Method Article
Burada, ex vivo insan derisini kullanarak yara onarımını değerlendirmek için optimize edilmiş bir teknik ve tam montajlı bir boyama yaklaşımı sergiliyoruz. Bu metodoloji, potansiyel yara tedavilerinin değerlendirilmesi için klinik öncesi bir platform sağlar.
Öncelikle yaşlıları ve diyabetikleri etkileyen kronik iyileşmeyen yaralar, klinik karşılanmamış ihtiyacın önemli bir alanıdır. Ne yazık ki, mevcut kronik yara tedavileri yetersizken, mevcut klinik öncesi modeller yeni tedavilerin klinik etkinliğini kötü tahmin ediyor. Burada, insan cildi onarım yanıtının birden fazla yönünü değerlendirmek için yüksek verimli, klinik öncesi bir modeli açıklıyoruz. kısmi kalınlık yaraları insan ex vivo derisinde yaratıldı ve iyileşme süresi boyunca kültürlendi. Cilt yarası biyopsileri tüm montajlı boyama prosedürü için fiksatif olarak toplanarak toplandırıldı. Sabit numuneler primer antikorda bloke edildi ve kuluçkaya yatırıldı, floresan konjuge sekonder antikor ile tespit edildi. Her biyopside yüzde yara kapatma (yeniden epitelizasyon) hesaplanmadan önce konfokal mikroskopi ile yaralar karşı konuldu ve görüntülendi. Bu protokolü uygulayarak sağlıklı donör deride oluşturulan 2 mm eksizyonel yaraların 4-5. gün yaralama sonrası tamamen yeniden epitelleştiğini ortaya koyuyoruz. Aksine, diyabetik cilt yaralarının kapanma oranları, pertürbed bariyer reformu eşliğinde önemli ölçüde azalır. İnsan derisi yarasını yeni bir tam montajlı boyama yaklaşımıyla birleştirmek, ex vivo yara onarımını ölçmek için hızlı ve tekrarlanabilir bir yöntem sağlar. Toplu olarak, bu protokol potansiyel yara tedavilerinin etkinliğini değerlendirmek, klinik öncesi test ve doğrulamayı dönüştürmek için değerli bir insan platformu sağlar.
Yaşlılarda ve diyabetiklerde oldukça yaygın olan kronik, iyileşmeyen yaralar, klinik karşılanmayan ihtiyacın büyük ölçüde takdir edilmeyen bir alanıdır. Bu yaralar hastalara büyük bir fiziksel ve psikolojik yük teşkil eder ve sağlık hizmeti sağlayıcılarına her yıl1tedavi için milyarlara mal eder. Yara biyolojisinin iyi anlaşılmasına ve teknolojideki gelişmelere rağmen, kronik yaraların% 40'ına kadarı hala en iyi standart bakımın ardından iyileşmemektedir2. Bu nedenle, diyabetik ayak ülseri olan hastaların% 14-26'sı daha sonra amputasyongerektirir 3, 5 yıllık amputasyon sonrası ölüm oranı ise yaklaşık% 704'tür. Sonuç olarak, kötü iyileşen yaraların getirdiği önemli sağlık yükünü azaltırken, hasta yaşam kalitesini artırmak için etkili yeni tedaviler geliştirmek için acil bir gereklilik vardır. Kötü tahmine dayalı klinik öncesi modeller, etkili yeni tedavilerin geliştirilmesinde önemli bir engel olmaya devam etmektedir.
Yara onarımı, çok çeşitli hücre tiplerini, sayısız iletişim seviyesini ve zamansal olarak yeniden şekillendirilen bir doku ortamını içeren dinamik ve çok yönlü bir süreçtir. Cilt iyileşmesi dört ana telafi aşaması ile desteklenmektedir: hemostaz, iltihaplanma, çoğalma ve matris remodeling. Bu aşamalar sonuçta kan kaybını ve enfeksiyonu önlemek, yara yüzeyini kapatmak (yeniden epitelizasyon olarak adlandırılan bir süreç) ve cildi yaralanmamış bir duruma döndürmek için hareket eder5. Kronik yaralar, çeşitli etiyoloji ve iyileşme süreçlerine yaygın pertürbasyon ile ilişkilidir6Terapötik hedeflerin tanımlanmasını daha da karmaşık hale getiren. Bununla birlikte, hem yara patolojisinin moleküler ve hücresel sürücülerini aydınlatacak hem de yeni terapötik yaklaşımları test etmek için çok çeşitli modeller geliştirilmiştir7.
