Organoids fare Extrahepatic safra kanalları üzerinden nesil
Summary
Bu iletişim kuralı bir fare extrahepatic safra kanalını 3 boyutlu organoid sistemi üretimi açıklar. Bu safra organoids cholangiocyte Biyoloji çalışma kültüründe korunabilir. Safra organoids işaretleri hem yaratıcı hem de safra hücreleri hızlı ve polarize epitel hücrelerinin oluşmaktadır.
Abstract
Cholangiopathies, extrahepatic safra kanalları (EHBDs) etkileyen, safra atrezi, Birincil sklerozan kolanjit ve cholangiocarcinoma içerir. Onlar etkili tedavi seçeneği var. EHBD eğitim araçları çok sınırlıdır. Bizim amacımız kolayca vahşi türü ve genetik fareler üretilen bir organ özgü, çok yönlü, Yetişkin kök hücre kaynaklı, preklinik cholangiocyte modeli geliştirmekti. Böylece, biz yetişkin fare EHBDs bir EHBD organoid (EHBDO) kültür sisteminden geliştirme roman tekniği rapor. Modelin maliyet-etkin, kolayca çözümlenmesi mümkün olduğunu ve birden çok akış yönündeki uygulama alanı vardır. Özellikle, fare EHBD yalıtım ve tek hücre ayrılma, organoid kültür başlatılması, yayma ve uzun vadeli bakım ve depolama yöntemi açıklanmaktadır. Bu makale ayrıca immünhistokimya, floresan mikroskopi ve mRNA bereket Nefelometri için gerçek zamanlı nicel ters transkripsiyon Polimeraz zincir tepkimesi (PCR qRT) tarafından işleme EHBDO açıklar. Bu iletişim kuralının EHBD özgü organoids üreten ek olarak önemli avantajlar vardır. L-UYR hücrelerden şartına bir orta kullanımı önemli ölçüde bu model maliyetini azaltır. Fare EHBDs kullanımı insan dokusu aksine kültür üretimi için neredeyse sınırsız doku sağlar. Oluşturulan fare EHBDOs endodermal progenitör işaretleri saf nüfusuyla epitel hücresi içeren ve safra hücreleri ayrıştırılan. Kültürlü organoids birden çok pasajlar ile homojen Morfoloji korumak ve bir uzun vadeli depolama süresi sıvı azot sonra elde edilebilir. Model safra progenitör hücre çoğalması için çalışma sağlar, farmakolojik manipüle edilebilir ve genetik fareler oluşturulabilir. Gelecekteki çalışmalar Kültür koşulları kaplama verimliliği artırmak, işlevsel hücre olgunluk ve doğrudan hücre farklılaşması değerlendirmek için en iyi duruma getirmek için ihtiyaç vardır. Ortak kültür modeller ve daha biyolojik olarak tarafsız bir hücre dışı matriks geliştirilmesi de arzu vardır.
Introduction
Cholangiopathies içi – ve extrahepatic safra kanalları (EHBDs)1bulunan safra hücrelerini etkiler tedavi edilemez kronik ilerici bozuklukları vardır. Birincil sklerozan kolanjit, cholangiocarcinoma, safra atrezi ve choledochal kistleri, gibi bazı cholangiopathies ağırlıklı olarak EHBDs etkiler. Cholangiopathies için tedavilerin geliştirilmesi Preklinik modellerin sınırlı kullanılabilirliğe tarafından sınırlandırılmıştır. Buna ek olarak, önceki çalışmalarda birlikte gruplandırılmış cholangiopathies üzerinde duruldu: karaciğer, içi- ve EHBDs. Ancak, içi – ve EHBDs ayrı bir embriyonik kökenli ve, böylece, farklı moleküler patolojiler düşünülmelidir. İntrahepatic duktal plakaları ve hepatik divertikülü kafatası parçası intrahepatic safra kanalları geliştirmek, hepatik divertikülü2Kaudal kısmından tüm EHBDs geliştirmek. Onlar farklı progenitör hücre bölmeleri yetişkin Homeostazı, intrahepatic safra kanalları ve peribiliary bezleri EHBDs2,3Hering Kanallar dahil olmak üzere için güvenirler. Hayvan modelleri kullanımını preklinik Etütler gider tarafından sınırlı ve etik nedenlerle indirilmelidir. Bu nedenle, indirgemeci, tekrarlanabilir, zaman ve maliyet-etkin tüp bebek modelleri son derece arzu edilir.
