독성 흡입 화학 시험에 대한 시험 관내 세포 배양 모델에서
Summary
이 프로토콜은 흡입 독성 화학 물질을 세포 배양의 노출 방법을 설명하기 위해 설계되었습니다. 차별화 된 공기 – 액체 인터페이스기도 상피 세포 (ALI) 문화의 노출은 염소와 같은 독성 가스에기도 노출의 독특한 모델을 제공합니다. 이 논문에서 우리는 염소 상피 세포의 공기 – 액체 인터페이스의 문화에 대한 노출과 심근의 침수 문화의 영향을 설명합니다. 체외 노출 시스템이 중요한 기전 연구는 다음 새로운 치료제를 개발하는 데에 이용 될 수있는 경로를 평가할 수 있습니다.
Abstract
세포 배양은 이전의 동물 모델에서의 사용에 대한 치료제의 효능을 개발하고 연구하는 것이 필수적이다. 우리가 잘 분화 된 인간기도 상피 세포와 심장 근육 세포를 모델링 할 수있는 독특한 기능이 있습니다. 이것은 일반적으로 세포 표면과 상호 작용하고, 물과 반응하고, 침수 문화에 미치는 영향을 제한에 따라 다양한 부산물을 형성 할 수있는 염소 등의 유해 화학 물질 흡입,의 해로운 효과를 연구하는 귀중한 도구가 될 수 있습니다. 공기 liqiuid 인터페이스에서 잘 분화 된 인간기도 상피 세포 배양을 이용하여 우리의 모델은 이러한 제한을 우회뿐만 아니라 잠재적 인 독성 흡입 화학 물질의 독성의 중요한 메커니즘을 평가하는 기회를 제공한다. 우리는 막 무결성의 강화 손실, 염소 노출 같은 독성 화학 물질 흡입시 카스파 릴리스과 죽음에 대해 설명합니다. 이 문서에서는, 우리는 포유 동물의 마음과기도 상피 C 염소 노출을 모델링하는 방법을 제안한다문화와 이러한 종류의 세포에 미치는 영향을 평가하는 간단한 테스트에서 ELL 학생.
Introduction
독성 화학 물질 흡입 (TICS)에 노출 / 염소 (망할 CIA 2) 등의 가스 사고 피폭뿐만 아니라 화학 물질의 위협으로 자신의 잠재적 인 사용의 지속적인 건강 관심사 남아있다. 폐는 기본 목표이지만, 심장과 뇌 등의 장기는 생체 내 모델이 일반적으로 틱에서 테스트 독성에 사용됩니다. 1-3에 영향을하지만, 독성 평가를위한 시험 관내 분석에서 비용 효과, 간단한 빠르고 더 있습니다됩니다.에서 체외 모델은 생체 내에서 평가하기 어려울 수 있습니다 에이전트 세포 상호 작용의 광범위한 조사를 할 수 있습니다. 이러한 체외 노출 시스템은 드물고 또한, 독성 에이전트가 세포가 침수되는 배양 배지에 첨가되는 일부 기존 모델에, 에이전트의 속성으로 인해 상호 작용과 매체의 구성 요소에 바인딩을 변경할 수 있습니다. 같은 이러한 시나리오 세포 배양 시스템에서 공기 – 액체 계면 (ALI직접 가스 에이전트에 노출 될 수 있습니다 여기에 제안 된 기본 인간기도 상피 세포의) 문화가 유망 될 수 있습니다.
기도를 안 감 상피 세포 흡입 독성 화학 물질에 대한 방어의 첫 번째 라인이다. 인간기도 상피는 폐의 루멘 및 기본 세포 사이의 물리적 장벽을 형성하고 폐의 응답에 참여하고 있습니다. 그것은 사이토 카인 및 기타 직업 및 항염증제의 수뿐만 아니라 상피 세포를 덮고있는 점액 /기도 표면 액체 (ASL)을 분비를 생성합니다. 체외 배양 시스템에 빠져들 기존의 한계 중 하나는 상피 표면을 커버 ASL과 점액을 제거하거나 희석하는 것도있다. 이것은 공기에 노출되어 폐 상피 세포의 생리 학적 상태를 반영하지 않는다. 따라서, TIC의 독성 시험에 대한 시험 관내 시스템에 이상적으로는이 아키텍처를 복제해야합니다. 빠른 심사 M을 개발에 큰 관심이 있습니다생체 내 독성 예측 ethods. ALI에서 성장 상피 세포는 차별화가 아니라 차별화 된 구조와 기능을 침수 성장 세포에 비해기도의 우수한 모델을 제공합니다.
