JoVE Logo

Войдите в систему

Для просмотра этого контента требуется подписка на Jove Войдите в систему или начните бесплатную пробную версию.

В этой статье

  • Резюме
  • Аннотация
  • Введение
  • протокол
  • Результаты
  • Обсуждение
  • Раскрытие информации
  • Благодарности
  • Материалы
  • Ссылки
  • Перепечатки и разрешения

Резюме

В протоколе представлен метод культивирования и обработки лингвальных органоидов, полученных из вкусовых стволовых клеток, выделенных из заднего вкусового сосочка взрослых мышей.

Аннотация

Чувство вкуса опосредовано вкусовыми рецепторами на языке, которые состоят из быстро обновляющихся вкусовых рецепторных клеток (TTC). Этот непрерывный оборот питается местными клетками-прародителем и делает вкусовую функцию склонной к нарушению множеством медицинских процедур, что, в свою очередь, серьезно влияет на качество жизни. Таким образом, изучение этого процесса в контексте медикаментозного лечения имеет жизненно важное значение для понимания того, влияют ли и как влияют функции прародителя вкуса и производство КИП. Учитывая этические проблемы и ограниченную доступность человеческой вкусовой ткани, обычно используются мышиные модели, которые имеют вкусовую систему, похожую на человеческую. По сравнению с методами in vivo, которые являются трудоемкими, дорогостоящими и не поддаются исследованиям с высокой пропускной способностью, мышиные лингвальные органоиды могут позволить быстро проводить эксперименты со многими репликами и меньшим количеством мышей. Здесь были адаптированы ранее опубликованные протоколы и представлен стандартизированный метод генерации вкусовых органоидов из клеток-прародителя вкуса, выделенных из циркумваллятного сосочки (CVP) взрослых мышей. Вкусовые клетки-прародителя в CVP экспрессируют LGR5 и могут быть выделены с помощью флуоресцентно-активированной клеточной сортировки EGFP (FACS) у мышей, несущих аллель Lgr5EGFP-IRES-CreERT2. Отсортированные клетки накладываются на систему 3D-культур на основе матричного геля и культивируются в течение 12 дней. Органоиды расширяются в течение первых 6 дней периода культивирования путем пролиферации, а затем вступают в фазу дифференцировки, в течение которой они генерируют все три типа вкусовых клеток вместе с невкусными эпителиальными клетками. Органоиды могут быть извлечены после созревания на 12-й день или в любое время в процессе роста для экспрессии РНК и иммуногистохимического анализа. Стандартизация методов культивирования для производства лингвальных органоидов из взрослых стволовых клеток улучшит воспроизводимость и продвинет лингвальные органоиды в качестве мощного инструмента скрининга лекарств в борьбе, чтобы помочь пациентам, испытывающим вкусовую дисфункцию.

Введение

У грызунов лингвальные вкусовые рецепторы размещены в грибовидных сосочках, распределенных спереди, двусторонних листовых сосочков спереди, а также в один циркумваллятный сосочек (CVP) на заднеродоральной средней линии языка1. Каждая вкусовая рецепторная клетка состоит из 50-100 короткоживущих, быстро обновляющихся вкусовых рецепторных клеток (TTC), которые включают глиально-подобные поддерживающие клетки типа I, клетки типа II, которые обнаруживают сладкие, горькие и умами, и клетки типа III, которые обнаруживают кислые2,3,4. В CVP мышиныестволовые клетки LGR5 + вдоль базальной пластинки продуцируют все типы TRC, а также невкусные эпителиальные клетки5. При обновлении вкусовой линии дочерние клетки LGR5 сначала указываются как постмитотические вкусовые клетки-предшественники (клетки IV типа), которые входят в вкусовую рецептор и способны дифференцироваться в любой из трех типов TRC6. Быстрый оборот TLC делает вкусовую систему восприимчивой к нарушениям в результате медицинских процедур, включая лучевую и некоторые лекарственныепрепараты 7,8,9,10,11,12,13. Таким образом, изучение вкусовой системы в контексте регуляции вкусовых стволовых клеток и дифференцировки TRC имеет жизненно важное значение для понимания того, как смягчить или предотвратить вкусовую дисфункцию.

