Кожа млекопитающих является многослойным органом, который защищает организм от инородных патогенов и ультрафиолетового облучения (УВР). Кожа также играет важную роль в гомеостатических процессов, таких как заживление ран, регулирование температуры и витамина D производства1,2,3. Кожа млекопитающих состоит из трех основных типов клеток: меланоцитов, фибробластов и кератиноцитов. Эти типы клеток населяют различные слои кожи, с кератиноцитами, составляющими эпидермиса, фибробластов, проживающих в дерме и меланоцитах, локализованных в эпидермально-дермальных соединения хищных и волосяных фолликулов4. Здесь мы подробно простую процедуру, которая позволяет одновременное поколение первичных меланоцитов и фибробластных культур из кожи мурин.
Меланоциты пигментных клеток, найденных во многих местах по всему человеческому телу, в том числе базальных эпидермис, радужная оболочка, улитка, мозг и волосяные фолликулы5. Основная функция меланоцитов заключается в генерации и выделении меланиносодержащих пузырьков, называемых меланосомами5,6. Меланосомы содержат два основных класса меланина: коричневый/черный эумеланин ижелтый/красный феомеланин 6,7. Биохимические процессы в меланоцитах регулируют относительное изобилие каждого вида меланинаи помогают определить цвет волос, кожи и глаз 8,9. Меланин также служит для поглощения UVR и защиты солнечных тканей от мутагенеза10.
Меланоцит дисфункции может вызвать пигментные дефекты и увеличить восприимчивость рака кожи. Например, гиперпигментированные участки кожи, характерные для меланомы, являются результатом перепроизводства фокусного меланина, в то время как зародышевые генетические мутации, которые компрометируют гены, участвующие в синтезе меланина, приводят к альбинизму11,12 . Интимное знание биологии меланоцитов требуется для разработки стратегий, которые позволят исправить такие пигментные дефекты и в конечном итоге улучшить психосоциальное благополучие людей, страдающих этими заболеваниями. Дефицит в производстве меланина и / или преференциальный синтез феомеланина также связаны с повышенным риском рака кожи10. Этот риск, как полагают, в результате снижения защиты UVR6,13. Таким образом, методы повышения или восстановления производства эумеланина в меланоцитах могут снизить заболеваемость раком кожи в этих популяциях.
Мезенхимальные фибробласты устанавливают соединительную ткань и структурную поддержку для всех органов тела, включая кожный слой кожи14. Выделение белков, таких как коллаген, эластин, ламинин и фибронектин позволяют фибробластам формировать внеклеточную матрицу (ECM), которая необходима для целостности тканей1,14. Фибробласты также играют важную роль в таких процессах, как заживление ран, воспаление, ангиогенез и образование рака/прогрессирование1,15,16.
Как и меланоциты, дефекты в фибробластной активации и функции могут способствовать опухолевому и заболеванию. Например, неуместная активация фибробластов обычно приводит к образованию фиброза, в результате повышенного осаждения избыточных компонентов ECM в окружающие ткани. Как фибробласты поддерживать большую часть структурной целостности организма, фиброз способствует заболеваний, которые влияют на многочисленные ткани и органы, в том числе идиопатический легочный фиброз, системный склероз, цирроз печени и сердечный фиброз15. Фибробласты также играют важную роль в раке16. Связанные с раком фибробласты (ЦАФ) являются наиболее распространенными незлокачественными клетками в микроокружении многих опухолей. Было показано, что ЦАФы способствуют пролиферации опухоли, прогрессированию и терапевтической резистентности путем модулирования жесткости тканей, местного производства цитокинов и иммунной функции16.
Первичные клеточные культуры предоставляют исследователям генетически убираемые модели для выявления и смягчения дефектов меланоцитов и фибробластов, которые приводят к болезням. Тем не менее, современные методы создания меланоцитов культур ы отнимают много времени и технически сложной задачей. Потребность в трипсинизации и деликатное разделение эпидермиса и дермы способствует изменчивости экспериментальной урожайности и затрудняет проведение крупномасштабных экспериментов. Кроме того, протоколы для одновременного изолировать меланоциты и фибробласты от всей кожи в настоящее время не хватает в поле.
Мы разработали метод снижения этапов обработки, изменчивости и времени, необходимого для создания меланоцитов и фибробластных культур из одного и того же образца всей кожи. Используя метод механической гомогенизации с последующим кратким пищеварением, наша стратегия значительно уменьшает количество практического времени, необходимого для изоляции первичных меланоцитов, позволяя одновременной изоляции фибробластов. Повышенная скорость, эффективность и согласованность этого протокола, в сочетании с возможностью изолировать меланоциты от 0-4-дневных мышей, предоставляет исследователям гибкость для выполнения более широкого спектра экспериментов, чем это было ранее возможно.