손쥐 모델에서 창자의 조직 공학

Erik R. Barthel; Allison L. Speer; Daniel E. Levin; Frédéric G. Sala; Xiaogang Hou; Yasuhiro Torashima; Clarence M. Wigfall; Tracy C. Grikscheit

doi:10.3791/4279

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요약

이 문서와 함께 비디오 organoid 단위 온 발판 접근법을 사용하여 마우스에 조직 - 엔지니어링 소장을 생성하기 위해 우리의 프로토콜을 제시한다.

초록

조직 - 엔지니어링 소장 (TESI)가 성공적으로 40일 이내에 수술 전 근력로 돌아 발생, 거대한 작은 창자 절제술 후 루이스의 쥐를 구출하는 데 사용되었습니다. 인간 ^1, 대규모 작은 창자 절제술 짧은 창자 증후군, 기능 malabsorptive이 발생할 수 있습니다 중요한 병적 상태, 사망률, 그리고 비경 영양 의존도, 간 장애 및 간경변, 그리고 multivisceral 장기 이식의 필요성 ^2.이 문서에 포함 의료 비용을 수여 국가는, 우리는 마우스 모델에서 조직 - 엔지니어링 소장을 만들기위한 우리의 프로토콜을 설명하고 문서화 다세포 organoid 단위 온 발판 방식으로. Organoid 단위는 점막과 중간 엽 모두 요소를 포함하는 장에서 파생 다세포 집계, ³ 장 줄기 세포 틈새 시장을 유지하는 사이의 관계입니다. 지속적인와 미래의 연구에서 ^4로 우리 기술의 전환마우스는이 종에서 사용할 수있는 유전자 변형 도구를 이용하여 TESI 형성하는 동안 관련된 프로세스의 조사를 허용합니다. 면역 저하 마우스 종자의 ⁵ 가용성도 우리 인간의 장 조직에 기술을 적용하고 같은 인간 TESI의 형성을 최적화 할 수 있도록 허용합니다 인간에의 전환하기 전에 마우스 이종 이식. 우리의 방법은 좋은 제조 연습 (GMP) 시약 및 이미 인간의 환자에 사용하기 위해 승인, 따라서 decellularized 동물의 조직에 의존 접근 방식에 비해 상당한 장점을 제공 한 자료를 사용하고 있습니다. 이 방법의 궁극적 인 목표는 짧은 창자 증후군의 재생 의료 치료 전략으로 인간의 번역입니다.

프로토콜

1. Organoid 단위 준비

마우스 해부 (가위와 집게)에 적합한 악기 압력솥의 소독을해야합니다.
편안하게 지역 IACUC 프로토콜에 따라 기증자 마우스를 안락사시켜야. 동물이하기 전에 죽은 있는지 확인합니다.
복막 캐비티에 액세스 할 수있는 중간 선 절개를합니다. 노출을 개선하기 위해 필요에 따라 피부 플랩이 반영 될 수 있습니다.
작은 창자를 창자를 빼내다와 Treitz의 인대에 단지 말초을 나눕니다. 샤프하고 부드러운 무딘 절개를 사용하여 장간막에서 작은 창자를 분리합니다. ileocecal 접합을 파악하고 이에 대한 근위 작은 창자 5mm를 나눕니다.
가위를 사용하면 (Invitrogen, 안티 - 안티) 10 ML 4 ° C, 멸균 행크스 '버퍼 생리 (HBSS, Invitrogen, Carlsbad CA) / 1X 항생제 - 항 곰팡이를 배양 접시에있는 antimesenteric 국경을 따라 길이 솔루션을 장을 엽니 다. 로 연 장에서 대변을 해제합니다부드러운 교반 한 다음 10 4의 ML ° C, 멸균 HBSS / 1X 안티 - 안티을 15ml 원심 분리기 튜브로 열린 장을 전송하기 만하면됩니다.
4 10 ML에 열려있는 장을 세 번 씻어 ° C, 테스트 튜브에 안티 - 안티 살균 HBSS / 1X. 각 세척은 30 초에 15 ML 튜브의 약한 흔들림을 수행 할 수 있습니다. 진동 후, 장 조직은 관의 바닥에 가라. 중간 엽 파편이 부동 물질을 폐기하십시오. pipet을주의 깊게 세척 솔루션을 제거합니다.
4 10 ML과 배양 접시에있는 세탁 장을 이기다 ° C, 멸균 HBSS / 가위를 사용하여보다 1mm 제곱 조각에 1X 안티 - 안티. 자동 pipet으로 다진 자료를 수집하고 테스트 튜브에 넣습니다.
8 분 500 rpm으로 튜브를 원심 분리기. 뚱뚱하고 mesenchyme 포함되어있는 표면에 뜨는을 폐기하십시오.
멸균 HBSS / 1X 안티 - 안티 플러스 0.125 MG / ML dispase (Invitrogen) 및 800 단위 / m의 10 ML과 다진, 씻은 자료를 소화리터 collagenase 타입 1 (워싱턴, 레이크 우드 NJ). 소화 솔루션의 40 ML를 준비하려면 dispase, collagenase의 142 밀리그램의 5 밀리그램을 무게, 40 ML의 볼륨으로 살균 HBSS를 추가 할 수 있습니다. 갓 때마다 organoid 단위 준비가되어이 솔루션을 준비하고, 사용하기 4에 ° C까지 준비해 놓아요. 단계 1.8에서 직접 펠릿으로 소화 솔루션을 추가합니다.
20 분에 37 ° C에서 소화 솔루션과 다진, 씻은 재료를 포함하는 테스트 튜브를 품다.
테스트 튜브를 검색하여 추가로 10 ML의 pipet으로 분쇄하여 소화 조직을 중단. 균일 한 모양을 얻을 때까지 20-50 시간 사이에 반복합니다.
800 rpm으로 5 분 동안 테스트 튜브를 원심 분리기. 하나의 셀을 포함하는 표면에 뜨는을 폐기하십시오.
4 ° C, 멸균 Dulbecco의 수정 된 이글 중간 (DMEM, Invitrogen) 플러스 10% 브이 / v 열 inactivated 태아 소 혈청 (HI-FBS, Invitrogen)의 10 ML과 소화 반응을 중지합니다. pelle을 Resuspendt와 튜브를 흔들.
800 rpm으로 5 분 동안 테스트 튜브를 원심 분리기. 마지막 몇 방울까지 자동 pipet으로 조심스럽게 표면에 뜨는을 제거합니다. 펠렛을 resuspending 방지하기 위해 지난 몇 방울을위한 일회용 플라스틱 pipet을 사용합니다.