Мыши являются традиционной моделью для исследований in vivo в науке о вкусе, поскольку у них есть вкусовая система, организованная аналогично людям14,15,16. Тем не менее, мыши не идеальны для исследований с высокой пропускной способностью, так как они дороги в обслуживании и отнимают много времени для работы. Чтобы преодолеть это, в последние годы были разработаны методы культурирования органоидов in vitro. Вкусовые органоиды могут быть получены из нативной ткани CVP, процесса, в котором органоиды отталкиваются от изолированного эпителия CVP мыши, культивируемого ex vivo17. Эти органоиды демонстрируют многослойный эпителий, соответствующий вкусовой системе in vivo. Более эффективный способ генерации органоидов, не требующий культуры ex vivo CVP, был разработан Ren etal. в 2014 году18. Адаптируя методы и культуральные среды, впервые разработанные для выращивания кишечных органоидов, они выделили одиночные lgr5-GFP+ клетки-прародителя из cvP мыши и покрыли их матричнымгелем 19. Эти одиночные клетки генерируют лингвальные органоиды, которые размножаются в течение первых 6 дней культуры, начинают дифференцироваться примерно на 8-й день, а к концу периода культивации содержат невкусные эпителиальные клетки и все три типа TRC18,20. На сегодняшний день опубликовано несколько исследований с использованием лингвальной органоидной модельной системы17,18,20,21,22; однако методы и условия культивирования, используемые для получения этих органоидов, варьируются в зависимости от публикации(Дополнительная таблица 1). Таким образом, эти методы были скорректированы и оптимизированы здесь, чтобы представить подробный стандартизированный протокол для культуры лингвальных органоидов, полученных из LGR5+ прародителей CVP взрослой мыши.

Лингвальные органоиды обеспечивают уникальную модель для изучения клеточных биологических процессов, стимулирующих развитие и обновление вкусовых клеток. Поскольку применение лингвальных органоидов расширяется, и все больше лабораторий движутся к использованию моделей органоидов in vitro, важно, чтобы область стремилась разработать и принять стандартизированные протоколы для улучшения воспроизводимости. Создание лингвальных органоидов в качестве стандартного инструмента в науке о вкусе позволит проводить исследования с высокой пропускной способностью, которые разбирают, как отдельные стволовые клетки генерируют дифференцированные клетки взрослой вкусовой системы. Кроме того, лингвальные органоиды могут быть использованы для быстрого скрининга лекарств на потенциальное воздействие на вкусовой гомеостаз, который затем может быть более тщательно исследован на животных моделях. Этот подход в конечном итоге активирует усилия по разработке методов лечения, которые улучшают качество жизни будущих получателей лекарств.

протокол

Все процедуры для животных были выполнены в аккредитованном AAALAC учреждении в соответствии с Руководством по уходу и использованию лабораторных животных, Законом о благополучии животных и Политикой службы общественного здравоохранения и были одобрены Институциональным комитетом по уходу за животными и их использованию (IACUC) в Медицинском кампусе Университета Колорадо Аншутц. Мыши Lgr5EGFP-IRES-CreERT2, используемые в этом протоколе, из Лаборатории Джексона, сток No 008875.

ПРИМЕЧАНИЕ: Перед началом работы следует выполнить следующие шаги, чтобы обеспечить плавное и своевременное продвижение протокола: установить водяную баню на 37 °C, установить центрифугу на 4 °C, сделать инъекции и диссоциационные ферментные растворы из 10 мг / мл растворов диспазы, коллагеназы и эластазы (см. Таблицу материалов),удалить матричный гель из морозильной камеры -20 ° C (~ 750 мкл, необходимых для 48-луночного листа) и оттаять, погружая флакон в лед для at не менее 3-4 ч, предварительно покрывая микроцентрифугные трубки в неразбавленном FBS путем мягкого раскачивания при комнатной температуре в течение не менее 30 мин (две трубки 2 мл для сбора тканей, две трубки 1,5 мл для диссоциированных клеток и одна трубка 1,5 мл для сбора одиночных клеток из клеточного сортировщика; удалите избыток FBS перед использованием).

1. Выделение эпителия CVP

ПРИМЕЧАНИЕ: Чтобы получить достаточное количество ячеек LGR5+ для полной 48-скважинной пластины, соберите три LGR5-EGFP CVP в одну трубу и обрабатывайте одновременно. Важно отметить, что заготавливайте и обрабатывайте CVP по меньшей мере одного дикого типа littermate параллельно в отдельной трубе и используйте его в качестве элемента управления решеткой для установки параметров FACS (см. Репрезентативные результаты).

