A subscription to JoVE is required to view this content. Sign in or start your free trial.
Method Article
כאן, אנו מציגים פרוטוקול המתאר בידוד ו-culturing של הסחוס לאקצמחים מן הברכיים של הפרה. שיטה זו מספקת כלי קל ונגיש כדי לתאר שינויי רקמה בתגובה גירויים ביולוגיים או רומן therapeutics מיקוד המפרק.
לשעבר מערכות תרבות vivo לכסות מגוון רחב של ניסויים המוקדש ללמוד רקמות ותפקוד הסלולר בסביבה מקורית. סחוס הוא רקמה ייחודית חשוב לתפקוד הנכון של משותפת אמתחת והוא היווה על ידי מטריקס מסחטות צפופה (ecm), עשיר פרוטאוגליקן וקולגן סוג II. כונדרוציטים הם סוג התא היחיד הנמצא בתוך הסחוס הם נפוצים יחסית נמוך במספר. גירויים חיצוניים שהשתנו ואיתות סלולרי יכולים להוביל לשינויים בקומפוזיציה ובהתדרדרות של ECM, שהם סימנים פתולוגיים חשובים במחלות כגון אוסטיאוארתריטיס (OA) ודלקת מפרקים שגרונית.
Vivo לשעבר הסחוס מודלים לאפשר 1) הפרופילים של כchondrocyte שינויים בתיווך של מחזור רקמות הסחוס, 2) מדמיין את הרכב ECM הסחוס, ו 3) כchondrocyte הסידור מחדש ישירות ברקמה. יצירת פרופילים של שינויים אלה בתגובה לגירויים או טיפולים הם בעלי חשיבות גבוהה בהיבטים שונים של ביולוגיה של הסחוס, ומשלימים את הניסויים במבחנה בתוך כונדרוציטים מבודדים, או מודלים מורכבים יותר בבעלי חיים בהם התנאים הניסיוניים קשה יותר לשלוט בהם
Explants סחוס להציג שיטה בקלות ונגיש עבור הערכת שיפוץ רקמות ב ECM הסחוס בהגדרות לשליטה. כאן, אנו מתארים פרוטוקול עבור בידוד ו culturing חיות הסחוס הפרה החיה. השיטה משתמשת ברקמה מן הברך הפרה, אשר נגיש בקלות מן הבוצ המקומי. ניתן לנתח הן את האקסוצמחים והן את אמצעי התרבות הממוזג כדי לחקור מחזור רקמות, הרכב ECM, ותפקוד כchondrocyte, ובכך ליצור פרופילים של אפנון ECM.
כונדרוציטים לייצר ולתחזק את מטריצת הסחוס. כדי ללמוד את הביולוגיה של כונדרוציטים וכיצד הם ו-ecm המקיפים מגיבים לגירויים חיצוניים, חשוב לחקור אותם בסביבתם הטבעית1,2. לימוד מחזור רקמות הסחוס חשוב להגדיל את ההבנה של המנגנונים הבסיסיים במחלות משותפות כגון OA, מחלה שאין כרגע מחלה שינוי הטיפול. כתוצאה מכך, יש צורך משמעותי במודלים תרגום2.
האפיון vivo Ex של השפעות התאים והרקמה הוא חיוני כדי להשלים מודלים קדם קליניים אחרים, הן בתוך מבחנה, כגון תרבויות מונאולייר כונדרוגיה, ובvivo, כגון מודלים OA המושרה או מודל דלקת מפרקים אוטואימונית המושרה (CIA ). מחקרים רבים הדגישו את ההבדלים בין כיצד תאים להתנהג בתרבויות 2d מונאולייר ומבנים תלת-ממדיים או ברקמה הטבעית שלהם3,4. תאים רבים בשכבות דו-ממדיות לאמץ מורפולוגיות לא טבעיות, כולל הבדלים של קוטביות התא והחזקה רקמות, וכתוצאה מכך הן הבדלים חזותיים ופונקציונליים בתאים בתוך רקמות יליד5. ההבדלים גם ברור בפונקציונליות של התאים, אשר עשוי לנוע ביטוי חלבון, המוביל דפוסי בידול עמוק שונה, מכונות רגולציה, ופונקציונליות תא5,6,7 ,8.
ECM הסחוס מורכב בעיקר מסוג II קולגן מתן מסגרת מטריצה, וצובר, פרוטנוגליקן המסייע לשמור על הנוזלים בתוך הרקמה. מולקולות אחרות של מטריקס כגון קולגן סוג IV, VI, IX, X, XI, XII, fibronectin, הסחוס oligomeric חלבון (COMP), biglycan, קישוט, ו perlecan הם גם הנוכחי9.
בעוד זה של OA נשאר ברור10,11, התחלתה של המחלה הוא האמין להיגרם על ידי חוסר איזון במחזור רקמות ותהליכי תיקון12,13. השפלה של הסחוס הפרקולארית הוא סימן ההיכר של OA. הסחוס-תושב כונדרוציטים או תאים ברקמות הסובבות להגדיל את שחרורם של ציטוקינים, עירור הייצור הגבוה של פרוטטינוסים כגון מטריקס מטאלוסים (MMPs) ו-מוספים, אשר להגדיל את השפלה של ECM הסחוס 14. השפלה זו גורמת לשחרורו של שברי חלבון ייחודיים קטנים המכונים ניאו-אפיסקופים, שניתן לכמת בסרום, בשתן או בתרבות בינונית-15. עם היווצרות והתבגרות של קולגן, שברים שנקרא גם profragments הם שוחרר; אלה ניתן לכמת כמדד של ייצור מטריקס16.
