Summary

인간 치과 여포에서 상피 세포의 격리

Published: November 05, 2021
doi:

Summary

치과 여포에는 상피 인구와 중간 엽 세포가 포함되어 있습니다. 상피 인구는 뚜렷한 배양 배지를 제공함으로써 이질적인 치과 여포 세포 집단으로부터 선택되었다. 상피 세포는 혈청이없는 배지에서 생존하고 식민지를 형성했다.

Abstract

치과 여포 (DF)는 구강 상악안면 외과 의사에 의해 영향 받은 세 번째 어어를 제거하는 동안 수확되었습니다. 상피 세포 격리는 DF 수확 당일에 수행되었다. DF는 DPBS로 세 번 세척한 다음 조직이 펄프 또는 스퀴시 일관성을 가질 할 때까지 조직 가위로 해부되었습니다. 단세포 인구는 원심분리에 의해 펠렛되었고 각질 세포 혈청이 없는 매체로 세척되었다. 이질적인 세포 인구는 배양 접시에 분포되었다. 각질 세포 혈청 프리 배지는 상피 세포를 선택하는 데 사용되었습니다. 배양 배지는 부동 파편이나 죽은 세포가 관찰되지 않을 때까지 매일 변경되었다. 상피 세포는 세포 인구 분포 후에 7-10 일 안에 나타났습니다. 상피 세포는 혈청이 없는 매체에서 살아남았고, 10%의 태아 소 혈청으로 보충된 α 수정 최소한의 필수 매체는 중간엽 형 세포의 증식을 허용했습니다. DF는 치과 상피 세포의 격리를 위한 조직 원입니다.

이 연구의 목적은 인간 DF로부터 상피 세포의 분리를위한 방법을 확립하는 것이었습니다. 치주 인대 (PDL)는 인간의 치과 상피 세포의 격리를 위해 사용되었다. 인간 PDL에서 상피 세포를 조달하는 것은 상피 세포의 낮은 수로 이끌어 내는 작은 조직 양 때문에 항상 성공적이지 않습니다. DF는 PDL보다 더 큰 부피를 가지며 더 많은 셀을 포함합니다. DF는 인간 치과 상피 세포의 1 차적인 문화에 대한 조직 원이 될 수 있습니다. 이 프로토콜은 PDL을 사용하는 격리 방법보다 쉽고 효율적입니다. 인간의 치과 상피 세포를 조달하는 것은 치과 상피 – 중간 엽 상호 작용의 추가 연구를 용이하게 할 수 있습니다.

Introduction

치아 형성은 경구 상피1의 질로 시작됩니다. 치아 발달 단계에 따르면, 경구 상피는 내부 및 외부 에나멜 상피, 자궁 경부 루프 및 Hertwig의 상피 뿌리 칼집 (HERS)을 포함하여 다른 이름을 가지고 있습니다. 상피 구획은 주변 중간 엽 세포와 통신합니다. 상피 -중간 엽 상호 작용은 치아 형성과 조직 재생을 조절합니다. 구강 각질 세포와 Hertwig의 상피 뿌리 칼집 세포 (HERSC)와 같은 치과 상피 세포를 조달하는 것은 치과 상피 – 중간 엽 상호 작용2의 연구에 매우 중요합니다.

설치류 유래 치과 상피 세포는 HERS와 같은 상피 구조로부터 분리된다. 리와 동료들은 8일 된 쥐3에서 발달된 치아 세균의 액면 부분을 수확한 후 고립되고 불멸의 쥐 어금니 유래 HERSC를 분리하고 불멸의 HERSC를 수집했다. HERS는 배율 하에서 정연조직으로부터 분리되었다. 치아 발달 단계와 나이를 고려할 때, 인간으로부터 HERS를 수확하는 것은 윤리적 인 문제로 인해 거의 불가능합니다 : 발달치아 세균은 인간 HERS를 수확하기 위해 어린 아이에게서 제거해야합니다. 미숙한 치아 세균은 거의 추출되지 않습니다. 인간의 치과 상피 세포는 치지바 및 치주 인대 (PDL)로부터 분리 될 수있다. 상피 구조 유래 세포는 중간엽 성분과 함께 치아 형성에 참여하고 구강 각질 세포보다 치과 상피 – 중간 엽 상호 작용연구에 더 적합 할 수 있습니다. 말라세즈(ERM)의 상피 세포 받침대는 HERS 유래 상피 잔재이며 PDL4에 있는 작은 숫자에 상주한다. 연구 결과는 PDL5에서 인간 HERSCs의 격리를 보고합니다. 그러나, PDL 조직에서 인간 HERSC를 수확하는 것은 이 위치에 있는 상피 인구의 부족 때문에 항상 성공적이지 않습니다5,6.

