Summary

Mouse e humanos derivada de cultura de monocamada epitelial gástrica primária para o estudo da regeneração

Published: May 07, 2018
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Summary

Aqui descrevemos um protocolo para o estabelecimento e cultivo humano e rato derivada de 3-dimensional organoids gástrica (3D) e o método de transferência de organoids 3D para um monolayer 2-dimensional. O uso da monocamada epitelial gástrica como um romance ensaio de zero-ferida para estudos de regeneração também é descrito.

Abstract

Estudos in vitro de reparação da ferida gástrico normalmente envolve o uso de linhas de células de câncer gástrico em um ensaio de zero-ferida de migração e proliferação celular. Uma limitação crítica desses ensaios, no entanto, é sua variedade homogênea de tipos celulares. Reparo é um processo complexo, que exige a interação de vários tipos de células. Portanto estudar uma cultura desprovida de subtipos celulares, é uma preocupação que deve ser superada, se quisermos entender o processo de reparação. O modelo de organoides gástrica pode aliviar esse problema pelo qual a coleção heterogênea de tipos de células intimamente reflete de epitélio gástrico ou outros tecidos nativos em vivo. Demonstrado aqui é um romance, em vitro ensaio zero-ferida derivada de humanos ou rato organoids 3-dimensional que pode então ser transferidos para uma monocamada epitelial gástrica como qualquer organoids intacta ou como uma suspensão de célula única de dissociado organoids. O objetivo do protocolo é estabelecer monocamadas de epiteliais gástricas organoides-derivados que podem ser usadas em um sistema de romance ensaio de zero-ferida para estudar regeneração gástrica.

Introduction

O uso de ensaios de zero-ferida é um método popular para o estudo de reparo e regeneração1,2,3,4,5,6. A metodologia proposta pode ser usada para estudar especificamente a regeneração gástrica e a colonização de Helicobacter pylori . No passado, linhas de células de câncer gástrico têm sido usadas como um meio para estudar de1,de infecção de Helicobacter pylori (H. pylori)2 e até câncer gástrico recentemente linhas de células como as células AGS foram favorecidos1 ,2,3,4. Uma limitação das culturas de células de câncer gástrico é sua incapacidade de recapitular a diversidade celular do epitélio gástrico. Para tentar resolver essa limitação, demonstrado que aqui é a criação e transferência de primários humanos e rato derivada de 3-dimensional gástrica gástrica organoids (FGOs) para uma monocamada epitelial gástrica para ensaios de cura ferida com base em um método modificado primeiro descrita por Schlaermann et al. 7 Nós demonstramos que gástrico monocamadas epiteliais derivadas cisalhadas 3D FGOs gástricas ou FGO-derivado de células únicas retêm uma composição celular polarizada que representa perto de epitélio gástrico in vivo. Dado que linhas de células de câncer gástrico não demonstrar a composição da célula que exibe esta técnica, o protocolo atual tem uma vantagem sobre os métodos de ensaio alternativos de zero-ferida. Esta metodologia foi otimizada pelo qual monocamadas podem ser estabelecida de toda organoids ou de uma suspensão de célula única de organoids dissociada e chapeado usando uma matriz de membrana basal ou revestimento de colágeno. O objetivo geral do presente protocolo é estabelecer que um organoides derivado de culturas de monocamada epitelial gástrica para um ensaio de cura ferida novela.

Protocol

Para evitar contaminação, realize o protocolo na sua totalidade dentro de um capuz de cultura de tecido estéril. Tecido humano gástrica foi coletado de pacientes submetidos à gastrectomia de manga de acordo com o protocolo aprovado da Universidade de Cincinnati IRB (número de protocolo do IRB: 2015-4869).Todos os estudos de rato foram aprovados pela Universidade de Cincinnati institucional cuidados com animais e uso Comité (IACUC) que mantém uma associação americana de avaliação e acreditação do laborat…

Representative Results

Organoids foram derivadas do corpo/corpo do ser humano ou do fundo dos tecidos estômago do rato (figura 1A). Depois da digestão de EDTA de humanos ou do mouse derivada de tecido de estômago ou colagenase respectivamente, glândulas são incorporadas em matriz da membrana basal e cultivadas por 6-7 dias (figura 1A). Figura 1B demonstra a formação de derivados humanos gástrica organoids (huFGOs) …

Discussion

O atual protocolo detalha a criação de monocamadas de epitelial gástrica humanos e rato-derivados que podem ser usados para ensaios de zero-ferida. O protocolo depende do conceito de células-tronco residentes tecidos de isolamento de humanos primários (ou mouse) e é um protocolo modificado publicado pela primeira vez por Schlaermann et al.7. Em particular, temos otimizado o protocolo aqui para estabelecer uma confluente e polarizada gástrica monocamada epitelial que expressa o majo…

Divulgations

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

Este trabalho foi financiado pelo NIH (NIDDK) 5 R01 DK083402-07 conceder (YZ).