Cholangiopathies en önceki çalışmaları normal fare ya da sıçan kanser modelleri, ya da insan cholangiocarcinoma hücre satır içi – ve EHBDs4,5,6,7elde kullanılmaktadır. Ancak, bu dönüştürülmüş hücrelerin modelleri ve normal cholangiocyte Biyoloji homeostazı veya sağlıklı bir devlet özetlemek değil. Organotypic kültür modelleri gelişiminde son ilerleme 3 boyutlu yapıları gelişimi normal fare rağmen EHBDs8,9hepatobiliary dokular, dahil olmak üzere farklı doku türlerinden izin verdi, 10. Bu “organ gibi” yapılar birincil doku taklit eden amaçlı ve öz-organ özgü kök/progenitor hücreler11yenilenmesi destekleyen yapay bir niş içinde yetişir.
“Organoid” olan bir geniş terim bu en yaygın kök hücrelerden elde edilen 3 boyutlu doku modelleri açıklar. Organoids programlanmış pluripotent kök hücreler embriyonik kök hücreleri tarafından temsil ve pluripotent kök hücreler indüklenen oluşturulabilir. Bunlar da organ özgü erişkin kök hücreler12den oluşturulabilir. Bazı cholangiocyte organoid modelleri önceki araştırma çalışmalarında önerilmiştir. Böylece, insan pluripotent kök hücrelerden türetilmiş organoids bildirilen7,9,13 olmuştur ve farklı hücre tipleri aynı anda oluşturmak için olanak sağlayan değerli, zaman verimli araç sağlar. Ancak, birincil yetişkin EHBD cholangiocytes işlevselliğini ve yapısını bu pluripotent kök hücre kaynaklı organoids tam olarak yansıtmıyor.
Organoids insan9 yetişkin kök hücrelerden türetilmiş ve kedi10 karaciğer de önerdi. Kedi modelleri yaygın olarak mevcut değildir ve aracı armamentarium çalışma amacıyla sınırlı sahip. Ayrıca, bu karaciğer kaynaklı yetişkin kök hücre kaynaklı organoids extrahepatic cholangiocytes ama çok intrahepatic cholangiocytes model değil.
EHBD organoid üretimi insan normal EHBDs14 ve fare EHBD cholangiocarcinoma15bildirildi. Ancak, insan EHBD doku erişim son derece sınırlıdır ve cholangiocarcinoma15 bir genetik fare modelinden türetilmiş organoids sağlıklı cholangiocyte Biyoloji Homeostazı, temsil etmez ve genetiği değiştirilmiş hücrelerden türetilir.
Pluripotent kök hücre ve karaciğer türetilmiş cholangiocyte organoid modelleri ve insan dokulara preklinik modellerinde gerekli sınırlı erişim sınırlamaları gidermek amacıyla geliştirdiğimiz bir fare EHBD organoid model (şekil 1A). Bu el yazması bir tekniği için fare EHBD elde edilen organoids yetişkin dokusundan gelişimi anlatılmaktadır. EHBDOs adlı bu EHBD organoids EHBDs cholangiocyte homeostazı ve hastalık gibi süreçlerini cholangiopathies altında yatan mekanizmaları incelenmesi için önemli bir tüp bebek araç olacaktır.
Protocol
Representative Results
Discussion
Bu eser fare EHBD cholangiocytes bir organotypic 3 boyutlu model nesil açıklar. EHBDO kültür üretimi önemli adımlardan dahil pankreas hücresi kirlenmesini, bakteriyel ve mantar kirlenme ve sonra Santrifüjü önlemek için dikkatli işleme önlemek için steril koşulları bakımından önlemek için çok titiz EHBD diseksiyon hücresel malzeme kaybı. Açıklanan sıcaklık koşullarında yakın bir bağlılık gereklidir. Teknik bazı sınırlamalar vardır. EHBDs yetişkin fareler küçük (yaklaşık 1 mm ça…
Offenlegungen
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Bu eser çalışma karaciğer hastalıkları Pinnacle Ödülü (için N.R.) ve ulusal sağlık enstitüleri, diyabet Ulusal Enstitüsü ve sindirim için Amerikan Derneği ve böbrek hastalıkları (P30 DK34933 N.R., P01 DK062041 J.L.M. için Ödülleri) tarafından desteklenmiştir. Dr. Ramon Ocadiz-Ruiz (Michigan Üniversitesi) geliştirme Bu metodoloji ile onun yardım için teşekkür.