En çok kullanılan yara onarım modeli farede akut yaralamadır. Fareler mekanistik çalışmalar için oldukça çekişli ve doğrulanmış yaşlanma ve diyabet modelleri sağlar8. Fare ve insan iyileşmesi arasında gösterilen genel benzerliklere rağmen, cilt yapısındaki türler arası farklılıklar ve iyileşme dinamikleri devam etmektedir. Bu, çoğu murine yara araştırmasının kliniğe kolayca çevrilmediği anlamına gelir9. Sonuç olarak, yüksek uygulanabilirlik ve çevrililebilirliğe sahip insan in vitro ve ex vivo sistemlerine doğru bir itme olmuştur10,11.
Burada ex vivo insan derisinde kısmi kalınlık eksizyonal yaraların gerçekleştirilmesi için derinlemesine bir protokol sunuyoruz. Ayrıca, ex vivo insan cilt iyileşmesini değerlendirmek için son derece tekrarlanabilir bir yöntem olarak tüm montajlı boyama yaklaşımımızı özetliyoruz. Sağlıklı ve diyabetik insan derisinde yara kapanma oranını değerlendiren epidermal onarım (yeniden epitelizasyon) ve sonraki bariyer oluşumunun yörüngesini gösteriyoruz. Son olarak, iyileşme yanıtının çeşitli yönlerini değerlendirmek için bir dizi antikorla tüm montajlı lekelemenin kullanıma nasıl uyarlanabildiğini gösteriyoruz.
Castle Hill Hastanesi ve Hull Royal Infirmary'de (Hull, UK) rekonstrüktif cerrahi uygulanan hastalardan tam bilgili, yazılı hasta onayı, kurumsal yönergeler ve etik onay (LREC' ler: 17/SC/0220 ve 19/NE/0150) altında insan derisi elde edildi. Rutin ameliyat yapılan hastalardan diyabetik olmayan deri toplandı (yaş ortalaması = 68). Diyabetik deri tip II diyabet ve ülserasyon öyküsü (yaş ortalaması = 81) olan donörlerden seçilmişti. Ameliyattan alınan örnekler bekleme ortamlarında nakledildi ve laboratuvara vardıklarında hemen işlendi. Düzeltilmemiş insan dokusu kullanılarak yapılan tüm deneysel adımlar Biyogüvenlik Seviye-2'de (BSL-2) sınıf II laminer akış biyogüvenlik kabininde gerçekleştirildi.
1. Cilt kültürü medyasının hazırlanması ve reaktiflerin boyanma
NOT: Tüm reaktif ve sarf malzemeleri ayrıntıları Malzeme Tablosunda verilmiştir. İnsan dokusunun işlenmesi ve kültürü için kullanılan tüm reaktiflerin ve ekipmanların steril olduğundan emin olun. Aletleri kullanımdan önce sterilize edin ve doku ile temas etti sonra dezenfektan ile arındırın. Atık ürünleri bertaraf etmeden önce % 1 dezenfektanda dekontamine edin.
2. Cildin yaralama için hazırlanması
NOT: Bu adımlar sınıf II laminer akış biyogüvenlik kabininde yapılmalıdır.
3. Ex vivo insan derisi yaraları oluşturma
NOT: Bu adımlar sınıf II laminer akış biyogüvenlik kabininde yapılmalıdır.
4. Ex vivo yaralarının tamamen montajlı boyanma
NOT: Bu bölümde immünoresans ve immünperoksidaz boyama yöntemleri açıklanmaktadır. Kullanmadan önce tüm reaktifleri iyice karıştırın.