  1. Усыпляйте мышей с удушьемCO2 в соответствии с правилами IACUC, с последующим одобренным вторичным методом, таким как двусторонняя торакотомия, вывих шейки матки, обезглавливание или экссангинация.
  2. Используйте большие стерильные ножницы для рассечения, чтобы разрезать щеки и сломать челюсть. Поднимите язык и отрежьте язычную уздечку, чтобы отделить язык от дна ротовой полости. Вырежьте язык и соберите его в стерильный ледяной фосфатно-буферный физиологический раствор Dulbecco (dPBS) с Ca2+ и Mg2+.
  3. Удалите и отбросьте передний язык, разрезав только переднюю часть межмолярной возместия лезвием бритвы(рисунок 1А,пунктирная линия). Используйте деликатную салфетку для удаления волос и лишней жидкости с заднего языка.
  4. Заполните шприц 1 мл 200-300 мкл инъекционного ферментного раствора (конечная концентрация: 2 мг/мл коллагеназы I типа и 5 мг/мл диспазы II в Ca2+/Mg2+-содержащихdPBS, разбавленных из стоковых растворов 10 мг/мл) и вставьте иглу 30 G x 1/2 чуть выше межмолярного возвышения(рисунок 1B,черная стрелка)до переднего ряда CVP(рисунок 1B, черный ящик). Вводят раствор фермента под и по боковым краям CVP между эпителием и подлежащими тканями (lamina propria, мышцы). Медленно и непрерывно вынимайте шприц из языка во время инъекции.
  5. Инкубируют язык в стерильном Ca2+/ Mg2+-свободном dPBS при комнатной температуре в течение ровно 33 мин.
  6. Сделайте небольшие надрезы в эпителии двусторонне и просто перед CVP, используя дополнительные тонкие ножницы для рассечения, и аккуратно очистите эпителий, подняв его тонкими щипцами. Как только траншейный эпителий освободится от подлежащей соединительной ткани, поместите его в пустую микроцентрифужную трубку 2 мл, предварительно покрытую FBS. Делают эпителиальную обрезку до или после отсоединения эпителия CVP(рисунок 1C,D).

2. Диссоциация эпителия CVP

ПРИМЕЧАНИЕ: Диссоциация эпителия CVP и покрытие графически представлены на рисунке 2.

  1. Добавьте коктейль ферментов диссоциации (конечная концентрация: 2 мг/мл коллагеназы типа I, 2 мг/мл эластазы и 5 мг/мл диспазы II в Ca2+/Mg2+-содержащихdPBS, разбавленные из стоковых растворов 10 мг/мл) в пробирки, содержащие очищенный эпителий CVP (200 мкл на CVP). Инкубировать на водяной бане при 37 °C в течение 45 мин. Вихрь ненадолго каждые 15 мин.
    ПРИМЕЧАНИЕ: До новотепления 0,25% трипсина-ЭДТА на водяной бане при 37 °C в течение последних 15 минут инкубации ферментного коктейля.
  2. После инкубации вихрь (три импульса) затем тритурируют стеклянной пипеткой Пастера в течение 1 мин. После того, как кусочки ткани оседают, пипетку супернатанта, содержащего первую коллекцию диссоциированных клеток, в новые микроцентрифужные трубки с покрытием FBS 1,5 мл, соответствующие генотипу. Обработайте оставшиеся кусочки ткани дополнительно, как описано на этапе 2.3. ниже.
    1. Раскрутите супернатант в течение 5 мин при 370 х г и 4 °C до гранулированных клеток.
    2. Удалите полученный супернатант и повторно суспендируйте гранулу ячейки в буфере флуоресцентной активации сортировки клеток (FACS) (1 мМ ЭДТА, 25 мМ HEPES (рН 7,0) и 1% FBS в Ca2+/ Mg2+-свободный PBS (50 мкл на CVP)). Хранить на льду.
  3. При выполнении этапов 2.2.1 и 2.2.2 диссоциируют оставшиеся кусочки ткани со ступени 2.2 путем добавления предварительно нагретого 0,25% трипсина-ЭДТА (200 мкл на CVP) к исходным микроцентрифужным трубкам 2 мл и инкубируют на водяной бане с 37 °C в течение 30 мин. Вихрь ненадолго каждые 10 мин.
  4. После инкубации вихрь трубки, содержащей кусочки ткани (три импульса), затем тритурируют стеклянной пипеткой Пастера в течение 1 мин. После того, как кусочки ткани осядет, пипетка супернатанта в микроцентрифужные трубки 1,5 мл, содержащие клетки из этапа 2.2.2. Выбросьте трубки, содержащие оставшиеся кусочки ткани.
    1. Раскрутите трубки с диссоциированными клетками в течение 5 мин при 370 х г и 4 °C до гранулированных клеток.
    2. Удалите супернатант и повторно суспендированные гранулы клеток в буфере FACS (100 мкл на CVP). Хранить на льду.
  5. Пропустите ячейки через 30-мкм нейлоновый сетчатый фильтр и добавьте DAPI(λ излучение = 450 нм) в смеси ячеек перед FACS. Изолируют Lgr5-GFP+ клетки через FACS с помощью зеленого флуоресцентного белкового канала (λвозбуждение = 488 нм; λ излучение = 530 нм). Отсортируйте ячейки с помощью 100-мкм-сопла в свежую микроцентрифужную трубку с покрытием FBS объемом 1,5 мл, содержащую 300 мкл свободного dPBS Ca2 +/ Mg2 +. Поместите ячейки на лед до нанесения покрытия.