설치류 유래 HERSC는 혈청 함유 media3,7에서 유지되지만, 인간 DF 유래 상피 세포는 정상적인 인간 표피 각질 세포 및 정상 인간 구강 각질 세포8,9과 같은 다른 인간 상피 세포와 유사한 혈청 없는 배지로 배양된다. 이것은 설치류 치과 상피 세포와 인간 치과 상피 세포 사이의 생리학적 또는 기능적 차이를 의미합니다. 치과 상피-중간엽 상호 작용에 관한 메커니즘을 이해하면 재농중치재부착, 치주질환의 치주재생, 펄프 덴틴 복합재생 및 바이오 치아 생성을 포함한 임상 응용 분야의 개발에 기여할 수 있다. 번역 연구의 특성을 고려, 인간의 치과 상피 세포는 상피 – 중간 엽 상호 작용의 연구를위한 설치류 치과 상피 세포보다 더 적합 할 수있다.

인간 DF는 느슨한 결합 조직이며 종종 영향을받은 치아에 상주합니다. DF에는 중간엽 전구체10이 포함되어 있습니다. 그러나, 우리의 지식에, 어떤 연구 도 전에 치과 여포에서 상피 세포의 격리를 보고 했다 2021. 아와 이총재는 20218년 인간 DF로부터 상피세포의 고립을 보고했다. 상피 표현형은 서양 블로팅 및 형태 분석에 의해 확인되었다. DF 유래 상피 세포의 기원에 대한 분석은 다른 연구와 유사한 결과를 입증했다. DF 유래 상피 세포는 내피나 조혈5,11도 아니었으며, 오씨와 이종은 이러한 세포를 DF-HERSC로 명명할 것을 제안했다. DF는 PDL보다 더 큰 부피를 가지며, 더 많은 상피 세포는 DF로부터 분리될 수 있다. 이것은 상피 식민지의 출현을 강화하고 DF에서 상피 세포를 수확에 높은 성공률을 초래한다. 이 연구는 치과 상피 세포의 격리를 위한 조직 근원으로 DF를 사용하여 건의합니다.

본 연구에서, 단일 세포는 이전에 설명된 절차에 따라 DF로부터 분리되었다10,12. DF는 이질적인 세포 집단을 포함하고, 몇몇 세포 모형은 절차의 초기 단계에서 존재할 수 있었습니다. Morsczek 및 동료는 DF 유래 중간엽 줄기 세포를 격리10. 우리는 DF가 상피 세포를 포함하고 만 상피 세포가 혈청없는 조건하에서 살아남을 수 있다고 가설. 이 연구는 상피 집단의 선택과 중간 엽 세포의 억제의 관점에서 Morsczek 외. 것과 다릅니다. 선택은 상피 세포 증식을 허용하고 중간 엽 세포 증식을 억제하는 각질 세포 혈청 없는 매체 (SFM)를 사용하여 수행되었다. 이 연구는 오씨와 Yi8의 보고서에서 유래했다. 이 연구의 목적은 인간 DF에서 상피 세포의 격리를 위해 그 보고에서 사용된 방법의 세부 사항을 기술하는 것이었습니다.

