A subscription to JoVE is required to view this content. Sign in or start your free trial.
Method Article
* These authors contributed equally
פרוטוקול זה מספק שיטה פשוטה ואמינה לייצור פרוסות כבד בר קיימא לחתוך מפני עכברים. Vivo דגימות רקמות לשעבר יכול להישמר תחת רקמת המעבדה התנאים התרבות במשך ימים מרובים, מתן מודל גמיש לבחון פתוביולוגיה בכבד.
הבנת המנגנונים של פגיעה בכבד, פיברוזיס בצהבת, ושחמת כי התחתון מחלות כבד כרונית (כלומר, נגיפי הפטיטיס, מחלת כבד שומני לא אלכוהוליים, מחלת כבד מטבולית, סרטן הכבד) דורש מניפולציה ניסויית של מודלים של בעלי חיים. ובתרבויות של תאי מבחנה שתי טכניקות יש מגבלות, כגון הדרישה של מספר גדול של בעלי חיים עבור מניפולציה vivo. עם זאת, בתרבויות מחוץ לגופית לא לשכפל את המבנה ואת התפקוד של הסביבה הכבד הרב-תאיים. השימוש של פרוסות הכבד בדיוק לחתוך היא טכניקה שבה פרוסות אחיד של כבד העכבר הקיימא נשמרים בתרבות רקמת המעבדה לטיפול ניסיוני. טכניקה זו ממלאת את הנישה הניסיונית הקיימת בין לימודי בעלי חיים ובשיטות תרבות של תאי מבחנה. הפרוטוקול המוצג מתאר שיטה פשוטה ואמינה לבידוד והתרבות לחתוך בדיוק פרוסות הכבד מעכברים. כיישום של טכניקה זו, פרוסות vivo הכבד לשעבר מטופלים עם חומצות מרה כדי לדמות פציעה בכבד כולסטטי ובסופו של דבר להעריך את המנגנונים של פיברוגנזה הכבד.
הפתוגנזה של רוב מחלות הכבד כרונית (כלומר, דלקת הכבד ויראלי, steatohepatitis שאינם אלכוהוליים, פגיעה בכבד כולסטטי וסרטן הכבד) כרוך אינטראקציות מורכבות בין סוגים שונים של תאי הכבד הכונן הדלקת, פיברוגנזה, סרטן התפתחות1,2. כדי להבין את המנגנונים המולקולריים הנמצאים בבסיס המחלות הכרוניות המבוססות על הכבד, יש לחקור את האינטראקציות בין סוגי תאי הכבד המרובים. בעוד קווי הכבד מרובים (ולאחרונה, אורגנואידים) יכול להיות תרבותי בתוך מבחנה, מודלים אלה לא לחקות במדויק את המבנה המורכב, פונקציה, ומגוון הסלולר של מיקרוסביבה הכבד3. יתרה מזאת, תאי כבד מתורבתים (בפרט, קווי תאים שעברו טרנספורמציה) עלולים לסטות מהביולוגיה המקורית של המקור. מודלים בעלי חיים משמשים ניסויים כדי לחקור את האינטראקציות בין סוגי תאי הכבד המרובים. עם זאת, הם עשויים להיות מופחתים באופן משמעותי בהיקף של מניפולציה ניסויית, בשל השפעות משמעותיות מחוץ ליעד באיברים הכבד ביותר (למשל, כאשר בדיקת therapeutics פוטנציאלי).
השימוש המדויק בפרוסות הכבד (pcls) בתרבות הרקמה היא טכניקה ניסיונית המשמשת לראשונה מטבוליזם של תרופות ומחקרים רעילות, והוא כולל את החיתוך של קיימא, בדיקת דק (סביב 100 לערך 250 יקרומטר עבה) הכבד פרוסות. זה מתיר את מניפולציה ניסיוני ישיר של רקמת הכבד לשעבר vivo4. הטכניקה מגשרת על פער ניסיוני בין מחקרי בעלי חיים vivo ובשיטות תרבות של תאי מבחנה, התגברות על החסרונות הרבים של שתי השיטות (כלומר, מגבלות מעשיות על מגוון הניסויים שניתן לבצע בחיות שלמות, כמו גם אובדן מבנה/תפקוד ומגוון הסלולר עם שיטות התרבות של תאי מבחנה).