מטרת פרוטוקול זה היא להקים מודל הסחוס vivo ex כדי להשוות את ההשפעה של גירוי ו/או טיפול בסמים על מחזור רקמות ECM. מחזור סחוס הוא הפרופיל על ידי מדידת מטריקס-נגזר בסמנים ניאו-אפירופה באופן ישיר במדיום התרבות הממוזגת באמצעות אליסה: AGNx1 (המשקף פעילות צובר), C2M (המשקף פעילות MMP מטריצה), ו ProC2 (המשקף סוג II קולגן מבנה). הממצאים יכולים להיות מאומת על ידי כתמים היסטולוגית של ECM, אשר גם לדמיין את הארגון של כונדרוציטים ב explants בודדים. הפרוטוקול המתואר ניתן להשתמש כדי לבדוק את ההשפעה של טיפולים חדשניים על הפונקציה כchondrocyte ומחזור ECM הסחוס. מספר מחקרים השתמשו explants הסחוס לתאר תהליכים ביולוגיים או את ההשפעה של התערבות על explants האתגר cytokine באמצעות היסטולוגית כמותית או אימונוהיסטויוכימיים גישות, mRNA, ביטוי חלבון, או פרוטאומניקס2 ,17,18. עם זאת, פרוטוקולים אלה נמצאים מחוץ לטווח של כתב היד הנוכחי.
1. בידוד רקמות
2. הסחוס לחקור את הטיפול והערכה של פעילות מטבולית
3. הפסקת הסיום, קיבוע והאחסון לדוגמה
4. ביוסמנים למחזור רקמות (אליסה)
5. ניתוח היסטולוגית
הרחבות של שור עומק מלא היו מבודדים, מתורבתים ומטופלים במשך 3 שבועות (איור 1). המדיום התרבותי השתנה עם תוספת טיפול 3 פעמים בשבוע. פעם בשבוע, פעילות מטבולית נמדדה על ידי שיטת resazurin. ביוארקרס של מחזור ECM נמדדו על הסופרנטנט שנקטפו מלוח התרבות 3 פעמים בשבוע. Explants חולקו 4 קבוצות לטיפול...
הפרוטוקול המוצג כאן עבור הפרופיל של מחזור רקמות הסחוס בתוך הסחוס בתאי הפרה יכול לשמש לאפיון השפעות הטיפול של סוגים רבים של תרופות, כולל מעכבי של מסלולים תאיים, מעכבי של אנזימים פרוטנוגד חרדה, או גורמי גדילה אנבוליים.
שני הכיוונונים שונים תוארו בפרוטוקול זה: התקנה אנבוליים ש...
CST, ACBJ ו MK הם עובדים של Bioscience הנורדי. ל-ACBJ ולח יש מניות בביומדע הנורדי. לשאר הסופרים אין מה לגלות.
המחברים מודים לצוות הטכני ב-נורדי Bioscience לתמיכה במעבדות, וכן בקרן המחקר הדנית לתמיכה כללית במחקר שלנו.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
45% Iron(III) chloride solution | Sigma-Aldrich | 12322 | |
Acetic acid | Merck | 1.00056.2500 | |
Alamar Blue | Life tech Invitrogen | DAL1100 | |
Biopsy processing cassettes – green | IHCWORLD | BC-0109G | |
Biopsy punch W/Plunger (3 mm) | Scandidat | MTP-33-32 | |
Bovine cartilage (Bovine knees) | Local slaughterhouse | ||
C2M | Nordic Bioscience | Fee for service | |
Corning 96-well plate | Sigma-Aldrich | CLS7007 | |
Cover Glass Ø 13 mm | VWR | 631-0150P | |
DMEM/F12-GlutaMAX Dulbecco's Modified Eagle Medium/Nutrient Mixture F-12) without HEPES | Gibco | 31331-028 | |
Ethanol ≥96% | VWR | 83804.36 | |
Ethanol absolute ≥99.5% | VWR | 83813.36 | |
exAGNx1 | Nordic Bioscience | Fee for service | |
exPRO-C2 | Nordic Bioscience | Fee for service | |
Fast green | Sigma-Aldrich | F7252 | |
Formaldehyde solution 4% | Merck | 1004965000 | |
GM6001 | Sigma-Aldrich | M5939-5MG | |
Hematoxylin | Sigma-Aldrich | H3136 | |
Hydrochloric acid | Merck | 30721-M | |
IGF-1 | Sigma-Aldrich | I3769-50UG | |
Oncostatin M | Sigma-Aldrich | O9635-10UG | |
Penicillin-streptomycin (P/S) | Sigma-Aldrich | P4333 | |
Pertex (mounting medium for light microscopy) | HistoLab | 811 | |
Phosphate Buffered Saline (PBS) | Sigma-Aldrich | D8537 | |
Safranin O | Sigma-Aldrich | S2255 | |
Sterile Standard Scalpels | Integra Miltex | 12-460-451 | |
Sulfuric acid | Sigma-Aldrich | 30743 | |
SUPERFROST PLUS Adhesion Microscope Slides | Thermo scientific | J1800AMNT | |
TNF-alpha | R&D Systems | 210-TA-100 | |
Toluene | Merck | 1.08327.2500 | |
Vacuum Filtration "rapid"-Filtermax | TPP | 99955 |
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