3. Покрытие ячеек Lgr5-EGFP

  1. Определите объемLGR5+ клеточной суспензии, полученной от протоочного цитометра.
  2. Исходя из количества ячеек, полученных от сортировщика, рассчитайте количество ячеек на мкл. Затем определите объем, необходимый для получения желаемого количества ячеек для покрытия (мы используем 200 ячеек на скважину 48-скважинной пластины) и перенесите этот общий объем взвешенных клеток в новую микроцентрифужную трубку.
  3. Вращайте трубку в течение 5 мин при 370 х г и 4 °C до грануляционных ячеек (гранулы могут быть не видны). Удалите супернатант и поместите трубку на лед.
  4. Осторожно повторно суспендируют ячейку гранулы в соответствующем количестве матричного геля (15 мкл на скважину на 48-ю пластины); пипетку вверх и вниз аккуратно распределить клетками в матричном геле. Поместите 15 мкл матричного геля/клеточной смеси в центр каждой скважины. Держите трубку микроцентрифуги на льду в конической трубке 50 мл во время покрытия, чтобы предотвратить гелеобразование матричного геля. Продолжайте смешивать матричную смесь геля и ячеек на протяжении всего покрытия путем пипетки вверх и вниз каждые три скважины, чтобы обеспечить равномерное распределение ячеек по скважинам.
  5. Поместите пластину в инкубатор (37 °C, 5% CO2, ~95%влажности) на 10 мин, чтобы обеспечить гелеобразие матричного геля. Затем добавляют 300 мкл среды WENRAS + Y27632 комнатной температуры в каждую скважину и возвращают пластину в инкубатор.

4. Органоидное поддержание

ПРИМЕЧАНИЕ: Органоиды выращивают в обычных органоидных средах (WENR), содержащих рекомбинантные EGF и 50% кондиционированные среды, содержащие Wnt3a, Noggin и R-спондин23. Препараты A8301 и SB202190 добавляют в течение первых 6 дней периода культивации для оптимизации роста (среда WENRAS)(рисунок 5),затем удаляют для содействия дифференциации (weNR media)20. Y27632 добавляется в течение первых 2 дней культуры, чтобы способствовать выживанию. Условия среды относительно временной шкалы культуры представлены на рисунке 4.

  1. Через два дня после нанесения покрытия удалите жи WENRAS + Y27632 из каждой скважины с помощью пипетки 1 мл, обеспечивая отсутствие перекрестного загрязнения. Добавьте 300 мкл среды WENRAS вниз по боковой стороне скважины, чтобы не нарушить матричный гель. Верните тарелку в инкубатор.
  2. Меняйте носитель каждые 2 дня, используя соответствующие носители для стадии культуры(рисунок 4). Поддерживайте органоиды до 12-го дня, когда органоиды будут готовы к сбору.

5. Обработка РНК

  1. Извлечение органоидов для РНК
    1. Поместите 48-скважинную пластину на лед на 30 мин для деполимеризации матричного геля.
    2. Используя пипетку 1 мл, подтяните органоидную жиму; затем, когда среда возвращается в колодец, используйте кончик пипетки, чтобы поцарапать и еще больше разбить матричный гель. Перенесите содержимое в микроцентрифужную трубку объемом 1,5 мл, объединив содержимое трех скважин в одну трубу. Центрифугировать пробирки в течение 5 мин при 300 х г при комнатной температуре.
    3. Удалить как можно больше супернатанта среды без удаления каких-либо органоидов; затем снова открутите трубки в течение 5 мин при 300 х г при комнатной температуре.
    4. Удалить оставшуюся мудрую музию и повторно суспендировали органоиды в буфере лизиса 350 мкл + β-меркаптоэтанола (βME) (10 мкл βME на 1 мл лизисного буфера). Поместите образцы на лед для немедленного извлечения РНК или храните при -80 °C.
  2. Количественный анализ ОТ-ПЦР
    1. Измерьте количество РНК с помощью спектрофотометра. Реверс-транскрибировать РНК с помощью набора синтеза кДНК.
    2. Смешайте кДНК, эквивалентную 5 нг РНК, с предварительно проверенными 200 нМ прямой и обратной праймерами(таблица 1)и флуоресцентной ПЦР Master Mix. Запустите реакцию qRT-PCR в течение 40 циклов при: 95 °C в течение 15 с, затем 60 °C в течение 60 с.

