A subscription to JoVE is required to view this content. Sign in or start your free trial.
Method Article
تقدم هذه المقالة دليلا متدرجا لإنشاء مزرعة أولية للخلايا الجذعية لب الأسنان باستخدام طريقة زراعة الزرع وتوصيف هذه الخلايا بناء على إرشادات ICSCRT. يمكن اعتبار الخلايا المعزولة بواسطة هذا البروتوكول خلايا جذعية وسيطة لمزيد من التطبيقات.
يمثل لب الأسنان البشري خزانا واعدا للخلايا الجذعية متعددة القدرات مع كفاءة تجديد بارزة يمكن حصادها من الأسنان المستخرجة. يمنح أصل اللحمة الخارجية المشتقة من القمة العصبية للخلايا الجذعية لب الأسنان (DPSCs) درجة عالية من اللدونة التي تدين بفوائدها متعددة الأوجه في إصلاح الأنسجة وتجديدها. هناك العديد من الطرق العملية لحصاد الخلايا الجذعية البالغة والحفاظ عليها وتكاثرها والتي يتم التحقيق فيها لاستخدامها في الطب التجديدي. في هذا العمل ، نوضح إنشاء مزرعة الخلايا الجذعية الوسيطة الأولية من أنسجة الأسنان بطريقة زراعة الزرع. كانت الخلايا المعزولة على شكل مغزل والتقت بالسطح البلاستيكي للوحة الاستزراع. أظهر توصيف النمط الظاهري لهذه الخلايا الجذعية تعبيرا إيجابيا عن علامات سطح الخلية الموصى بها من قبل الجمعية الدولية للعلاج الخلوي (ISCT) ل MSC ، مثل CD90 و CD73 و CD105. علاوة على ذلك ، أكد التعبير الضئيل عن المكونة للدم (CD45) والعلامات البطانية (CD34) ، وأقل من 2٪ من تعبير علامات HLA-DR ، تجانس ونقاء ثقافات DPSC. لقد أوضحنا كذلك تعدد قدراتها بناء على التمايز إلى السلالات الدهنية والعظمية والغضروفية. كما حثثنا هذه الخلايا على التمايز إلى خلايا كبدية وخلايا شبيهة بالخلايا العصبية عن طريق إضافة وسائط تحفيز مناظرة. سيساعد هذا البروتوكول الأمثل في زراعة مجموعة قابلة للتوسيع بدرجة كبيرة من الخلايا الجذعية الوسيطة لاستخدامها في المختبر أو للدراسات قبل السريرية. يمكن دمج بروتوكولات مماثلة في الإعدادات السريرية لممارسة العلاجات القائمة على DPSC.
تحولت الخلايا الجذعية البالغة إلى أداة علاجية قوية للعلاجات والعلاجات الموجهة بالخلايا بسبب اللدونة وآليات الباراكرين والخصائص المناعية1،2،3. ألهمت البيانات المشجعة من الدراسات قبل السريرية القائمة على الخلايا الجذعية الباحثين للعمل من أجل الترجمة من مقاعد البدلاء إلى السرير. يلعب نوع الخلايا الجذعية المستخدمة في العلاج بالخلايا الجذعية دورا مهما في النتائج الناجحة. في الدراسات قبل السريرية والسريرية ، يظل المصدر الأكثر الإبلاغ عنه على نطاق واسع للخلايا الجذعية الوسيطة (MSCs) هو نخاع العظم 4,5. ومع ذلك ، فإن العيوب الرئيسية لاستخدام الخلايا الجذعية المشتقة من نخاع العظام (BMSCs) تشمل سكانها النادرة ، والإجراءات الغازية للغاية للعزل ، وقدرتها المحدودة على التوسع. ولذلك، يجري استكشاف مصادر بديلة للالتزامات البحرية المتوسطة. في هذا الصدد ، تعتبر أنسجة الأسنان ، مع سهولة الوصول إليها ، واللدونة الهائلة ، وإمكانات التجدد العالية ، والقدرة التكاثرية العالية ، مصدرا بديلا غنيا ومحتملا للخلايا الجذعية6،7،8،9،10.
