيل المثال ، chondroprogenitors أو الخلايا المناعية11،12.
وتستخدم تركيزات الصفائح الدموية، مثل lysates الصفائح الدموية (PLs)، لتعزيز التئام الجروح في إصابات مختلفة، مثل قرحة القرنية13،14،15 أو في تجديد أنسجة الأوتار16،بسبب فرضية أن مكون EV من مركزات الصفائح الدموية قد تكون مسؤولة عن هذه الآثار17 . تستخدم بعض الدراسات المتعلقة بالأمراض المرتبطة بالمفاصل المركبات الكهربائية المشتقة من الصفائح الدموية (PL-EVs) كعلاج لتحسين حالات هشاشة العظام. PL-EVs تحسين انتشار chondrocyte وهجرة الخلايا عن طريق تفعيل Wnt / β-catenin المسار18, تعزيز التعبير عن علامات الشوندروجيني في chondrocytes هشاشة العظام19, أو تظهر مستويات أعلى من البروتينات الشوندروجينية وتشوهات أقل تيسي في الأرانب هشاشة العظام تعامل مع PL-EVs18.
تحتوي المركبات الكهربائية على البروتينات والدهون والأحماض النووية التي يتم تحريرها إلى الخلية المستهدفة ، مما يؤسس للاتصال من خلية إلى خلية ، وهي الميزة الرئيسية المتعلقة بتطبيقاتها العلاجية20. تعتمد آثار المركبات الكهربائية على وصولها إلى الخلايا وإطلاق الشحنات اللاحقة. يمكن تأكيد هذا التأثير بشكل غير مباشر من خلال التغيرات التي تحدث في الخلايا، مثل النشاط الأيضي أو تعديل التعبير الجيني. ومع ذلك، لا تسمح هذه الطرق تصور كيفية وصول المركبات الكهربائية إلى الخلايا لممارسة وظيفتها. وهكذا، تقدم هذه الورقة طريقة لتسمية هذه المركبات الكهربائية المشتقة من PL لاستخدامها كعلاج لنباتات غضروف الزراعة العضوية التي يحركها الالتهاب. تم استخدام المجهر Confocal لرصد امتصاص EV والتقدم إلى chondrocytes موجودة في explants في الفاصل الزمني من 5 ساعة.
ملاحظة: تم الحصول على نباتات الغضروف من البنك الحيوي IdISBa (IB 1995/12 BIO) وفقا للمبادئ التوجيهية المؤسسية بعد الموافقة الأخلاقية للمشروع من قبل CEI-IB (IB 3656118 PI).
1. إعداد العمود
2. EV وضع العلامات
ملاحظة: يستخدم هذا البروتوكول وضع العلامات EV عينة PL-EV معزولة مسبقا عن طريق اللونيات استبعاد الحجم (SEC) مع الشروط الموضحة سابقا21,22. ومع ذلك، قد يتم استخدام أي نموذج EV من أي مصدر مع هذا البروتوكول.
3. وصفت EV العزلة
4. EV القياس الكمي
5. المركبات الكهربائية المستخدمة كعلاج لالتهاب الزراعة العضوية يحركها
6. إعداد المجهر والتصور
ملاحظة: يتكون هذا الإجراء النسيجي من الجفاف، وتضمين البارافين، وخطوات الإماهة. قد تقلل هذه الخطوات من تفلور الصبغة بشكل عام (وهو قيد مذكور في ورقة البيانات ل PKH26). لذلك ، قد تكون الإجراءات الأخرى ، مثل تقسيم المجمدة ، أكثر ملاءمة للتصور EV عن طريق المجهر confocal.
يتم عرض نظرة عامة تخطيطية ل EV وضع العلامات ومراقبة امتصاص في الشكل 1. يظهر تركيز الجسيمات وحجم EV الذي اكتشفه NTA في الجدول 1 أن تركيز EV ينخفض أثناء العملية بسبب خطوة التنقية التي أجريت مرتين بعد وضع العلامات مع العمود. ومع ذلك، فإن الكمية التي تم الحصول عليها هي في الن...
يساعد التصوير EV على فهم خصائص EV، مثل آليات إطلاقها واستيعابها. يسمح تصويرهم بمراقبة التوزيع الحيوي وتوصيف خصائصهم الدوائية كمركبات دوائية. ومع ذلك، قد يكون التصوير EV وتتبع صعبة نظرا لأحجامها الصغيرة، على الرغم من أن العديد من أجهزة التصوير وتقنيات وضع العلامات قد وضعت لمساعدة الباحثين م?...