Materials
| L-WRN cell culture medium | |||
| Advanced DMEM/F12 | Life Technologies | 12634-010 | |
| Fetal Bovine Serum (FBS) | 1% | Life Technologies | 10437-028 |
| Penicillin-Streptomycin | 100 U/mL | Life Technologies | 15140-122 |
| Washing buffer | |||
| Phosphate Buffered Saline (PBS) | 50 mL | Life Technologies | 10010-023 |
| Penicillin-Streptomycin | 125 U/mL | Life Technologies | 15140-122 |
| Amphotericin B | 6.25 µg/mL | Life Technologies | 15290-018 |
| Organoid culture medium | |||
| L-WRN Conditioned medium | 1:1 | ATCC | CRL-3276 |
| Advanced DMEM/F12 | 1:1 | Life Technologies | 12634-010 |
| Penicillin-Streptomycin | 100 U/mL | Life Technologies | 15140-122 |
| N-Glutamine | 10 µl/mL | Life Technologies | 35050-061 |
| N-2-hydroxyethylpiperazine-N-2-ethane sulfonic acid, HEPES | 10 mM | Life Technologies | 15630-080 |
| B27 | 10 µl/mL | Gibco | 17504-044 |
| N2 | 10 µl/mL | Gibco | 17502-048 |
| Organoid seeding medium | |||
| Organoid culture medium | |||
| Epidermal growth factor (EGF) | 50 ng/mL | Invitrogen | PMG8041 |
| Fibroblast growth factor-10 (FGF10) | 100 ng/mL | PeproTech | 100-26 |
| Primary antibodies | |||
| Anti-Cytokeratin 19 (CK19) antibody, Rabbit | 1:250 | Abcam | ab53119 |
| Sex-Determining Region Y-Box 9 (SOX9) antibody, Rabbit | 1:200 | Santa Cruz | sc-20095 |
| Pancreatic Duodenal Homeobox 1 (PDX1) antibody, Rabbit | 1:2000 | DSRB | F109-D12 |
| E-cadherin antibody, Goat | 1:500 | Santa Cruz | sc-31020 |
| Acetylated α-tubulin antibody, Mouse | 1:500 | Sigma-Aldrich | T6793 |
| Secondary antibodies | |||
| 488 labeled anti-rabbit, Donkey IgG | 1:1000 | Invitrogen | A-21206 |
| 594 labeled anti-goat, Donkey IgG | 1:1000 | Invitrogen | A-11058 |
| 568 labeled anti-mouse, Goat IgG2b | 1:500 | Invitrogen | A-21144 |
| TopFlash Wnt reporter assay | |||
| TopFlash HEK293 cell line | ATCC | CRL-1573 | |
| Luciferase Assay Kit | Biotium | 30003-2 | |
| 0.05% Trypsin-EDTA | Life Technologies | 25300054 | |
| 0.4% Trypan Blue Solution | Life Technologies | 15250061 | |
| Additional materials and reagents | |||
| Basement matrix, phenol free Matrigel | CORNING | 356237 | |
| Dissociation buffer, Accutase | Gibco | A1110501 | |
| Cell culture freezing medium, Recovery | Life Technologies | 12648010 | |
| Cell strainer (70 µm, steriled) | Fisherbrand | 22363548 | |
| Guanidinium thiocyanate-phenol RNA extraction, TRIzol | Invitrogen | 15596026 | |
| Specimen processing gel, HistoGel | Thermo Fisher Scientific | HG-4000-012 | |
| Universal mycoplasma detection kit | ATCC | 30-1012K | |
| 1.5 mL microcentrifuge tube | Fisherbrand | 05-408-129 | |
| 24 well plate | USA Scientific | CC7682-7524 | |
| 50 mL conical centrifuge tube | Fisher scientific | 14-432-22 | |
| Fluorescence microscope | Nikon | Eclipse E800 | |
| Inverted microscope | Biotium | 30003-2 | |
| Necropsy tray | Fisherbrand | 13-814-61 |
Referenzen
- Lazaridis, K. N., LaRusso, N. F. The Cholangiopathies. Mayo Clinic Proceedings. 90 (6), 791-800 (2015).