6. Иммуногистохимия

  1. Извлечение и фиксация органоидов
    1. Поместите 48-щетинную пластину на лед на 30 мин, чтобы ослабить матричный гель.
    2. Удалите органоидную мудрую муля и добавьте 400 мкл ледяного PBS в каждую скважину. Затем удалите PBS и добавьте 400 мкл ледяного раствора для восстановления клеток в каждую скважину. Качать осторожно при 4 °C в течение 30 мин.
    3. Покрыть наконечник пипетки объемом 1 мл 1% BSA в PBS и аккуратно пипетировать содержимое скважины вверх и вниз, чтобы разбить матричный гель. Перенесите органоиды в микроцентрифужную трубку размером 1,5 мл, помещенную на лед.
    4. Промыть каждую скважину 300 мкл PBS + 1% BSA и перенести все оставшиеся органоиды в соответствующие трубки. Удалите раствор для восстановления клеток / PBS + BSA из каждой трубки. Добавьте 400 мкл ледяного PBS, затем повторите с другим ледяным ОПОЛАСКИВАТЕЛЬ PBS.
    5. Удалить PBS и зафиксировать органоиды с 300 мкл ледяного 4% PFA (в 0,1 М PB) в течение 20 мин, инкубируя при комнатной температуре. Удалите PFA и промойте органоиды с 400 мкл ледяного PBS.
    6. Удалить PBS; затем добавьте 400 мкл PBS + 1% BSA. Хранить при 4 °C.
  2. Иммунофлуоресцентное окрашивание
    1. Промыть органоиды в 500 мкл PBS + 1% BSA. Затем инкубируют органоиды в блокирующем растворе (5% нормальная козья или ослиная сыворотка, 1% бычий сывороточный альбумин, 0,3% Тритон Х 100 в 1x PBS pH 7,3) в течение 2 ч, мягко раскачиваясь при комнатной температуре.
    2. Добавляют раствор первичного антитела (первичные антитела, разведенные в блокирующем растворе) и осторожно качают в течение 3 ночей при 4 °C.
    3. Органоиды промыть 4x в течение 1 ч с 500 мкл PBS + 0,2% тритона, мягко раскачивая при комнатной температуре. Добавляют раствор вторичных антител (вторичные антитела, разведенные в блокирующем растворе) и органоиды горных пород на ночь, защищенные от света, при 4 °C.
    4. Органоиды промыть 3х в течение 1 ч с 500 мкл PBS + 0,2% тритона, защищенные от света и мягко раскачивающиеся при комнатной температуре. Инкубировать с DAPI разбавляют 1:10 000 в 0,1 М ПБ в течение 20 мин, раскачивая и накрывая комнатной температурой.
    5. Органоиды промыть 3x в течение 20 мин с 0,1 М ПБ, осторожно раскачивая и накрывая комнатной температурой.
  3. Скользящее крепление органоидов для инвертированной конфокальной микроскопии.
    ПРИМЕЧАНИЕ: Пошаговые изображения процесса монтажа слайдов показаны на рисунке 7.
    1. Создайте ~1 мм толщиной 22 x 22 мм квадратного периметра нетоксичного моделя из глины на слайде микроскопа.
    2. Извлеките 0,1 М ПБ из микроцентрифужной трубки и осторожно повторно суспендируйте органоиды в монтажной среде 100 мкл по выбору; затем перенесите в центр глиняного квадрата.
    3. Заполните глиняный квадрат до тех пор, пока монтажная среда не будет почти доверху. Затем поместите квадратную крышку 22 x 22 мм поверх глины и плотно прижмите по бокам крышки, чтобы запечатать. Дайте отверждаться согласно инструкции производителя (здесь комнатная температура в течение 1-2 дней) и хранить при 4 °C.

Результаты

Мыши имеют один CVP, расположенный с задней стороны на языке, из которого можно выделить LGR5+ стволовые клетки(Рисунок 1А,черный ящик). Инъекция раствора фермента под и вокруг CVP(Рисунок 1B)приводит к незначительному отеку эпителия и переварива...

Обсуждение

Здесь представлен эффективный и легко воспроизводимый метод культивирования, поддержания и обработки лингвальных органоидов, полученных из стволовых клеток вкуса взрослых мышей. Было установлено, что использование трех CSP от 8 до 20-недельных мышей Lgr5-EGFP достаточно для получения ~1...

Раскрытие информации

Авторам нечего раскрывать.

Благодарности

Авторы хотели бы поблагодарить д-ра Питера Демпси и Монику Браун (University of Colorado Anschutz Medical Campus Organoid and Tissue Modeling Shared Resource) за предоставление WNR условных медиа и ценных дискуссий. Мы также благодарим Центр клеточных технологий и Проточной цитометрии Университета Колорадо, особенно Дмитрия Батурина, за опыт сортировки клеток. Эта работа финансировалась: NIH/NIDCD R01 DC012383, DC012383-S1, DC012383-S2 и NIH/NCI R21 CA236480 для LAB, и R21DC016131 и R21DC016131-02S1 для DG, и F32 DC015958 для EJG.