كانت الخلايا الجذعية لب الأسنان (DPSCs) أول نوع من الخلايا الجذعية السنية التي تم عزلها وتميزها بواسطة Gronthos في 200011. استحوذت DPSCs على الاهتمام لتطبيقات هندسة الأنسجة بسبب معدل انتشارها المرتفع ، وإمكانية التمايز الكبيرة ، وسهولة الوصول إليها من خلال الزراعة السهلة ، والأهم من ذلك ، قدرتها على الحصول عليها من الأسنان المهملة دون أي قلق أخلاقي12. يتم التحايل على القيود التي تفرضها مصادر الخلايا الجذعية الأخرى ، مثل BMSCs والخلايا الجذعية المشتقة من الدهون (ADSCs) ، في عزلتها وقدراتها غير الكافية على التجديد الذاتي من قبل DPSCs13. يمكن الحصول على DPSCs البشرية من الأسنان الأولية البشرية ، والأسنان الدائمة ، وأسنان الحكمة ، والأسنان اللبنية المقشرة (SHEDs) ، والحليمات القمية. علاوة على ذلك ، يمكن أيضا عزل DPSCs عن الأسنان الزائدة ، والتي يتم التخلص منها بشكل عام14. تعبر DPSCs عن العلامات المرتبطة بالقمة العصبية ولديها القدرة على التمايز إلى خلايا عصبية في كل من المختبر وفي الجسم الحي15. بالإضافة إلى إمكاناتها العصبية ، يمكن أن تتمايز DPSCs إلى سلالات خلايا أخرى ، مثل العظمية ، والغضروفية ، والدهنية ، والكبدية ، والعضلية ، عند إعطائها ظروف تمايز محددة13. وبالتالي ، فإن هذه الخلايا متعددة القدرات تحمل إمكانات كبيرة للعلاج القائم على الخلايا ويمكن استخدامها لتجديد الأنسجة المختلفة. أفادت الدراسات أيضا بالدور المحتمل ل DPSCs في إعادة بناء القرنية16 ، وإصلاح احتشاء عضلة القلب17 ، ودورها العلاجي المحتمل في أمراض مثل نقص تروية الأطراف18 ، ومرض الزهايمر 19 ، وباركنسون 20 ، والشيخوخة21. لذلك ، يمكن استخدام الخلايا الجذعية المشتقة من أنسجة الأسنان ليس فقط لتجديد الأسنان ، ولكن أيضا لإصلاح وتجديد الأعضاء غير السنية مثل العيون16 والقلوب17 والكبد22 والعظام23 وما إلى ذلك.
هناك طريقتان خاصتان لعزل سكان MSC عن أنسجة اللب - الهضم الأنزيمي وثقافة الزرع24,25. تم الإبلاغ عن نجاح إنشاء مزارع أولية دون أي اختلاف كبير في كمية وخصائص DPSCs بكلتا الطريقتين26. في هذه الدراسة ، ركزنا على عزل DPSCs بطريقة الزرع27 ، لأن هذه الطريقة تولد DPSCs دون تلوث الخلايا المكونة للدم والخلايا البطانية ، مقارنة بالهضم الأنزيمي الذي يمكن أن يؤدي إلى تلوث الخلايا الليفية28.
تمت الموافقة على جميع الإجراءات الموضحة في الدراسة من قبل لجنة أخلاقيات المعهد (IEC # 9195 / PG-12 ITRG / 2571-72) من PGIMER ، شانديغار. يجب إجراء جميع التجارب المتعلقة بزراعة الخلايا في خزانة السلامة البيولوجية من الفئة الثانية (BSC) باتباع تقنية التعقيم. تم الحصول على لب الأسنان من الأسنان السليمة لثلاثة مرضى (F / 14 و M / 14 و M / 20) يخضعون لخلع الضرس الثالث لأسباب تقويم الأسنان. قبل جمع العينات ، تم الحصول على موافقة خطية مستنيرة من المريض / الوصي وفقا للمبادئ التوجيهية المقدمة من لجنة الأخلاقيات في PGIMER ، شانديغار.
1. إنشاء مزرعة أولية للخلايا الجذعية لب الأسنان (DPSCs) من أنسجة الأسنان البشرية
ملاحظة: لا ينبغي استخدام أي أسنان متسوسة.
2. إزالة أنسجة اللب من زراعة الأسنان والخلايا في DPSCs (الوقت: 60-120 دقيقة)
ملاحظة: تم تنفيذ جميع الخطوات بعد نقل الأسنان في مختبر زراعة الخلايا والأنسجة داخل خزانة السلامة الحيوية المستوى 2.
3. توسيع DPSC
4. تحديد علامات النمط الظاهري للخلايا الجذعية (الوقت: 90 - 120 دقيقة)
ملاحظة: لتوصيف الخلايا التي يتم حصادها من أنسجة اللب ، استخدم الخلايا بين الممر الثالث والخامس.
5. تمايز DPSC إلى سلالات متعددة
ملاحظة: استخدم 75٪ -80٪ ثقافات متقاربة من DPSCs في المقطع الثالث إلى الخامس لتقييم تعدد القدرات. يجب استخدام مجموعة خلايا تحكم تحتوي على α-MEM لجميع أنواع التمايز الموضحة أدناه.
6. التمايز الأديبوجيني ل DPSCs ، تلطيخ O الأحمر الزيتي ، والقياس الكمي
ملاحظة: الخطوات الأولية للبذر هي نفسها المذكورة أعلاه (أي خطوة التمايز العظمي 5.1).
7. التمايز الغضروفي ل DPSCs ، تلطيخ ألسيان الأزرق ، والقياس الكمي
ملاحظة: تم إحداث تمايز غضروفي في الثقافة أحادية الطبقة ل DPSCs. الخطوات الأولية للبذر هي نفسها المذكورة أعلاه (أي خطوة التمايز العظمي 5.1).
8. تمايز DPSCs نحو النسب والتوصيف الشبيه بالكبد
9. التمايز العصبي ل DPSCs نحو النسب والتوصيف الشبيه بالخلايا العصبية
هنا ، نصف كيف يمكن للباحثين إنشاء ثقافة نقية من DPSCs عبر طريقة الزرع6،7،8،9،10 وحثهم على سلالات متعددة لإثبات نقاء الثقافة للتطبيقات النهائية.