- Carpino, G., et al. Stem/Progenitor Cell Niches Involved in Hepatic and Biliary Regeneration. Stem Cells International. 2016, 3658013 (2016).
- DiPaola, F., et al. Identification of intramural epithelial networks linked to peribiliary glands that express progenitor cell markers and proliferate after injury in mice. Hepatology. 58 (4), 1486-1496 (2013).
- Venter, J., et al. Development and functional characterization of extrahepatic cholangiocyte lines from normal rats. Digestive And Liver Disease. 47 (11), 964-972 (2015).
- Glaser, S. S., et al. Morphological and functional heterogeneity of the mouse intrahepatic biliary epithelium. Laboratry Investigation. 89 (4), 456-469 (2009).
- Cardinale, V., et al. Multipotent stem/progenitor cells in human biliary tree give rise to hepatocytes, cholangiocytes, and pancreatic islets. Hepatology. 54 (6), 2159-2172 (2011).
- De Assuncao, T. M., et al. Development and characterization of human-induced pluripotent stem cell-derived cholangiocytes. Laboratry Investigation. 95 (6), 684-696 (2015).
- Huch, M., et al. In vitro expansion of single Lgr5+ liver stem cells induced by Wnt-driven regeneration. Nature. 494 (7436), 247-250 (2013).
- Huch, M., et al. Long-term culture of genome-stable bipotent stem cells from adult human liver. Cell. 160 (1-2), 299-312 (2015).
- Kruitwagen, H. S., et al. Long-Term Adult Feline Liver Organoid Cultures for Disease Modeling of Hepatic Steatosis. Stem Cell Reports. 8 (4), 822-830 (2017).
- Spence, J. R. Taming the Wild West of Organoids, Enteroids, and Mini-Guts. Cellular And Molecular Gastroenterology And Hepatology. 5 (2), 159-160 (2018).
- Dutta, D., Heo, I., Clevers, H. Disease Modeling in Stem Cell-Derived 3D Organoid Systems. Trends In Molecular Medicine. 23 (5), 393-410 (2017).
- Sampaziotis, F. Building better bile ducts. Science. 359 (6380), 1113 (2018).
- Sampaziotis, F., et al. Reconstruction of the mouse extrahepatic biliary tree using primary human extrahepatic cholangiocyte organoids. Nature Medicine. 23 (8), 954-963 (2017).
- Nakagawa, H., et al. Biliary epithelial injury-induced regenerative response by IL-33 promotes cholangiocarcinogenesis from peribiliary glands. Proceedings Of The Natural Academy Of Science Of The United States Of America. 114 (19), E3806-E3815 (2017).
- Razumilava, N. Hedgehog signaling modulates IL-33-dependent extrahepatic bile duct cell proliferation in mice. Hepatology Communications. , (2018).
- Boyer, J. L. Bile formation and secretion. Comprehensive Physiology. 3 (3), 1035-1078 (2013).
- Carpino, G., et al. Biliary tree stem/progenitor cells in glands of extrahepatic and intraheptic bile ducts: an anatomical in situ study yielding evidence of maturational lineages. Journal Of Anatomy. 220 (2), 186-199 (2012).
- Hughes, C. S., Postovit, L. M., Lajoie, G. A. Matrigel: a complex protein mixture required for optimal growth of cell culture. Proteomics. 10 (9), 1886-1890 (2010).
- Williamson, I. A., et al. A High-Throughput Organoid Microinjection Platform to Study Gastrointestinal Microbiota and Luminal Physiology. Cellular And Molecular Gastroenterology And Hepatology. 6 (3), 301-319 (2018).
- Wan, A. C. A. Recapitulating Cell-Cell Interactions for Organoid Construction – Are Biomaterials Dispensable?. Trends In Biotechnology. 34 (9), 711-721 (2016).