Материалы

NameCompanyCatalog NumberComments
Antibodies
Alexa Fluor 546 Donkey anti Goat IgGMolecular ProbesA11056, RRID: AB_1426281:2000
Alexa Fluor 546 Goat anti Rabbit IgGMolecular ProbesA11010, RRID:AB_25340771:2000
Alexa Fluor 568 Goat anti Guinea pig IgGInvitrogenA11075, RRID:AB_25341191:2000
Alexa Fluor 647 Donkey anti Rabbit IgGMolecular ProbesA31573, RRID:AB_25361831:2000
Alexa Fluor 647 Goat anti Rat IgGMolecular ProbesA21247, RRID:AB_1417781:2000
DAPI (for FACS)Thermo Fischer62247
DAPI (for immunohistochemistry)InvitrogenD3571, RRID:AB_23074451:10000
Goat anti-CAR4R&D SystemsAF2414, RRID:AB_20703321:50
Guinea pig anti-KRT13Acris AntibodiesBP5076, RRID:AB_9796081:250
Rabbit anti-GUSTDUCINSanta Cruz Biotechnology Inc.sc-395, RRID:AB_6736781:250
Rabbit anti-NTPDASE2CHUQmN2-36LI6, RRID:AB_28004551:300
Rat anti-KRT8DSHBTROMA-IS, RRID: AB_5318261:100
Equipment
2D rockerBenchmark Scientific Inc.BR2000
3D RotatorLab-Line Instruments4630
Big-Digit Timer/StopwatchFisher ScientificS407992
CentrifugeEppendorf5415D
CO2 tankAirgasCD USP50
FormaTM Series 3 Water Jackeed CO2 IncubatorThermo Scientific4110184 L, Polished Stainless Steel
IncucyteSartoriusModel: S3Cancer Center Cell Technologies Shared Resource, University of Colorado Anschutz Medical Campus
MoFlo XDP100Cytomation IncModel: S13211997 Gates Center Flow Cytometry Core, University of Colorado Anschutz Medical Campus
Orbital ShakerNew Brunswick ScientificExcella E1
Real-Time PCR SystemApplied Biosystems4376600
Refrigerated CentrifugeEppendorf5417R
SpectrophotometerThermo ScientificND-1000
 StereomicroscopeZeissStemi SV6
Thermal CyclerBio-Rad580BR
VortexFisher Scientific12-812
Water bathPrecision51220073
Media
A83 01SigmaSML0788-5MGStock concentration 10 mM, final concentration 500 nM
Advanced DMEM/F12Gibco12634-010
B27 SupplementGibco17504044Stock concentration 50X, final concentration 1X
GentamicinGibco15750-060Stock concentration 1000X, final concentration 1X
GlutamaxGibco35050061Stock concentration 100X, final concentration 1X
HEPESGibco15630080Stock concentration 100X, final concentration 1X
Murine EGFPeprotech315-09-1MGStock concentration 500 µg/mL, final concentration 50 ng/mL
Murine NogginPeprotech250-38Stock concentration 50 µg/mL, final concentration 25 ng/mL
N-acetyl-L-cysteineSigmaA9165Stock concentration 0.5 M, final concentration 1 mM
NicotinamideSigmaN0636-100gStock concentration 1 M, final concentration 1 mM
Pen/StrepGibco15140-122Stock concentration 100X, final concentration 1X
PrimocinInvivoGenant-pm-1Stock concentration 500X, final concentration 1X
SB202190R&D Systems1264Stock concentration 10 mM, final concentration 0.4 µM
WRN Conditioned mediaReceived from Dempsey Lab (AMC Organoid and Tissue Modeling Share Resource). Derived from L-WRN (ATCC® CRL-3276™) cells
Y27632 dihydochloride 10ugAPExBIOA3008-10Stock concentration 10 mM, final concentration 10 µM
Other
1 ml TB SyringeBD Syringe309659
2-Mercaptoethanol, min. 98%SigmaM3148-25MLβ-mercaptoethanol
2.0 mL Microcentrifuge TubesUSA Scientific1420-2700
48-well platesThermo Scientific150687
5 3/4 inch Pasteur PipetsFisherbrand12-678-8A
Albumin from bovine serum (BSA)Sigma Life ScienceA9647-100G
Buffer RLT Lysis bufferQIAGEN1015750
Cell Recovery SolutionCorning354253
Cohan-Vannas Spring ScissorsFine Science Tools15000-02
Collagenase from Clostridium histolyticum, type ISigma Life ScienceC0130-1G
Cultrex RGF BME, Type 2, PathclearR&D Systems3533-005-02Matrigel
Dispase II (neutral protease, grade II)Sigma-Aldrich (Roche)4942078001
Disposable FiltersSysmex04-0042-2316
Dulbecco’s Phosphate Buffered Saline pH 7.4 (1X) (Ca2+ & Mg2+ free)Gibco10010-023
Dulbecco’s Phosphate Buffered Saline with Ca2+ & Mg2+ Sigma Life SciencesD8662-500ML
Dumont #5 ForcepsFine Science Tools11252-30
EDTA, 0.5M (pH 8.0)PromegaV4231
Elastase LyophilizedWorthington BiochemicalLS002292
Extra Fine Bonn ScissorsFine Science Tools14084-08
Fetal Bovine Serum (FBS)Gibco26140-079
Fluoromount GSouthernBiotech0100-01
HEPES SolutionSigma Life ScienceH3537-100ML
HyClone Tryspin 0.25% + EDTAThermo Scientific25200-056
iScript cDNA Synthesis KitBio-Rad1706691
Modeling Clay, GraySargent Art22-4084
NeedleBD Syringe305106
Normal Donkey SerumJackson ImmunoResearch017-000-121
Normal Goat SerumJackson ImmunoResearch005-000-121
ParaformaldehydeSigma-Aldrich158127
PowerSYBR Green PCR Master MixApplied Biosystems4367659
RNeasy Micro KitQIAGEN74004
Safe-Lock Tubes 1.5 mLEppendorf022363204
Sodium ChlorideFisher Chemical7647-14-5
Sodium Phosphate dibasic anhydrousFisher Chemical7558-79-4
Sodium Phosphate monobasic anhydrousFisher Bioreagents7558-80-7
SuperFrost Plus Microscope SlidesFisher Scientific12-550-15
Surgical Scissors - SharpFine Science Tools14002-14
Triton X-100Sigma Life ScienceT8787-100ML
VWR micro cover glassVWR4836606722x22mm

