지역별 탈세포화된 폐 조직의 해부 및 분리
Summary
여기에 제시된 것은 국소 탈세포화된 폐 조직의 분리를 위한 프로토콜입니다. 이 프로토콜은 세포외 기질 및 세포-기질 상호 작용의 복잡성을 연구하기 위한 강력한 도구를 제공합니다.
Abstract
폐 이식은 종종 중증 폐 질환의 후기 단계에 있는 환자에게 유일한 옵션이지만 적절한 기증자 폐의 공급과 이식 후 급성 및 만성 거부 반응으로 인해 제한적입니다. 병든 폐를 대체하기 위한 새로운 생명공학적 접근법을 확인하는 것은 환자 생존율을 개선하고 현재 이식 방법론과 관련된 합병증을 피하는 데 필수적입니다. 대안적인 접근법은 일반적으로 급성 및 만성 거부 반응의 원인인 세포 성분이 결여된 탈세포화된 전체 폐를 사용하는 것입니다. 폐는 매우 복잡한 기관이기 때문에 혈관계, 기도 및 폐포 조직을 포함한 특정 영역의 세포외 기질 성분을 검사하는 것이 중요합니다. 이 접근법의 목적은 연구자들이 완전히 탈세포화된 폐에서 지역별 조직을 해부하고 분리할 수 있는 간단하고 재현 가능한 방법을 확립하는 것입니다. 현재 프로토콜은 돼지와 인간의 폐를 위해 고안되었지만 다른 종에도 적용될 수 있습니다. 이 프로토콜을 위해 조직의 4개 영역(기도, 혈관계, 폐포 및 벌크 폐 조직)을 지정했습니다. 이 절차를 통해 기존의 대량 분석 방법과 달리 탈세포화된 폐 조직의 내용물을 보다 정확하게 나타내는 조직 샘플을 조달할 수 있습니다.
Introduction
만성 폐쇄성 폐질환(COPD), 특발성 폐섬유증(IPF) 및 낭포성 섬유증(CF)을 포함한 폐질환은 현재 치료법이 없는 상태로 남아 있다 1,2,3,4. 폐 이식은 종종 후기 단계의 환자에게 유일한 옵션이지만, 적절한 기증자 폐의 공급과 이식 후 급성 및 만성 거부 반응으로 인해 제한된 옵션으로 남아 있습니다 3,5,6. 따라서 새로운 치료 전략이 절실히 필요합니다. 호흡기 생명 공학에서 한 가지 유망한 접근 방식은 탈세포화된 천연 폐 조직에서 제조된 조직 유래 스캐폴드의 적용입니다. 무세포 전체 폐 스캐폴드는 천연 세포외 기질(ECM) 조성 및 생체 활성의 복잡성을 많이 유지하므로 전체 장기 공학 및 폐 질환 메커니즘연구를 위한 개선된 모델로 집중적으로 연구되었습니다 7,8,9,10. 이와 동시에, 오가노이드 및 기타 조직 배양 모델에서 세포-세포 및 세포-ECM 상호작용을 연구하기 위한 하이드로겔 및 기타 기질로서 폐를 포함한 다양한 기관의 탈세포화된 조직을 활용하는 것에 대한 관심이 증가하고 있습니다 11,12,13,14,15,16,17. 이들은 종양 공급원에서 파생된 Matrigel과 같은 상업적으로 이용 가능한 기질보다 더 관련성이 높은 모델을 제공합니다. 그러나 현재 인간 폐 유래 하이드로겔에 대한 정보는 상대적으로 제한적입니다. 우리는 이전에 탈세포화된 돼지 폐에서 유래한 하이드로겔에 대해 설명했으며 기계적 및 물질적 특성을 모두 특성화했으며 세포 배양 모델로서의 유용성을 입증했습니다18,19. 최근 보고서는 탈세포화된 정상 및 질병(COPD, IPF) 인간 폐에서 유래한 하이드로겔의 초기 기계적 및 점탄성 특성을 자세히 설명했습니다20. 우리는 또한 탈세포화된 정상 및 COPD 인간 폐의 글리코사미노글리칸 함량을 특성화하는 초기 데이터와 세포-세포 및 세포-ECM 상호작용 연구에 대한 적용 가능성을 제시했습니다11.
이러한 예는 탈세포화된 인간 폐 ECM을 조사 목적으로 활용하는 힘을 보여줍니다. 그러나 폐는 복잡한 기관이며 ECM 구성 및 강성과 같은 기타 특성을 포함하여 폐의 다른 영역에서 구조와 기능이 모두 다릅니다21,22. 따라서 기관 및 대기도, 중형 및 소기도, 폐포, 대형, 중형 및 소혈관을 포함한 폐의 개별 영역에서 ECM을 연구하는 것이 중요합니다. 이를 위해 우리는 탈세포화된 인간과 돼지의 폐를 해부하고 이후에 각각의 해부학적 영역을 분리하기 위한 신뢰할 수 있고 재현 가능한 방법을 개발했습니다. 이를 통해 정상 폐와 병든 폐 모두에서 국소 단백질 함량을 세부적으로 차등적으로 분석할 수 있었다21.
Protocol
Representative Results
Discussion
인간 및 다른 종의 탈세포화된 조직은 3D 하이드로겔을 포함한 생체 외 배양 모델에서 ECM 구성 및 세포-ECM 상호작용을 연구하기 위한 생체 재료로 자주 활용됩니다12,13. 다른 기관과 유사하게, 탈세포화된 폐는 이전에 건강한 폐와 병든(즉, 폐기종 및 IPF) 폐의 ECM 구성 차이를 결정하는 데 사용되었으며 ECM 역학 및 세포-ECM 상호작용을 연구하기 위?…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
저자는 인간 폐 조달을 위한 UVM 부검 서비스와 전반적인 해부 기술에 기여한 Robert Pouliot 박사에게 감사드립니다. 이러한 연구는 R01 HL127144-01(DJW)에 의해 뒷받침되었습니다.
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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