Quantification des cellules proliférantes et mortes chez les entéroïdes
Summary
Le protocole présenté utilise la cytométrie de flux pour quantifier le nombre de cellules proliférantes et mortes dans les entéroïdes de souris cultivés. Cette méthode est utile pour évaluer les effets du traitement médicamenteux sur la prolifération et la survie des organoïdes.
Abstract
L’épithélium intestinal agit comme une barrière qui empêche le contenu luminal, comme le microbiote pathogène et les toxines, d’entrer dans le reste du corps. La fonction de barrière épithéliale exige l’intégrité des cellules épithéliales intestinales. Tandis que la prolifération épithéliale de cellules maintient une couche continue de cellules qui forme une barrière, les dommages épithélial mènent au dysfonctionnement de barrière. En conséquence, le contenu luminal peut traverser la barrière intestinale par une voie sans restriction. La dysfonction de la barrière intestinale a été associée à de nombreuses maladies intestinales, telles que les maladies inflammatoires de l’intestin. Les cryptes intestinales isolées de souris peuvent être cultivées et maintenues comme structures crypt-villus-like, qui sont appelées organoïdes intestinaux ou « entéroïdes ». Les entéroïdes sont idéaux pour étudier la prolifération et la mort cellulaire des cellules épithéliales intestinales in vitro. Dans ce protocole, nous décrivons une méthode simple pour quantifier le nombre de cellules prolifératives et mortes dans les entéroïdes cultivés. 5-ethynyl-2′-deoxyuridine (EdU) et propidium iodide sont utilisés pour étiqueter la prolifération et les cellules mortes dans les entéroïdes, et la proportion de cellules proliférantes et mortes sont ensuite analysées par cytométrie de flux. Il s’agit d’un outil utile pour tester les effets du traitement médicamenteux sur la prolifération épithéliale intestinale et la survie cellulaire.
Introduction
Une fonction fondamentale des cellules épithéliales intestinales est de protéger l’entrée de contenus luminaltels tels que les bactéries pathogènes et les toxines1,2. Pour remplir une telle fonction, les cellules souches intestinales prolifèrent et se différencient continuellement en une variété de cellules épithéliales, y compris les entéroocytes et les cellules sécrétrices, qui forment une barrière en formant des connexions serrées3. Le renouvellement rapide des cellules épithéliales intestinales exige la coordination stricte de la prolifération cellulaire, de la différenciation cellulaire, et de la mort cellulaire4,5. La prolifération cellulaire réduite ou la mort cellulaire excessive entraîne des dommages épithéliales et une fonction de barrière compromise1,6. La dysfonction de la barrière intestinale a été associée aux maladies inflammatoires d’entrailles7,8.
Une méthode de culture des cryptes intestinales a déjà été développée. En utilisant cette technique, les cryptes de souris isolées se développent en organoïdes intestinaux (entéroïdes), qui ont des crypte-villus comme des structures et contiennent toutes les lignées épithéliales intestinales9,10. 5-Ethynyl-2′-deoxyuridine (EdU) est un analogue thymidine qui est capable de remplacer la thymine (T) dans l’ADN qui subit une réplication pendant la prolifération cellulaire. Les cellules proliférantes peuvent être rapidement et avec précision étiquetées par la coloration EdU. Propidium iodide (PI) est un analogue du bromure d’éthidium qui libère la fluorescence rouge lors de l’insertion dans l’ADN à double brin. PI détecte spécifiquement les cellules mortes, car il ne passe à travers la membrane cellulaire endommagée.
Dans ce protocole, nous décrivons d’abord comment isoler des cryptes de l’intestin grêle murine puis les culture comme entéroïdes in vitro. Nous décrivons ensuite comment analyser les cellules proliquaires et mortes dans les entéroïdes par l’incorporation et la cytométrie d’écoulement d’EdU et d’IP.