5. Görüntüleme ve nicelik
Bu raporda, insan cilt onarım yanıtını etkileyen faktörleri değerlendirmek için yeni bir ex vivo cilt yaralama ve tam montajlı boyama yaklaşımı sunuyoruz. Şekil 1A, yara inkübasyon sürelerine bağlı olarak 3-10 gün içinde gerçekleştirilebilen prosedürel işlem hattının şemasını göstermektedir. Kısmi kalınlık yaraları havadaki membran yığınları üzerinde kültürlenir : membran arayüzü ve genel histoloji için parafin veya OCT ortamına gömülü veya biyokimyasal analiz için sıvı nitrojende dondurularak tam montajlı boyama için toplanabilir (Şekil 1B). Genellikle 6 mm eksplantların merkezinde 2 mm kısmi kalınlık yaraları oluştururuz. Bununla birlikte, yaranın ve çevresindeki eksplantın boyutu gereksinimlere bağlı olarak değiştirilebilir. Tüm montaj prosedürü hem immünoperoksidaz hem de immünofluoresans boyama yöntemleri için başarıyla uyarlanmıştır (Şekil 1C).
İmmünofluoresans, birden fazla antikor ile dokunun yoklasını sağlar. Bunun için, farklı türlerde yetiştirilen birincil antikorların ve türler arası reaktiviteyi sınırlamak için türlerle eşleşen floresan konjuge ikincil antikorların kullanılmasını tavsiye ediyoruz. Antikor konsantrasyonlarının ve kuluçka sürelerinin optimize edilmesi gerekecektir. Arka plan boyama gözlenirse, antikor konsantrasyonlarını azaltın, yıkama adımlarını artırın ve ikincil antikora bloke tampon ekleyin. Taze doku canlılığı doğrudan ticari canlılık boyaları ile değerlendirilebilir (bkz. Malzeme Tablosu). Ayrıca dokunun canlılık sonrası lekelemenin sabit olabileceğini ve pratik olarak uygun olduğunda başarıyla görüntülenebileceğini gösteriyoruz (Şekil 1D).
Şekil 1: İnsan ex vivo yaralama ve tam montajlı boyama yaklaşımı. (A) Cilt toplama ve ex vivo yaralama gerçekleştirme, doku boyama ve verileri analiz prosedürel iş akışını gösteren boru hattı. (B) Doku üzerinde rutin olarak yapılan analizlerle insan ex vivo cilt yarası kültür sistemini gösteren şema. (C) Tüm montajlı boyama hem immünperoksidaz hem de immünofluoresans teknikleri kullanılarak kullanılabilir. K14 = keratin 14. (D) Canlı doku ticari canlılık boyaları ile lekelenebilir ve fiksasyon sonrası başarıyla görüntülenebilir. Çubuk = 100 μm. Bu lekeleme diyabetik olmayan ciltlerde yapıldı. Bu rakamın daha büyük bir sürümünü görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.
Yaraların tam montajlı boyanmalarında en yaygın kullanım, yara kapatma oranını histolojik kesitleme ile sağlanabilecekten daha tekrarlanabilir bir şekilde belirlemektir. Yüzde kapanışı, Şekil 2A'dagösterildiği gibi yara yüzeyinin yüzde olarak yeniden epitelizasyonu olarak ölçüldü. Belirli belirteçlerin yüzde alan kapsamı, toplam yara bölgesinden veya yeniden epitelize yaranın yüzdesi olarak ölçülebilir. Sağlıklı (diyabetik olmayan) ve diyabetik ciltlerde iyileşmeyi yedi günlük bir zaman diliminde karakterize ettik, her gün yaralama sonrası yaralar topladık (temsili görüntüler, Şekil 2B). Sağlıklı cilt yaraları beklendiği gibi zamanla kapanır, çoğu örnekte 4-5 gün boyunca tam kapanma gözlenir. Aksine, diyabetik cilt yaraları yedi günlük analiz süresi içinde tam olarak kapanamadı(Şekil 2C). Yaralanma sonrası her zaman noktasında iyileşme oranları karşılaştırılırken sağlıklı ve diyabetik cilt yaraları arasında yara kapanmasında önemli bir gecikme gözlenmiştir(P < 0.001 ile 6. gün, P < 6. günde 0.05 ve P < 0.05 ile P < 0.001 7. gün).