יתר על כן, PCLS מגביר במידה רבה את הקיבולת הניסיונית בהשוואה למחקרים בעלי חיים שלמים. כמו עכבר אחד יכול לייצר יותר מ 48 פרוסות הכבד, זה גם מקל על השימוש הן בשליטה והן קבוצות טיפול מאותו כבד. בנוסף, הטכניקה מפרידה פיזית את רקמת הכבד ממערכות איברים אחרים; לכן, הוא מסיר תופעות פוטנציאליות מחוץ ליעד שיכולות להתרחש בחיות שלמות בעת בדיקת ההשפעות של גירוי אקסוגני.
בפרוטוקול זה, PCLS מופקים באמצעות הרטט עם להב רוטט. מחקרים אחרים השתמשו בהצלחה Krumdieck רקמת רקמה, כפי שמתואר Olinga ו שוסטר5. בתוך הרטט, רטט לרוחב של הלהב מונע קריעה של הרקמה האולטרה דקה הנגרמת על ידי מתח הטיה, כמו להב נדחף לתוך הרקמה. הן מבצעה הרטט ו Krumdieck רקמות לעבוד ביעילות ללא הטבעה מבנית של רקמת הכבד, אשר מייעל את הליך הפרוסות. טכניקה זו יכולה לשמש גם כדי ליצור PCLS מכבדים חולים, כולל אלה מדגמי העכבר פיברוזיס/שחמת6 ו steatosis הכבד7.
בנוסף להדגים את הטכניקות הדרושות לתרבות ההכנה והרקמה של pcls, דו ח זה גם בוחן את הכדאיות של רקמות אלה vivo ex על ידי מדידת אדנוזין טריפוספט (ATP) רמות בדיקת היסטולוגיה רקמות להעריך נמק פיברוזיס. כהליך ניסיוני מייצג, pcls מטופלים עם ריכוזי pathophysiological של שלוש חומצות מרה שונות (גליקולפילית, טאורוכופילית, חומצות כולית) כדי לדמות פציעה בכבד כולסטטי. בהקשר של פציעה בכבד כיס המרה, חומצה taurocholic בפרט הוכח להיות גדל באופן משמעותי הן סרום ומרה של ילדים עם סיסטיק פיברוזיס הקשורים בכבד המחלה8.
תאים מחולל הכבד גם טופלו בחלל החוץ עם חומצה taurocholic לדמות את רמות החומצה הגבוהות taurocholic נצפתה בחולים, טיפול זה גרם התפשטות מוגברת ובידול של תאים מחולל הכבד לקראת המרה (המרה) פנוטיפ9. לאחר מכן, PCLS טופלו לשעבר vivo עם רמות גבוהות של חומצה taurocholic, ומוגברת סמנים המרה הלוציט נצפו. זה תומך בהתבוננות מחוץ לגופית כי חומצה taurocholic מניע התפשטות המרה ו/או בידול בהקשר של רפואת ילדים סיסטיק פיברוזיס הקשורים מחלת כבד9.
כל ניסויי החיות בוצעו בהתאם לקוד האוסטרלי לטיפול ולשימוש בבעלי חיים למטרות מדעיות במכון למחקר רפואי ע י מכון ברגפר, באישור ועדת האתיקה של בעלי החיים. זכר C57BL/6 עכברים (15 עד 20 שבועות) התקבלו ממרכז משאבי בעלי חיים, WA, אוסטרליה.
הערה: כל הפתרונות, המדיה, המכשירים, החומרה והצינורות הקשורים לדגימות חייבות להיות מעקרים או מעוקרים באופן יסודי עם תמיסת אתנול 70% ומטופלת באמצעות טכניקות סטריליות כדי למזער את הסיכון לזיהום תרבותי.
1. ההתקנה של התאמת הרטט
2. הסרת כבד והכנה
3. ייצור פרוסות כבד
4. תרבית רקמה
הערה: יש לבצע את כל העבודות של תרבות הרקמה במכסה זרימה סטרילית.
5. לדוגמה יישום של PCLS
כדי לקבוע את הכדאיות התאית של PCLS לאורך זמן, רמות ATP של רקמות נמדדו. רמות ATP הן יחסיות בדרך כלל לכדאיות. PCLS (סביב 15 מ"מ2 באזור) היו תרבותיים במדיום E של ויליאם רגיל עם 10% fbs, ואז בנקודות זמן ספציפיות, פרוסות הכבד הוסרו מן התרבות רקמה הומוגניים עם ATP ו חלבון (עבור נורמליזציה) ריכוזי (
הפרוטוקול ממחיש את היישום של מורטין PCLS בידוד ותרבות רקמות, ואת ההליכים נועדו להעריך הן הכדאיות ואת כלי השירות, כמו גם לבחון את ההשפעות של מגשרים אקסוגני של הכבד ביולוגית באמצעות assays היסטולוגיה הביוכימי, ו qPCR. השירות הניסיוני של התרבות רקמות pcls במכרסמים ובבני אדם כבר הפגינו במגוון רחב של יי...
