This manuscript presents a unique in vitro model of immunopurified human villous cytotrophoblast cells cultured under hypoxia/reoxygenation. This model is suitable to study the protective effects of promising treatments, such as melatonin, on pregnancy complications associated with increased oxidative stress and altered placental function.
This protocol describes how villous cytotrophoblast cells are isolated from placentas at term by successive enzymatic digestions, followed by density centrifugation, media gradient isolation and immunomagnetic purification. As observed in vivo, mononucleated villous cytotrophoblast cells in primary culture differentiate into multinucleated syncytiotrophoblast cells after 72 hr. Compared to normoxia (8% O2), villous cytotrophoblast cells that undergo hypoxia/reoxygenation (0.5% / 8% O2) undergo increased oxidative stress and intrinsic apoptosis, similar to that observed in vivo in pregnancy complications such as preeclampsia, preterm birth, and intrauterine growth restriction. In this context, primary villous trophoblasts cultured under hypoxia/reoxygenation conditions represent a unique experimental system to better understand the mechanisms and signalling pathways that are altered in human placenta and facilitate the search for effective drugs that protect against certain pregnancy disorders. Human villous trophoblasts produce melatonin and express its synthesizing enzymes and receptors. Melatonin has been suggested as a treatment for preeclampsia and intrauterine growth restriction because of its protective antioxidant effects. In the primary villous cytotrophoblast cell model described in this paper, melatonin has no effect on trophoblast cells in normoxic state but restores the redox balance of syncytiotrophoblast cells disrupted by hypoxia/reoxygenation. Thus, human villous trophoblast cells in primary culture are an excellent approach to study the mechanisms behind the protective effects of melatonin on placental function during hypoxia/reoxygenation.
insan gebelik boyunca, mononükleer kök hücreler plasenta sitotrofoblast hücreleri, hızla çoğalır ve villöz veya extravillous sitotrofoblast hücrelerine ya farklılaşırlar. Extravillous sitotrofoblastlar istila ve rahim duvarına spiral arterleri pişmanlık. Villöz sitotrofoblastlar, diğer yandan, çok çekirdekli sinsityotrofoblastik (Sinsityum) 1 oluşturmak için çoğalmaya ayırt ve sigorta devam etmektedir. villöz trofoblast homeostazındaki bakım fetal iyilik ve sağlıklı hamilelik için esastır. Aslında, villus trofoblastlar oksijen ve besin anne-cenin alışverişi sağlar ve gebelik için gerekli hormonları üretmek. Ayrıca, sinsityotrofoblast anne kan dolaşımı ile doğrudan temas halinde, sadece hücre tipi ve gerekli fiziksel ve immünolojik bir engel oluşturur. Bu nedenle, sinsityotrofoblast homeostatik bakım için apoptoz ve değiştirme geçmelidir ve Avo içinid plasental 2-5 yakınmaları.
Insan plasenta primer villus sitotrofoblastlar izole etmek için 1986 yılında Kliman ve ark. 6 tarafından geliştirilen teknik villöz trofoblast farklılaşmasında rol oynayan moleküler mekanizmaların çalışma izin vererek plasental araştırmalarda bir devrim yarattı. yoğunluk santrifüj medyada izole ardından tripsin ve DNaz ile sıralı enzimatik sindirim dayanan bu klasik teknik, (kolloidal silika partikülleri polivinilpirolidon ile kaplanmış, ya da Percoll) artık villus sitotrofoblast hücrelerini izole etmek için altın standart olarak kabul edilmektedir. teknik manyetik immün-, bu hücrelerin yüzeyleri üzerinde spesifik antijenlerin farklı ekspresyonu göre olmayan trofoblastik hücrelerin villöz sitotrofoblastlar ayıran bir prosedürle optimize edilebilir. Biz nedeniyle trofoblastik hücre zarı üzerindeki ifadesinin yokluğu insan lökosit antijeni ABC (HLA-ABC) seçtie 7,8.