Genel yara kapatma oranlarının değerlendirilmesinin ardından; K14 pozitif hücrelerinin görselleştirilebildiği tüm yara bölgesinin (Şekil 2A'dakidış alan) yüzdesini ölçtük (Şekil 2B'deyeşil boyama). İlginçtir ki, sağlıklı ex vivo cilt yaralarında, K14 lekelemenin 2. günde zirve yaptığını ve daha sonra hızla düştüğünü gözlemledik (her zaman noktasında 2. güne göre önem, Şekil 2D). Bu muhtemelen, farklılaştırılmış epidermal katmanlar aracılığıyla K14 antikor penetrasyonu hariç erken epidermal bariyerin yeniden oluşumunu yansıtmaktadır (bkz. Şekil 2E şeması). Yeniden epitelizasyon işlemi sırasında bazal tabaka (K14+ve) keratinositler açık yaranın üzerine doğru göç eder, böylece epidermisin dış yara kenarına daha yakın olması, epidermisin iç yara kenarına (ön geçiş) daha erken oluşur. Yeni oluşan epidermisin ön kenarı kalan açık yarayı kapatmak için göç etmeye devam ederken, dış kenar epidermisi diğer epidermal tabakaları reforme etmek için farklılaşmaya başlar. Erken iyileşmede, böylece yeniden epitelize edilen alanın çoğunun bazal (K14 +ve) hücrelerden oluştuğunu görmeyi beklerken, daha sonra epidermisin dışarıdan içe doğru farklılaşmasıyla K14 lekelenmeleri kaybolur (Şekil 2E'dekitam montajlı görüntülere bakın). Bu nedenle Şekil 2D'de (aşağı doğru oklar) gösterilen K14 lekelemedeki düşüş, artan epidermal farklılaşma ile ilişkilidir. İlginçtir ki, görünür K14 lekelenme sağlıklı (2. gün) ve diyabetik (4. gün) yaralarda daha erken zirve yaptı ve diyabetik cilt yaralarında yeniden epitelizasyon ve daha sonra epidermal farklılaşmanın geciktiğini gösterdi.
Şekil 2: Tüm montajlı lekeleme, diyabetik ve sağlıklı ciltlerde pertürbed iyileşme oranlarını ortaya koymaktadır. (A) Dış ve iç yara ölçümlerinden yara kapatmayı ölçmek için kullanılan yöntem. Brightfield görüntüleri keratin 14 (K14) kırmızı leke gösteriyor. Bar = 300 μm. (B) Sağlıklı ve diyabetik ciltlerde zaman içinde iyileşmenin temsili görüntüleri (yara sonrası gün). Çubuk = 500 μm. K14 = yeşil. DAPI = mavi çekirdek. (C) Sağlıklı ciltten gelen ex vivo yaraların diyabetik deriden gelen ex vivo yaralarından önemli ölçüde daha hızlı kapandığını gösteren yara kapatma oranlarının nicelleştirilmesi (yüzde yeniden epitelizasyon). H = sağlıklı. Db = diyabetik. (D) Yüzde K14 lekelenme sağlıklı ve diyabetik ciltlerde daha erken zirveler ve daha sonra artan epidermal farklılaşma (aşağı oklar) doğrultusunda azalır. (E) Epidermisin farklılaşmasıyla K14 (bazal epidermal hücre) lekelenme kaybolur. D = farklılaştırılmış. ND = farklılaşmamış. Beyaz noktalı çizgiler iç ve dış yara kenarlarını tasvir eder. Beyaz oklar = geçiş yönü. n = Donör başına, zaman noktası başına 6 yara. Ortalama +/- SEM. * = P < 0.05, ** = P < 0.01 ve *** = P < 0.001. C'deki her iyileşme zaman noktasında sağlıklı ve diyabetik (en az anlamlı karşılaştırma içinP değeri). K14 boyamada zamansal değişim, D'dekiher donör için zirveye kıyasla. Bu rakamın daha büyük bir sürümünü görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.
Daha sonra diyabetik olmayan ciltlerde doku ekspresyonunu ve yara ile ilgili diğer belirteçlerin lokalizasyonunu araştırmak için tam montajlı boyama kullandık(Şekil 3). Kullanılan tüm antikorlar ve çalışma konsantrasyonları Malzeme Tablosunda verilmiştir. Açık yaradaki kan damarları, alt güç görüntülerindeki epidermal kenarları tanımlamak için K14 ile birlikte kullanılan alfa düz kas aktinin (a-SMA) antikoru ile pozitif olarak boyanmıştır (Şekil 3A). Dermal matris kollajen tip I (COL 1) ve fibronektin (Fn) karşı antikorlarla lekelendi. Burada kolajen bol kalın lifler olarak gözlenirken fibronektin lifleri seyrek, dalgalı ve inceydi(Şekil 3A). Tüm montajlı boyama yaklaşımımız, K14 pozitif keratinositler için gösterildiği gibi, lekelemenin hücre düzeyinde çözünürlüğünü de sağlayabilir (Şekil 3B).
