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Method Article
ここでは気液界面上で差別化された成長を含むヒト気管支気道組織の外植片から初代ヒト気管支上皮細胞を成長させるための詳細な方法について説明します。このメソッドは、人間の肺の健康と疾患における気道上皮の役割を調査するための主要な細胞の豊富なソースを提供します。
ヒト気管支上皮細胞は、疾患の細胞モデルのために必要であるとヒト上皮細胞の機能と構造に賦形剤及び薬理学的薬剤の効果を調査する。ここでは詳細に肺の手術(例えば肺癌や肺容量減少手術)の時に外科医によって収穫された気管支気道組織から気管支上皮細胞を成長させる方法を説明します。倫理の承認とインフォームドコンセントと、外科医は、病理学に必要なものを取り、病気の分野から離れている気管支の部分を提供してくれます。組織は、文化の中で主要な気管支上皮細胞を成長させるために使用できる外植片のソースとして使用されます。 0.5〜1センチメートル長く、直径≤約1cm気管支セグメントは、冷たいEBSSで洗浄され、過剰実質組織が削除されます。セグメントは、オープンカットと2〜3ミリメートルに刻まれている
ヒト気管支のセグメントは、主気管支上皮細胞の豊富なソースを提供しています。この記事では、成長と新たに単離したヒト気管支のセグメントからヒト気管支上皮(HBE)細胞の増殖のためのプロトコルについて説明します。このプロトコルは、5つのセクションで構成されています。
あなたは、特に断りのない限りすべてのステップは生物学的安全キャビネット(BSC)で行われることに注意を始める前に 。この手順に必要なすべての材料を持っていることを確認してください。材料、試薬および準備セクションを読み、無菌的に(生物学的安全キャビネットまたはBSCで、すなわち)以下を準備していることを確認してください。
コーティングの原液:フィブロネクチン(10μg/ ml)を、アールの平衡塩類溶液にBSA(10μg/ mlの)とコラーゲン(30μg/ mlの)(EBSS、無菌)。
培地:DMEM /ハムF - 12の添加物、抗生物質-抗真菌剤(1%)とFBS(1%)
解離ソリューション:FBSとトリプシン/ EDTAストック溶液とDMEM/F-12(10%)
1。コーティングと100ミリメートルの培養プレート掻く :外植片は、100ミリメートル培養プレートに播種される。コーティング液でコーティング100ミリメートル培養プレートで起動します。これは、すべてが無菌に保つ、BSCで行う必要があります。
2。気管支組織外植片の準備
手術後24〜36時間以内に得られる気管支組織を使用してください。使用直前までEBSSで氷上に組織を維持する。
3。気管支組織移植
4。ヒト気管支上皮(HBE)細胞の継代
5。 Transwellsに繊毛ヒト気管支上皮(HBE)細胞を成長 。
組織外植片/移植から成長した主な上皮細胞は、3回まで拡大し、使用することができます。 1cm 2あたり50,000〜100,000細胞の播種密度は、1,2をお勧めします。より高い密度は、より高速な分化を促進する。
注意:細胞の懸濁液を調製し、その数値を測定する。 2ミリリットル当たり1万個の細胞から培養液中で再懸濁する。
材料の準備:
1。コーティングストック溶液の調製(BSCでこれを実行):
初代ヒト気管支上皮細胞は、フィブロネクチン/ BSA /コラーゲン3でコーティングした表面でよく育つ。上記のようなコーティングの原液は、外植片と移植の文化のための100 mmの組織培養プレートに使用されます。また、コーティング液が細胞接着をスピードアップするためにコートをカバーガラスに使用することができる、カバースリップをして実験を免疫染色に利用することができます。
2。培養液の準備(BSCで準備):中には、下記に示すような他の添加剤とウシ下垂体抽出物(15μg/ mlの)と上皮成長因子(10 ng / mlの)とシグマからDMEM /ハムF - 12で構成されています。抗生物質/抗真菌剤(1%)とFBS(1%)新鮮な培地が変更されるたびに追加されます。この培地は、気道上皮細胞培養3-9の説明に従って、複数の方法を見直すことでコンパイルされました。私たちの培地はヒト気管支上皮細胞の最適な成長のために意図されています。
3。解離溶液の調製:
4。特別な要件:
代表的な結果:
文化の特性とヒト気管支上皮細胞の形態
