3 차원 유기 typic 문화권을 사용 하 여 타 액 선의 형태학 및 기능적인 마커를 시각화 하는 것은 방사선을 따르는 조직 손상의 기계 장치에 새로운 통찰력을 제공할 수 있습니다. 여기에서 설명 하는 프로토콜은 이온화 방사선에 노출 되기 전에 섹션, 문화, 방사선, 얼룩 및 이미지 50-90 μ m 두께의 타 액 선 섹션에 관한 것 이다.
Xerostomia는 방사선 요법으로 치료 되는 머리와 목 암 환자에 있는 삶의 질을 감소 시키는 만성 경구 합병증을 만듭니다. 타 액 선 기능 장애 및 복원의 이해 메커니즘에 대 한 실험적 접근법은 생체 내 모델에 초점을 맞추고 있으며,이는 형질 감염의 치료 후보 및 효율성을 체계적으로 화면 화 하는 무 능력에 의해 장애인 특정 유전자를 조작 하는 기능. 이 침 샘 유기 typic 배양 프로토콜의 목적은 배양 생존 율의 최대 시간을 평가 하 고 전 생체 방사선 치료 후 세포 변화를 특성화 하는 것입니다. 우리는 면역 형광 염색 및 공초점 현미경을 이용 하 여 특정 세포 집단 및 마커가 30 일 배양 기간 동안 존재 하는 시기를 결정 합니다. 또한, 이전에 생체 내 방사선 모델에서 보고 된 세포 마커는 생체 내 조사 되는 배양 물에서 평가 된다. 전진 하는이 방법은 침 샘 기능을 개선 하는 치료제에 대 한 뮤 린 및 인간 타 액 선 조직 반응의 신속한 ex 생체 내 평가를 위한 매력적인 플랫폼입니다.
적절 한 타 액 선 기능은 구강 건강에 필수적 이며 방사선 요법으로 머리와 목 암 치료 다음에 변경 됩니다1. 2017에서, 머리와 목 암의 거의 5만 새로운 케이스는 미국에서 보고 되었다2. 침 샘과 같은 주변 정상 조직에 대 한 방사선 요법의 조직 손상 및 자주 돌이킬 수 없는 효과로 인해, 환자는 종종 심각한 부작용으로 남아 있고 삶의 질을 감소2,3, 4. 방사선 손상으로 인 한 일반적인 합병증은 xerostomia (구강 건조의 주관적인 느낌), 치아 우 식, 씹는 것과 삼 킴, 음성 장애 및 손상 된 경구 마이크로 바이오 메스2 와 같은 증상에서 나타난다 3 , 4.이 현상은 집단적으로 영향 받은 개별에 있는 영양실조 그리고 손상 한 생존에 지도할 수 있습니다5. 이 인구의 침 샘 기능 장애는 잘 문서화 되었지만, 포상 세포에 대 한 손상의 근본적인 기전이 논란이 되었으며, 다른 동물 모델 들 사이에는 약간의 통합이 있다6,7.
침 샘 기능 및 방사선 유발 손상 연구의 현재 방법은 생체 내 모델의 사용을 포함, 불멸의 세포 주, 2 차원 (2-d) 일차 세포 배양 물 및 3 차원 (3-d) 살 리 구 균 배양 물8, 10,11,12. 전통적으로, 불멸의 세포 라인과 2 차원 배양에서 세포 배양 모델은 평평한 표면에 배양 된 단일 층 세포를 포함 하 고 빠르고, 쉽고, 비용 효율적인 실험에 대 한 가치가 있다. 그러나, 인공 세포 배양 조건은 다양 한 조건에 노출 된 세포의 분화 상태 및 생리 적 반응을 변화 시킬 수 있으며, 그 결과는 종종 전체 유기 체 모델14,15로의 번역에 실패 하 게 된다. 또한, 불멸 세포 배양은 DNA 손상16,17에 대 한 침 샘 반응에 중요 한 p53 활성의 변조를 필요로 한다.
