A subscription to JoVE is required to view this content. Sign in or start your free trial.
כאן, אנו מתארים פרוטוקול ליצירת אורגנואידים במעי אפיקליים מתרביות אורגנואידים סטנדרטיות משובצות מטריצה. הוא גם מתאר את השילוב הבא של EdU בתאים המתרבים באופן פעיל ואת הכימות האוטומטי למחצה של תאים חיוביים ל-EdU.
כאן, אנו מתארים את הדור של תרביות צפות של אורגנואידים במעי הקודקודים מתרביות אורגנואידים במעי משובצות הידרוג'ל. במקביל, תרביות אורגנואידים צפות בבסיס החוצה נקבעות להשוואה ישירה בין אורגנואידים קודקודיים ובזאליים החוצה. אורגנואידים אפיקליים ובסיסיים כפופים לאחר מכן לאנלוגי התימידין 5-ethynyl-2'-deoxyuridine (EdU), המשולב ב-DNA החדש שסונתז במהלך שלב ה-S של חלוקת התא. ניתן לדמיין שילוב זה ב-DNA באורגנואידים שלמים מבחינה מורפולוגית באמצעות מיקרוסקופיה קונפוקלית של סריקת לייזר. תאים המסומנים ב-Hoechst33342 ו-EdU מכומתים לאחר מכן בצורה חצי אוטומטית באמצעות תוכנת ניתוח תמונה. חישוב אחוז התאים החיוביים ל-EdU ממספר התאים הכולל מאפשר ניתוח של התפשטות תאים באורגנואידים תלת מימדיים (3D). למרות שהוא משמש כאן לניתוח התפשטות באורגנואידים במעי, הפרוטוקול ישים לניתוח של כתמים ספציפיים לגרעין מסוגים שונים גם באורגנואידים אחרים או בתרביות תאים דו-ממדיות.
אורגנואידים במעי הם מודלים תלת מימדיים במבחנה המסכמים את אפיתל המעי המורכב מסוגי תאים שונים. ניתן ליצור אורגנואידים אלה בקלות מתאי גזע בוגרים המבודדים מקריפטות מעיים1. מכיוון שאורגנואידים קרובים הרבה יותר לאפיתל in vivo, הם הופכים חשובים יותר ויותר במחקר ביו-רפואי. אורגנואידים של המעי משמשים לא רק לניתוח מנגנונים פיזיולוגיים (למשל, איתות נישת מעיים 2,3 והתמיינות תאים 4,5) אלא גם למחקר על מחלות זיהומיות 6,7. עם זאת, גידול תאים מקוטבים בתלת מימד הסוגר לומן מרכזי הוא מאתגר, מכיוון שמשטח התא האפיקלי בסופו של דבר אינו נגיש בתוך לומן האורגנואיד. בחינת ההבדלים בין משטחי תאים אפיקליים ובסיסיים יכולה להיות חשובה במחקרים מטבוליים, כפי שמודגם על ידי הבדלים בספיגת חומצות שומן8 ומחקר מחלות זיהומיות 9,10,11,12.
יצירת מה שנקרא אורגנואידים אפיקליים היא אפשרות קלה להתגבר על בעיה זו. על ידי הסרת המטריצה החוץ-תאית מתרביות אורגנואידים סטנדרטיות (כלומר, אורגנואידים בסיסיים, משובצים במטריצה) וזריעת אורגנואידים אלה בתווך נטול מטריצה, ניתן לגרום למתג קוטביות9.
כפי שפרסמנו בעבר, רוב האורגנואידים הופכים את הקוטביות שלהם תוך 12 שעות. עם זאת, לוקח 48-72 שעות להשיג תרבית עם יותר מ-90% אורגנואידים אפיקליים. למרות יתרונם בכך שהם מאפשרים גישה למשטח התא האפיקלי, אורגנואידים אפיקליים מראים ירידה משמעותית בהתפשטות לאחר היפוך הקוטביות בעוד ששיעורי מוות התאים עולים13. גורם הפעילות הפרוליפרטיבית יכול לייצג משתנה מבלבל בניתוחים שונים ויש לזכור אותו בעת תכנון ניסוי.
כאן, אנו מציגים פרוטוקול מפורט להקמת תרביות אורגנואידים אפיקליים במעי ואורגנואידים בקרה בזאליים צפים לניתוחים במורד הזרם. יתר על כן, אנו מתארים תיוג עם 5-ethynyl-2'-deoxyuridine (EdU), המשולב ב-DNA שסונתז לאחרונה ובכך מסמן תאים מתרבים באופן פעיל. אנו מתארים עוד את ניתוח התמונה החצי אוטומטי של קצב התפשטות האורגנואידים באמצעות התוכנה arivis Pro (Zeiss) על ידי כימות של תאי EdU+ . סכימה של התהליך מתוארת באיור 1.
