Bir fare modelinde Bağırsak Doku Mühendisliği

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

Bu içeriği görüntülemek için JoVE aboneliği gereklidir. Oturum açın veya ücretsiz deneme sürümünü başlatın.

Bu Makalede

Özet
Özet
Protokol
Sonuçlar
Tartışmalar
Açıklamalar
Teşekkürler
Malzemeler
Referanslar
Yeniden Basımlar ve İzinler

Özet

Bu makalede ve beraberindeki video bir organoid üniteleri-on-iskele yaklaşımı kullanarak, fare doku mühendisliği bağırsak üretmek için bizim protokol sunuyoruz.

Özet

Doku mühendisliği ince bağırsak (TESI) başarıyla 40 gün içinde ameliyat öncesi ağırlıklarına dönmek sonuçlanan masif ince barsak rezeksiyonu sonrası Lewis fareleri kurtarmak için kullanılır olmuştur. İnsanlarda ^1, masif ince barsak rezeksiyonu kısa barsak sendromu, fonksiyonel malabsorbtif neden olabilir önemli morbidite, mortalite ve parenteral beslenme bağımlılığı, karaciğer yetmezliği ve siroz ve multivisceral organ nakli ihtiyacı. ² Bu yazıda da dahil olmak üzere sağlık giderleri bahşeder devlet, bir fare modelinde doku mühendisliği bağırsak oluşturmak için bizim protokol tanımlamak ve belgelemek çok hücreli organoid üniteleri-on-iskele yaklaşım. Organoid adet mukozal ve mezenkimal hem elementleri içeren bağırsak türetilen çokhücreli agrega, ³ intestinal kök hücre niş korur aralarında ilişki vardır. Süregelen ve gelecekteki araştırmalarda ^4, içine bizim tekniği geçişiFare bu türün mevcut transgenik araçları kullanarak TESI oluşumu sırasında söz süreçlerin incelenmesi için izin verecektir. immünkompromize fare suşları ⁵ durumu da bize insan intestinal doku tekniği uygulamak ve bir insan TESI oluşumunu optimize etmek için izin verir insanlar içine onun geçiş öncesi fare ksenogreft. Bizim metodumuz iyi üretim uygulamaları (GMP) reaktifleri ve zaten insan hastalarda kullanım için onaylanmıştır ve bu nedenle decellularized hayvansal dokular güvenmemeniz yaklaşımlar üzerinde önemli bir avantaj sunuyor oylandı malzemeler kullanmaktadır. Bu yöntemin nihai hedefi kısa barsak sendromu için bir rejeneratif tıp tedavi stratejisi olarak insanlar onun çevirisidir.

Protokol

1. Organoid Üniteleri Hazırlık

Fare diseksiyon (makas ve forseps) için uygun Araçlar otoklav ile sterilize edilmelidir.
Insanca yerel IACUC protokollere göre donör fare ötenazi. Hayvan geçmeden önce ölü olduğundan emin olun.
Periton boşluğuna erişmek için bir orta hat kesi olun. Pozlama geliştirmek için gerektiği gibi cilt flepleri yansıtılabilir.
Ince bağırsak canı çıksın ve Treitz ligamanı hemen distalinde bölün. Keskin ve yumuşak künt diseksiyon kullanarak mezenterden ince bağırsak ayırın. Ileoçekal bileşke belirlemek ve bu proksimal ince barsak 5 mm bölün.
Makas kullanılarak, (Invitrogen, anti-anti) 10 ml 4 ° C, steril Hanks 'tamponlu salin (HBSS, Invitrogen, Carlsbad, CA) / 1X-antifungal antibiyotik olan bir Petri tabağına antimezenterik sınır boyunca uzunlamasına çözelti bağırsak açın. Ile açılmış bağırsak dışkı TemizleYumuşak ajitasyon sonra, 10 ml 4 ° C, steril HBSS / 1X anti-anti ile bir 15 ml santrifüj tüpüne açılmış bağırsak aktarın.
4 10 ml açılmış bağırsak üç kez yıkayın ° C arasında, bir test tüpü içinde anti-anti steril HBSS / 1X. Her yıkama 30 sn için 15 ml tüp hafif sallama ile gerçekleştirilebilir. Çalkaladıktan sonra, bağırsak doku tüpün altına düşer. Mezenkimal debris yüzen madde, atın. Bir pipet yardımıyla dikkatlice yıkanması çözüm çıkarın.
4 10 ml bir Petri kabındaki yıkanmış bağırsak Kıyma ° C, steril HBSS / makas kullanılarak en az 1 mm kare parçalara 1X anti-anti. Otomatik bir pipet yardımıyla kıyma malzeme toplamak ve bir test tüpüne yerleştirin.
8 dakika boyunca 500 rpm'de tüp santrifüjleyin. Yağ ve mezenşimi içeren süpernatant, atın.
Steril HBSS / 1X anti-anti artı 0.125 mg / ml dispase (Invitrogen) ve 800 birim / m ile 10 ml kıyılmış ve yıkanmış malzeme, Digestl kollajenaz tip 1 (Worthington, Lakewood NJ). Sindirim çözelti, 40 ml hazırlamak için, dispase, kollajenaz 142 mg 5 mg tartmak, ve 40 ml bir hacme kadar steril HBSS kadar ekleyin. Her defasında taze organoid birimleri hazırlanan bu çözüm hazırlayın ve kullanmak için 4 ° C kadar hazır tutun. Adım 1.8 'den direkt olarak pelet sindirim solüsyonu eklenir.
20 dk için 37 ° C 'de sindirim çözelti ile kıyılmış ve yıkanmış malzeme içeren test tüpü inkübe edin.
Test tüpü ayrıca alma ve 10 ml lik bir pipet ile tritürasyon ile sindirilmiş doku bozar. Düzgün bir görüntü elde edilinceye kadar 20 ila 50 kez arasında tekrarlayın.
800 rpm'de 5 dakika süreyle test tüpü santrifüjleyin. Tek hücre içeren süpernatant, atın.
4 ° C, steril Dulbecco Modifiye Eagle Ortamı (DMEM, Invitrogen) artı% 10 v / v ısı ile inaktive edilmiş fetal bovin serumu (HI-FBS, Invitrogen) 10 ml sindirim reaksiyonu durdurun. Pelle süspanset ve tüp sallayın.
800 rpm'de 5 dakika süreyle test tüpü santrifüjleyin. Son birkaç damla kadar otomatik bir pipet yardımıyla dikkatlice Süpernatantı. Pelet resuspending önlemek için son birkaç damla için tek kullanımlık plastik pipet kullanın.

