Bu içeriği görüntülemek için JoVE aboneliği gereklidir. Oturum açın veya ücretsiz deneme sürümünü başlatın.
Method Article
* Bu yazarlar eşit katkıda bulunmuştur
3 boyutlu yetiştirilen Caco-2 hücreleri bir in vitro hücre kültürü modeli ve fare bağırsak bir ex vivo modeli kullanılarak bağırsak serotonin taşıyıcısı (SERT) fonksiyonu ve ifadesinin düzenlenmesi çalışma basit bir yöntem tarif eder. Bu yöntemler, diğer epitelyal taşıyıcılar çalışma için de geçerlidir.
bağırsak epiteli yabancı parçacıklara bir bariyer sağlarken vücudun normal fizyolojik fonksiyonlarında önemli rol oynayan önemli ulaşım ve bariyer fonksiyonları vardır. Bozulmuş epitel taşımacılığı (iyon, besin veya ilaç) birçok hastalıkla ilişkili bulunmuştur ve epitel bütünlüğünü ve bağırsak mikrobiyomları etkileyerek gibi taşıyıcılar, normal fizyolojik fonksiyonları ötesine sonuçlar doğurabilir. fonksiyonu ve transport proteinleri düzenlenmesini anlamak geliştirilmiş terapötik girişimlerin geliştirilmesi için kritik öneme sahiptir. epitel taşıma çalışmada büyük zorluk yerli bağırsak epitel hücrelerinin önemli özelliklerini özetlediği uygun bir model sistemi geliştiriyor. Bu Caco-2, T-84 ve HT-29-Cl.19A hücreleri gibi çeşitli in vitro hücre kültürü modelleri, tipik olarak epitel taşıma araştırmalarında kullanılmıştır. Bu hücre hatları e modelleme için bir indirgemeci yaklaşımı temsilpithelium ve epitel-mikrobiyal etkileşimleri bunların incelenmesi de dahil olmak üzere pek çok mekanik çalışmalar, kullanılmıştır. Ancak, hücre mono tabakaları doğru hücre-hücre etkileşimleri hem de in vivo mikro-yansıtmamaktadır. 3D yetiştirilen hücreler, ilaç geçirgenliği çalışmaları için modeller umut verici olduğu gösterilmiştir. Bu 3D Caco-2 hücreleri, epitel taşıyıcıları incelemek için kullanılabileceğini göstermektedir. Caco-2 hücrelerinde yapılan çalışmalar, hücre spesifik etkileri ekarte etmek ve dikkate yerli bağırsağın karmaşıklığı almak için diğer modelleri ile tamamlanmaktadır olması da önemlidir. Çeşitli yöntemler, daha önce bu izole epitel hücrelerinde veya izole edilmiş plazma zar veziküllerinde dışa eğik kesesi ve emme olarak taşıyıcılar, işlevselliğini değerlendirmek için kullanılmıştır. modellerine saygı ve taşıma fonksiyonu ölçümü ile dikkate alan zorlukları alırsak, biz burada 3D Caco-2 hücreleri büyümek ve bir gibi bir Ussing odasının kullanımını tanımlamak için bir protokol göstermektediretkin bir yaklaşım gibi sağlam polarize bağırsak epitel olarak serotonin naklini ölçmek için.
bağırsak epitel lümeninde sıvı salgılanması ve iyonların çeşitli taşıyıcı proteinler (kanalları, ATPazların, ko-nakliyeciler ve değiştiriciler) besin, elektrolit emilimi kadar sayısız fonksiyonları yerine, ve uyuşturucu ile donatılmıştır. Transport proteinleri vektörel bir şekilde iyonlar veya moleküller hareketine olanak elektrokimyasal eğimler oluşturur. Bu polarize epitel hücrelerinin en üst ve taban zarlarında taşıma sistemleri asimetrik dağılımları ile elde edilir. Buna ek olarak, bitişik epitel hücreleri urgan sıkı bağlantıları, en üst ve taban membran alanları arasında bileşenlerin zar içi difüzyon karşı bir engel olarak hizmet eden bu süreçte önemli bir rol oynar. Yerli bağırsak bu karakteristik özelliklerini taklit uygun model sistemler (örneğin polarizasyon, farklılaşma ve sıkı kavşak bütünlüğü) functio çalışma için kritikepitel taşıma sistemlerinin tesi.
