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Method Article
지방 조직은 중간엽 줄기 세포의 훌륭한 공급원입니다. 여기에서는 스위스 생쥐 부고환 지방 조직에서 지방 조직 유래 줄기 세포(ADSC)의 단계별 추출, 배양 및 특성 분석을 제공합니다.
중간엽 줄기 세포(MSC)는 주로 면역 반응을 조절할 수 있는 잠재력으로 인해 악화된 염증을 막기 위한 새로운 치료 접근법으로 광범위하게 연구되었습니다. MSC는 class I major histocompatibility complex(MHC) 분자의 낮은 발현과 동종 이식을 위한 세포 기반 요법의 사용을 기반으로 면역학적으로 호환되지 않는 동종 이식 수혜자에서 생존할 수 있는 면역 특권 세포입니다. 이 세포는 여러 조직에서 분리할 수 있으며, 가장 일반적으로 사용되는 것은 골수와 지방 조직입니다. 당사는 마우스의 부고환 지방 조직에서 MSC를 분리, 배양 및 특성화할 수 있는 간편한 프로토콜을 제공합니다. 부고환 지방 조직은 외과적으로 절제하고 물리적으로 단편화한 후 0.15% 콜라겐분해효소 II형 용액으로 분해합니다. 그런 다음 1차 지방 조직 유래 줄기세포(ADSC)를 시험관에서 배양 및 증식하고 유세포 분석을 통해 표현형 특성 분석을 수행합니다. 또한 ADSC를 골형성(osteogenic), 지방형성(adipogenic) 및 연골형성(chondrogenic) 세포로 분화하는 단계를 제공하고 각 세포 계통의 기능적 특성을 규명합니다. 여기에 제공된 프로토콜은 in vivo 및 ex vivo 실험에 사용할 수 있으며, 대안으로 지방 유래 줄기 세포를 사용하여 MSC와 같은 불멸 세포를 생성할 수 있습니다.
중간엽 줄기 세포(MSC)는 조골세포, 연골아세포, 지방세포 1,2와 같은 세포로 분화하는 성체 다전위 세포입니다. 이 세포는 여러 장기에 존재하기 때문에 골수, 근육, 지방, 모낭, 치아 뿌리, 태반, 진피, 주위, 탯줄, 폐, 간 및 비장과 같은 성인 조직에서 추출할 수 있습니다 3,4.
MSC가 생리학 및 면역 체계에 미치는 영향은 5,6으로 보고되었습니다. 이 세포는 인간 및 수의학 모두에서 여러 질병을 치료하는 데 유망했습니다. MSC는 세포-세포 접촉, 용해성 인자 및 작은 세포외 소포체와 같은 다양한 메커니즘을 통해 염증을 제어하고 혈관 신생 및 조직 항상성을 촉진할 수 있습니다 7,8,9,10. 또한, MSC는 면역학적으로 양립할 수 없는 동종 이식 수혜자에서 생존할 수 있는 면역 특권 세포인데, 이는 이들 세포가 클래스 I 주요 조직 적합성 복합체(MHC) 분자의 발현이 낮고 동종 이식을 위한 세포 기반 치료에 사용되기 때문입니다11,12. 낮은 면역원성과 재생 잠재력이 결합된 MSC는 이식편대숙주병(GvHD)13, 전신성 홍반성 루푸스(SLE)14 및 다발성 경화증15 등과 같은 세포 치료에 이상적인 후보입니다16,17.
MSC가 여러 성인 조직에 존재한다는 사실에도 불구하고, 지방 조직은 최소한의 외과적 개입으로 수확에 대한 접근성과 같은 다른 공급원에 비해 이점을 제공합니다. 높은 팽창률을 가진 많은 수의 사용 가능한 셀; 특정 장비 및 저비용 재료 없이 수행하기 쉬운 프로토콜을 사용하여 체외 확장이 용이합니다 18,19,20. 추출한 지방 조직 유래 줄기 세포(ADSC)는 국제 세포 치료 학회(International Society for Cellular Therapy, ISCT)에서 정한 대로 특성화해야 합니다21. 따라서 MSC는 엔도글린(CD105), 엑토-5'-뉴클레오티다아제(CD73) 및 Thy-1(CD90)과 같은 중간엽 마커의 높은 비율(≥95%)을 발현하고, 백혈구 공통 항원(CD45), 막관통 인산지방단백(CD34), 당지질 고정 막 당단백질(CD14), 인테그린 알파 M(CD11b), B세포 항원 수용체 복합체 관련 단백질 알파 사슬(CD79α)과 같은 조혈 마커의 낮은 비율(≤2%)을 발현하는 형태학을 보여야 합니다. B-림프구 표면 항원 B4(CD19) 및 클래스 II 인간 백혈구 항원(HLA-II). 또한, 기능적 특성화가 필요하며, 세포는 조골세포, 연골아세포 또는 지방아세포로 분화할 수 있어야 한다21.
