Этот протокол описывает однодневный метод выделения эпителиальных клеток фаллопиевых труб человека. Выделенные эпителиальные клетки могут быть покрыты в 2-мерной (2D) культуре или диссоциированы в одиночные клеточные суспензии и использованы в последующих экспериментах, включая проточную цитометрию и секвенирование РНК одиночных клеток.
Фаллопиевы трубы человека неотъемлемо связаны с репродуктивной функцией. Цель фаллопиевых труб заключается в том, чтобы обеспечить транзит сперматозоидов, яйцеклетки и, в случае успешного оплодотворения, эмбриона. Эпителиальные клетки, выстилающие внутреннюю поверхность фаллопиевых труб, являются неотъемлемой частью как нормальных, так и аномальных процессов в фаллопиевых трубах, включая начало заболевания. После менопаузы маточные трубы перестают играть значимую роль в организме и меняется состав интраэпителиальных клеток. Мы описываем метод, при котором эти эпителиальные клетки могут быть выделены из свежих фаллопиевых труб с минимальным загрязнением стромальными клетками в одноклеточную суспензию. Эти клетки могут быть выращены в культуре или использованы для дальнейшего анализа, такого как проточная цитометрия и секвенирование РНК отдельных клеток. Этот протокол выделения может быть достигнут за 4-6 часов и позволяет получить жизнеспособные клетки, которые можно использовать для немедленного последующего анализа. Этот эффективный протокол облегчает выделение эпителиальных клеток фаллопиевых труб с обогащенной эпителиальной популяцией.
Фаллопиевы трубы состоят из нескольких частей. От яичника до матки фаллопиева труба состоит из фимбрий, ампулы, перешейка и интрамуральной части. Фимбрии простираются от конца фаллопиевой трубы, где они захватывают яйцеклетку, высвобождаемую яичником. Затем яйцеклетка проходит через ампулу, где она, скорее всего, будет оплодотворена, к перешейку и, наконец, переносится в матку через интрамуральную часть1. Самая внутренняя слизистая оболочка фаллопиевой трубы, которая способствует транспортировке яйцеклеток, состоит из слоя люминального эпителия, включающего реснитчатые и секреторные клетки. Реснитчатые клетки, как правило, более сконцентрированы в фимбриях2. Они играют неотъемлемую роль в физическом перемещении яйцеклетки по фаллопиевой трубе из яичника в матку. Их придатки позволяют реснитчатым клеткам не только перемещать яйцеклетку, но и выводить генотоксический стресс после овуляции.
Секреторные эпителиальные клетки фаллопиевых труб выделяют жидкость, которая способствует питанию и сборке гамет4. Соотношение реснитчатых и секреторных клеток вдоль эпителия фаллопиевой трубы различается в постменопаузальном состоянии с уменьшением реснитчатых клеток, поскольку фаллопиева труба больше не выполняет критическую функцию в транспортировке5. Кроме того, считается, что при отсутствии эстрогена фаллопиевы трубы становятся рудиментарными 1,6. Предполагается, что эта потеря реснитчатых клеток в фаллопиевой трубе повышает риск развития серозных карцином7. Кроме того, считается, что секреторные эпителиальные клетки фаллопиевых труб приводят к поражениям серозной внутриэпителиальной карциномы труб (STIC), хорошо известной предыстории наиболее агрессивного подтипа рака яичников тубо, серозной карциномывысокой степени 7,8.
Целью этого протокола является выделение эпителиальных клеток из фаллопиевых труб человека и их диссоциация на одноклеточные суспензии. Этот протокол позволяет получить обогащенную популяцию эпителия одиночных клеток, которая может быть использована для многих анализов. Как показано в этой рукописи, мы выполнили анализ проточной цитометрии и поместили клетки в 2D после выделения. Анализ проточной цитометрии демонстрирует наличие одиночных клеток, которые в основном жизнеспособны и эпителиальны по своей природе. В эти анализы мы включили четыре маркера: e506 для жизнеспособности, EpCAM для эпителиальных клеток, CD45 для иммунных клеток и CD10 для стромальных клеток. Мертвые клетки были исключены с помощью маркера жизнеспособности e506, а иммунные клетки были закрыты с помощью CD45. Суспензия может иметь популяцию иммунных клеток; однако для получения относительно чистой популяции эпителиальных клеток CD45-положительные клетки могут быть истощены с помощью набора для истощения CD45. Кроме того, при посеве CD45-положительные клетки часто не пролиферируют. Клетки, выделенные с помощью этого метода и выращенные в 2D, демонстрируют адгезивные эпителиальные популяции, похожие на булыжники. Этот метод может быть использован для получения клеточных препаратов, которые могут быть преобразованы в библиотеки РНК отдельных клеток.