Materials

Advanced Dulbecco's modified Eagle/F12 medium (basal media) Life Technologies 12634-010
GlutaMAX (L-glutamine) Life Technologies 25030-081
Penicillin/Streptomycin Thermo Scientific SV30010
Amphotericin B/Gentamicin Thermo Scientific R01510
Kanamycin Thermo Fisher RO1510
HEPES Buffer Sigma Aldrich H0887
n-Acetylcystine Sigma Aldrich A9165
N2 Life Technologies 17502-048
B27 Life Technologies 12587-010
BMP Inhibitor (Noggin) Pepro Tech 250-38
Gastrin Tocris 3006
EGF Pepro Tech 315-09
FGF10 Pepro Tech 100-26
Nicotinamide Sigma Aldrich N0636
Y-27632 ROCK Inhibitor Sigma Aldrich Y0503
TGF-β Inhibitor Tocris 2939
Ca2+/Mg2+ -free DPBS Fisher 21-031CV
Dulbecco's modified Eagle Medium (DMEM) Life Technologies 12634-010
Fetal Bovine Serum FBS
OPTIMEM Invitrogen
0.22µM filter Fisher 099-720-004
37 °C Water Bath
Collagenase Type 1 Worthington  LS004214
Bovine Serum Albumin Sigma Aldrich A9418
Kimwipes (tissue paper) Fischer Scientific 06-666C
125 mL round bottom flask
1 in (25 mm) stir bar
Rubber Septa
Sterile Gauze
Stir Plate
Ring Stand
Ring Stand Clamps
Sterile petri dish
18 G needles of 1.5 in length Thermo Fisher 305196
20 G spinal needles of 3.5 in length Thermo Fisher 405182
12-well cell culture treated plate Midwest Scientific 92012
Growth Factor Reduced, Phenol Red-free MatrigelTM (Basement membrane matrix) Fisher CB-40230C
Sterile Razor Blades
Wide-tip tweezers
Curved Hemostatic Forceps
200 µL wide pipette tips Thermo Fisher 02-707-134
5 mL cell culture test tubes Fisher 14-956-3C
Oxygen Tank with rubber hosing
1 g D-Sorbitol
Sucrose Fisher SS-500
Dissecting microscope
Dissecting Tray
Rocking Table
Rat Tail Collagen Type 1 Life Technologies A10483-01
Cell culture grade glacial acetic acid Fisher A38-212
Cell culture grade water Corning 25-055-CV
2-well chamber slide Thermo Fisher 155380
12-well Transwell (polyester membrane inserts) Corning 3460
Cell scraper Corning 353086
Accutase (cell detachment solution) Stemcell Technologies 7920
263/8 G syringe Thermo Fisher 309625
Razor blade
L Cells L cells, a Wnt3a producing cell line, were received as a gift from Dr. Hans Clevers (Hubrecht Institute for Developmental Biology and Stem Cell Research, Netherlands).   N/A
HEK-293T Rspondin secreting cells A modified HEK-293T R-spondin secreting cell line was obtained from Dr. Jeff Whitsett (Section of Neonatology, Perinatal and Pulmonary Biology, Cincinnati Children's Hospital Medical Centre and The University of Cincinnati College of Medicine, Cincinnati, USA ).   N/A
HK-ATPase Primary Antibody Invitrogen SC-374094
E-Cadherinn SantaCruz sc-59778
UEA1 Sigma Aldrich L9006
Hoechst 33342 Thermo Fisher H3570
Alexafluor 488 secondary antibody (Donkey anti-mouse 488 secondary antibody) ThermoFisher Scientific R37114

References

  1. Nagy, T. A., et al. Helicobacter pylori regulates cellular migration and apoptosis by activation of phosphatidylinositol 3-kinase signaling. J Infect Dis. 199 (5), 641-651 (2009).
  2. Mnich, E., et al. Impact of Helicobacter pylori on the healing process of the gastric barrier. World J Gastroenterol. 22 (33), 7536-7558 (2016).
  3. Zhang, Y., et al. Bm-TFF2, a toad trefoil factor, promotes cell migration, survival and wound healing. Biochem Biophys Res Commun. 398 (3), 559-564 (2010).
  4. Crabtree, J. Role of cytokines in pathogenesis of Helicobacter pylori-induced mucosal damage. Dig Dis Sci. 43 (Supplement), 46S-53S (1998).
  5. Riahi, R., Yang, Y., Zhang, D. D., Wong, P. K. Advances in wound-healing assays for probing collective cell migration. J Lab Autom. 17 (1), 59-65 (2012).
  6. Zhang, M., Li, H., Ma, H., Qin, J. A simple microfluidic strategy for cell migration assay in an in vitro wound-healing model. Wound Repair Regen. 21 (6), 897-903 (2013).
  7. Schlaermann, P., et al. A novel human gastric primary cell culture system for modelling Helicobacter pylori infection in vitro. Gut. 65 (2), 202-213 (2016).
  8. Bertaux-Skeirik, N., et al. CD44 plays a functional role in Helicobacter pylori-induced epithelial cell proliferation. PLoS Pathog. 11 (2), e1004663 (2015).
  9. Tarnawski, A. S. Cellular and molecular mechanisms of gastrointestinal ulcer healing. Dig Dis Sci. 50 (Suppl 1), S24-S33 (2005).
  10. Wright, N. A., Pike, C., Elia, G. Induction of a novel epidermal growth factor-secreting cell lineage by mucosal ulceration in human gastrointestinal stem cells. Nature. 343, 82-85 (1990).
  11. Wright, C. L., Riddell, R. H. Histology of the stomach and duodenum in Crohn’s disease. Am J Surg Pathol. 22 (4), 383-390 (1998).
  12. Engevik, A. C., et al. The Development of Spasmolytic Polypeptide/TFF2-Expressing Metaplasia (SPEM) During Gastric Repair Is Absent in the Aged Stomach. CMGH. , (2016).
  13. Bertaux-Skeirik, N., et al. CD44 variant isoform 9 emerges in response to injury and contributes to the regeneration of the gastric epithelium. Journal of Pathology. 242 (4), 463-475 (2017).
  14. Nam, K. T., et al. Mature chief cells are cryptic progenitors for metaplasia in the stomach. Gastroenterology. 139 (6), 2028-2037 (2010).
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Citer Cet Article
Teal, E., Steele, N. G., Chakrabarti, J., Holokai, L., Zavros, Y. Mouse- and Human-derived Primary Gastric Epithelial Monolayer Culture for the Study of Regeneration. J. Vis. Exp. (135), e57435, doi:10.3791/57435 (2018).

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