Son olarak, insan ex vivo yaralarının yerleşik bağışıklık hücrelerine sahip olduğunu gösteriyoruz, Langerhans hücreleri 3. Gerçekten de, bu sonuçlar, iltihaplanma, çoğalma ve hücre dışı matris de dahil olmak üzere iyileşme yanıtının temel özelliklerini araştırmak için tüm montajlı boyamanın kullanılabileceğini göstermektedir (Şekil 4A). Birlikte ele alındığında, verilerimiz kombine ex vivo cilt yaralama ve tam montajlı boyama prosedürünün sağlıklı ve diyabetik (patolojik) insan cilt onarımının çeşitli yönlerini değerlendirmek için geçerli bir yöntem olduğunu ortaya koymaktadır.
Şekil 3: Diğer antikorlarla kullanılmak üzere tüm montajlı boyama yaklaşımının optimizasyonu. (A) Kan damarları alfa düz kas aktin (α-SMA, yeşil) ve keratin 14 (K14, kırmızı) ile lekelenirken, matris lifleri kollajen I (COL 1, kırmızı) ve fiektin (Fn, yeşil) ile boyanmıştır. (B) Tüm montaj prosedürü, lokalizasyonun hücre düzeyinde çözünürlüğünü sağlar (K14, yeşil; K1, kırmızı). (C) CD1a+ve Langerhans hücreleri (yeşil) yeni oluşan epidermiste gözlendi. DAPI = mavi çekirdek. Çubuk = 100 μm. Beyaz noktalı çizgiler iç ve dış yara kenarlarını ve yarayı epidermisten ayırır. Bu lekeleme diyabetik olmayan ciltlerde yapıldı. Bu rakamın daha büyük bir sürümünü görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.
Şekil 4: Yara iyileşmesini değerlendirmek için tüm montajlı boyama prosedürünün geçerliliği. (A) Tüm montajlı boyama tekniğinin yara ile ilgili süreçleri nasıl değerlendirebileceğini gösteren illüstrasyon. Kullanılan antikorlar = kırmızı metin. K14 = keratin 14. COL 1 = kollajen 1. Fn = fibronektin. (B) Tüm montajlı boyama prosedürü (mavi oklar), yara kapatma ölçümlerine standart histolojik analizlere (kırmızı oklar) göre daha az değişkenlik gösterir. S1 = bölüm 1. WE = yara kenarı. Çubuk = 300 μm. Bu lekeleme diyabetik olmayan ciltlerde yapıldı. Bu rakamın daha büyük bir sürümünü görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.
Bu deneysel protokolde, insan ex vivo derisinde yara kapatmayı tüm montajlı doku boyama kullanarak değerlendirmek için optimize edilmiş bir yöntem açıklıyoruz. Bu, potansiyel yara tedavilerinin eleştirel değerlendirilmesine izin vermek ve insan yarası onarım yanıtının daha iyi anlaşılmasını sağlamak için önemli bir kaynaktır. Daha önce12,13exvivo cilt yaralarında iyileşme değerlendirmesi yayınladık, ancak bu raporlarda yara kapatmayı ölçmek için tüm montaj lekeleme yaklaşımı kullanılmadı. Bütün montajlı boyama çok daha kolaydır ve numunelerin parafin veya OCT gömülmesini ve bölümlenilmesini içeren standart histolojiden daha az teknik deneyim gerektirir. Tüm montaj prosedürü ayrıca deneysel değişkenliği azaltarak, doku içinde tanımlanmış bir konumda sadece tek bir enine bölümün değil, tüm yaranın ölçülmesini sağlar (karşılaştırmalı illüstrasyon için Şekil 4B'ye bakın). Rhea ve Dunnwald tarafından murine akut yaralar için açıkça belirtildiği gibi, simetrik olmayan tüm yara yapısının iyileşmesinin ölçülmesinin önemini tam olarak destekliyoruz14. Bu yazarlar, yara morfolojisinin tekrarlanabilir ve hassas ölçümleri için in vivo eksizyonal yaraların seri olarak bölümlemenin önemini göstermiştir. Seri kesitler insan ex vivo yaralarına eşit olarak uygulanabilir; ancak yara kapatma ve yeniden epitelizasyonun doğru ölçülmesi için yüksek verimli tam montajlı boyama tercih edilen yöntem olmalıdır. Bu tüm montajlı boyama protokolün geleneksel histolojik analiz için sonraki işleme (balmumu veya OCT) ile de uyumlu olması gerektiğini not ediyoruz.