Исследования по определению клеточной линии эпителия фаллопиевых труб, изменений в этих линиях на разных этапах репродуктивной жизни и провоцирующих событий, которые приводят к злокачественной трансформации и генезу, стали более заметными за последние четыре года 6,9,10,11,12 . Этот протокол принесет значительную пользу исследованиям в этой области, обеспечивая эффективный способ выделения эпителия фаллопиевых труб и их переработки в отдельные клетки.
Этот протокол был адаптирован из метода выделения эпителиальных клеток матки, описанного ранее 13,14. Свежие образцы деидентифицированных фаллопиевых труб были собраны в соответствии с протоколом #10-0727, одобренным IRB нашего Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе (UCLA), и расщеплены в одноклеточную суспензию в течение примерно 4–6 часов.
1. Забор и подготовка маточных труб
2. Выделение и диссоциация эпителиальных клеток
3. Разложение до одноклеточной суспензии
4. Окрашивание методом проточной цитометрии
5. Сбор данных проточной цитометрии
6. Иммуноцитохимия
Мы включили семь коллекций фаллопиевых труб, в которых мы выделили обогащенную популяцию эпителиальных клеток (рисунок 2A и дополнительный рисунок S1A). Для оценки жизнеспособности и обогащения эпителиальных клеток этим методом суспензии одиночных клеток была проведена проточная цитометрия. Для измерения жизнеспособности клеток клетки окрашивали маркером жизнеспособности e506. Это также позволило отсеять весь мусор и мертвые клетки при анализе.
Чтобы определить состав клеток, выделенных с помощью этого метода, образцы окрашивали эпителиальным клеточным маркером (EpCAM), маркером стромальных клеток (CD10) и маркером иммунных клеток (CD45). Как видно на рисунке 2B, мы выделили жизнеспособную и обогащенную популяцию эпителиальных клеток из ткани фаллопиевой трубы. Жизнеспособность образца составила в среднем 82%. Для всех образцов, после гейтирования CD45-положительных клеток, мы наблюдали обогащенную популяцию эпителиальных клеток с EpCAM-положительными клетками, составляющими в среднем 80% образца. Наблюдалась некоторая контаминация стромальных клеток, но в среднем только 7,8%. На рисунке 2C показаны изолированные клетки в 2D через 4-6 дней после осаждения. Очевидно, что эпителиальные клетки были изолированы, поскольку они образовывали последовательные адгезивные кластеры, похожие на булыжник. На дополнительном рисунке S1B клетки были покрыты после выделения и культивировались в течение 2-6 дней. Для характеристики клеток, растущих в культуре, использовали иммуноцитохимию. Большинство клеток в культуре были окрашены положительно на EpCAM и маркер секреторных клеток, PAX8. Только несколько клеток были идентифицированы как виментин-положительные. Реснитчатые клетки были замечены в культуре, как это было снято на видео, показанном в дополнительном видео S1.
Рисунок 1: Экспериментальная схема. (А) Приобретаются фаллопиевы трубы. (Б) Удаляются излишки жира и соединительной ткани. (C) Трубки разрезаются на кусочки ~3-5 мм. (D) Кусочки промывают в PBS, затем инкубируют в ЭДТА 2x в течение 5 минут и инкубируют в 1% трипсине в течение 40 минут при 4 °C. (E) С помощью двух пар щипцов, одну для удержания, а другую для надавливания, изгоните эпителиальные клетки из частей фаллопиевой трубы. (F) Перенесите клетки в пробирку объемом 15 мл, вращайтесь и считайте. (G) Ресуспендия в ДМЭМ, коллагеназе и ДНКазе. Варить в течение 30-45 мин. (H) Процедить через ситечко 100 мкм. (I) Сбор урожая методом центрифугирования и подсчета. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы просмотреть увеличенную версию этой цифры.