ヒト気管支上皮細胞の顕微鏡は、前培養に、培養に用いる気管支セグメントから正常な上皮( 図1、補足1)を示す線毛、非線毛上皮細胞の両方の実証ストリップを磨いた。すべての細胞が上皮固有のサイトケラチン( 図3)に対して陽性であることを明らかにしたカバースリップ上に播種植片と細胞からの細胞のサイトスピン標本の免疫染色。外植片培養のいずれかが感染したとして気管支組織の外植片からの成功の文化は、9組織のうち8で発生した。上皮細胞のリングは3〜4週間で1〜2 cmの半径( 図2a)に達した。成功した外植片は6回に再び培養した。成功したすべての文化では、移植を開始の48時間( 図2b)内の細胞移動の証拠があった。細胞は、 図2、4、5と6に示すように、これらの上皮細胞のための区別された石畳の外観を有していた。継代培養気管支細胞はサイトケラチンとE -カドヘリンのための一様な正の免疫染色を示した。他の種類の細胞に対する特異的抗体で免疫染色はmesenc、線維芽細胞培養の汚染の徴候は認められなかったhymal、または内皮細胞(α- SMA、ビメンチンおよびCD31:PECAM - 1汚れそれぞれ)( 図5)。細胞は、 図6に示すように線毛上皮細胞に分化気液界面で透過性のポリエステル膜(transwells)上で培養。 transwells上に成長した気管支上皮細胞の代表的なビデオ録画には繊毛( 補足2)を破って、差別化上皮を示しています。
テストしたヒト気管支上皮細胞培養の特性を表1に示す。初通過(P1)までの期間の中央値は4週間で、平均収量は15.1でした± 2.75万セル(N = 9の組織)。外植片からとP1の細胞の生存率をトリパンブルー排除法により評価し、これらの気管支の文化では(99%)一貫して高かった。各組織からの外植片の培養から継代培養細胞は、その後の使用のための最初の通過後にプールした。外植片から回収の平均細胞数は、その後の継代培養(:6.75 ± 2.4万セル、n = 5の組織P1から各2万個の細胞は、P2をもたらした)よりも有意に高かった。形態は上皮細胞( 図7a)の典型的ではなかったとして一つP2の文化を捨てた。同様に、異なる組織( 図7b)の二つの通路(P2およびP3)は廃棄されました。
1ヒト気管支組織のセグメントと繊毛と非繊毛細胞の新たに単離した上皮ストリップを示しています。 〜1〜2センチメートル長いと<1センチメートルヒト気管支上皮細胞の初代培養のために直径に使用される - ヒト気管支組織のセグメントの()代表画像。 (b)の気管支セグメントからブラシをかけられるヒト気管支上皮細胞のストリップは、繊毛と非繊毛の両方上皮細胞、倍率320 ×で示しています。鼓動繊毛を持つ細胞のビデオは、 補足1として提供されています。
100ミリメートル組織培養プレート上に植から成長した2ヒト気管支上皮細胞を示しています。 2〜3立方ミリメートル組織とa)の100ミリメートルプレート。 3-4週後に肉眼で見えるようになる約1〜2センチメートルの細胞のリングに注意してください。 B)外植組織および上皮細胞の端の写真は、外植片、棒=100μmのからの移行として。外植片は、移植となる新たなプレートに移した。外植片は6回まで移植することができる。
上皮特異的なケラチンを染色植から成長した図3セル。外植片からの細胞のCytospinsは、人間のサイトケラチン1、4、5、6、8、10、13、18、および19を認識するモノクローナル抗パンサイトケラチン- FITC(混合物)とサイトケラチン(緑)で染色した。核は染色ヘキスト(青色)で染色した。マージされた画像は、外植片から増殖気管支細胞は主に上皮細胞、バー=20μmのあったことを示している。
図4ヒト気管支上皮細胞のサブカルチャー。トリプシン/ EDTAを使用して)は、外植片と移植からの細胞を100mmのプレートから持ち上げカウントし、T75フラスコあたり2〜3万個の細胞で播種されています。細胞は28〜30日でT75フラスコ(A、B、C)でサブ合流(80〜90%)に成長する。上皮細胞の典型的な石畳の形態、バー=100μmのことに注意してください。
