A subscription to JoVE is required to view this content. Sign in or start your free trial.

In This Article

  • Summary
  • Abstract
  • Introduction
  • Protocol
  • תוצאות
  • Discussion
  • Disclosures
  • Acknowledgements
  • Materials
  • References
  • Reprints and Permissions

Summary

במאמר זה אנו מתארים מודל במבחנה לבידוד והתמיינות של תאי אפיתל בדרכי הנשימה, תוך התמקדות בהתאקלמותם לתמצית עשן סיגריות כרונית (CSE). ניתן להשתמש במודל כדי לאפיין באופן מקיף את ההשפעה הרב-אומית של CSE, מה שעשוי לספק תובנות לגבי התגובות התאיות תחת חשיפה כרונית לעשן.

Abstract

מחלת ריאות חסימתית כרונית (COPD) מיוחסת במידה רבה לחשיפה לעשן טבק. חקירת האופן שבו תאי אפיתל בדרכי הנשימה מסתגלים באופן פונקציונלי לעשן טבק חיונית להבנת הפתוגנזה של COPD. המחקר הנוכחי נועד להקים מודל במבחנה המשתמש בתאי אפיתל ראשוניים של דרכי הנשימה כדי לחקות את ההשפעה בחיים האמיתיים של עשן טבק. שלא כמו קווי תאים מבוססים, תאים ראשוניים שומרים יותר על תכונות דמויות vivo, כולל דפוסי גדילה, הזדקנות והתמיינות. תאים אלה מפגינים תגובה דלקתית רגישה והתמיינות יעילה, ובכך מייצגים באופן הדוק מצבים פיזיולוגיים. במודל זה, תאי אפיתל ראשוניים של דרכי הנשימה של מורין גודלו בתרבית במשך 28 יום תחת ממשק אוויר-נוזל עם ריכוז אופטימלי של תמצית עשן סיגריות (CSE), מה שהוביל להפיכת שכבה אחת של תאים לא ממוינים לאפיתל עמודתי פסאודוסטרטי, המעיד על אקלום CSE. לאחר מכן יושמו ניתוחים מולטי-אומיים מקיפים כדי להבהיר את המנגנונים שבאמצעותם CSE משפיע על ההתמיינות של תאי דרכי הנשימה הבסיסיים. תובנות אלה מספקות הבנה עמוקה יותר של התהליכים התאיים העומדים בבסיס התקדמות COPD בתגובה לחשיפה לעשן טבק.

Introduction

מחלת ריאות חסימתית כרונית (COPD) היא מחלת ריאות הטרוגנית עם מאפיינים מורכבים, בעוד חולים עם COPD נוטים בהדרגה להיות צעיריםיותר 1. לעישון, גורם סיכון עיקרי ל- COPD2, יש השפעה עמוקה על תאי אפיתל בדרכי הנשימה, המשמשים כמחסום הראשוני מפני עשן טבק. למרות הקשר הידוע הזה, המנגנונים המפורטים שבאמצעותם עשן טבק גורם לשינויים בתאי אפיתל בדרכי הנשימה עדיין לא נחקרו כראוי. הבנה מעמיקה של שינויים מולקולריים אלה חיונית לזיהוי סמנים אבחוניים מוקדמים ומטרות טיפוליות ל- COPD.

כדי להתמודד עם הפער הזה, פיתחנו מודל חדשני במבחנה באמצעות תאי אפיתל של דרכי הנשימה. תאים אלה היו נתונים לגירוי ארוך טווח באמצעות....

Protocol

הפרוטוקול הכולל דורש 44 ימים, כולל יום אחד להכנת תאי אפיתל בדרכי הנשימה שבודדו מקנה הנשימה של מורין, 15 יום להתרבות תאים, ו-28 ימים לגירוי CSE בממשק אוויר-נוזל. כל חיות הניסוי שוכנות בחדר בעלי החיים SPF Barrier של מרכז הניסויים בבעלי חיים של האוניברסיטה הרפואית קפיטל ונבדקו ואושרו על ידי ועדת האתיקה לניסויים בבעלי חיים וחיות מעבדה של האוניברסיטה הרפואית קפיטל (AEEI-2020-100) כדי לעמוד בדרישות הנחיות ARRIVE7.