2. Poliglikolik Asit İskele yüklenmesi

Gibi Ref tarif; nonwoven poliglikolik asit (porozite>% 95, Concordia Elyaf, Coventry RI 2 mm sac kalınlığı, 60 mg cm-3 yığın yoğunluğu) gelen Form 2-mm uzunluğunda, 5 mm dış çaplı silindirik iskelelerinin. 4.
Distile su içinde% 70 etanol ile hazırlanmış makasla Öneri atılabilir 1.000 mikrolitre pipeti distal 2 mm kesin.
4 kuyu kültür plaka içine iskele yerleştirin. Birinci lümen içine ve daha sonra dış yüzey üzerine, 1.000 mikrolitre pipeti ile iskele üzerine organoid birimleri yerleştirin. Lümeninin kaplama sağlamak için bir forseps kullanın. Bozabilir veya polimer silindir şeklinde açık bozmayın.

3. Makine Fare içine İmplantasyonu

Donör varsa aynı arka plan üzerine bir singenik ana farenizi kullanın. Aksi takdirde, bir immün obez olmayan diyabetik (Jackson Laboratuvarları, Sacramento CA) hayvan / ağır kombine immün yetmezliği veya NOD / SCID kullanır.
Izofluran ile genel anestezi øndükle. , Hazırlık Tıraş ve fare karın asmak.
Periton boşluğuna giriş kazanmak için 5 mm'lik bir orta hat kesi olun. Belirleyin ve dikkatlice omentum bağırsaklarını. Omentum üzerine yüklenen polimer yerleştirin ve doku ile sarın. Omentum yırtmayın.
5-0 monocryl sütür ile omentuma polimer sabitleyin. Yavaşça kendi anatomik pozisyonuna sarılmış polimer ile omentum değiştirin.
4-0 vikril sütür kullanarak kat insizyon kapatın. Kas kapatma çalıştırın ve kesi altında abdominal organları kesmemeye dikkat edin. Cilt için suturlarla kullanın.
Kesi bitişik bir subkutan kabarıklık olarak steril su içinde 2 mg / kg ketoprofen (Ketofen, Fort Dodge Hayvan Sağlığı) ile postoperatif analjezi Yönet. Hayvanlar günlük olarak değerlendirilmelidir ve hayvan ağrı veya acı belirtileri gösteren ise, ketoprofen, ek bir doz ameliyat sonrası 2. günde tatbik edilebilir. Ameliyat sonrası üçüncü gününde, hayvan tam ağrı veya sıkıntı olmaksızın iyileşti edilmelidir. Ağrı veya sıkıntı post operatif 3. gün devam ederse, bu anormal kabul edilir ve IACUC ve hayvan bakım tesisi protokoller çerçevesinde ele alınmalıdır.
Iyileşmek için fare ve doku mühendisliği bağırsak dört hafta boyunca büyümeye izin verin. Kemirgen chow (Lab Diyet 5001, PMI Beslenme, St Louis MO) ve 5 ml (Hi-Tech Pharmacol, Amityville NY) 1:100 dilüsyon başına Septra 200 mg / 40 mg ile su hayvan ad libitum erişimi verin.

4. Hasat

Humanely dört hafta implantasyonu sonrası ana hayvan ötenazi.
Orijinal kesi yeniden açın ve cilt yansıtan periton boşluğuna ulaşımı kolaylaştırmak için sefalad.
Kas tabakası açın ve doku bir küre olarak doku mühendisliği yapı tanımlar.
Keskin diseksiyon kullanarak intraabdominal organlar gelen yapı yapıştıkları aşağı atın.
Montaj sonra parafin için formalin yapı Fix, ya da real-time PCR veya protein izolasyonu gibi biyokimyasal testler için taze doku kullanın.