Protocol

이 연구는 강동경희대학병원 기관검토위원회의 승인을 받았다(IRB 승인 안부) KHNMC 2017-06-009). 1. DF 수집 참고 : 환자는 성숙하거나 미숙한 영향 세 번째 어어의 제거에 대한 수술 전에 통보 된 동의를했다. 당뇨병, 고혈압, 결핵, 간염, 면역결핍 증후군 등 다음과 같은 질환을 가진 환자는 제외되었다. 임산부도 제외되었다. 영향 받은 세 ?…

Representative Results

DF 수확수술은 구강 상악안면 외과 의사에 의해 수행되었다. 치아 단편, 치지발 조직 및 DF를 포함한 인간 유래 물질은 외과 의사에 의해 수집되었다(도 1A). DF는 치아 조각에 부착될 수 있습니다. 구강 상악안면 외과 의사는 DF를 식별 할 수 있습니다. 조직 수집을 위해서는 외과 의사와의 협력과 의사소통이 필요합니다. DF는 불규칙하게 모양의 막 과 같은 조직?…

Discussion

이 프로토콜에는 중요한 단계가 포함됩니다. 단일 세포 집단을 수확하는 것은 DF에서 상피 세포의 성공적인 격리를 위해 필수적입니다. 우리는 DF에 더 많은 상피 세포가 있다는 우리의 가설에 근거하여 DF에서 상피 세포를 격리하기 위하여 노력했습니다. 다진 절차는 DF에서 세포의 분리 및 방출을 향상시킵니다. 미칭 절차가 개선되었고, DF가 단일 세포의 방출을 용이하게 하기 위해 펄프가 나타났…

Divulgazioni

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

이 연구는 한국 정부(NRF-2017R1C1B2008406 및 NRF-2021R1F1A1064350)가 지원하는 한국국립연구재단(NRF)의 보조금으로 지원되었다. 배희연 박사는 1차 문화를 위해 DF를 친절하게 제공했습니다.

Materials

EMSURE ACS,ISO,Reag. Ph Eur 2-Propanol EMD millipore Co., MA, USA 1096341011 1 L
0.05% trypsin-EDTA Gibco, Grand island, NY, USA 25300054 100 mL
40 μm cell strainer Falcon, NC, USA 352340
Cell culture dish (100 x 20 mm) Thermo Fisher Scientific Inc., Waltham, USA 172958 Discontinued
Cell culture dish (60 x 15 mm) Thermo Fisher Scientific Inc., Waltham, USA 150326
Collagenase type 1 Gibco, Grand island, NY, USA 17100017 1 g
Combi-514R / Refrigerated large capacity centrifuge Hanil science industrial Co., LTD., Daejeon, South Korea CB-514R
Conical tube SPL Life Sciences Co., Ltd., Gyeonggi-do, South Korea 50015
50050
15 mL
50 mL
Cryogenic vial Corning Inc., NY, US 430488 2 mL
Dimethyl sulfoxide (DMSO) Sigma-Aldrich, Missouri, US D2650-100ml 100 mL
Dispase Gibco, Grand island, NY, USA 17105041 1 g
Dulbecco's Phosphate-Buffered Saline Welgene Inc., Gyengsangbuk-do, South Korea  LB 001-02 500 mL
Fetal bovine serum Gibco, Grand island, NY, USA 16000044 500 mL
Heraeus BB 15 / CO2 incubator Thermo Fisher Scientific Inc., Waltham, USA 51023121
Keratinocyte serum-free medium Gibco, Grand island, NY, USA 10724-011 500 mL
MVE CryoSystem 2000 MVE Biological Solutions Co., GA, USA CryoSystem 2000
Nalgene Mr. Frosty Freezing Container Thermo Fisher Scientific Inc., Waltham, USA 5100-0001 for 1.2-2 mL CryoVials
Olympus CKX41 / Inverted cell culture microscope Olympus Life Science,
Waltham, Massachusetts
22-00723-01 Discontinued
Penicillin-Streptomycin Strep Gibco, Grand island, NY, USA 15140122 100 mL (10,000 U/mL)
Pipet aid XP Drummond scientific Co., PA, USA HDR-4-000-201
Pipetman Classic P1000 Gilson, Villiers le Bel, France F123602 100-1000 µL
Refrigerant Nihon freezer Co. Ltd., Tokyo, Japan CLN 540U ~-80 °C / Discontinued
Serological pipet SPL Life Sciences Co., Ltd., Gyeonggi-do, South Korea 91010 10ml
TrypLE Express Enzyme (1x), phenol red Thermo Fisher Scientific Inc., Waltham, USA 12605010 cell dissociation protease

