التفكك الميكانيكي للأنسجة لتحليل الخلية المفردة باستخدام جهاز آلي

Summary

يتم توفير بروتوكول عام للتفكك الميكانيكي الأنزيمي وشبه الآلي المشترك للأنسجة لتوليد معلقات أحادية الخلية للتحليلات النهائية ، مثل قياس التدفق الخلوي. يتم تضمين تعليمات لتصنيع وتجميع وتشغيل الجهاز الميكانيكي منخفض التكلفة الذي تم تطويره لهذا البروتوكول.

Abstract

أصبحت القدرة على عزل الخلايا المفردة وإعدادها لتحليل عينات الأنسجة أمرا بالغ الأهمية للاكتشافات والأبحاث الطبية الحيوية الجديدة. تستغرق البروتوكولات اليدوية لعمليات عزل الخلية الواحدة وقتا طويلا للغاية وعرضة لتنوع المستخدم. البروتوكولات الميكانيكية الآلية قادرة على تقليل وقت المعالجة وتنوع العينات ولكن لا يمكن الوصول إليها بسهولة أو فعالة من حيث التكلفة في إعدادات البحث منخفضة الموارد. تم تصميم الجهاز الموصوف هنا لتفكك الأنسجة شبه الآلي باستخدام المواد المتاحة تجاريا كبديل منخفض التكلفة للمختبرات الأكاديمية. تم توفير تعليمات لتصنيع وتجميع وتشغيل تصميم الجهاز. ينتج بروتوكول التفكك بشكل موثوق معلقات أحادية الخلية مع إنتاجية خلايا مماثلة وصلاحية عينة للمستحضرات اليدوية عبر أنسجة الفئران المتعددة. يوفر البروتوكول القدرة على معالجة ما يصل إلى 12 عينة من الأنسجة في وقت واحد لكل جهاز ، مما يجعل الدراسات التي تتطلب أحجام عينات كبيرة أكثر قابلية للإدارة. يسمح البرنامج المصاحب أيضا بتخصيص بروتوكول الجهاز لاستيعاب الأنسجة المختلفة والقيود التجريبية.

Introduction

أصبح تحليل الخلية الواحدة سريعا أمرا بالغ الأهمية للاكتشافات الطبية الحيوية الجديدة ، سواء لتطبيقات مثل قياس التدفق الخلوي ، وتحديد أنواع الخلايا المختلفة ، أو تسلسل الخلية الواحدة ، أو لتحديد الاختلافات الجينومية أو النسخية بين الخلايا¹. يتطلب إجراء عمليات عزل الخلايا هذه من الأنسجة ذات الأهمية فرم الأنسجة المقطعة ودفعها عبر مصفاة خلايا دقيقة لتصفية النسيج الضام من الخلايا المرغوبة (الشكل 1 أ). يتطلب عزل أنواع الخلايا الملتصقة ، مثل الخلايا المتغصنة أو الضامة ، أو الخلايا من الأنسجة الليفية بشكل خاص ، خطوات فصل ميكانيكية أو إنزيمية إضافية^2،3،

Protocol

تمت الموافقة على هذا البروتوكول من قبل لجنة رعاية واستخدام المؤسسية UMD (IACUC). تم استخدام الأنسجة من إناث الفئران C57BL / 6J البالغة من العمر 7 إلى 9 أسابيع لهذه الدراسات. تم الحصول على من مصدر تجاري (انظر جدول المواد).

1. التفكك اليدوي

ملاحظة: هذه الخطوة مقتبسة من Maisel K. et ^al.7.

1. قم بإزالة الأنسجة المقطعة وضعها في وسط زراعة الخلايا الباردة باستخدام مصل بقري الجنين بنسبة 5٪ (FBS).
2. اقطع الأنسجة باستخدام مقص تشريح حاد حتى تصبح الشظايا أصغر من 1 مم في أي بعد.
3. انقل المنديل المفروم إلى أنبوب مخروطي سعة 15 مل وأضف 5 مل من الوسا....