1. בידוד תאי אפיתל ראשוניים של דרכי הנשימה של מורין מקנה הנשימה של מורין

  1. הכנה
    1. הכן מדיום הרחבה מלא על ידי שילוב של 1 מ"ל של תוסף 50x ו- 0.05 מ"ל של מלאי הידרוקורטיזון עם מדיום בסי....

תוצאות

בידול
תאי אפיתל של דרכי הנשימה התמינו בהצלחה לאחר תרבית בממשק אוויר-נוזל עם מדיום התמיינות במשך 28 ימים. נוכחותם של תאי ריסון וגביע הודגמה על ידי בדיקת אימונופלואורסנציה של סמן ריסונים אצטילאט α-טובולין (ירוק; איור 3A) וסמן תא הגביע Mucin5AC, בהתאמה6 (אדום; א?.......

Discussion

COPD היא מחלה דלקתית כרונית נפוצה בדרכי הנשימה. חשיפה לעשן טבק מובילה לדלקת כרונית בדרכי הנשימה, לעיצוב מחדש של דרכי הנשימה ולהרס מבני של הריאות, שהוא תוצאה של אינטראקציה בין תאים מבניים שונים לבין תאי מערכת החיסון10. כקו הקדמי של מערכת החיסון המולדת בריאה, תאי אפיתל בדרכי הנשימה.......

Disclosures

למחברים אין מה לחשוף.

Acknowledgements

מחקר זה נתמך על ידי הקרן הלאומית למדעי הטבע של סין (82090013).

....

Materials

NameCompanyCatalog NumberComments
100x Penicillin/Streptomycin solutionGibco15140122
24 mm Transwell with 0.4 µm Pore Polyester Membrane Insert, SterileBIOFILTCS016012
40 µm Cell StrainerFalcon352340
500x Gentamicin/Amphotericin SolutionGibcoR01510
acetylated α-TubulinCST#5335
Acetyl-α-Tubulin (Lys40) (D20G3)XP Rabbit mAb cellsignal#5335
Animal Component Free Cell Dissociation KitStemcell05426
Anti-pan Cytokeratin antibodyabcamab7753
CigaretteMarlboro
Claudin3immunowayYT0949
Deoxyribonuclase I from bovine pancreasSigma-AldrichDN25
Deoxyribonuclase I from bovine pancreasSigmaDN25
Ham’s F-12Sigma-AldrichN6658
Heparin Solution Stemcell07980
Hydrocortisone Stock SolutionStemcell07925
Mucin 5ACabcamab212636
Occludinproteintech27260-1-AP
PBSCytosciCBS004S-BR500
Penicillin-Streptomycin SolutionGibco15140122
PneumaCult-ALI
Basal Medium
Stemcell05002 
PneumaCult-ALI 10x SupplementStemcell05003 
PneumaCult-ALI Maintenance SupplementStemcell05006
PneumaCult-Ex Plus 50x SupplementStemcell05042
PneumaCult-Ex Plus Basal MediumStemcell05041
Pronase ESigma-AldrichP5147
Rat tail collagenCorning354236
Trypan BlueStemcell07050 

References

  1. Ritchie, A. I., Martinez, F. J. The challenges of defining early chronic obstructive pulmonary disease in the general population. Am J Respir Crit Care Med. 203 (10), 1209-1210 (2021).
  2. Caramori, G., Kirkham, P., Barczyk, A., Di Stefano, A., Adcock, I.

Reprints and Permissions

Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article

Request Permission

Explore More Articles

209COPD

This article has been published

Video Coming Soon

JoVE Logo

Privacy

Terms of Use

Policies

Research

Education

ABOUT JoVE

Copyright © 2025 MyJoVE Corporation. All rights reserved