Bu içeriği görüntülemek için JoVE aboneliği gereklidir. Oturum açın veya ücretsiz deneme sürümünü başlatın.
Method Article
Insan gönüllülerin yüzeysel sıyrık biyopsi yoluyla elde edilen nazal epitel hücreleri, doku kültürü ekler üzerine genişletilmiş ve aktarılır. Ortak akışkanlığa eriştikten sonra hücreler, kirpikli olmayan silli hücre kültürleri, sonuçta hava sıvı arayüzü yetiştirilir. Farklılaşmış nazal epitel hücre kültürleri solunum mukozasını eğitim için uygun deneysel modeller sunar.
Kullanılarak in vitro modellerde insan primer epitel hücre mikrobik enfeksiyonların veya teneffüs maddeleri bağlamında, solunum epitel önemli işlevleri anlaşılması çok önemlidir. Hastalıklı toplumlardan elde edilen hücrelerin doğrudan karşılaştırmalar bize farklı fenotipleri karakterize ve epitel hücre fonksiyon değişiklikleri arabuluculuk yatan mekanizmaları incelemek için izin verir. İnsan trakeobronşiyal bölgedeki epitel hücreleri kültür iyi belgelenmiş oldu, ama bronş fırçalar biyopsilerin ile bağlantılı insan akciğer dokusu veya invaziv kullanılabilirliği ile sınırlıdır. Burun epitel hücreleri çok daha az invazif yüzeysel sıyrık burun biyopsiler sayesinde elde edilir ve konular hiçbir önemli yan etkileri ile birden çok kez biyopsi alınabilir. Ayrıca, burun, solunum sistemine giriş noktası olduğunu ve bu nedenle bu tür mikrobik ajanlar gibi hava kaynaklı stres her türlü maruz ilk sitelerden biri, Kirleticiler, ya da allerjenler.
Kısaca, insan gönüllülerden elde burun epitelyum hücreleri kaplanmış doku kültür levhaları üzerinde genişletilmiş ve daha sonra, hücre kültürü ekler üzerine aktarılır. Ortak akışkanlığa eriştikten sonra hücreler, daha fazla fizyolojik olarak uygun koşullar oluşturur birkaç hafta, için, hava-sıvı arayüzü (ALI) 'de kültürlenmiştir olmaya devam etmektedir. ALI kültür kalıntıları üreten kirpikli ve mukus hem de hücreler ile insan burun epitelyumuna benzer bir morfolojik ve fonksiyonel özelliklerini sergileyen bir farklı epiteline gelen tanımlı medya kullanır. Farklılaşmış burun epitel hücreleri ile doku kültür ekleri araştırma soruları (farmakolojik maddeler ile tedavi, lentiviral vektörler, gazlara maruz kalma veya mikrobiyal maddeler ile enfeksiyon ile transdüksiyon) bağlı olarak çeşitli yollarla manipüle edilebileceğini ve değişen sayıda farklı noktalar için analiz edilebilir hücresel ve moleküler yolları, fonksiyonel changes, morfoloji, vb
Farklılaştırılmış insan nazal epitel hücrelerinin in vitro modellerinde büyük ölçüde in vivo burun epiteli taklit olduğunu organotipik deneysel modelleri kullanılarak yeni ve önemli araştırma soruları için müfettişler sağlayacaktır.
Tekniğin gol
Solunum yollarındaki epitel hücreleri (EC) doğrudan bu patojenlerin, alerjenlerin veya hava kirleticileri olarak inhale çevresel stres, maruz kalınabilecek ilk siteler arasında yer alıyor. EC yapısal bir bariyer daha vardır: Bu çözünür aracıların 4-6 ve 7-9 Surfac ligandlar / reseptörlerinin ekspresyonunun serbest bırakılması yoluyla, solunum bağışıklık tepkisini başlatmak 1-3 ve düzenleyen bir santral olarak hareket ederler. Ölümsüz hücre çizgileri, in vitro olarak solunum ECS incelemek için model olarak kullanılabilir olsa da, in vivo olarak gözlemlenen ile benzer polarize kirpikli ve mukus üreten hücrelerin, oluşan heterojen hücre popülasyonu içine ayırt başarısız. In vivo olarak gözlenen, solunum epitel önemli özelliklerini özetlemek için, primer hava yolu EC kullanılabilir. Bu nedenle hedefimiz, burun ECS (UEM) kullanan bizim yöntemini optimize etmek olduğunu, insan gönüllülerden elde. NECs in vivo görülen burun epitelinin özellikleri birçok farklı temasa geçiniz taklit eden bir hücre kültürü modeli elde edilmiştir, in vitro olarak genişletilmiş ve kültürlenir.