図5継代培養気管支細胞は、上皮使用して免疫染色との確認がなされた。サイトケラチン- FITC(A、B)、サイトケラチン- FITC用ポジティブコントロールのために(緑)陽性に染色これらの細胞は、A549上皮細胞(c)に示されており、ネガティブコントロールは、線維芽細胞(d)に示されています。培養気管支細胞はE-Cadherin/Alexa Fluor 594の(i、j)のための正(赤暗いの)染色、及びα- SMA - Cy3標識(E、F)、ビメンチン/ TRITC(M)、またCD31(PECAMに対して染色しなかったそれぞれ間葉系平滑筋と初代培養気管支上皮細胞、または内皮細胞のコンタミネーションがないことを示す-1/FITC)(O)。 E-Cadherin/Alexa Fluor 594のための肯定的な(暗赤色)コントロールは、A549上皮細胞(K)で示されている。 α- SMA - Cy3標識(赤色)のためのポジティブコントロールは、線維芽細胞(G、H)で示されています。ウサギ抗マウスTRITC(n)とロバ抗ヤギFITC(P)、二次抗体のコントロールは、Alexa Fluor 594の(L)のための気管支上皮細胞に表示されます。バー=20μmの。
transwells上で培養6ヒト気管支上皮細胞を示しています。繊毛細胞は50,000セルの播種密度で透過性のポリエステル膜(6.5ミリメートルの直径)上で培養されていますウェルあたりLS()バー=100μmの。サイトケラチン- FITC(緑)およびDAPI(青)とtranswells上で培養した細胞の免疫染色すると、これらの細胞は主に上皮細胞、バー=20μmのであることを示している。 (B)、倍率160倍に示すように10日間のメディアで水没培養し、その後、別の4-6週間のための唯一の底から供給されたメディアは、繊毛まで、ALIを作成するために細胞が栽培されています。繊毛を破ってのビデオのために2を補足してください。 (C)のTEM像は、6週間、倍率= 150000xでALIの文化の繊毛の成長を示しています。
形態に基づいて廃棄されるべきセルの7例を示します 。これらの細胞は通常、組織が何度も移植されたときに表示されます。両方の細胞と移植は破棄されるべきであることに注意してください。 A)細胞はT75フラスコで6回とメッキを培養した移植でワンプレートから採取された。 1週間以内に細胞が上皮細胞の石畳の外観を表現していない明確な形態を示した。代わりに、薄い細長い細胞が密に成長した。 B)典型的な上皮細胞でプールされるべきではないが、廃棄されるべきセルのその他の例は。バー=100μmの。
表1:ヒト気管支上皮培養細胞の特性
(#組織の)成功率 | 8 / 9(88.8%) |
P1までの時間の中央値(範囲)(週) | 4(3-5) |
(SEM)細胞の無を意味する。 P1で | 15.1(2.75)× 10 6 |
P1で(SEM)実行可能性を意味する | 99%(2%) |
(P1 =初通過) |
補足1が移植のために使用されるヒト気管支セグメントからブラッシング繊毛と非繊毛気管支上皮細胞のストリップを示し、倍率320 ×で。 ここをクリックして補足1ビデオのために。
気液界面上に成長した2分化した気管支上皮細胞を補う 。動画(2aと2b)は、それぞれ破っ繊毛、倍率160Xと320 ×を示す。 ここをクリックしてサプリメント2Aのビデオのために。 ここをクリックしてサプリメント2Bのビデオのために。
本研究では、文化と初代ヒト気管支上皮細胞の拡大のための詳細な方法を提示した。我々は、上皮細胞の増殖を促進する培地で培養外植片と気管支組織の移植は、、(気液界面上に成長した)非差別(水中)と分化した細胞モデルの研究のためのヒト気道上皮細胞の連続的なソースを提供する方法を実証。これらの細胞は、より密接に彼らの実際の生理的環境での細胞のようになっているこ?...
著者らは、気管支の組織を提供するための博士リチャードInculetに非常に感謝しています。研究倫理審査会の承認は、聖ヨセフのヘルスケアハミルトンとウェスタンオンタリオ/ロンドン健康科学センター(デビッドマコーマック)、ティッシュやアーカイブ委員会、病理部の大学から得た。我々はまた、免疫染色に必要な材料のいくつかを提供する私たちのALI培養の通信機器メーカー、およびダニエラのファーカスを提供するためのアーニースピッツァーを(電子顕微鏡、マクマスター大学)に感謝します。この作品は、オンタリオ州胸部学会からのブロックの用語の助成金によって賄われていた博士はアスマヤギ氏はFSORC奨学金、聖ヨセフのヘルスケア、ハミルトン、オンタリオ州、カナダによってサポートされていました。
その他の要件:インキュベーター、生物学的安全キャビネット(BSC)、遠心100mmの培養プレート、滅菌チューブ(15ミリリットル、50ミリリットル、及び2 ml)を、滅菌ピペットチップ、メスハンドルと刃、小さなはさみ、白衣、手袋。これらは、お好みの供給者から入手することができます。
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