Riferimenti

  1. Tucker, A., Sharpe, P. The cutting-edge of mammalian development; How the embryo makes teeth. Nature Reviews Genetics. 5 (7), 499-508 (2004).
  2. Choung, H. W., et al. The effect of CPNE7 on periodontal regeneration. Connective Tissue Research. 60 (5), 419-430 (2019).
  3. Li, X., et al. Development of immortalized Hertwig’s epithelial root sheath cell lines for cementum and dentin regeneration. Stem Cell Research and Therapy. 10 (1), 3 (2019).
  4. Huang, X. F., Bringas, P., Slavkin, H. C., Chai, Y. Fate of HERS during tooth root development. Biologia dello sviluppo. 334 (1), 22-30 (2009).
  5. Farea, M., et al. Isolation and enhancement of a homogenous in vitro human Hertwig’s epithelial root sheath cell population. International Journal of Molecular Sciences. 14 (6), 11157-11170 (2013).
  6. Jung, H. S., et al. Directing the differentiation of human dental follicle cells into cementoblasts and/or osteoblasts by a combination of HERS and pulp cells. Journal of Molecular Histology. 42 (3), 227-235 (2011).
  7. Fang, J., Tang, L., Liu, X. H., Wen, L. Y., Jin, Y. Changes of the unique odontogenic properties of rat apical bud cells under the developing apical complex microenvironment. International Journal of Oral Science. 1 (1), 26-33 (2009).
  8. Oh, J. E., Yi, J. K. Isolation and characterization of dental follicle-derived Hertwig’s epithelial root sheath cells. Clinical Oral Investigations. 25 (4), 1787-1796 (2021).
  9. Oh, J. E., Kim, R. H., Shin, K. H., Park, N. H., Kang, M. K. Delta Np63 alpha protein triggers epithelial-mesenchymal transition and confers stem cell properties in normal human keratinocytes. Journal of Biological Chemistry. 286 (44), 38757-38767 (2011).
  10. Morsczeck, C., et al. Isolation of precursor cells (PCs) from human dental follicle of wisdom teeth. Matrix Biology. 24 (2), 155-165 (2005).
  11. Nam, H., et al. Expression profile of the stem cell markers in human Hertwig’s epithelial root sheath/Epithelial rests of Malassez cells. Molecular and Cells. 31 (4), 355-360 (2011).
  12. Lee, J. H., et al. Dental follicle cells and cementoblasts induce apoptosis of ameloblast-lineage and Hertwig’s epithelial root sheath/epithelial rests of Malassez cells through the Fas-Fas ligand pathway. European Journal of Oral Sciences. 120 (1), 29-37 (2012).
  13. Wan, A. C. A. Recapitulating cell-cell Interactions for organoid construction – are biomaterials dispensable. Trends in Biotechnology. 34 (9), 711-721 (2016).
  14. Guo, Y., et al. Are Hertwig’s epithelial root sheath cells necessary for periodontal formation by dental follicle cells. Archives of Oral Biology. 94, 1-9 (2018).
  15. Sugaya, T., Tomita, M., Motoki, Y., Miyaji, H., Kawamami, M. Influence of enamel matrix derivative on healing of root surfaces after bonding treatment and intentional replantation of vertically fractured roots. Dental Traumatology. 32 (5), 397-401 (2016).
  16. Fong, H. K., Foster, B. L., Popowics, T. E., Somerman, M. J. The crowning achievement: getting to the root of the problem. Journal of Dental Education. 69 (5), 555-570 (2005).
  17. Bonczek, O., et al. Tooth agenesis: What do we know and is there a connection to cancer. Clinical Genetics. 99 (4), 493-502 (2021).

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Citazione di questo articolo
Jung, H., Yi, J. Isolation of Epithelial Cells from Human Dental Follicle. J. Vis. Exp. (177), e63104, doi:10.3791/63104 (2021).

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