Gerekçe
In vivo durumda taklit eden insan primer EC'ler ile in vitro modellerinin kullanımı - Bu çalışmada tarif edildiği gibi -, hastalık EC'ler belirli farklılıklar, solunum yolu epitel ile bağlantılı fizyolojik parametreleri ya da EC'ler ve diğer hücre tipleri arasındaki etkileşimi incelemek için benzersiz olanaklar sunar , dendritik hücre 10 gibi, doğal katil hücreler, 11 ya da makrofajlar. Çeşitli yöntemler mevcut Bronkoskopi esnasında fırça biyopsi yoluyla elde edilen invazif veya aksi takdirde iptal akciğer dokusundan 12-17 den edilebilir bronş ECS, kullanmaktadır. Buna ek olarak, tam olarak farklılaşmış insan solunum yolu epitel hücre kültürleri elde etmek için ticari kaynaklar MatTek, Ashland, MA, Clonetics'ten dan (EpiAirway modeli vararaştırmacılar farklı vericilerden seçebilirsiniz Lonza'dan, Basel, İsviçre, Epithelix Sars gelen MucilAir, Cenevre İsviçre), dan. Bununla birlikte, sınırlı bir ticari olarak temin edilebilir epitel hücreleri veya parametrelerin öngörülmüş sınırlı havuzunun, ticari olarak primer insan solunum yolu ECS elde etmekle bağlantılı maliyet ve atılır akciğer dokusu ya da yeni elde edilen insan bronşiyal, biyopsi yapılan doku için sınırlı erişim, birçok araştırmacı yasaklamak tamamen farklılaşmış insan hava yolu EC'lere çalışmalar yapmasına. Bu nedenle, 1), non-invaziv elde edilen insan NECs kullanmak 2) farklılaştırılmış insan epitel kültürleri veren bir protokol sağlar, ve 3) varolan doku kültürü altyapısı ile en laboratuvar ortamlarında tekrarlanabilir olacak bir teknik geliştirmek için yola çıktı.
Mevcut Teknikleri / Modeller üzerinde Avantajları
Taze NECs elde edilmesi, bronşiyal veya küçük solunum yolu EC ile karşılaştırıldığında, çok daha az invaziv bir bireydirs hiçbir önemli yan etkileri ile birden çok kez biyopsi alınabilir ve yüzeysel sıyrık burun biyopsi aksi araştırma ile ilgili bronkoskopilerin hak olmaz hastalıklı toplumlarda yapılabilir. NECs elde noninvaziv yüzeysel sıyrık biyopsileri araştırmacı başarılı olmak için araştırma amacına uygun vb yaş, cinsiyet, hastalık durumu da dahil olmak üzere, donör spesifikasyonuna a priori olarak ayarlamanızı sağlar. Araştırma çalışmaları tasarlarken Böylece, araştırmacılar, ticari satıcıları, ya da tasarım invaziv bronkoskopi çalışmalardan pahalı farklılaşmış hücre kültürü modelleri satın almak, klinik olarak mevcut dokuların / epitel örnek ile sınırlı değildir. Buna ek olarak, NECs elde etmek için kolaylıkla gözlenen bulgular istatistiksel doğrulama artırır, farklı vericilerden temin edilmiş hücrelerde deneyler yeteneğini arttırır. Son olarak, burun hava kaynaklı stres herhangi bir maruz ilk sitelerinden biridir. Bu nedenle, in organotipik üretilmesiBurun epitel taklit eden in vitro kültür sistemleri kolayca bu hücre kültür sistemi kullanılarak elde edilebilir viral parçacıklar, kirleticiler, alerjen veya gazlardan oluşan teneffüs çalışmaları için yararlıdır.