Tüm montajlı boyama dezavantajları olmadan değildir. Yara iyileştirme deneylerinde daha yüksek tekrarlanabilirlik sağlarken, analiz için standart histolojik tekniklerden daha fazla doku kullanılmasını gerektirir. Bu, doku erişiminin sınırlı olduğu, özellikle birden fazla antikorin değerlendirilmesi gereken bir sorun olabilir. Alternatif bir yaklaşım, yara genişliğinin nispeten düzgün olduğu ve değişkenliğin azaldığı bir kesi yaralanması yöntemi sağlamak olacaktır (fare ve insan yaralarında gösterildiği gibi15,16). Bununla birlikte, eksizyonal yaralar çoğu patolojik yara tipi17için daha uygulanabilir olmaya devam eder.
Bu çalışmada 6 mm deri eksplantlarının merkezinde 2 mm kısmi kalınlıkta yaralar oluşturulmuştur. Bu yöntem, farklı cilt derinliklerinde alternatif eksizyonal yara ve eksplant boyutları için optimize edilebilir18. Ek olarak, yara oluşturmak için gereken kuvvet, yaşlı cildin biyopsi için daha az güç gerektireceği donörler arasında değişecektir. Ayrıca cilt belirgin çatlaklar veya diğer yapısal değişiklikler gösteren kullanmaktan kaçınırız. Ex vivo iyileşme yanıtının farklı yönlerini göz önünde bulundurmak için bir dizi antikor doğruladık. Bu protokol, antikor konsantrasyonlarının ve kuluçka sürelerinin optimize edilmesi gereken diğer ciltle ilgili antikorlarla da kullanılabilir. Bununla birlikte, protokolümüzün en çok toplam yara kapanmasının mutlak nicelemesine ve ardından belirli ilgi proteinlerinin mekansal değerlendirmesine uygun olduğuna inanıyoruz. Tüm montaj, doku bölümlerinin standart histolojik analizine karşı immünolokalizasyonun daha az çözümlenmesini sağlarken, standart 2D histolojide eksik olan ek 3D bilgiler sağlar.
Ex vivo ciltte iyileşmeyi in vivo modellere göre değerlendirmenin bir uyarısı, sistemik bir tepkiden yoksun olmasıdır. Yara onarımının önemli bir yönü, enflamatuar hücrelerin ve endotel hücrelerinin vaskülatörden akınından kaynaklanan iltihaplanma ve sonraki doku granülasyonudur19. Bu sınırlamaya rağmen, ex vivo cilt hala hücre bazlı yara testlerinden daha iyi bir klinik iyileşme rekapitülasyonu sağlar. Genel olarak in vitro deneyler tek hücre tipi monolayerleri veya doku kültürü plastiği üzerinde yetiştirilen ortak kültürleri içerirken, ex vivo cilt hücre davranışını keşfetmek için yerel bir ortam sağlar. Daha yakın zamanda, yapay matris ve izole cilt hücrelerinden laboratuvar ortamında cildin yetiştirildiği bir dizi cilde eşdeğer sistem ortaya çıkmıştır20,21. Bu modeller insan cildini çoğu in vitro yaklaşımdan daha iyi taklit etse de, yine de doğal doku ortamını tam olarak simüle etmezler ve genellikle tekrarlanabilir şekilde yaralanmak için çok kırılgandırlar. Ek olarak, biz (ve diğerleri) ex vivo insan cilt dokusunun yerleşik bağışıklık hücrelerini koruduğunu gösterdik, bu da şüphesiz onarıma katkıda bulunacak22,23. Gelecekteki çalışmalar artık ex vivo modelinin geç aşama iyileştirme değerlendirmesi için canlılığını ve immünocompetency'sini genişletmeye odaklanmalıdır24. Bir seçenek, doku canlılığını uzatabilen ve kültürde iki haftaya kadar yerel cilt mimarisini koruyabilen gelecek vaat eden çip üzerinde organ teknolojilerinin daha dailerlemesidir 25. Ex vivo modelleri ayrıca nötrofiller gibi bağışıklık hücrelerini konak doku26'ya başarıyla dahil ederek veya bağışıklık reaksiyonuna neden olacak antikorlarla konak doku enjekte ederek cilt enflamatuar yanıtının önemini düşünmeye başlamıştır27. Bu bulguların gelecekte daha rafine ve çevrilebilir yöntemlerin geliştirilmesinin önünü açmasını bekliyoruz.