Рисунок 2: Характеристика выделенных эпителиальных клеток. (A) Таблица клинической информации о пациенте и результаты проточной цитометрии. (B) Проточная цитометрия была проведена после выделения, чтобы показать, что была выделена обогащенная популяция эпителиальных клеток (EpCAM-положительная). Отрицательный контроль изотипа обозначен черным цветом, а экспериментальный результат – розовым. (C) Клетки были покрыты плацированием после выделения. Фотографии были сделаны через 4-6 дней после нанесения покрытия. Масштабные линейки = 100 μм. Сокращения: AUB = Аномальное маточное кровотечение; EIN = Интраэпителиальная неоплазия эндометрия. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы просмотреть увеличенную версию этой цифры.
Дополнительный рисунок S1: Дополнительная характеристика изолированных эпителиальных клеток в культуре. (А) Таблица клинической информации о пациенте. (B) Выделенные клетки культивировали и окрашивали на EpCAM, маркер секреторных клеток (PAX8) и маркер стромальных клеток (Vimentin) через 2-6 дней после посева для характеристики типа клеток в культуре. Масштабные линейки = 50 μм. Сокращения: EIN: Интраэпителиальная неоплазия эндометрия; DAPI = 4',6-диамидино-2-фенилиндол. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы скачать этот рисунок.
Дополнительное видео S1: Видео битья реснитчатых клеток было снято при 30-кратном увеличении, чтобы продемонстрировать реснитчатые клетки в культуре. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы скачать это видео.
Существует значительный интерес к изучению эпителия фаллопиевых труб, поскольку фаллопиевы трубы играют значительную роль в размножении и являются местом происхождения большинства HGSOC. С этой целью многие исследователи описали протоколы по выделению клеток фаллопиевых труб в моделях человека и мышей 10,11,12,15,16,17,18,19,20,21. Описываемый нами метод извлечения и обогащения эпителиальных клеток фаллопиевых труб дополняет существующие протоколы выделения клеток фаллопиевых труб. Несмотря на то, что в этих протоколах существуют совпадения, существуют два основных типа методов, описанных на мышах и людях. Первый включает в себя измельчение и ферментативное переваривание всей фаллопиевой трубы, что дает общую клеточную суспензию 10,12,15,16,17. Второй включает в себя шелушение с перемешиванием или соскабливанием, в результате чего образуются листы ткани 11,18,19,20,21. Оба метода позволяют анализировать эпителиальные клетки с помощью последующих экспериментов, таких как проточная цитометрия, секвенирование и культивирование in vitro. Основным преимуществом нашего метода является то, что протокол позволяет получить популяцию клеток фаллопиевых труб, которые уже обогащены эпителиальными клетками за счет ферментативного расщепления и механического проталкивания. Эта популяция, обогащенная эпителием, может быть дополнительно расщеплена в результате получения суспензии для одной клетки, которую можно использовать для многих приложений, таких как проточная цитометрия, 2D-культура, иммуноцитохимия и секвенирование РНК одиночных клеток.
Мы обнаружили, что ключевые факторы, влияющие на выход клеток, включают продолжительность, в течение которой фрагменты фаллопиевых труб инкубируются в 1% трипсина/HBSS и DMEM/ДНКазы. Чрезмерная инкубация в любом растворе приведет к деградации клеток и значительному снижению жизнеспособности клеток. Тем не менее, недостаточное время инкубации будет препятствовать способности исследователя выталкивать многие эпителиальные клетки во время этапа протокола 2.6, поскольку они будут продолжать прилипать друг к другу. Также важно использовать 1% раствор трипсина, так как как более низкие, так и более высокие концентрации растворов трипсина снижают выход жизнеспособных эпителиальных клеток фаллопиевых труб. Комбинируя химическую и механическую изоляцию и стадию разложения (протокол 3.1), мы можем экспоненциально сократить период, необходимый для перехода от ткани к суспензии одиночных клеток. Это обеспечивает хорошую жизнеспособность и время для выполнения анализа в тот же день.
На этапе протокола 1.4 очень важно убедиться, что толщина отрезков маточной трубы составляет 3-5 мм. Если кусочки слишком большие, будет трудно выполнить этап протокола 2.7 и, в конечном итоге, снизить выход клеток, поскольку потребуется более длительное время инкубации в DMEM/DNase.
Несмотря на то, что клеточная суспензия обогащена эпителиальными клетками, контаминация стромальных клеток неизбежна. Если препарат должен быть чисто эпителиальными клетками, можно провести сортировку с помощью проточной цитометрии и описанных нами маркеров для выделения эпителиальных клеток и истощения стромальных клеток.
