Method Article
שיטה לעיבוד חומרי פסולת אנושיות חלב כירורגית מתוארת. רקמת מעובד, בצורה של organoids, ניתן לאחסן קפוא ללא הגבלה זמן או להציב בתרבות לצמיחה לטווח ארוך. שיטה זו מאפשרת בדיקה ניסיונית של ביולוגיה של תא נורמלית אנושית אפיתל, ואת ההשפעות של הפרעות חיצוניות.
בדיקה ניסיונית של תא התנהגות נורמלית אנושית חלב אפיתל (HMEC), וכיצד תאים רגילים לרכוש נכסים חריגים, ניתן בהנחייתם של מערכות תרבות במבחנת שמודל מדויק יותר בביולוגית vivo. השימוש בחומר אנושי הנגזר ללימוד התמיינות תאים, הזדקנות, הזדקנות, והנצחה הוא יתרון במיוחד בהתחשב בהבדלים הרבים המולקולריים המשמעותיים בנכסים אלה בין תאי מכרסמי אדם ובדרך כלל מנוצלים 1-2. תאי חלב להציג מערכת מודל נוחה בגלל כמויות גדולות של רקמות נורמליות ולא נורמליות זמינות בשל התדירות מאמופלסטית צמצום וניתוחי כריתת שד.
בלוטת החלב מורכב מתערובת מורכבת של סוגים רבים שונים של תאים,, שומן למשל, אפיתל, mesenchymal, אנדותל. תאי האפיתל הם אחראים לתפקוד החלב המובדל של הנקה,והם גם מקורו של הרוב המכריע של מקרי סרטן שד בנשים. פתחנו שיטות לעיבוד רקמות התעלמות ניתוחית בלוטת חלב למרכיבי אפיתל טהורים כמו גם תאי mesenchymal 3. החומרים מעובדים יכולים להיות מאוחסנים קפוא ללא הגבלה זמן, או באופן יזום לתרבות העיקרית. חומרים שנזרקו כירורגים מועברים למעבדה וידנית גזור להעשרה לרקמות המכילות אפיתל. לאחר עיכול של הרקמה הגזורה באמצעות רצועות חומרי סטרומה hyaluronidase collagenase ומepithelia בקרום המרתף. את החתיכות הקטנות של העץ נובעים אפיתל (organoids) ניתן להפריד stroma עיכול על ידי סינון רציף על קרומים של גודל נקבובי קבוע. בהתאם לגודל נקבובי, שברים ניתן להשיג בהיקף של חתיכות גדולות יותר ductal / מכתשיים, צבירי מכתשיים קטנים יותר, או בתאי סטרומה. אנו צפינו צמיחה מעולה כאשר תרבויות הם יזמו כorganoids לא כדיסתאים בודדים sociated. מיקום של organoids בתרבות באמצעות תקשורת ישכנע מתח נמוך תומך בצמיחה לטווח הארוך של HMEC הנורמלי עם סמנים של סוגי שושלת מרובים (,, מוליד luminal myoepithelial) 4-5. כמות מספקת של תאים ניתן להשיג מרקמות של אדם אחד כדי לאפשר בדיקה ניסיונית נרחבת באמצעות קבוצות סטנדרטיות סלולריות, כמו גם חקירה באמצעות שיטות תפוקה גבוהות.
HMEC התרבותי שהוא מועסק במגוון רחב של מחקרים הבוחנים את התהליכים הרגילים המסדירים את הצמיחה, התמיינות, הזדקנות, והזדקנות, וכיצד תהליכים נורמלים אלו שונו במהלך שינוי האלמותי וממאירים 4-15,16. ההשפעות של גידול בנוכחות של חומר חוץ תאי מטריצה, סוגי תאים אחרים, ו / או תרבות 3D יכולות להיות לעומת צמיחה ב5,15 פלסטיק. HMEC התרבותי, החל בתאים נורמלים, מספק מערכת ניסויית צייתנית לבחון גורמים העשוי להניע או למנוע הזדקנות אנושית וגידולים ממאירים.