Ссылки

  1. Barlow, L. A. Progress and renewal in gustation: new insights into taste bud development. Development. 142, 3620-3629 (2015).
  2. Liman, E. R., Zhang, Y. V., Montell, C. Peripheral coding of taste. Neuron. 81 (5), 984-1000 (2014).
  3. Finger, T. E., Silver, W. L. . The neurobiology of taste and smell. , 287-314 (2000).
  4. Barlow, L. A., Klein, O. D. Developing and regenerating a sense of taste. Current Topics in Developmental Biology. 111, 401-419 (2015).
  5. Yee, K. K., et al. Lgr5-EGFP marks taste bud stem/progenitor cells in posterior tongue. Stem Cells. 31 (5), 992-1000 (2013).
  6. Miura, H., Scott, J. K., Harada, S., Barlow, L. A. Sonic hedgehog-expressing basal cells are general post-mitotic precursors of functional taste receptor cells. Developmental Dynamics: An Official Publication of the American Association of Anatomists. 243 (10), 1286-1297 (2014).
  7. Deshpande, T. S., et al. Radiation-related alterations of taste function in patients with head and neck cancer: a systematic review. Current Treatment Options in Oncology. 19 (12), 12 (2018).
  8. Nolden, A. A., Hwang, L. D., Boltong, A., Reed, D. R. Chemosensory changes from cancer treatment and their effects on patients' food behavior: A scoping review. Nutrients. 11 (10), 2285 (2019).
  9. Doty, R. L., Shah, M., Bromley, S. M. Drug-induced taste disorders. Drug Safety. 31 (3), 199-215 (2008).
  10. Kumari, A., et al. Recovery of taste organs and sensory function after severe loss from Hedgehog/Smoothened inhibition with cancer drug sonidegib. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 114 (48), 10369-10378 (2017).
  11. Ermilov, A. N., et al. Maintenance of taste organs is strictly dependent on epithelial hedgehog/gli signaling. PLoS Genetics. 12 (11), 1006442 (2016).
  12. Gaillard, D., Shechtman, L. A., Millar, S. E., Barlow, L. A. Fractionated head and neck irradiation impacts taste progenitors, differentiated taste cells, and Wnt/β-catenin signaling in adult mice. Scientific Reports. 9, 17934 (2019).
  13. Nguyen, H. M., Reyland, M. E., Barlow, L. A. Mechanisms of taste bud cell loss after head and neck irradiation. The Journal of Neuroscience: The Official Journal of the Society for Neuroscience. 32 (10), 3474-3484 (2012).
  14. Ohla, K., et al. Recognizing taste: Coding patterns along the neural axis in mammals. Chemical Senses. 44 (4), 237-247 (2019).
  15. Chaudhari, N., Roper, S. D. The cell biology of taste. The Journal of Cell Biology. 190, 285-296 (2010).
  16. Breslin, P. A., Spector, A. C. Mammalian taste perception. Current Biology: CB. 18 (4), 148-155 (2008).
  17. Aihara, E., et al. Characterization of stem/progenitor cell cycle using murine circumvallate papilla taste bud organoid. Scientific Reports. 5, 17185 (2015).
  18. Ren, W., et al. Single Lgr5- or Lgr6-expressing taste stem/progenitor cells generate taste bud cells ex vivo. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 111 (46), 16401-16406 (2014).
  19. Sato, T., Clevers, H. Primary mouse small intestinal epithelial cell cultures. Methods in Molecular Biology. 945, 319-328 (2013).
  20. Ren, W., et al. Transcriptome analyses of taste organoids reveal multiple pathways involved in taste cell generation. Scientific Reports. 7, 4004 (2017).