Yara kapatmayı ölçmek için ex vivo deri kullanmanın en büyük yararı, sağlıklı (örneğin diyabetik olmayan) dokudaki iyileşme oranlarını patolojik (örneğin diyabetik veya yaşlı) doku ile karşılaştırma yeteneğidir. Burada diyabetik ve sağlıklı ex vivo yaralarında yeniden epitelizasyon ve bariyer oluşumunun gerçekten bozulmuş olduğunu gösterdik. Gerçekten de, bu, yaşlanma ve diyabetin kronik yaralar geliştirmek için önemli risk faktörleri olduğu patolojik onarımın klinik öncesi değerlendirmesi için bir yol sağlar1. Yaşlı ve diyabetik dokudan izole edilmiş hücreler veya hiperglisemi28,29'utaklit etmek için yüksek glikozda kültürlenmiş hücreler gibi in vitro patolojik modeller mevcut olsa da, bu hücreler in vivo mikroçevrinden çıkarıldıktan sonra fenotiplerini hızla kaybedebilirler. Dış patolojik iyileşme ortamının önemli bir bileşeni, hem yaşlanma hem de diyabet30'dadeğiştirilen dermal matristir. Gerçekten de, bu pertürbed matris yerleşik ve naif fibroblastların davranışını etkiler31,32. Bu nedenle, hücrelerin konak doku ortamlarında incelenmesinin önemi küçümsenemez.
Özetle, protokolümüz insan yarasının yeniden epitelizasyonunu ölçmek, düzenleyici faktörleri araştırmak ve potansiyel terapötiklerin geçerliliğini ve etkinliğini test etmek için önemli bir platform sağlar12,13. Klinik öncesi testler hala in vivo yaklaşımlar gerektirmekle birlikte, ex vivo insan dokusu ve in vivo murine yaralanması kullanan birleşik bir strateji, klinik öncesi yolu iyileştirmeli ve türler arası çevrilebilirliği artırırken hayvan kullanımını azaltmalıdır.
Yazarlar çıkar çatışması olmadığını beyan eder.
Hasta dokusunu sağladıkları için Bay Paolo Matteuci ve Bay George Smith'e teşekkür ederiz. Ayrıca doku toplanmasına yardımcı olduğu için Bayan Amber Rose Stafford'a ve laboratuvar olanakları sağladığı için Daisy Appeal'a minnettarız.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
50 mL Falcon Tubes | Falcon | 352070 | For skin washing |
1.5 ml TubeOne Microcentrifuge Tubes, Natural (Sterile) | Starlab | S1615-5510 | For whole-mount staining |
48-Well CytoOne Plate, TC-Treated | Starlab | CC7682-7548 | For whole-mount staining |
Acetic Acid Glacial | Fisher Chemical | A/0400/PB15 | Part of fixative |
Alkyltrimethylammonium Bromide | Sigma-Aldrich | M7635 | Part of fixative |
Anti-Alpha Smooth Muscle Actin Antibody [1A4] | Abcam | ab7817 | Stains blood vessels |
Anti-Collagen I Antibody | Abcam | ab34710 | Stains collagen |
Anti-Cytokeratin 14 Antibody [LL002] | Abcam | ab7800 | Stains epidermis |
CD1A Antibody (CTB6) | Santa Cruz Biotechnology | sc-5265 | Stains Langerhans cells |
DAPI (4',6-diamidino-2-phenylindole, dihydrochloride) | Thermo Fisher Scientific | 62247 | Counterstain for cell nuclei |
Falcon 60mm Petri dishes | Falcon | 353004 | Human ex vivo culture |
Fibronectin Antibody (EP5) | Santa Cruz Biotechnology | sc-8422 | Stains fibronectin |
Formaldehyde, Extra Pure, Solution 37-41%, SLR | Fisher Chemical | F/1501/PB17 | Part of fixative |
Gauze Swabs | Medisave | CS1650 | To clean skin |