3 차원 살 리 구의 배양은 배양 초기 시점에서 줄기 및 전구 세포에 대해 풍부 하 고, 침 샘 세포의이 서브셋 인9,18의 방사선 민감성을 이해 하는데 유용 하였다. 이러한 모든 배양 모델의 중요 한 제한은 세포 외 기질 (ECM) 및 다양 한 층을 통한 세포 세포 상호 작용을 포함 하는 침 샘의 3 차원 구조를 시각화 하는 데 효과가 없으며,이는 타 액 조절에 결정적인 역할을 합니다. 분 비15. 전체적으로 조직의 거동을 포괄 하는 방법에 대 한 필요성이 있지만, 또한 방사선 유발 침 샘의 근본적인 메커니즘을 더 발견 하기 위해 치료의 효과를 연구 하기 위해 실험실 조건 하에서 조작 될 수 있다 장애.
살아있는 조직 절편 및 문화는 이전에 문서화 되었습니다19,20 종종 뇌 조직 상호 작용을 연구 하는 데 사용21. 이전 연구에서, 파 타 액 선 조직은 마우스 로부터 약 50 µm에서 단면화 되었고 최대 48 h까지 배양 하였으며, 생존 율, 세포 사 멸 및 기능을 분석 한 후19를 수행 하였다. Su 외. (2016) 35 µm 또는 50 µm에서 단면화 된 인간 턱 밑 샘 (SMGs)을 14 일 동안 배양 하 여이방법론을 확장 하였다. 제안 된 방법은 30 일 동안 50 µm 및 90 µm 및 배양에 대 한 평가에서 단면화 된 파와 턱 밑 침 샘 모두를 포함 한다는 것에서 전진 합니다. 조직 두께 범위를 절단 하는 능력은 분 비에 대 한 apical-basolateral 극성 및 신경 분포를 포함 하는 세포 프로세스와 관련 된 세포 세포 및 세포-ECM 상호작용을 평가 하는 데 중요 합니다. 더욱이, 침 샘 슬라이스는 배양 중에 조사 되어 방사선 유발 된 타 액 선 손상을 연구 하기 위한이 배양 모델의 타당성을 확인 하였다.
이 침 샘 유기 typic 배양 프로토콜의 목적은 배양 생존 율의 최대 시간을 평가 하 고 전 생체 방사선 치료 후 세포 변화를 특성화 하는 것입니다. 세포 사 멸을 위한, 트리 판 청색 염색, 살아있는 세포 염색 및 면역 조직 염색을 실행 가능한 최대 시간 섹션을 결정 하기 위해 수행 하였다. 공초점 현미경 및 면역 형광 염색은 특정 세포 집단, 형태학 적 구조 및 증식 수준을 평가 하기 위해 활용 되었다. 조직 섹션 배양은 또한이 3-d 모델에서 다양 한 마커에 대 한 방사선의 영향을 확인 하기 위해 이온화 방사선에 노출 되었다. 세포 사 멸 유도, 세포 골격 파괴, 분화 마커의 상실 및 조사 된 전 생체 배양에서의 보상 증식은 생체 내 모델의 이전 연구와 비교 하였다. 이 방법론은 방사선 손상에 따르는 세포 세포 상호 작용의 역할을 조사 하 고 치료 적 개입의 효능을 효율적으로 평가할 수 있는 실험적 모델을 제공 하는 수단을 제공 한다 (유전자 조작 또는 약리학 적 제제 )는 생체 내 모델에 대해 덜 적합할 수 있다.
타 액 선 연구는 불멸 화 된 2-d 배양 물, 일차 2-d 배양 물, 3 차원 살 균 구 배양 물, 기저 생물학 및 생리학에 대 한 질문을 확인 하기 위해 배아에서의 3 차원 장기 배양을 포함 한 다양 한 문화권 모델을 활용 하 고 있습니다. 이러한 문화 모델 연구 질문의 다양 한 배열에 걸쳐 통찰력 있는 정보를 굴복 하 고 침 연구에서 중요 한 도구를 계속 됩니다. 이러한 배양 모델의 한계는 불멸 화 동안의 p53 ?…
The authors have nothing to disclose.