여기에서는 in vitro 연구를 위한 기계적 해리 및 효소 소화를 사용하여 부고환 지방 조직에서 MSC를 얻는 방법과 ISTT에 의해 preconized 형태학적 특성 분석을 보여줍니다.
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모든 동물 실험은 동물 윤리에 대한 국제 지침에 따라 수행되었으며, 프로토콜 번호 021/22에 따라 산타 크루즈 주립 대학의 관리 및 사용 기관 위원회의 승인을 받았습니다. 스위스 수컷 마우스(6-8주)는 동물 사육, 유지 관리 및 실험 실험실 - 산타 크루즈 주립 대학(LaBIO-UESC) 동물 연구 시설에서 획득했으며, 특정 병원체가 없는 조건에서 유지되고 12시간 밝음/어두운 주기로 물과 음식을 즉시 받았습니다.
참고: 다른 마우스 계통을 사용할 수 있습니다. 성체 마우스(6-8주)는 증식 활성이 높은 지방 조직과 세포가 더 발달되어 있기 때문에 사용을 권장합니다.
1. 준비
알림: 계속하기 전에 아래에 설명된 다음 시약을 준비하십시오. 시약 및 재료 공급업체 정보는 재료 표를 참조하십시오. 마스크, 모자, 실험복, 장갑과 같은 개인 보호 장비는 모든 실제 절차에서 착용해야 합니다.
항체/Fluorophore | 희석 | 클론 | 최종 농도(μg/mL) | 그것이 표현되는 기능과 세포 | ||
CD34- 체육 | 1:100 | 램34 | 2 | 세포 접착 계수. 조혈모세포. | ||
CD45- APC | 1:100 | 30-F11 | 2 | 백혈구 활성화를 돕습니다. 백혈구에서 발현됩니다. | ||
CD71-피팅 | 1:100 | 다2 | 5 | 세포 증식 중 철분 흡수를 조절합니다. 증식 세포, 망상 적혈구 및 전구 세포. | ||
CD29-피팅 | 1:100 | 하2/5 | 5 | 접착 및 활성화, 배아 발생, 백혈구, 수지상 세포, 혈소판, 비만 세포, 섬유 아세포 및 내피 세포. | ||
CD90- 퍼CP | 1:100 | 옥스-7 | 2 | 신호, 접착력. T 림프구, NK, 단핵구, hemtopoietic stem cells, neuron 및 fibroblast. |
표 1: 유세포분석기에 의한 ADSC의 표현형 특성 분석에 사용되는 항체. 각각의 형광 색소, 희석, 클론 및 최종 농도가 있는 항체 목록과 발현되는 세포에서의 기능.
2. 방법
참고: 지방 조직은 피하 또는 복강 내 위치에서 몸 전체에 분포되어 있습니다. 마우스에서 실험에 사용되는 가장 흔한 지방 조직에는 피하 부고환, 장간막 및 후복막이 포함됩니다22. 여기에서는 부고환 지방 조직을 얻는 단계를 보여줍니다(그림 1).
그림 1: 스위스 쥐에서 지방 조직 유래 줄기 세포를 얻기 위한 실험 설계. (A) 바늘을 사용하여 동물을 코르크 또는 스티로폼 보드에 놓습니다. (B) 핀셋을 사용하여 피부를 들어 올리고 복부 중앙을 절개하고 복막에서 피부를 분리합니다. (C) 부고환 위의 백색 지방 조직을 식별합니다. (D) 조직을 10% FBS 및 1% 항생제가 보충된 DMEM 배지로 옮기고, 부고환 지방 조직을 PBS로 철저히 세척하고, 조직을 소화 용액에 옮긴다. (E), 조직을 단편화하고 (F) 37 ° C에서 1 시간 동안 10 분마다 격렬하게 흔듭니다. (G) 세포를 계수한 후 6웰 플레이트에 플레이트를 넣고 도립 현미경으로 세포 형태를 관찰합니다. (F) 세포 형태는 원형에서 섬유아세포와 같이 변화합니다. 스케일 바 = 22.22 μm. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.