В данном исследовании использовались фаллопиевы трубы в постменопаузе. Тем не менее, этот метод был успешно использован в нашей лаборатории на фаллопиевых трубах в пременопаузе. Основным различием между фаллопиевыми трубами в пре- и постменопаузе является состав реснитчатых и секреторных эпителиальных клеток1. Этот протокол работает на всех репродуктивных стадиях.
Этот эффективный протокол облегчит исследование типов клеток эпителия фаллопиевых труб, включая разграничение клеточных линий, их динамические изменения во время репродуктивных циклов, а также после менопаузы, а также их роль в инициировании серозного рака яичников высокой степени злокачественности.
У авторов нет конфликта интересов, о котором можно было бы заявить.
Авторы Руэгг Л., Джеймс-Аллан Л.Б. и ДиБернардо Г. частично поддержаны проектами Ассоциации ветеранов Большого Лос-Анджелеса 1I01BX006019-01A2 и I01BX006411-01 Мемарзаде С. Автор Очоа С. Поддерживается Калифорнийским университетом в Лос-Анджелесе и Центром регенеративной медицины и исследований стволовых клеток Эдит Броуд Фондом Роуз Хиллз Стипендиальная программа для выпускников. Мы хотим поблагодарить Центральную лабораторию трансляционной патологии в Калифорнийском университете в Лос-Анджелесе и, в частности, Ко Киле и Хлою Инь за помощь в закупке тканей. Мы также хотим поблагодарить Кена Ямаути и ядро микроскопии BSCRC за их помощь в визуализации. Рисунок 1 был создан с BioRender.com (договор No JL27QWDYNT). Наконец, мы хотели бы поблагодарить Фелицию Кордеа и ядро проточной цитометрии BSCRC за помощь в проведении проточной цитометрии.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
1% Trypsin | Thermo Scientific | J63993.09 | |
100 µm Cell Strainer | Corning | 431752 | |
4% Paraformaldehyde | Electron Microscopy Sciences | 15710-S | |
5 mL round bottom tubes | Corning | 352008 | |
60 mm cell culture plate | Corning | CLS430589-500EA | |
6-well Cell Culture Plate | Corning | 353046 | |
Anti-CD10 | BioLegend | 312212 | |
Anti-CD326 (Ep-CAM) | BioLegend | 324218 | |
Anti-CD45 | BioLegend | 304026 | |
Anti-EpCAM | Abcam | ab223582 | |
Anti-IgG2a PerCP | BioLegend | 400250 | |
Anti-PAX8 | Sigma-Aldrich | 363M-15 | |
Anti-Vimentin | Agilent Technologies | M072501-2 | |
Chamber Slide System | Thermo Scientific | 154917PK | |
Collagenase | Thermo Scientific | 17100017 | |
DMEM | Thermo Scientific | 10569-010 | |
DNase I | Sigma | 10104159001 | |
EDTA | Sigma | 3690 | |
eFluor 506 | Invitrogen | 65-0866-14 | |
FBS | Sigma | F2442 | |
Fine point forceps | VWR | 102091-526 | Any finepoint forceps of your choice will work |
Fixable Viability Dye eFluor 506 | Invitrogen | 65-0866-14 | |
FlowJo software version 9 | BD Biosciences | Data analysis software | |
GlutaMAX | Gibco | 35050-061 | |
HBSS | Thermo Scientific | 14175-095 | |
MACSQuant Analyzer 10 flow cytometer | Miltenyi Biotec | ||
MACSQuant Calibration Beads | Miltenyi Biotec | 130-093-607 | |
Mammocult | Stemcell Technologies | 5620 | |
Normal Goat Serum | Fisher Scientific | PI31873 | |
PBS | Thermo Scientific | 14190-144 | |
Penicillin-Streptomyocin | Gibco | 15140-122 | |
PerCP Conjugated CD45 | BioLegend | 304026 | |
Red Blood Cell lysis buffer | Tonbo Biosciences | TNB-4300-L100 | |
Triton X-100 | Thermo Scientific | BP151-100 | |
Vannas-Tubingen Spring Scissors | Fine Science Tools | 15003-08 | |
VECTASHIELD with DAPI | Fisher Scientific | NC9524612 |
Запросить разрешение на использование текста или рисунков этого JoVE статьи
Запросить разрешениеСмотреть дополнительные статьи
This article has been published
Video Coming Soon
Авторские права © 2025 MyJoVE Corporation. Все права защищены