  21. Feng, S., Achoute, L., Margolskee, R. F., Jiang, P., Wang, H. Lipopolysaccharide-induced inflammatory cytokine expression in taste organoids. Chemical Senses. 45 (3), 187-194 (2020).
  22. Lin, X., et al. R-spondin substitutes for neuronal input for taste cell regeneration in adult mice. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 118 (2), 2001833118 (2021).
  23. Miyoshi, H., Stappenbeck, T. S. In vitro expansion and genetic modification of gastrointestinal stem cells in spheroid culture. Nature Protocols. 8 (12), 2471-2482 (2013).
  24. Staats, J., Divekar, A., McCoy, J. P., Maecker, H. T. . Immunophenotyping: Methods and Protocols. , 81-104 (2019).
  25. Perfetto, S. P., et al. Amine-reactive dyes for dead cell discrimination in fixed samples. Current Protocols in Cytometry. , (2010).
  26. Sato, T., et al. Long-term expansion of epithelial organoids from human colon, adenoma, adenocarcinoma, and Barrett's epithelium. Gastroenterology. 141 (5), 1762-1772 (2011).
  27. Livak, K. J., Schmittgen, T. D. Analysis of relative gene expression data using real-time quantitative PCR and the 2(-Delta Delta C(T)) method. Methods. 25 (4), 402-408 (2001).
  28. Morizane, R., Bonventre, J. V. Generation of nephron progenitor cells and kidney organoids from human pluripotent stem cells. Nature Protocols. 12 (1), 195-207 (2017).
  29. Ekert, J. E., et al. Recommended guidelines for developing, qualifying, and implementing complex in vitro models (CIVMs) for drug discovery. SLAS Discovery: Advancing Life Sciences R & D. 25 (10), 1174-1190 (2020).
  30. Dekkers, J. F., et al. High-resolution 3D imaging of fixed and cleared organoids. Nature Protocols. 14 (6), 1756-1771 (2019).
  31. Fujii, M., et al. Human intestinal organoids maintain self-renewal capacity and cellular diversity in niche-inspired culture condition. Cell Stem Cell. 23 (6), 787-793 (2018).
  32. Clevers, H. Modeling development and disease with organoids. Cell. 165 (7), 1586-1597 (2016).
  33. Castillo-Azofeifa, D., et al. Sonic hedgehog from both nerves and epithelium is a key trophic factor for taste bud maintenance. Development. 144 (17), 3054-3065 (2017).
  34. Vintschgau, M. v., Hönigschmied, J. Nervus glossopharyngeus und schmeckbecher. Archiv für die gesamte Physiologie des Menschen und der Tiere. 14, 443-448 (1877).
  35. Liu, H. X., et al. Multiple Shh signaling centers participate in fungiform papilla and taste bud formation and maintenance. Developmental Biology. 382 (1), 82-97 (2013).
  36. Workman, M. J., et al. Engineered human pluripotent-stem-cell-derived intestinal tissues with a functional enteric nervous system. Nature Medicine. 23 (1), 49-59 (2017).
  37. Koning, M., vanden Berg, C. W., Rabelink, T. J. Stem cell-derived kidney organoids: engineering the vasculature. Cell and Molecular Life Sciences: CMLS. 77 (12), 2257-2273 (2020).

Перепечатки и разрешения

Запросить разрешение на использование текста или рисунков этого JoVE статьи

Запросить разрешение

Смотреть дополнительные статьи

170in vitroLGR5FACS

This article has been published

Video Coming Soon

JoVE Logo

Исследования

Образование

О JoVE

Авторские права © 2025 MyJoVE Corporation. Все права защищены