이 연구에서, 우리는 인간의기도의 공기 – 액체 인터페이스 문화 유독 흡입 가스의 독성을 테스트 (기관지) 상피 세포의 사용을 설명하고, 따라서 독성의 또 다른 중요한 목표를 공부하고, 심근 세포의 침수 세포 배양과 비교.
Protocol
Representative Results
Discussion
하나는 폐에 유독 한 화학 물질을 호흡 할 때 급성 독성 노출의 가장 일반적인 유형은 발생합니다. 이러한 화학 물질은 신속하게 혈류에 흡수 될 수 있고, 뇌와 심장 등 다른 장기에 영향을 미칠 수 있습니다. 동물 모델을 사용하여 여러 에이전트의 흡입 독성을 연구하고 널리보고, 그러나 메커니즘은 덜 잘 이해된다. 이는 효과적인 치료 개발에 주요 장애물이다. 체외 노출 시스템의 부재는…
Divulgations
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
이 연구는 CounterACT와 프로그램, 국립 보건원 (NIH), 이사의 사무실 및 환경 보건 과학 연구소 (NIEHS) 부여 번호 U54 ES015678 (CWW)에 의해 지원된다. SA는 어린이 병원 광산 공동 파일럿 보너스 번호의 G0100394 및 아동 병원 콜로라도 연구 Institue 파일럿 상 # 1 G0100471 콜로라도 / 콜로라도 학교에서 지원됩니다.
Materials
| Name | Company | Catalog Number | |
| Rats | Harlan Laboratories | Sprague-Dawley | |
| Pentobarbital | Sigma-Aldrich | P3761 | |
| Chlorine | AirGas, Inc | X02NI99CP163LS1 | |
| Caspase 3/7 kit | Promega | G8091 | |
| Epithelial voltohmmeter and chopstick electrode | World Precision Instruments | EVOM and STX2 | |
| Snapwell inserts | Corning | 07-200-708 | |
| 70 micron nylon cell strainer | Corning | #352360 | |
| Polysulfone biocontainment chambers | BCU, Allentown Cage Equipment | BCU | |
| DMEM | Life technologies | 12491-015 | |
| Sarcomeric actin antibody | Abcam Cambridge, MA | ab28052 | |
| SERCA2 antibody | Affinity Bioreagents, Golden, CO | MA3-9191 | |
| Ki-67 antibody | Dako, Carpinteria, CA | M7248 | |
| Alexa-488-conjugated secondary antibody | Invitrogen, Grand Island, NY | A11029 | |
| BSA | Sigma-Aldrich | A9418 | |
| Carnitine | Sigma-Aldrich | C0283 | |
| Taurine | Sigma-Aldrich | T8691 | |
| Creatinine | Sigma-Aldrich | C6257 | |
| Krebs Ringer Buffer | Sigma-Aldrich | K4002 | |
| Protease | Sigma-Aldrich | P5147 | |
| Collagenase | Sigma-Aldrich | C6885 | |
| DNAase | Sigma-Aldrich | DN-25 | |
| Lactated Ringer solution | Abott Laboratories | 7953 | |
| Donkey serum | Fisher Scientific | 017-000-001 | |
| PBS, phosphate buffered saline | Sigma-Aldrich | D1408 | |
| 4-15% SDS-PAGE gels | Bio-Rad | 456-1083 | |
| Nitrocellulose membrane | Bio-Rad | 162-0115 | |
| Dergent, Tween | Sigma-Aldrich | P1379 | |
| Peroxidase detection kit | Pierce | 3402 | |
| DAPI | Sigma-Aldrich | D9542 | |
| Mounting media, Fluormount G | eBiosciences | 00-4958-02 | |
| Sodium citrate | Sigma-Aldrich | 71497 | |
| Collagen | Sigma-Aldrich | C7521 | |
| MEM | Sigma-Aldrich | M8028 | |
| Laminin | BD biosciences | 354259 | |
| Penicillin/Streptomycin | Life Technologies | 15070063 | |
| FBS | Gibco | 200-6140AJ |
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