1.. Plastik Ware hazırlayın: Coat Plakalı
2. Alınması ve İnsan temasa geçiniz ön-muamelesi Biyopsi
3. SPlastik üzerine eed Hücreler (Gün 0)
4. Hücreler şişeler içinde genişletilmesi
5. Doku Kültürü Ekler üzerinde Hücreleri tohum
6. Bir kez Hücreler (transwells üzerindeki hücreler tamamen karışmış olduğu zaman) Tamamen karışmış olan Hava Sıvı Arayüzü kurmak
10 ul PneumaCult 100x Bakım Supplement
2 ul (2 mg / ml stok çözeltisi) Heparin
(96 ul / ml stok çözeltisi) 5 ul hidrokortizon.
Not: Değişim plakalar arasında ipuçları yanı sıra Bazolateral karşı apikal yüzeyinden geçerken ipuçları değişen. AAH yaklaşık 2 hafta sonra, hücreler ayırt etmek için başlangıç ve kirpikler görünür. Hücre kültürleri ALI yaklaşık 4 hafta sonra tam farklılaşma ulaşır.
NECs burada açıklanan protokol in vivo durumu (Şekil 1) temsil eden ve silli olmayan silli hücrelerin oluşan EC'ler bir heterojen tabaka halinde yeniden ayırt aşağıdaki kültürlenmiştir. Farklılaşmış temasa geçiniz bazıları (AB / PAS, Şekil 1B kullanarak mavi boyama hücreleri) üreten mukus vardır. Burada sunulan protokol optimize edilmiş olsa da, farklılaşma genel hücre popülasyonlarında (: mukus üreten hücreleri: silli hücrelerin değişik
Solunum EC eksojen uyaranlara 20 insan vücudu korumak değil, aynı zamanda çözünür arabulucular veya doğrudan reseptör-ligand hücre-hücre etkileşimleri sekresyon yoluyla başlatmak ve solunum bağışıklık savunma yanıtları 1-3 düzenleyen bir santral gibi hareket etmek fiziksel bir bariyer sadece sağlamak. Ayrıca, immün yanıt olarak EC'ler rolünü incelemek için hasta popülasyonlarında EC'ler arasındaki potansiyel farklılıkları incelemek için ya da EC'ler ek...
Yazarlar ifşa hiçbir şey yok.
Yazarlar yardımcı girişler için Lisa Dailey teşekkür etmek istiyorum.
Bu çalışma Ulusal Sağlık Enstitüleri (ES013611 ve HL095163) hibe tarafından desteklenen, Uçuş Görevlisi Tıbbi Araştırma Enstitüsü (FAMRI) ve Çevre Koruma Ajansı (CR83346301) ve herhangi bir çıkar çatışması ilan etti. Içeriği sadece yazarların sorumluluğundadır ve mutlaka Ulusal Sağlık Enstitüleri resmi görüşlerini temsil etmemektedir. Bu makalede açıklanan araştırma Çevresel Tıp, Astım ve Kuzey Carolina-Chapel Hill Üniversitesi'nde Akciğer Biyoloji Merkezi ile işbirliği anlaşması CR83346301 aracılığıyla ABD Çevre Koruma Ajansı tarafından finanse edilmiş olmasına rağmen, tabi olmamıştır Ajans en gerekli akran ve politika incelemesi ve bu nedenle mutlaka ajansın görüşlerini yansıtmamaktadır ve hiçbir resmi onay sonucuna varılamaz. Mansiyon of ticari isimler ve ticari ürünler kullanım için onay ya da tavsiye niteliğinde değildir. Loretta Müller kişisel bir hibe ile İsviçre Ulusal Bilim Vakfı tarafından desteklenmektedir.