النتائج

يمكن لهذا البروتوكول الميكانيكي شبه الآلي تكرار نتائج التجارب التي تمت فيها معالجة الخلايا يدويا. تظهر معلقات الخلايا المحضرة باستخدام هذا الجهاز وعن طريق التفكك اليدوي إنتاجية خلايا مماثلة وصلاحية عينة عبر رئة الفأر والكلى وأنسجة القلب (الشكل 2 أ ، ب). لم تتأثر م.......

Discussion

تم تصميم هذا الجهاز لسهولة التجميع في إعداد البحث لتوفير معلقات أحادية الخلية من الأنسجة الكاملة لتحليل الخلية الواحدة لاحقا. الميزات ، على الرغم من أنها أساسية ، كافية لتلبية احتياجات الباحثين في البيئات الأكاديمية وخارجها. تتمثل إحدى الفوائد الرئيسية لاستخدام هذا الجهاز في قدرته على ت.......

Materials

Name	Company	Catalog Number	Comments
¼ inch acrylic sheet  12" x 24"	Acrylic Mega Store	N/A
½ inch acrylic sheet 12" x 12"	SimbaLux	SL-AS13-12x12
12 G stainless steel wire (for tension arms)	Everbilt	1000847413
16 G electrical wire (stranded)	Best Connections	N/A
2 x 3 mm magnet	SU-CRO0587	N/A
2-channel relay board (to reverse polarity of current to motors)	AEDIKO	AE06233
37 mm Diameter DC Motors (12 V, 200 rpm) x 12	Greartisan	N/A	Rated Torque: 2.2 Kg.cm Reduction Ratio: 1:22 Rated Current: 0.1 A D Shaped Output Shaft Size: 6 x 14mm (0.24" x 0.55") (D x L) Gearbox Size: 37 x 25 mm (1.46" x 0.98") (D x L) Motor Size: 36.2 x 33.3 mm (1.43" x 1.31") (D x L) Mounting Hole Size: M3 (not included)
AC/C Power Adapter with variable voltage controller   (5 Amps, 3-12 volts)	Mo-gu	J19091-2-MG-US
AC-DC 5 V 1 A Precision buck converter step down transformer	Walfront	1A	(power adapter for powering Arduino Nano)
Arduino Nano   (Lafvin)	LAFVIN	8541582500
Buttons	Awpeye	Push-button
C57BL6/J mice	Jackson Laboratory
Collagenase 4	Worthington	CLS4 LS004188
Collagenase D	Roche	11088866001
DMEM (Dulbecco's Modified Eagle Medium)	Corning	10-013-CV
DNAse	Roche	11284932001
Double sided foam tape	SANKA	N/A
Double Sided prototyping circuit board	deyue	N/A
EDTA	Sigma- Aldrich	E7889
Electrical solder and soldering iron	LDK	1002P
Electrical Tape	3M	03429NA
FBS (Fetal Bovine Serum)	Gibco	16140089
gentleMACS C Tubes	Miltenyi	130-093-237
Graphpad Prism	GraphPad, La Jolla, CA		Graphing and statistical analysis software
Hall effect sensor Dimensions : 0.79 x 0.79x 0.39 inches	SunFounder	43237-2
Hex Coupler 6 mm Bore Motor Brass x 2 x 12	Uxcell	N/A
Hex head bolts (M4-.70 X 12 Hex Head Cap Screw) x 12	FAS	N/A
Jumper wires (for Arduino Nano)	ELEGOO	EL-CP-004
LCD screen	JANSANE	N/A
M3 Hex Socket Head Cap Screws x 12	Shenzhen Baishichuangyou Technology co.Ltd	310luosditaozhuang
M3 Stainless SteelMachine screws Flat Head Hex Socket Cap Screws (30 mm) x 36	Still Awake	a52400001
Quick disconnect terminal connectors	IEUYO	22010064
Red Blood Cell Lysis Buffer (10x)	Cell Signaling	46232
Terminal adapter shield Expansion board for Arduino Nano  12" x 24"	Shenzhen Weiyapuhua Technology	60-026-3