ولا يوجد لدى صاحبي البلاغ تضارب في المصالح يكشفان عنه.
وقد مول هذا البحث معهد سالود كارلوس الثالث، الوزير الاقتصادي، الذي شارك في تمويله الصندوق الاجتماعي الأوروبي وصندوق التنمية الإقليمية الأوروبي التابع للصندوق الأوروبي للتنمية الاقتصادية (MS16/00124؛ CP16/00124); بواسطة PROGRAMA JUNIOR del proyecto TALENT PLUS، construyendo SALUD، جينيراندو فالور (JUNIOR01/18)، بتمويل من ضريبة السياحة المستدامة لجزر البليار؛ من قبل Direcció العام d'Investigació، كونسيليريا دي إنفيستيغاسيو، الحكم بالار (FPI/2046/2017)؛ من برنامج FOLIUM ما بعد الدكتوراه (FOLIUM 17/01) ضمن FUTURMed ، الممول بنسبة 50٪ من ضريبة السياحة المستدامة لجزر البليار و 50٪ من قبل ESF ؛ ومن قبل لجنة دوسينسيا إي إنفيستياسيو دي لا فونداسيو بانك دي سانغ إي تيكسيتس دي ليه إيلي بالار (CDI21/03).
Name | Company | Catalog Number | Comments |
Material | |||
1.5 mL Centrifuge tube | SPL life sciences | PLC60015 | |
1 mL Syringe BD Plastipak | BD | 303174 | |
2-Propanol (Isopropanol) | Panreac AppliChem | 1.310.901.211 | Prepared at 20% with Milli-Q water |
96-well culture plate | SPL life sciences | PLC30096 | |
Absolute ethanol Pharmpur | Scharlab | ET0006005P | Used to prepare 96% and 75% ethanol with Milli-Q water |
Biopsy Punch with plunger 3 mm | Scandidact | MTP-33-32 | |
Bovine serum Albumin (BSA) | Sigma-Aldrich | A7030 | Prepared at 5% with PBS |
Cartilage explants | IdISBa Biobank | ||
Concentrating tube 15 mL Nanosep 100 kD Omega | Pall | MCP100C41 | |
Concentrating tube 500 µL Nanosep 100 kD Omega | Pall | OD003C33 | |
Cover glass 24 x 60 mm | Deltalab | D102460 | |
DMEM-F12 -GlutaMAX medium | Biowest | L0092 | |
Dulbecco's PBS (1x) | Capricorn Scientific | PBS-1A | |
Embedded paraffin tissue blocks | IdISBa Biobank | Fee for service | |
Exo-spin mini-HD columns | Cell guidance systems | EX05 | |
Feather S35 Microtome Blade | Feather | 43037 | |
Filtropur S 0.2 µm syringe filter | Sarstedt | 83.1826.001 | |
Fluoroshield with DAPI | Sigma-Aldrich | F-6057 | |
Oncostatin M Human | Sigma-Aldrich | O9635-10UG | Prepare a stock solution to a final concentration of 0.1 µg/µL diluten in PBS-0.1% BSA |
Paraformaldehyde | Sigma-Aldrich | 8.18715.1000 | Prepared at 4% with PBS and stored at 4 °C |
Penicillin-Streptomycin Solution 100x | Biowest | L0022 | |
PKH26 Red Fluorescent Cell Linker Kit for General Cell Membrane Labeling | Sigma-Aldrich | MINI26 | PKH26 and Dliuent C included |
Sodium citrate dihydrate | Scharlab | SO019911000 | |
Superfrost Plus Microscope Slides | Thermo Scientific | J1800AMNZ | |
TNFα | R&D systems | 210-TA-005 | Prepare a stock solution to a final concentration of 0.01 µg/µL diluted in PBS-0.1% BSA |
Triton X-100 | Sigma-Aldrich | T8787 | Used to prepare a 0.1% Triton-0.1% sodium citrate solution with Milli-Q water |
Xylene | Scharlab | XI0050005P | |
Equipment | |||
Centrifuge 5430 R | Eppendorf | 5428000210 | F-45-48-11 rotor |
NanoSight NS300 | Malvern | NS300 | Device with embedded laser at λ= 532 nm and camera sCMOS |
Shandon Finesse 325 Manual Microtome | Thermo Scientific™ | A78100101 | |
TCS-SPE confocal microscope | Leica Microsystems | 5200000271 |
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