Gibco™ Antibiotic-Antimycotic Solution | Thermo Fisher Scientific | 15240062 | Human ex vivo culture |
Gibco DMEM, high glucose, no glutamine | Thermo Fisher Scientific | 11960044 | Human ex vivo culture |
Gibco Fetal Bovine Serum | Thermo Fisher Scientific | 10500064 | Human ex vivo culture |
Gibco HBSS, no calcium, no magnesium | Thermo Fisher Scientific | 14170088 | Human ex vivo culture |
Gibco L-Glutamine (200 mM) | Thermo Fisher Scientific | 25030081 | Human ex vivo culture |
Hydrogen Peroxide | Sigma-Aldrich | H1009-100ML | For immunoperoxidase staining |
ImageJ Software | National Institutes of Health | N/A | For image analysis |
Invitrogen IgG (H+L) Cross-Adsorbed Goat anti-Mouse, Alexa Fluor 488 | Thermo Fisher Scientific | A11001 | Secondary antibody used depends on required fluorochromes and primary antibody |
Invitrogen IgG (H+L) Cross-Adsorbed Goat anti-Rabbit, Alexa Fluor 594 | Thermo Fisher Scientific | A11012 | Secondary antibody used depends on required fluorochromes and primary antibody |
Invitrogen LIVE/DEAD Viability/Cytotoxicity Kit, for mammalian cells | Thermo Fisher Scientific | L3224 | For viability assessment of tissue |
Iris Forceps, 10 cm, Curved, 1x2 teeth | World Precision Instruments | 15917 | To create wounds |
Iris Scissors, 11 cm, Curved, SuperCut, Tungsten Carbide | World Precision Instruments | 501264 | To create wounds |
Iris Scissors, 11 cm, Straight, SuperCut, Tungsten Carbide | World Precision Instruments | 501263 | To remove adipose tissue |
Keratin 1 Polyclonal Antibody, Purified | Biolegend | 905201 | Stains epidermis |
Keratin 14 Polyclonal Antibody, Purified | Biolegend | 905301 | Stains epidermis |
LSM 710 Confocal Laser Scanning Microscope | Carl Zeiss | Discontinued | For fluorescent imaging |
Merck Millipore Absorbent pads | Merck Millipore | AP10045S0 | Human ex vivo culture |
Merck Millipore Nylon Hydrophilic Membrane Filters | Merck Millipore | HNWP04700 | Human ex vivo culture |
Normal Goat Serum Solution | Vector Laboratories | S-1000-20 | Animal serum used depends on secondary antibody |
Phosphate Buffer Solution | Sigma-Aldrich | P3619 | For wash buffer |
Sodium Azide | Sigma-Aldrich | S2002 | For blocking buffer |
Sodium Chloride | Fisher Bioreagents | BP358-212 | Part of fixative |
Sterilisation Pouches | Medisave | SH3710 | To sterilise instruments |
Stiefel 2mm biopsy punches | Medisave | BI0500 | For partial thickness wound |
Stiefel 6mm biopsy punches | Medisave | BI2000 | For outer explant |
Thermo Scientific Sterilin Standard 90mm Petri Dishes | Thermo Fisher Scientific | 101VR20 | To prepare skin |
Triton X-100 | Fisher Chemical | T/3751/08 | For wash buffer |
VECTASTAIN Elite ABC-HRP Kit, Peroxidase (Rabbit IgG) | Vector Laboratories | PK-6101 | For immunoperoxidase staining; HRP kit used depends on primary antibody |
Vector NovaRED Substrate Kit, Peroxidase (HRP) | Vector Laboratories | SK-4800 | For immunoperoxidase staining |
Wireless Digital Microscope | Jiusion | N/A | For brightfield imaging |
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