modelleri ile ilgili olarak, intestinal epitel taşıma araştırmalarında anda kullanılan tipik hücre çizgileri, Caco-2, tam olarak farklılaşmış bir modeli olan küçük bağırsak epitel hücreleri absorbe; ve T84 hücreleri veya HT-29 alt klonlar, kript kaynaklı kalın bağırsak epitel hücreleri 1 modeller. Geleneksel olarak, bu hücre hatları plastik yüzeyler içinde mono-tabaka olarak veya kaplanmış Transwell yetiştirilir. Bir dereceye kadar trans-iyi hücre kültür ekleri polarize hücreleri basolaterally beslemeye izin vererek in vivo ortamda benzer. Bununla birlikte, geleneksel 2B kültür sistemlerinde bir sınırlama hücreleri, suni düz ve katı bir yüzeye uyum sağlamak zorunda olmasıdır. Böylece, yerli epitel fizyolojik karmaşıklığı doğru bir 2D sisteminde yansıtılmaz. Bu sınırlama, bu jelatinimsi proteini MIXTUR'a gibi belirli bir mikro-3D hücrelerin büyümesini yöntemler ile aşılmıştırE, hücre dışı matris bileşenleri, 2, 3, çeşitli ihtiva etmektedir. Bununla birlikte, in vitro kültürleri birden hücre tiplerini ve bağırsakta bölgeye özgü bir mimariye sahiptir bağırsak epiteli, karmaşıklığı taklit edemez. Bu nedenle, hücre kültürü modelleri kullanılarak çalışmalar, ana bağırsakta daha fazla değeri gerektirir. In vitro 3D hücre kültürü ve fare bağırsak mukozasını kullanarak, bağırsak serotonin transporter (SLC6A4, SERT) düzenlenmesi incelemek için buraya basit yöntemler açıklanmaktadır.
Bağımlı işlemi - SERT taşıyıcı hızla Na + / Cl üzerinden taşındığında, önemli bir hormon ve nörotransmitter, 5-hidroksitriptamin (5-HT) hücre dışı durumu düzenler. SERT, anti-depresanlar, bilinen bir hedef ve en son, ishal ve bağırsak iltihabı gibi GI bozukluklarının, yeni bir terapötik hedef olarak ortaya çıkmıştır.Yöntem bağırsak epitelial hücrelerinde 5-HT alım daha önce tarif edilmiştir araştırmak. Örneğin, plastik destek ya da geçirgen eklerde yetiştirilen Caco-2 hücreleri, üst ve taban üzerindeki etki 4 hem de fluoksetin duyarlı 3H-5-HT geri alımını sergiledikleri gösterilmiştir. Insan organ donörü ince bağırsaklarda hazırlanan izole fırça kenar zar vezikülleri (BBMVs) SERT fonksiyonunun ölçülmesi de bizim 5 tarafından tarif edilmiştir. İnsan BBVMs 3 H-5-HT alım fluoksetin duyarlı Na + / Cl olduğu gösterilmiştir - bağımlı ve 300 K m nM 5 doygunluk kinetiği göstermiştir. Benzer yöntemler kullanarak, aynı zamanda, daha önce, fare bağırsak BBMVs 6, 3H-5-HT alımı, SERT fonksiyonu ölçülen. Bununla birlikte, temiz plazma zar veziküllerinin hazırlanması doku mukozanın gerektirir. Bu radiog gibi diğer yöntemler,3H-5-HT alım siteleri sonuçlarda be- lirgin görselleştirme da gine domuzu ve sıçan ince bağırsak 7 daha önce gösterilmiştir.