Protocol
Representative Results
Discussion
Ce protocole détaille les étapes nécessaires à la culture des entéroïdes in vitro et à la quantification des cellules EdU et PI-positives dans les entéroïdes par cytométrie de flux. Cette stratégie présente plusieurs avantages. Tout d’abord, l’étiquetage EdU est utilisé pour détecter les cellules proliférantes dans les entéroïdes. Par rapport à l’analyse BrdU traditionnelle, la méthode d’étiquetage EdU est plus rapide, plus sensible et plus précise. L’EdU est très similaire à la thymine (T), qui r…
Divulgations
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Ce travail est soutenu par la National Natural Science Foundation of China (31971062, 31900326, et 31601022), The Natural Science Foundation of Jiangsu Province (BK20190043, BK20180838), Research Fund of State Key Laboratory of Pharmaceutical Biotechnology, Université de Nanjing (KF-GN-202004). La Fondation des sciences naturelles des Jiangsu Higher Education Institutions of China (19KJB320003), le Livelihood and Technology Program of Suzhou City (SYS2019030) et le Research Innovation Program for College Graduates of Jiangsu Province (KYCX19-1981) . Ce travail est également soutenu par Tang Scholar de l’Université de Soochow.
Materials
| 15 ml centrifuge tube | Corning | 430791 | |
| 22 G gavage needle | VWR | 20068-608 | |
| 24-well plate | Nunc | 142475 | |
| 40 mm sterile cell strainer | BD | 352340 | |
| 50 ml centrifuge tube | Corning | 430829 | |
| 70 mm sterile cell strainer | BD | 352350 | |
| Advanced DMEM/F-12 | GIBCO | 12634010 | |
| Attune NxT Acoustic Focusing Cytometer | Invitrogen | A24863 | |
| B-27 Supplement | GIBCO | 17504044 | |
| Buffer 1 | 2 mM EDTA in DPBS | ||
| Buffer 2 | 54.9 mM D-sorbitol, 43.4 mM sucrose in DPBS | ||
| C57/B6 mice | Nanjing Biomedical Research Institute of Nanjing University | ||
| Cell-dissociation enzymes (TrypLE) | Life technologies | 12605-010 | |
| Centrifuge | Eppendorf | 5424 | |
| Centrifuge | Eppendorf | 5424R | |
| Centrifuge | Eppendorf | 5810R | |
| Click-iT Plus EdU Alexa Fluor 594 Imaging Kit | Life technologies | C10639 | |
| CO2 incubator | Panasonic | MCO-18AC | |
| DPBS | GIBCO | 14190144 | |
| D-sorbitol | BBI | SB0491 | |
| EDTA | BBI | EB0185 | |
| ENR media | Minigut media, 50 ng/ml EGF, 100 ng/ml Noggin, 500 ng/ml R-spondin | ||
| Fetal Bovine Serum (FBS) | Gibco | 10270-106 | |
| Fine Iris Scissors | Tansoole | 2037454 | |
| Fluorescence microscope | Olympus | FV1000 | |
| GlutaMAX Supplement | GIBCO | 35050-061 | |
| Goat Serum | Life technologies | 16210-064 | |
| HDMEM | Hyclone | SH30243.01B | |
| HEPES | Sigma | H4034 | |
| Matrigel | Corning | 356231 | |
| Minigut media | Advanced DMEM/F12, 2 mM Glutamax, Penn/Strep (100 units/ml), 10 mM Hepes, N2 supplement (1:100), B27 supplement (1:50) | ||
| N2 supplement | R&D | AR009 | |
| Nonionic surfactant (Triton X) | BBI | TB0198-500ML | |
| Operating Scissor (12.5 cm) | Tansoole | 2025785 | |
| Paraformaldehyde (PFA) | sigma | 158127-500g | |
| Penn/Strep | Invitrogen | 15140-148 | |
| Phase contrast microscope | Nikon | TS1000 | |
| Propidium iodide | Sigma | P4170-25MG | |
| Recombinant EGF | PeproTech | 315-09 | |
| Recombinant Mouse Noggin | PeproTech | 250-38 | |
| Recombinant Mouse R-Spondin 1 | R&D | 3474-RS-050 | |
| Recombinant Murine IL-22 | PeproTech | 210-22-10 | |
| Sucrose | BBI | SB0498 | |
| Tissue Forceps | Tansoole | 2026704 | |
| Y-27632 2HC1 | Selleck | S1049 |
References
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