क्षेत्र-विशिष्ट विकोशिकीय फेफड़े के ऊतकों का विच्छेदन और अलगाव
Summary
यहां प्रस्तुत क्षेत्रीय विकोशिकीय फेफड़ों के ऊतकों के अलगाव के लिए एक प्रोटोकॉल है। यह प्रोटोकॉल बाह्य मैट्रिक्स और सेल-मैट्रिक्स इंटरैक्शन में जटिलताओं का अध्ययन करने के लिए एक शक्तिशाली उपकरण प्रदान करता है।
Abstract
फेफड़ों की गंभीर बीमारी के बाद के चरणों में रोगियों के लिए फेफड़े का प्रत्यारोपण अक्सर एकमात्र विकल्प होता है, लेकिन यह उपयुक्त दाता फेफड़ों की आपूर्ति और प्रत्यारोपण के बाद तीव्र और पुरानी अस्वीकृति दोनों के कारण सीमित होता है। रोगग्रस्त फेफड़ों के प्रतिस्थापन के लिए नए बायोइंजीनियरिंग दृष्टिकोण का पता लगाना रोगी के अस्तित्व में सुधार और वर्तमान प्रत्यारोपण पद्धतियों से जुड़ी जटिलताओं से बचने के लिए अनिवार्य है। एक वैकल्पिक दृष्टिकोण में सेलुलर घटकों की कमी वाले विकोशिकीय पूरे फेफड़ों का उपयोग शामिल है जो आमतौर पर तीव्र और पुरानी अस्वीकृति का कारण होते हैं। चूंकि फेफड़े इस तरह के एक जटिल अंग हैं, इसलिए वाहिका, वायुमार्ग और वायुकोशीय ऊतक सहित विशिष्ट क्षेत्रों के बाह्य मैट्रिक्स घटकों की जांच करना दिलचस्प है। इस दृष्टिकोण का उद्देश्य सरल और प्रतिलिपि प्रस्तुत करने योग्य तरीकों को स्थापित करना है जिसके द्वारा शोधकर्ता पूरी तरह से विघटित फेफड़ों से क्षेत्र-विशिष्ट ऊतक को विच्छेदित और अलग कर सकते हैं। वर्तमान प्रोटोकॉल सुअर और मानव फेफड़ों के लिए तैयार किया गया है, लेकिन इसे अन्य प्रजातियों पर भी लागू किया जा सकता है। इस प्रोटोकॉल के लिए, ऊतक के चार क्षेत्रों को निर्दिष्ट किया गया था: वायुमार्ग, वाहिका, एल्वियोली, और थोक फेफड़ों के ऊतक। यह प्रक्रिया ऊतक के नमूनों की खरीद की अनुमति देती है जो पारंपरिक थोक विश्लेषण विधियों के विपरीत विकोशिकीय फेफड़े के ऊतकों की सामग्री का अधिक सटीक प्रतिनिधित्व करती है।
Introduction
क्रॉनिक ऑब्सट्रक्टिव पल्मोनरी डिजीज (सीओपीडी), इडियोपैथिक पल्मोनरी फाइब्रोसिस (आईपीएफ), और सिस्टिक फाइब्रोसिस (सीएफ) सहित फेफड़ों के रोग वर्तमान में इलाज के बिना रहते हैं 1,2,3,4. फेफड़े का प्रत्यारोपण अक्सर बाद के चरणों में रोगियों के लिए एकमात्र विकल्प होता है, हालांकि यह उपयुक्त दाता फेफड़ों की आपूर्ति और प्रत्यारोपण के बाद तीव्र और पुरानी अस्वीकृति दोनों के कारण एक सीमित विकल्प बना हुआ है। इस प्रकार, नई उपचार रणनीतियों की एक महत्वपूर्ण आवश्यकता है। श्वसन बायोइंजीनियरिंग में एक आशाजनक दृष्टिकोण विकोशिकीय देशी फेफड़ों के ऊतकों से तैयार ऊतक-व्युत्पन्न मचानों का अनुप्रयोग है। चूंकि एककोशिकीय पूरे फेफड़े के मचान देशी बाह्य मैट्रिक्स (ईसीएम) संरचना और जैव सक्रियता की जटिलता को बनाए रखते हैं, इसलिए उन्हें पूरे अंग इंजीनियरिंग के लिए और फेफड़ों के रोग तंत्र 7,8,9,10 का अध्ययन करने के लिए बेहतर मॉडल के रूप में गहन अध्ययन किया गया है। समानांतर में, ऑर्गेनॉइड और अन्य ऊतक संस्कृति मॉडल 11,12,13,14,15,16,17 में सेल-सेल और सेल-ईसीएम इंटरैक्शन का अध्ययन करने के लिए हाइड्रोगेल और अन्य सब्सट्रेट ्स के रूप