本协议提供的细节涉及人类皮肤等价的一代,这在技术上往往具有挑战性。包括新型人类皮肤等效协议元素,如血管和体积成像。该技术使皮肤模型能够直接构建,使活体组织更紧密地匹配,用于疾病、衰老和个性化医学的研究。
该协议最具挑战性的部分是潜水和空气液体接口之间的过渡。可能需要一些试验来优化时间和媒体水平,以获得一致的结果。首先,在冷盖管中加入 516 微升介质,并立即使用 1000 微升正位移移液器添加 375 微升冷胶原蛋白。
取出空移液器尖端,切换到准备好的 250 微升正位移移器混合。快速混合,但轻轻防止过多的气泡形成。将尖端保持在溶液中,从管的不同位置均匀混合,直到溶液具有均匀的颜色,通常需要大约 5 个移液器周期或 10 秒。
立即将125微升的细胞胶原蛋白分散到12井文化插入物的膜上。为了确保均匀覆盖,倾斜板和使用移液器尖通过轻轻地传播胶原蛋白来涂漆膜。立即将12井板移到37摄氏度的细胞培养孵化器,使其凝胶至少20分钟。
凝胶期后,将12井的细胞胶原蛋白从孵化器中取出。从湿冰中取出1.7毫升盖管,然后从制冷中取出库存胶原蛋白,并将其盖上盖子放在湿冰上。在冷盖管中加入 516 微升冷却细胞悬架。
使用 1000 微升移液器立即将 375 微升冷胶原蛋白溶液直接放入封顶管内的溶液中。将所有胶原蛋白从移液器中排出到管中,并丢弃正位移移器尖端。立即切换到 250 微升移液器,混合胶原蛋白溶液混合后,将 250 微升的细胞胶原蛋白溶液转移到 12 井培养插入的细胞胶原蛋白支架上,然后将 12 井板移动到 37 摄氏度的细胞培养孵化器。
30分钟凝胶时间后,轻轻倾斜板,以评估凝胶,并确保胶原蛋白凝固。在插入的上腔和下腔分别添加 500 微升和 1000 微升混合介质。确保胶原蛋白凝胶被淹没,如有必要,添加更多介质。
将井板放在细胞培养孵化器中,进行夜间孵化。在潜水第七天,使用手动移液器收集和丢弃每个构造井的底部和顶部腔室的介质。要收集直接卡在透水膜下的介质,请将移液器尖端放在膜下,暂时将插入物敲出位置。
在每口井的下腔加入一毫升的人体皮肤等价物或HSE介质,在每口井的下腔加5%FPS,在每口井的顶室加入200微升细胞悬浮剂。将角蛋白细胞直接播种到皮肤构造表面,使其在孵化器中沉淀两小时。播种角蛋白细胞两小时后,小心地加入 300 微升 HSE 介质,在每口构造井的顶室中补充 5% FPS。
加载介质后,将构造放回孵化器。使用手动移液器,仅从上腔中去除介质废物,将每个构造提升到其空气液体接口(ALI)。尽量靠近表皮层,不要接触或损坏表皮层。
将板稍微倾斜不同角度以收集介质,然后向板内周围的井中加入大约两毫升无菌水,以保持一致的湿度。几个小时后检查盘子,以确保角蛋白细胞仍然在ALI。移除上腔的任何介质,跟踪从每口井中移出的介质量。
表皮层应看起来水合,而不是干燥,但不应在构造顶部集中介质。要准备免疫荧光染色结构,请倒置插入物,将其放在井板上的井上。用一只手稳定插入,同时使用细尖钳或精密刀切开膜约一半的周长。
尽可能靠近塑料外壳。使用细尖钳,抓住切膜皮瓣的边缘,轻轻剥去插入物和 VHSE 构造上的多孔膜。如果构造卡在房间的一侧,使用细尖钳或小铲将其移到井中。
一旦 VHSE 进入井中,丢弃插入膜的任何剩余部分,并将培养物插入每个井中,以便在染色过程中将 VHSE 置于水下位置。成像前两天,准备聚二甲基硅氧烷或PDMS。将任何干净的混合容器放在称重平衡上,并擦干秤。
添加基座,然后添加交联器。大力搅拌溶液至少四分钟,产生小气泡。充分混合后,将 PDMS 倒入 90 或 100 毫米的培养皿中。
将 PDMS 在真空室中除以,直到所有气泡消失且 PDMS 清晰。缓慢释放真空并去除 PDMS。将菜放入烤箱中,在 50 至 60 摄氏度下过夜治疗,确保菜平坐,让 PDMS 均匀地治愈。
成像前一天,使用钢冲床或手持式精密刀从 PDMS 板上打孔或切出圆形井,其大小与 VHSE 结构大致相同。在圆形油井周围切一个方形补丁,以创建一个单个 PDMS 井。使用与 PDMS 大小相近的玻璃盖滑,将氰丙烯酸酯胶水添加到 PDMS 的底部表面,并用一次性移液器尖端均匀涂抹。
将玻璃放在中心,并将其压在 PDMS 上,同时在打孔的圆圈内留下一个透明的玻璃窗。使用前让胶水干燥过夜。表皮和真皮的特征在 VHSE 结构中显示人类皮肤的适当免疫荧光标记。
细胞克制素10是一种早期分化角质细胞标记物,通常标记皮肤等价物中的所有超巴塞层。非自愿和丝虫是角蛋白细胞中后期分化标记,并标记皮肤等价物中上部最超巴塞层。清除 VHSE 允许在一个设置中进行直接成像,并消除了将构造重新定向以分别映像真皮和表皮的需要。
体积图像使生成 3D 渲染成为绘制每个构造中血管图的可能。图像堆栈已加载到计算软件中,并使用自定义算法进行 3D 渲染和量化。骨架化确定了每个胶原蛋白IV标记容器的确定中心,并使用由此产生的数据来计算容器直径和血管分数。
按照这个程序,可以执行特征分析、扫描电子显微镜、脂质轮廓等方法,以了解血管学如何特别影响表皮成熟和稳定性。此协议支持血管化皮肤模型中的组织相关和细胞类型特定研究。它特别适合研究老化和个性化的医学。