이 작품은 애리조나 대학 연구 및 발견의 대학과 건강의 국립 연구소에서 제공 하는 파일럿 기금에 의해 부분적으로 지원 되었다 (R01 DE023534) 키 어스 틴. 암 생물학 연수 교부 금, T32CA009213, 원 유 웡에 대 한 급여를 제공 했다. 저자는 그의 귀중 한 기술 공헌에 대 한 m. 쌀에 감사 하 고 싶습니다.
Vibratome VT1000S | Leica Biosystems | N/A | Vibratome for sectioning |
Double Edge Stainless Steel Razor Blades | Electron Microscopy Sciences | 72000 | |
Agarose | Fisher Scientific | BP165-25 | Low-melt |
Parafilm | Sigma-Aldrich | P6543 | |
Penicillin-Streptomycin-Amphotericin B | Lonza | 17-745H | PSA |
24-well plate | CellTreat | 229124 | |
Dulbecco’s Phosphate Buffered Saline (DPBS) | Gibco | 14190-144 | |
Loctite UltraGel Control Superglue | Loctite | N/A | Purchased at hardware store |
Natural Red Sable Round Paintbrush | Princeton Art & Brush Co | 7400R-2 | |
Gentamicin Sulfate | Fisher Scientific | ICN1676045 | |
Transferrin | Sigma-Aldrich | T-8158-100mg | |
L-glutatmine | Gibco | 25030-081 | |
Trace Elements | MP Biomedicals | ICN1676549 | |
Insulin | Fisher Scientific | 12585014 | |
Epidermal Growth Factor | Corning | 354001 | |
Hydrocortisone | Sigma-Aldrich | H0888 | |
Retinoic acid | Fisher Scientific | R2625-50MG | |
Fetal Bovine Serum | Gibco | A3160602 | |
DMEM/F12 Media | Corning | 150-90-CV | |
Millicell Cell Culture Insert | Millipore Sigma | PICM01250 | 12 mm, 0.4 um pore size for 24 well plate |
0.4% Trypan Blue | Sigma-Aldrich | T8154 | |
LIVE/DEAD Cell Imaging Kit (488/570) | Thermo-Fisher | R37601 | Only used LIVE dye component |
Anti-Ki-67 Antibody | Cell Signaling Technology | 9129S | |
Anti-E-cadherin Antibody | Cell Signaling Technology | 3195S | |
Anti-Cleaved Caspase-3 Antibody | Cell Signaling Technology | 9661L | |
Anti-SMA Antibody | Sigma-Aldrich | C6198 | |
Anti-amylase Antibody | Sigma-Aldrich | A8273 | |
Anti-CD31 Antibody | Abcam | ab28364 | |
Anti-TUBB3 Antibody | Cell Signaling Technology | 5568S | |
Alexa Fluor 594 Antibody Labeling Kit | Thermo-Fisher | A20185 | |
Alexa Fluor 594 Phalloidin | Thermo-Fisher | A12381 | |
Bovine Serum Albumin | Fisher Scientific | BP1600 | |
Triton X-100 | Sigma-Aldrich | 21568-2500 | |
Paraformaldehyde Prills | Fisher Scientific | 5027632 | |
New England Nuclear Blocking Agent | Perkin Elmer | 2346249 | No longer sold |
DAPI | Cell Signaling Technology | 4083S | |
Prolong Gold Antifade Mounting Media | Invitrogen | P36934 | |
Leica SPSII Spectral Confocal | Leica Biosystems | N/A | For confocal imaging |
Leica DMIL Inverted Phase Contrast Microscope | Leica Biosystems | N/A | |
Cobalt-60 Teletherapy Instrument | Atomic Energy of Canada Ltd Theratron-80 | N/A | |
Amac Box, Clear | The Container Store | 60140 | Agarose block mold |