Ussing odası çeşitli epitel doku iyonların, besin ve ilaç taşıma ölçmek için daha fizyolojik bir sistem sağlar. Ussing odası tekniğin önemli avantajı, sağlam, polarize bağırsak epiteli elektriksel ve nakil parametrelerinin hassas ölçüm mümkün kılmasıdır. Dahası, içsel nöromüsküler sistemin etkisini en aza indirmek için, bağırsak mukozasının seromusküler sıyırma epiteli 8 taşıyıcılar düzenlenmesini araştırmak için yapılabilir.
Bu jelatinimsi protein üzerinde 3D yetiştirilen Caco-2 hücreleri, farklı üst ve taban üzerindeki işaretleri ifade eden bir içi boş lümen olduğu belirlenmiştir. Bu hücreler, 2D Caco-2 hücreleri daha SERT yüksek ifadesini gösterir. Yöntemler 3D hücreleri büyümek ve perform immün veya RNA ve protein çıkarma açıklanmıştır. Buna ek olarak, bir Ussing odası tekniği kullanılarak ince bağırsak mukozasında, TGF-ß1 bir pleiotropik sitokin tarafından SERT fonksiyonu ve düzenleme çalışma yöntemleri tarif eder.
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
jelatinli protein karışımı ile ilgili artan 3D Caco-2 hücre kültürü: Caco-2 3D kültür sisteminde bağırsak taşıyıcılar 1. Çalışma
3D Caco-2 hücrelerinde Epitel Taşıyıcılar 2. İmmünofloresan Boyama: 1. Gün
3D Caco-2 hücreleri, 3. RNA ve protein çıkarımı
Bir Ussing Odası kullanılması Fare ileumda 5-HT Alımına 4. Ölçümü: Bağırsak Hazırlık seromusküler Sıyırma
5. Dengeleme ve Doku Tedavisi
Serozal Flux (J ms) ve 3 [H] Doku -5-HT Birikim mukozal 6. sayısallaştırılması
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
3B, Caco-2 kisti immün, Şekil 1 'de gösterilmiştir. Phalloidin aktin ile boyandı 3D kist iyi sınırlı lümen gösteren bir XY düzleminde bir temsilcisi görüntü Şekil 1A gösterilmiştir. lümen bakan tarafı apikal tarafı gösterir. Sağlam epitel fenotip bir 3D ortamda sonucunda kültüre epitel hücreleri. Aktin ve SERT eş lekeli gün 12, Farklı Caco-2 kistleri, Şekil 1B'de gösterilmiştir. Bir XY düzlemine
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
Bağırsak taşıma 10, 11, 12, 13, 14, 15 okumak için epitel mono tabakaları polarize tam olarak farklılaşmış Caco-2 hücre mono tabakaları yaygın olarak kullanılmaktadır. Ancak, bağırsak epitel hücrelerinin fizyolojik organizasyonunu taklit etmek için, 3D bir Caco-2 kültürün gelişmesinde önemli bir ilgi ...
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
The authors have nothing to disclose.
We thank Mr. Christopher Manzella, MD/PhD student in the RKG laboratory, for helping to edit and proofread our manuscript.