أنشأنا مزرعة أولية ل DPSCs من الأنسجة الصغ...
لقد علقت الخلايا الجذعية آمالا في علاج العديد من الأمراض، نظرا لمرونتها، وقوتها، وخصائصها المناعية، وآلياتها الباراكرينية، وكفاءاتها. تعتبر أنسجة لب الأسنان المصدر الأكثر فعالية وقيمة للخلايا الجذعية ، مع اللدونة البارزة والقدرة على التجدد. هنا ، نوضح عزل DPSCs ، باستخدام طريقة الاستزراع...
يعلن المؤلفون عدم وجود تضارب في المصالح المالية أو غير المالية.
نحن نقر بالدعم التمويلي ل AK من إدارة البحوث الصحية (DHR) ، ICMR ، حكومة الهند (DHR-NRI Grant # R.12015/01/2022-HR). تلقت SR تمويلا من ICMR ، حكومة الهند (Grant # 2020-7593 / SCR-BMS) وحصلت PS على زمالة من CSIR ، حكومة الهند. نحن ممتنون أيضا للسيدة سانديا توخي والسيدة بوبيندر كور للمساعدة في قياس التدفق الخلوي ، ونواة الأجهزة المركزية المتطورة (CSIC) و PGIMER ، شانديغار لتوفير دعم البنية التحتية.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
6 well cell culture plate | Costar | 3516 | For cell culture |
Alcian blue stain | EZstain chondrocyte staining kit, HiMedia | CCK029 | |
alizarin red S stain | Sigma-Aldrich | TMS-008 | Osteogenic stain |
Antibiotic cocktail | Himedia | A002-5X50ML | To prevent culture contamination |
Ascorbic Acid | Himedia | TC094-25G | Chondrogenic induction |
B27 supplement | Gibco | 17504044 | For neural induction |
bFGF ( basic Fibroblast Growth Factor) | Gibco | PHG0024 | For neural induction |
CD 105 | BD-Pharmingen | 560839 | |
CD 35 | Biolegend | 343604 | |
CD 45 | Biolegend | 304006 | |
CD 73 | Biolegend | 344016 | |
CD 90 | Biolegend | 328107 | Characterization |
cetyl pyridinium chloride (CPC) | Sigma-Aldrich | 1104006 | For Alizarin Red extraction |
Dexamethasone 21-phosphate disodium | Sigma-Aldrich | D1159-100MG | |
Dulbecco's Phosphate Buffered Saline | Himedia | TS1006-5L | For washing purpose |
EGF (Epidermal Growth Factor) | Gibco | PHG0311 | For hepatic and neural induction |
EVOS LED microscope | Invitrogen | For fluorescence imaging | |
EZ stain Chondrocyte staining kit | Himedia | CCK029-1KT | Chondro stain Kit |
FACS Canto flow cytometer | BD Biosciences | For cell characterization | |
Fetal Bovine Serum | Gibco | 16000044 | For primary culture |
Fetal Bovine Serum | Sigma-Aldrich | F2442 | For cell culture |
G5 supplement | Gibco | 17503012 | For neural induction |
HGF( Hepatocyte Growth Factor) | Sigma-Aldrich | H1404 | For hepatic Induction |
HLA-DR | Biolegend | 307605 | |
Human TGF-β3 | Peprotech | #100-36E-10U | |
Insulin-Transferrin-Selenous acid premix | Sigma-Aldrich | I3146 | For hepatic Induction |
ITS premix | Corning | 354350 | |
LDL Uptake Assay kit | Abcam | ab133127 | For hepatic characterization |
Low glucose DMEM | Gibco | 11885-084 | For hepatic induction |
MAP2 antibody | Sigma-Aldrich | M4403 | For neural characterization |
N2 supplement | Gibco | 17502048 | For neural induction |
Neural Basal Media | Gibco | 21103049 | For neural induction |
NFM antibody | Sigma-Aldrich | N4142 | For neural characterization |
Nikon Elipse TS100 microscope | Nikon | For fluorescence imaging | |
Oil Red O | Sigma-Aldrich | 01391-250Ml | Adipogenic stain |
Oncostatin M | R&D Systems | 295-OM-010/CF | For hepatic Induction |
Petridish | Tarson | 460090-90MM | For tissue cutting |
Potassium phosphate monobasic | Sigma-Aldrich | 15655-100G | Osteogenic induction |
Propan-2-ol | Thermo Fisher | Q13827 | For Oil Red O extraction |
Sodium pyruvate solution | Sigma life sciences | S8636-100ML | |
Trypsin-EDTA | Sigma-Aldrich | T4049 | For cell passaging |
Whatman filter paper | merck | WHA1001325 | filter paper |
α- Minimum Essential Media (α-MEM) | Sigma-Aldrich | M0643-10X 1L | Media for primary culture |
β-glycerophosphate disodium salt hydrate | Sigma-Aldrich | G9422-50G |
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