में फेफड़ों सहित विभिन्न अंगों से विकोशिकीय ऊतकों का उपयोग करने में रुचि बढ़ रही है।. ये ट्यूमर स्रोतों से प्राप्त मैट्रीगेल जैसे व्यावसायिक रूप से उपलब्ध सब्सट्रेट्स की तुलना में अधिक प्रासंगिक मॉडल प्रदान करते हैं। हालांकि, मानव फेफड़े से व्युत्पन्न हाइड्रोगेल पर जानकारी वर्तमान में अपेक्षाकृत सीमित है। हमने पहले डीसेल्युलराइज्ड सुअर फेफड़ों से प्राप्त हाइड्रोगेल का वर्णन किया है और उनके यांत्रिक और भौतिक गुणों दोनों की विशेषता है, साथ ही सेल कल्चर मॉडल18,19 के रूप में उनकी उपयोगिता का प्रदर्शन किया है। एक हालिया रिपोर्ट ने डीसेल्युलराइज्ड नॉर्मल एंड रोगग्रस्त (सीओपीडी, आईपीएफ) मानव फेफड़ों से प्राप्त हाइड्रोगेल के प्रारंभिक यांत्रिक और विस्कोस्टिक लक्षण वर्णन का विवरणदिया। हमने डीसेल्युलराइज्ड सामान्य और सीओपीडी मानव फेफड़ों की ग्लाइकोसामिनोग्लाइकन सामग्री को चिह्नित करने वाले प्रारंभिक डेटा भी प्रस्तुत किए हैं, साथ ही सेल-सेल और सेल-ईसीएम इंटरैक्शन11 का अध्ययन करने के लिए उनकी प्रयोज्यता भी प्रस्तुत की है।
ये उदाहरण खोजी उद्देश्यों के लिए विकोशिकीय मानव फेफड़ों के ईसीएम का उपयोग करने की शक्ति को स्पष्ट करते हैं। हालांकि, फेफड़े एक जटिल अंग है, और संरचना और कार्य दोनों फेफड़ों के विभिन्न क्षेत्रों में भिन्न होते हैं, जिसमें ईसीएम संरचना और कठोरता21,22 जैसे अन्य गुण शामिल हैं। जैसे, फेफड़े के अलग-अलग क्षेत्रों में ईसीएम का अध्ययन करना दिलचस्प है, जिसमें श्वासनली और बड़े वायुमार्ग, मध्यम आकार और छोटे वायुमार्ग, और एल्वियोली, साथ ही बड़े, मध्यम आकार और छोटे रक्त वाहिकाएं शामिल हैं। इसके लिए, हमने विकोशिकीय मानव और सुअर फेफड़ों को विच्छेदित करने और बाद में उन शारीरिक क्षेत्रों में से प्रत्येक को अलग करने के लिए एक विश्वसनीय और प्रतिलिपि प्रस्तुत करने योग्य विधि विकसित की है। इसने सामान्य और रोगग्रस्त दोनों फेफड़ों में क्षेत्रीय प्रोटीन सामग्री के विस्तृत अंतर विश्लेषण की अनुमति दीहै।
Protocol
Representative Results
Discussion
मनुष्यों और अन्य प्रजातियों के विकोशिकीय ऊतकों को अक्सर ईसीएम संरचना के अध्ययन के लिए बायोमैटेरियल्स के रूप में उपयोग किया जाता है और साथ ही पूर्व विवो कल्चर मॉडल में सेल-ईसीएम इंटरैक्शन होता है, ज…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
लेखक मानव फेफड़ों की खरीद के लिए यूवीएम ऑटोप्सी सेवाओं और समग्र विच्छेदन तकनीकों में योगदान के लिए रॉबर्ट पॉलियोट पीएचडी को धन्यवाद देते हैं। इन अध्ययनों को R01 HL127144-01 (DJW) द्वारा समर्थित किया गया था।
Materials
| Bonn Scissors | Fine Science Tools | 14184-09 | |
| Dumont #5 – Fine Forceps | Fine Science Tools | 11254-02 | |
| Forceps, Curved, S/S, Blunt, Serrated – 130mm | CellPath | N/A | |
| Hardened Fine Scissors | Fine Science Tools | 14090-11 | |
| Moria Iris Forceps | Fine Science Tools | 11373-22 | |
| Pyrex Glass Casserole Dish | Cole-Parmer | 3175-10 |
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