1. עיבוד רקמות ועיכול
2. סינון והקפאה של חומר מתעכל
3. זריעת Organoids ותת תרבויות העיקריות קפוא
דמויות מייצגות לרקמות מתעכלות כראוי לorganoids והניחו בתרבות מוצגות באיור 1. הרקמה מתעכלת חלקי תציג חומר עדיין מחובר לחלק החיצוני של מבנים אלה, וסביר להניח שחלק צמיחת תאי fibroblastic בתרבות העיקרית, הדורש DT להסיר. רקמת Overdigested תציג גבולות חיצוניים פחות חלקים, ועלול לקחת זמן רב כדי לצרף בתרבות העיקרית. תולדת אפיתל צריכה להתחיל בתוך 48-72 שעות (1B, C). חתיכות קטנות של כלי דם (1D) יכולות להיות מקור לתולדת התא mesenchymal. אוטופיות צמח אפיתל להראות אוכלוסיות הטרוגניות מורפולוגית, עם אוכלוסיות שגשוג המכילות תערובות של תאים עם סמנים הקשורים ל, מוליד myoepithelial, ושושלות luminal (1E, 3C-E). צמיחה בתקשורת מתח הנמוכה כגון M87A תוספת עם רעל ואוקסיטוצין כולרה תתמוך בטווח הארוך מעולהצמיחה של קיפאון טרום HMEC הנורמלי בהשוואה לניסוחי תקשורת קודמים (איור 2). תקשורת מסוג M87A גם תתמוך בצמיחה של תאי luminal ומולידו במעברים 4-8 (איורי 3C-E, 4); לאחר מכן, רוב התאים להראות סמני שושלת myoepithelial בלבד. HMEC תרבית על פלסטיק יכול לשמור על היכולת שלהם ליצור ארגון עצמי 3D הראוי בmicropatterned 3D microwells, עם תאים פנימיים לתאי myoepithelial (איור 4 א ', ב') luminal, וכדי ליצור מבנים מאורגנים כאשר מצופה בMatrigel (4C, ד).
איור 1. organoids HMEC והתרבות העיקרית. () Organoid מראה מבנה ductal-מכתשיים לאחר עיכול וסינון. (B, C) Organoids מראה מבנה ductal ומכתשיים 2 ימים לאחר ההשמה בתרבות העיקרית; לציין outgr תא התחילהowth (חצים לבנים). (ד ') כלי דם קטנים מצורפים ומתחיל עם תולדת פיברובלסטים מאותן תרבויות כמו B, C. (ה) תולדת אפיתל תאים מתרבות organoid העיקרית לאחר 4 ימים. שושלות מזוהות ע"י השאירה עם נוגדנים לK14 (אדום) וK19 (ירוק); גרעינים הוכתמו DAPI (כחול). Luminal (K14-/K19 +, ירוק), myoepithelial (K14 + /-K19, אדום), ואב (K14 + / K19 +, צהובים) תאים גלויים. תאי בתוליים הם נצפו בליבת organoid עקב חדירת נוגדנים שלמות.
איור 2. Organoids הצמיחה של תרבויות HMEC בניסוחי מדיה שונים. המתקבל מאדם אחד, דגימה 184, היה ביוזמת בתרבות העיקרית באמצעות ניסוחי מדיה שונים. הצמיחה הטובה ביותר לטווח ארוך מתקבלת באמצעות הניסוח האחרון שלנו, M87A + אוקסיטוצין (X) 4. בינוני זה תומך גםצמיחה של שושלות HMEC מרובות (ראה איור. 1E). ניסוח תקשורת מוקדם יותר, 3 מ"מ ספק צמיחה חזקה פחות, ואילו אמצעי תקשורת סרום חינם, MCDB170 (MEGM המסחרי) 17 מוביל לאינדוקציה מהירה של cyclin קינאז מעכב p16 INK4A ובחירה עבור תאי חריגים 7,11,13.
איור 3. השוואה של גיוון בשושלת organoids חסר תרבות וHMEC התרבותי ב4 במעבר. (A, B) ניתוח FACS של organoid חסר תרבות, enzymatically ניתק ל() ביטוי של EpCAM וCD49f/alpha 6 integrin, ו (ב) CD227/Muc1 וCD10/CALLA. (C, D) ניתוח FACS של 4 בקטע שלפני קיפאון HMEC לביטוי של (C) וEpCAM CD49f/alpha 6 integrin, ו( ד ') CD227/Muc1 וCD10/CALLA. עמ זיהויopulations מתויגים כהלפריקונים (מבטא סמנים luminal EPCAM או CD227), חבר פרלמנט האירופי (מבטא סמנים myoepithelial CD49f או CD10), או PROG (העשיר בCD49f + + EPCAM האוכלוסייה /). שים לב כי במהלך ההסתגלות לתקנת התרבות של שינויי EpCAM וCD49f לעומת organoids תרבות. (ה) לא הממוין HMEC וFACS מועשרים הלפריקונים וחבר פרלמנט אירופי, בשעת 4 בקטע ה מוכתמת לניתוח immunofluorescence של קרטין K14 (MEP סמן) וK19 (LEP מרקר) כדי לאמת את זיהוי שושלת. מוכתם גרעינים עם DAPI נראה כחול.