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여기에 제시된 프로토콜에 따라 지방 조직에서 추출한 세포는 ISCT에서 제안한 MSC에 대한 최소 기준과 일치하는 형태를 보여주었습니다. 프로토콜의 개요는 그림 1에 나와 있습니다. 표현형적으로, ADSC는 세포 배양 초기에 플라스틱 및 섬유아세포와 유사한 형태에 대한 부착을 보여주었습니다(그림 2A). 게다가, 그들은 균질하게 성장하여 식민지를 형성?...
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MSC는 다양한 조직에서 추출할 수 있습니다. 골수가 쥐와 인간 모두에서 MSCs의 공통 공급원을 나타내고 있음에도 불구하고25,26, 우리는 MSC가 풍부하고 신체에 분포하며 접근이 용이하기 때문에 이 연구에서 지방 조직과 함께 작업하기로 결정했습니다. 대안으로, 지방 유래 줄기 세포를 사용하여 MSC와 같은 불멸화 세포를 생성할 수있다 27
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저자는 밝힐 것이 없습니다.
Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnologico (480807/2011-6) 및 Fundação de Amparo à Pesquisa de Minas Gerais (APQ-01237-11)의 보조금으로 지원되는 연구. 이 연구는 PROPP UESC(073.6764.2019.0021079-85)의 일부 재정 지원을 받았습니다. MGAG와 URS는 각각 FAPESB(Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado da Bahia)와 CAPES(Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior)에서 수여하는 장학금 덕분입니다.
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Name | Company | Catalog Number | Comments |
140 °C High Heat Sterilization CO2 Incubator | RADOBIO SCIENTIFIC CO. LTD, China | C180 | |
3-Isobutyl-1-methylxanthine | Sigma-Aldrich, San Luis, Missouri, USA | I7018 | |
Acetic acid glacial | Sigma-Aldrich, San Luis, Missouri, USA | PHR1748 | |
Alcian Blue 8GX | Sigma-Aldrich, San Luis, Missouri, USA | A9186 | BioReagent, suitable for detection of glycoproteins. 1% in acetic acid, pH 2.5 |
Alcohol 70% | Sigma-Aldrich, San Luis, Missouri, USA | 65350-M | 70% in water |
Amphotericin B | Sigma-Aldrich, San Luis, Missouri, USA | PHR1662 | |
Antibodies anti-mouse anti-CD29 FITC (Clone Ha2/5) | BD Biosciences, San Diego, CA, USA | 555005 | Functions in the cell: Adhesion and activation, embryogenesis, Leukocytes, DC, platelets, mast cells, fibroblasts and endothelial cells |
Antibodies anti-mouse anti-CD34 PE (Clone RAM34) | BD Biosciences, San Diego, CA, USA | 551387 | Functions in the cell: Cell adhesion factor. Hematopoietic stem cells |
Antibodies anti-mouse anti-CD45 APC (Clone 30-F11) | BD Biosciences, San Diego, CA, USA | 559864 | Functions in the cell: Assists in the activation of leukocytes |
Antibodies anti-mouse anti-CD71 FITC (Clone C2) | BD Biosciences, San Diego, CA, USA | 553266 | Functions in the cell: Controls iron uptake during cell proliferation. Proliferating cells, reticulocytes and precursors |
Antibodies anti-mouse anti-CD90 PerCP (Clone OX-7) | BD Biosciences, San Diego, CA, USA | 557266 | Functions in the cell: Signaling, adhesion. T lymphocyte, NK, monocyte, HSC, neuron, fibroblast |
Ascorbic acid | Sigma-Aldrich, San Luis, Missouri, USA | PHR1008 | |
Automatic pipettes | Thermo Fisher Scientific, Waltham, Massachusetts, USA | 4700850N | Finnpipette F1 Good Laboratory Pipetting (GLP) Kits |
Beaker | Not applicable | 1 unit | |
Bovine serum albumin | Sigma-Aldrich, San Luis, Missouri, USA | A7906 | |
Cell culture plates (6-well) | Merck, Darmstadt, Germany | Z707759 | 07 units sterile. TPP tissue culture plates |
Cell culture plates (96-well. Round or V bottom) | Merck, Darmstadt, Germany | CLS353077 | 01 unit sterile. Wells, 96, Tissue Culture (TC)-treated surface, round bottom clear wells, sterile |
Chondrogenic medium | Stem Pro Chondrogenesis Differentiation–Life Technologies | A1007101 | TGF-β2, TGF-β3, dexamethasone, insulin, transferrin, ITS, sodium-l - ascorbate, sodium pyruvate, ascorbate-2-phosphate |
Collagenase type II | Life Technologies, California, USA | 17101015 | |