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
10x PBS | ATCC | ATCC® HTB37™ | Cells |
10x PBS | Carl Zeiss | Microsope for confocal Imaging | |
3[H]-5-HT | LabtekII | 152453 | Culturing cells for microscopy |
5-HT | Gibco | 70013-032 | Not a hazardous substance |
95% O2- 5% CO2 cylinder | KPL | 71-00-27 | Not a hazardous substance |
Agar (for Agar plates) | Fischer | BP151-100 | Acute toxicity, Ora |
Agar (for electrode) | Sigma | G7126-1KG | Not a hazardous substance |
Alexa Fluor Phalloidin | Sigma | C3867-1VL | Not a hazardous substance |
Bovine Serum Albumin (BSA) | Sigma | P6148-500G | Harmful if swallowed or if inhaled |
CaCl2 | LifeTechnologies | A12380 | Not a hazardous substance |
Caco-2 Cells | Sigma | A8806-5G | Not a hazardous substance |
Cell lysis Buffer | Fischer | BP337-100 | Not a hazardous substance |
Chabered slides | Sigma | S5886-1KG | Not a hazardous substance |
Collagen Type-1 Solution | Sigma | S8045-500G | |
Electrodes | Sigma | S-0876 | |
EMEM | Gibco by Life Technologies | 25200-056 | |
Fetal bovine serum (FBS) | Corning | 356234 | Used as Extracellular matrix |
Fluoxetine | Qiagen | 74104 | |
Gentamicin | ATCC | 30-2003 | Cell culture Media |
Glycin | Cell Signaling, Danvers, MA | ||
Hepes | Roche | 11836145001 | |
Indomethacin | Gibco by Life Technologies | 15070-063 | |
K2HPO4 | Gibco by Life Technologies | 15710-064 | |
KOH | Gibco by Life Technologies | 15630-080 | |
L-ascorbic acid | Gibco by Life Technologies | 10082147 | |
Liquid scintillation counter | Gibco by Life Technologies | 70013--032 | |
LSM710 Meta | Physiologic Instruments, San Diego, CA | EM-CSYS-8 | |
Mannitol | Physiologic Instruments, San Diego, CA | P2304 | |
Matrigel | Physiologic Instruments, San Diego, CA | VCC MC8 | |
MgCl2 | Physiologic Instruments, San Diego, CA | DM MC6 | |
Multichannel Voltage/current Clamp | Physiologic Instruments, San Diego, CA | P2300 | |
NaCl | Physiologic Instruments, San Diego, CA | P2023-100 | |
NaCl | Fisher Scientific, Hampton, NH | BP1423 | |
NaHCO3 | Sigma-Aldrich, St Louis, MO | S5886 | |
Normal Goat Serum (NGS, 10%) | Fisher Scientific, Hampton, NH | S233 | |
Paraformaldehyde (PFA) | Sigma-Aldrich, St Louis, MO | P288 | |
Pen-Strp | Sigma-Aldrich, St Louis, MO | C3881 | |
Protein assay reagent | Sigma-Aldrich, St Louis, MO | 10420 | |
Proteinase Inhibitor Cocktail | MEDOX, Chicago, IL | style G- 12300 | |
RNA easy Mini kit | Sigma-Aldrich, St Louis, MO | M4125 | |
Single Channel Electrode Input Module | Sigma-Aldrich, St Louis, MO | A92902 | |
Sliders for snapwell Chambers | Sigma-Aldrich, St Louis, MO | H9523 | |
Sodium Phosphate (Na2HPO4) | Sigma-Aldrich, St Louis, MO | F132 | |
Sodium-Hydroxide (NaOH) | Sigma-Aldrich, St Louis, MO | T7039 | |
TGF-β1 | Perkin-Elmer,Waltham, MA | NFT1167250UC | |
Triton X-100 | Packard Instruments, Downers Grove, IL | B1600 | |
Trypsin EDTA | Sigma-Aldrich, St Louis, MO | 221473 | |
Tween-20 | Bio Rad Laboratories, Hercules, CA | 5000006 | |
Ussing Chamber (chamber only) | Sigma-Aldrich, St Louis, MO | I7378 | |
Ussing Chamber Systems | Sigma-Aldrich, St Louis, MO | A1296 |
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
A correction was made to the Authors section in: Methods to Study Epithelial Transport Protein Function and Expression in Native Intestine and Caco-2 Cells Grown in 3D.
One of the authors' names was corrected from:
Arivarasu N. Anabazhagan
to:
Arivarasu N. Anbazhagan
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