איור 4. HMEC המתורבת מסוגל להרכיב מבנים מאורגנים ביחסים עם שושלת vivo דמויים כאשר הניחו microenvironments מתאים. () טרום קיפאון 4 בקטע HMEC היה FACS המועשרn בluminal הלפריקונים ושושלות MEP myoepithelial באמצעות סמנים לCD227 וCD10, עם שושלות אלו אומתו ע"י ביטוי של K14 וK19 (לא מוצג). (ב) כאשר מערבבים יחד בmicropatterned microwells, את התאים בתרבית היו מסוגלים ארגון עצמי לbilayers עם חבר פרלמנט אירופי, בצד החיצוני והפנימי [הלפריקונים שהותאם מנסון ואח'. 5]. הלפריקונים כותרת fluorescently (ירוק) וחבר הפרלמנט אירופי (אדום) היו הדמיה עם confocal מיקרוסקופ ב0 שעות, 24 שעות, 48 שעות ואחרי בנוסף לmicrowells (העליון). בקרת HMEC תויגו באופן שרירותי בתוויות ניאון אדומים או ירוקות (נמוך). (ג) תמונת שדה מוארת של תאי אב FACS מועשרים (cKit +) מצופה בתרבות 3D (Matrigel) וגדל במשך 18 ימים. מבנים וכתוצאה יכולים תערוכת המורפוגנזה מכתשיים. (ד) מבנים הוצאו מMatrigel ומוכתם לזהות K14 וK19; גרעינים היו counterstained עם DAPI. ניתוח Immunofluorescent מראה מבנים מאורגנים עם פולה luminal ובסיס נכונהיושרה.
השיטה אנושי רקמת שד העיבוד המוצג כאן מאפשרת קבלת תאי האפיתל חלב טהורים מתערובת הטרוגנית של סוגי תאים בשד האנושי. סינון הדרך נקבובית של גודל קבוע מאפשר פרדה של שברים שונים של בלוטת החלב (למשל, ductal וductal-מכתשיים לעומת מכתשיים) ממטריצת סטרומה מעוכלת. fibroblasts החלב Isogenic ניתן להשיג כדי שיתאים לתאי האפיתל. חומרים מעוכלים קפוא שמרה כדאיות טובה במשך 30 שנים. שיטה זו עבדה בהצלחה בכל אבל רקמת שד מאוד סיבית, והוא קל לביצוע. וריאציות אחרות של עיבוד רקמת שד קיימות שאינם מספקים שברי האפיתל שנמצאים כבת קיימא, נקיים, או פרודים. מיקום של organoids מעובד בתרבות עם לחץ תקשורתי וישכנע נמוכים כגון M87A מאפשר צמיחה לטווח הארוך של HMEC עם סמני שושלת מרובים. HMEC כי כבר בתרבית על פלסטיק עדיין שומר על יכולת generaמבני te 3D עם נורמלי ביחסי שושלת vivo דמויים. תרבויות HMEC אלו מתאימים לחקירה מקיפה ניסיונית, כולל תפוקה גבוהה, התנהגות HMEC נורמלית וגורמים שעשויים להניע או לעכב הזדקנות ושינוי.
אין ניגודי האינטרסים הכריזו.
MAL, JCG, ונתמכת על ידי גברת NIA (R00AG033176 וR01AG040081) ועל ידי מעבדת מחקר ופיתוח בימוי, ארה"ב מחלקת אנרגית החוזה # DE-AC02-05CH11231.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
זכוכית צלחת פטרי 15 סנטימטרים | VWR | 89000-308 | |
מספרי 6.5 " | VWR | 82027-594 | |
מלקחי 8 " | VWR | 82027-436 | |
אזמלים חד פעמיים | Miltex | 4-411 | |
Collagenase | SIGMA | C0130 | |
Hyaluronidase | SIGMA | H3506 | |
אינסולין | SIGMA | I5500 | |
DMSO | SIGMA | D8418 | |
Pennicillin / סטרפטומיצין | חי טכנולוגיות | 15140-122 | |
Fungizone | חי טכנולוגיות | 15290-018 | |
סולפט Polymixin B | חי טכנולוגיות | 21850-029 | |
סרום שור עוברי | חי טכנולוגיות | 26140-087 | |
טריפסין 0.05% 100 מ"ל | חי טכנולוגיות | 25300-054 | |
DMEM/F12 | חי טכנולוגיות | 11039-021 | |
HulaMixer | חי טכנולוגיות | 159-20D | |
100 מיקרומטר מסננת התא | BD פלקון | 352360 | |
40 מיקרומטר מסננת התא | BD פלקון | 352340 | |
צינורות 15 מ"ל | גריינר ביו 1 | 188-261 | |
צינורות 50 מ"ל | גריינר ביו 1 | 227-261 | |
מנות TC 10 סנטימטרים | גריינר ביו 1 | 664-160 | |
מנות TC 6 סנטימטר | גריינר ביו 1 | 628-160 | |
בקבוקוני קריוגני | Nalgene | 5000-1020 | |
Heamocytometer | אוזר מדעי | 1490 | |
סרכזת | אפנדורף מודל | 5702 |
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