Name | Company | Catalog Number | Comments | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Nasal speculum | Welch Allyn | Model 22009 | 9 mm, reusable polyproylene | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Operating otoscope | Welch Allyn | Model 21700 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Rhino probe cell cuvette | Arlington Scientific | SY-96-092 | bend the head of the cuvette a little more | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
12-well culture plates | Corning | 3512 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Transwell membrane cell culture inserts | Corning | 3460 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Tissue culture flask | Corning | 430639 and 430641 | T25 and T75 vented flask | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
RPMI 1640 media (with L-Glutamine) | Gibco | 11875 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Bronchial/Tracheal Epithelial Cell Growth Medium | Cell applications | 511-500 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
BEGM Bronchial Epithelial Cell Growth Medium | Lonza | CC-3170 | This comes as a kit of one bottle of medium and vials with supplements. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Sodium Bicarbonate 7.5% solution | Gibco | 25080 | Use as it is. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
NuSerum | BD Biosciences | 355104 | Use as it is. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
BAMBANKER freezing media | BAMBANKER | 302-14681 | Use as it is. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
CoolCell | Biocision | HTBCS-136 | (CryoPrep alcohol-free cell freezing container) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
PureCol | AdvancedBioMatrix | 5005-B | dilute 1:100 with sterile water (should be roughly 0.03 mg/ml)use 500 μl/well of a 12-well plate | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
HBSS with Ca2 and Mg2+ | Gibco | 14025 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
DNAse 1 | Sigma | DN25 | Dissolve at 1.5 mg/ml, which is a 100x solution, add 10 μl to each ml of media | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Trypsin, 0.25%, 1x, with phenol red | Gibco | 25200-056 | Use at it is | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Soy Bean Trypsin Inhibitor (SBTI) | Sigma | T6522 | Use dissolved in HBSS at a concentration of 1 mg/ml | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Retinoic acid | Sigma | R7632 | Make it up 100 μM stock solution (see below), dilute to 10 μM with absolute alcohol, take 5 μl of this and add it to 1 ml BEGM media (our working solution). All-trans Retinol has a coefficient of extinction of 52,480 in ethanol at 325 nm. Dissolve 25 mg in 50 ml absolute ethanol. Serial dilutions need to be made, dilute 50 ml of stock in 450 ml absolute ethanol, take 50 ml of this, dilute in 450 ml absolute ethanol, take 50 ml of this, dilute in 450 ml absolute ethanol, and again take 50 ml of this, dilute in 450 ml absolute Ethanol, take 100 ml of this and dilute in 900 ml absolute ethanol and read in the spectrophotometer at 325 nm, this number is then multiplied by its’ dilution factor, then divided by the extinction coefficient of 52,480, this will give a number in mM. Make a 100 mM stock (store at -20 °C) and from this stock a 10 mM aliquot is made, the daily retinoic acid needed would be 5 ml of this 10 mM aliquot in 995 ml ALI media. Example: 325nm reading is 1.15. 1.15 x 10,000 (dilution factor) / 52,480 = 0.219 = 219 mM, make a 100 mM stock from this, in absolute ethanol. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
DMEM high glucose (1x), liquid, with L-glutamine and sodium pyruvate | Gibco | 11995 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Bovine Pituitary Extract | Gibco | 13028-014 | Used for BEGM ALI media. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Nystatin | Sigma | N4014-50 mg | Make up a solution of 3.3 mg/ml. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Bovine Serum Albumin | Fisher Scientific | BP1600-100 | Make up a solution of 10 mg/ml solution in milliQ water. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
PneumaCult-ALI media | StemCell | 5001 | This comes as a kit of one bottle of medium and vials with supplements. For details see below. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Hydrocortisone | StemCell | 7904 | Dissolve 2.4 mg hydrocortisone in 1 ml ddH2O (used to make the 200x Hydrocortisone stock solution) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Heparin Sodium Salt in PBS (2 mg/ml) | StemCell | 7980 | Use at it is. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Filter flasks (500 ml) | Corning | 431097 | 0.22 μm pore size | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Filter tubes (50 ml) | Millipore | SCGP00525 | Steriflip, 0.22 μm pore size | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Pipette tips - ART Barrier Tips | Molecular Bioproducts | 2139RI, 2069RI, 2179RI | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Conical tubes, sterile, 15 ml and 50 ml | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
ddH2O, absolute ethanol, ice | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
CO2 incubator | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
refrigerated centrifuge | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
biological safety cabinet | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
pipettes (p2, p200, p1000), 9 in glass pipettes | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
gloves | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
lab coat with tight cuffs | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
Bu JoVE makalesinin metnini veya resimlerini yeniden kullanma izni talebi
Izin talebiThis article has been published
Video Coming Soon
JoVE Hakkında
Telif Hakkı © 2020 MyJove Corporation. Tüm hakları saklıdır