נעשה שימוש באורגנואידים במעי שמקורם בתאי גזע בוגרים מכלבים, שהוקמו על פי Kramer et al., 202014 . בהתבסס על הנחיות ועדת האתיקה המוסדית, השימוש בחומר רקמה שנאסף במהלך כריתה טיפולית או לאחר המוות נכלל ב"הסכמת הבעלים לטיפול" של האוניברסיטה, שנחתמה על ידי כל בעלי המטופלים.
1. תרבות אורגנואידים
2. אינדוקציה של היפוך קוטביות ותיוג EdU
3. תגובת צביעה של Click-it EdU וצביעה של Hoechst 33342
4. ניתוח תמונה חצי אוטומטי
הערה: לצורך ניתוח זה, נעשה שימוש ב-arivis Pro גרסה 4.2.2 (תוכנת ניתוח תמונות).
5. קביעת שיעורי התפשטות אורגנואידים
אורגנואידים שגדלו במשך 3 ימים לאחר טריפסיניזציה צריכים להיות באופן אידיאלי בין 50-250 מיקרומטר, כפי שמתואר באיור 2A. אורגנואידים גדולים בהרבה מזה עשויים שלא להפוך את הקוטביות שלהם ביעילות. אורגנואידים גדולים יותר עשויים גם להתחיל לנבוט, ושמנו לב ...
פרוטוקול זה מתאר בפירוט כיצד לגרום להיפוך קוטביות בתרביות אורגנואידים סטנדרטיות שמקורן בתאי גזע בוגרים. אורגנואידים אפיקליים משרתים את המטרה של קבלת גישה למשטח התא האפיקלי, המכוון בדרך כלל לכיוון לומן האורגנואיד. היכולת לחקור את המשטח האפיקלי יכולה להיות בעלת חשיבות ג...
המחברים מצהירים שאין ניגוד עניינים.
מחקר זה נתמך באמצעות משאבים של מתקן הליבה של VetImaging (VetCore, Vetmeduni, אוסטריה). אנו רוצים להודות לאורסולה רייכרט על תמיכתה בניתוח תמונה כמותי למחצה. GC הוא זוכה מלגת DOC (מענק מספר 26349) של האקדמיה האוסטרית למדעים (ÖAW) במחלקה לרפואה פנימית של בעלי חיים קטנים ב-Vetmeduni.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
24 well plates | Biologix | 07-6024 | |
[Leu15]-Gastrin I human, ≥95% (HPLC) | Sigma-Aldrich | G-9145 | |
µ-Slide 18 Well Glass Bottom | ibidi | 81817 | |
100X Penicillin-Streptomycin supplement for Media | Gibco/Thermo | 15140122 | |
A 83-01 | Tocris Bioscience | 2939/10 | |
Anti-Adherence Rinsing Solution | StemCell Technologies | 7010 | |
arivis Pro | Zeiss | Version 4.2.2 | |
B27 SerumFree Supplement (50X), liquid | Gibco/Thermo | 17504044 | |
Bisbenzimide H 33342 (Hoechst 33342) | Abcam | ab145597 | |
Bovine Serum Albumin | Sigma-Aldrich | A7906-100G | |
Click-iT EdU Cell Proliferation Kit for Imaging, Alexa Fluor 647 dye | Thermo Scientific | C10340 | |
DMEM-F12 | Gibco/Thermo | 11320033 | |
Geltrex | Gibco/Thermo | A1413202 | |
GlutaMAX Supplement | Gibco/Thermo | 35050061 | |
HEPES Buffer Solution 1 M, liquid | Gibco/Thermo | 15630056 | |
Human FGF-basic | PeproTech | 100-18B-100µG | |
Human HGF | PeproTech | 100-39-100µG | |
Human IGF-I | PeproTech | 100-11-100µG | |
Human NOGGIN (Mammalian) | PeproTech | 120-10C-200µG | |
N-Acetyl-L-cysteine,cell culture tested, BioReagent | Sigma-Aldrich | A9165-5G | |
Organoid Harvesting Solution | Thermo | C10340 | |
Triton(TM) X-100,for molecular biology | Sigma-Aldrich | T8787-250ML | |
Trypsin-EDTA (0.05%), phenol red | Gibco/Thermo | 25300054 |
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