. למחברים אין מה לגלות
עבודה זו נתמכת על ידי מענקי מחקר של המועצה הלאומית לחקר הבריאות והרפואה (NHMRC) של אוסטרליה (גרנט לא. APP1048740 ו-APP1142394 לG.A.R.; APP1160323 to J.E.E.T., J.K.O., G.A.R.). גרנט Ramm נתמך על ידי מלגת מחקר בכיר מ NHMRC של אוסטרליה (גרנט לא. APP1061332). מנואל פרננדז-רוחו נתמך על ידי התוכנית TALENTO של מדריד, ספרד (T1-BIO-1854).
Name | Company | Catalog Number | Comments |
10 cm Petri Dish | GREINER | 664160 | Sterile Dish |
12 Well Tissue Culture Plate Flat Bottom | Greiner Bio-one | 665180 | |
70% Ethanol Solution (made with AR Grade) | Chem-Supply Pty Ltd | EA043-20L-P | Disinfection solution |
Acetone | Chem-Supply Pty Ltd | AA008-2.5L | |
Cholic acid | Sigma-Aldrich | C1129-100G | |
Cyanoacrylate Super Glue | Parfix, DuluxGroup (Australia) | Other brands should work | |
Disposable Single Edge Safety Razor Blades | Mixed | ||
Dissection Board | Made in-house | Sterile material over polystyrene | |
Fetal Bovine Serum | GE Healthcare Australia Pty Ltd | SH30084.02 | |
Forceps sharp point 130 mm long | ThermoFisher Scientific | MET2115-130 | |
Forma Steri-Cycle CO2 Incubator | ThermoFisher Scientific | 371 | |
Glutamine | Life Technologies Australia Pty Ltd | 25030081 | |
Glycocholic acid hydrate | Sigma-Aldrich | G2878-100G | |
ISOLATE II RNA Mini Kit | Bioline (Aust) Pty Ltd | BIO-52073 | |
Ketamine 50 ml | Provet | KETAI1 | |
Krebs-Henseleit Buffer with Added Glucose 2000 mg/L | Sigma-Aldrich | K3753 | Can also be made in house |
Laminar Flow Hood | Hepa air filtration | ||
NanoDrop 2000/2000c Spectrophotometers | ThermoFisher Scientific | ||
Penicillin-Streptomycin, Liq 100 ml | Life Technologies Australia Pty Ltd | 15140-122 | |
Picro Sirius Red | ABCAM Australia Pty Ltd | ab246832 | |
Pipette Tips Abt 1000 µl Filter Interpath | Interpath | 24800 | |
Pipette Tips Abt 10 µl Filter Interpath | Interpath | 24300 | |
Pipette Tips Abt 200 µl Filter Interpath | Interpath | 24700 | |
Pipette Tips Abt 20 µl Filter Interpath | Interpath | 24500 | |
Precellys Homogeniser | Bertin Instruments | P000669-PR240-A | |
Protractor | Generic | To measure blade angle | |
Quantstudio 5 QPCR Fixed 384 Block | Applied Biosystems/ ThermoFisher Scientific | ||
Scalpel Blade | Mixed | ||
Scalpel Blade Holder | Mixed | ||
SensiFAST cDNA Synthesis Kit | Bioline (Aust) PTY LTD | ||
Small Paintbrush with Plastic Handle | Mixed | Plastic handle resists ethanol | |
Square-Head Foreceps | Mixed | ||
Sterile 50 ml Plastic Tubes | Corning Falcon | 352098 | |
Surgical Clamps | Mixed | ||
Surgical Forceps | Mixed | ||
Surgical Pins | Mixed | ||
Surgical Scissors | Mixed | ||
Taurochoic acid | Sigma-Aldrich | T-4009-5G | |
Vibratome SYS-NVSLM1 Motorized Vibroslice | World Precision Instruments | SYS-NVSLM1 | With thermoelectric cooling |
Williams Medium E | Life Technologies Australia Pty Ltd | 12551032 | 2.0 g/l glucose |
Xylazine 100 mg/mL 50 mL | Provet | XYLAZ4 |
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