2. Polyglycolic 산성 발판으로로드

로 참조에 설명, nonwoven polyglycolic 산 (다공성> 95 %, Concordia는 섬유, 코번 트리의 RI 2 mm 시트의 두께, 60 MG cm-3 벌크 밀도)에서 양식 2 mm 길이 5 mm 외경 원통 공사장 공중 발판. 4.
증류수에 70 % 에탄올로 만든 가위로 팁을 일회용 1000 마이크로 리터의 pipet의 말초 2mm를 잘라.
4 잘 문화 판에 비계를 놓으십시오. 처음 루멘으로하고 바깥 쪽 표면에, 1000 마이크로 리터의 pipet으로 발판 위에 organoid 단위를로드합니다. 루멘의 코팅을 보장하기 위해 집게를 사용하십시오. 중단 또는 폴리머의 원통형 모양을 깨뜨하지 마십시오.

3. 호스트 마우스에 주입

기증자 가능한 경우와 같은 배경 syngeneic 호스트 마우스를 사용합니다. 그렇지 않으면, 면역 저하 nonobese의 당뇨병 환자 (잭슨 연구소, 새크라멘토 CA) 동물 / 심한 결합 immunodeficient 또는 NOD / SCID를 사용합니다.
isoflurane과 전신 마취를 유도. , 사립를 면도하고 마우스의 복부를 내리면 t.
복막 캐비티에 입학을 얻기 위해 5mm 중간 선 절개를합니다. 확인하고 조심스럽게 큰 omentum을 골자를 빼 버리다. omentum로로드 된 폴리머를 배치하고 조직과 함께 포장. omentum을 찢어하지 마십시오.
5-0 monocryl의 봉합과 함께 omentum에 폴리머를 고정합니다. 부드럽게의 해부학 위치로 포장 폴리머로 omentum를 교체하십시오.
4-0 vicryl 봉합을 사용하여 레이어의 복부 절개를 닫습니다. 근육 폐쇄를 실행하고 절개 아래 복부 내장을 손상하지 돌. 피부 중단 봉합을 사용하여.
절개에 인접 피하 wheal으로 멸균 물에 2 밀리그램 / kg 케토 프로 펜 (Ketofen, 포트 닷지 동물 건강)와 수술 후 진통제를 관리 할 수 있습니다. 동물은 매일 평가해야하고 동물이 통증이나 고통의 흔적을 보여주는 경우 케토 프로 펜의 추가 투여는 수술 후 2 일에 실시 될 수 있습니다. 세 번째 수술 일까지, 동물 완전히 통증이나 고통의 증거도없이 복구 할 수 있어야합니다. 통증이나 고통이 포스트 수술 일 3 지속되면, 이것은 비정상적인 것으로 간주되고 IACUC과 동물 보호 시설 프로토콜에 따라 해결해야합니다.
회복 할 수있는 마우스와 조직 - 엔지니어링 소장은 4 주 동안 성장 할 수 있습니다. 쥐 수유 (랩 다이어트 5001, PMI 영양, 세인트 루이스 MO) 5 ML (하이테크 Pharmacal, Amityville NY)에 1:100 희석 당 Septra 200 밀리그램 / 40 MG와 물 동물 광고 libitum 액세스를 제공합니다.

4. 수확

Humanely 사주 주입 한 후 호스트 동물을 안락사시켜야.
원래 절개을 열고 피부를 반영는 복막 캐비티에 대한 액세스를 용이하게 cephalad.
근육 레이어를 열고 조직의 세계로 조직 - 엔지니어링 구조를 확인합니다.
날카로운 해부를 사용하여 intraabdominal 내장의 구조에 adhesions을보십시오.
설치하기 파라핀을위한 포르말린에 구조를 수정, 또는 실시간 PCR 또는 단백질 분리와 같은 생화학 assays에 대한 새로운 조직을 사용합니다.