cork or styrofoam board covered with aluminum | Not applicable | 1 unit | |
cotton | Not applicable | 50 g | |
Dexamethasone | Sigma-Aldrich, San Luis, Missouri, USA | D4902 | |
Dissecting scissor | Not applicable | 03 units sterile | |
DPX Mountant for histology | Sigma-Aldrich, San Luis, Missouri, USA | 6522 | |
Dulbecco’s modified Eagle’s medium (DMEM) | Sigma-Aldrich, San Luis, Missouri, USA | D5523 | With 1000 mg/L glucose and L-glutamine, without sodium bicarbonate, powder, suitable for cell culture |
Eosin B | Sigma-Aldrich, San Luis, Missouri, USA | 861006 | |
Fetal bovine serum (FBS) | Sigma-Aldrich, San Luis, Missouri, USA | F4135 | |
Formaldehyde | Sigma-Aldrich, San Luis, Missouri, USA | 47608 | |
Formalin | Sigma-Aldrich, San Luis, Missouri, USA | HT501128 | |
Gentamicin | Sigma-Aldrich, San Luis, Missouri, USA | G1397 | |
Hematoxylin | Sigma-Aldrich, San Luis, Missouri, USA | H3136 | |
Hypodermic Needle (0.3mm x 13mm) | Not applicable | 5 units | |
Indomethacin | Sigma-Aldrich, San Luis, Missouri, USA | I0200000 | |
Insulin | Sigma-Aldrich, San Luis, Missouri, USA | I3536 | |
Isopropanol | Sigma-Aldrich, San Luis, Missouri, USA | 563935 | 70% in H2O |
Ketamine-D4 hydrochloride solution | Sigma-Aldrich, San Luis, Missouri, USA | K-006 | 1.0 mg/mL in methanol (as free base), certified reference material, Cerilliant® |
Neubauer chamber | Sigma-Aldrich, San Luis, Missouri, USA | BR718620 | BRAND counting chamber BLAUBRAND Neubauer pattern. With clips, double ruled |
Nichiryo pipette tips (0.1–10 μL) | Merck, Darmstadt, Germany | Z645540 | Volume range 0.1–10 μL, elongated, bulk pack. Sterile |
Nichiryo pipette tips (1–10 mL) | Merck, Darmstadt, Germany | Z717401 | Volume range 1–10 mL, universal, bulk pack. Sterile |
Nichiryo pipette tips (200 μL) | Merck, Darmstadt, Germany | Z645516 | Maximum volume 200 μL, graduated, ministack. Sterile |
Oil-Red O solution | Sigma-Aldrich, San Luis, Missouri, USA | O1391 | 0.5% in isopropanol |
Paraffin | Sigma-Aldrich, San Luis, Missouri, USA | 107.151 | 46–48, in block form |
Penicillin/Streptomycin | Sigma-Aldrich, San Luis, Missouri, USA | P4333 | Solution stabilized, with 10,000 units penicillin and 10 mg streptomycin/mL, 0.1 μm filtered, BioReagent, suitable for cell culture |
Phosphate-buffered saline solution 1x (PBS). | Sigma-Aldrich, San Luis, Missouri, USA | P3813 | Powder, pH 7.4, for preparing 1 L solutions. Balanced and sterile |
Polypropylene conical tubes (15 mL) | Falcon, Fisher Scientific | 14-959-53A | Sterile |
Polypropylene conical tubes (50 mL) | Falcon, Fisher Scientific | 14-432-22 | 2 units sterile |
scalpel (optional) | Not applicable | 1 unit | |
Silver nitrate | Sigma-Aldrich, San Luis, Missouri, USA | 85228 | |
Sodium thiosulfate | Sigma-Aldrich, San Luis, Missouri, USA | 72049 | |
Surgical tweezer (15 cm) | Not applicable | 3 units sterile | |
Swiss male mice (6–8 weeks) | Bioterium, Santa Cruz State University | 021/22 | |
syringe (1 mL) | Not applicable | 1 unit | |
Trypan Blue Dye | Sigma-Aldrich, San Luis, Missouri, USA | T8154 | 0.4%, liquid, sterile-filtered, suitable for cell culture |
Trypsin/EDTA (ethylenediaminetetraacetic acid) | Sigma-Aldrich, San Luis, Missouri, USA | T3924 | |
Xylazine | Sigma-Aldrich, San Luis, Missouri, USA | PHR3263 | |
β-glycerophosphate disodium salt hydrate | Sigma-Aldrich, San Luis, Missouri, USA | G9422 | BioUltra, suitable for cell culture, suitable for plant cell culture, ≥99% (titration) |
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