Plasenta gebelik sırasında oksijen seviyelerinde dramatik değişimleri uğrar bir organdır. İlk trimesterde, oksijenasyon oranı fizyolojik çok düşük (% 2 O 2), ancak ikinci ve üçüncü üç aylık dönemde oksijenasyonu hafif düzeyde (% 8 O 2) ile artar. Tuuli ve ark., 9 plasental villus içinde trofoblast ortamında in vitro üreme oksijenlenme seviyelerinde bir meydan okuma ve çeşitleri bile fenotipik değişikliklere yol açabilir olduğunu anlattı. Bu nedenle, gebeliğin 8,9 üçüncü trimesterde plasental villus bulunan oksijen gerilimi taklit etmek normoxia olarak% 8 oksijen benimsemeye önerdi olduğunu. Chen ve ark. 10 yoğun trofoblast hücre kültüründe oksijen basıncına ilgili çeşitli değişkenler okudu ve bir hücreyi ortamda oksijen düzeylerinin belirlenmesi önemini gösterdi. villuslarında oksijen seviyeleri artma eğilimindevaskülojenez nedeniyle. Sürekli plasental villus artar kan akımı ve hidrojen peroksit seviyesi (bol bir reaktif oksijen türleri) vaskülojenez 11,12 kontrol eden önemli bir sinyaldir. gebelik komplikasyonları, vaskülojenez eksikliği hipoksi ve daha da önemlisi, oksijenasyon aralıklı varyasyonlar (denilen hipoksi / reoksijenasyonunu) üretir. Bu koşullar plasental ve fetal canlılığı 13,14 ödün oksidatif stres anormal artışa yol açmaktadır. Villöz sitotrofoblastlar da sinsityotrofoblastlarda farklılaşırlar kadar normoksik koşullar (% 8 O 2) altında tutulan aşağıdaki gibidir: trofoblast hücrelerin hipoksi / reoksijenasyonun dönemleri sırasında, in vivo maruz değişiklikler in vitro taklit edilebilir. Daha sonra normoksiyada (reoksijenasyon) arasında ilave bir 18 saat, ardından 4 saat hipoksik koşullar (% 0.5 O 2) tabi tutulur. Bu hipoksi / reoksijenizasyon yaklaşımı kullanarak, ex trofoblastlarBazı gebelik komplikasyonları gözlenmiştir olarak HiBit, redoks durumu ve iç apoptoz 8 daha yüksek düzeyde deregüle. Bu nedenle, bu plasental hipoksi / reoksijenasyon ile ilişkili gebelik komplikasyonları ile mücadele için yeni önleyici ve tedavi yaklaşımları değerlendirmek için in vitro model bir yararlıdır.
Plasenta hücreler oksidatif stres ve plasental disfonksiyon 15 ortadan kaldırmak için bir yeteneği gibi birçok önemli işlevlere sahiptir melatonin üretir. Burada, moleküler, hücresel ve fonksiyonel 8. seviyede plasental trofoblast hücrelerinde melatoninin koruyucu etkisi göstermek için kullanılan deneysel yaklaşım ve hücre modelleri sunuyoruz.
Memelilerde, fetal gelişim yeterli plasental fonksiyonu üzerine doğrudan bağlıdır. Sağlık bozukluklarının gelişimsel kökenleri sonraki hayatında tecelli hastalıkların nedeni erken gelişmesine ve plasenta, fetal programlama 30-32 bir mekanik role sahip olduğu geri izlenebilmektedir hipotezine dayanmaktadır. Bu besin devrini düzenleyen zararlı maruz karşı korur ve önemli endokrin fonksiyonlara sahiptir: plasenta, fetal büyüme ve gelişmenin temel aracıydı. Kliman ve arkadaşları<…
The authors have nothing to disclose.
Supported by grants from the Natural Sciences and Engineering Research Council of Canada (NSERC) (no. 262011-2009) to CV and March of Dimes Social and Behavioral Sciences Research grant (#12-FY12-179) to CV and JTS; by studentships to LSF from the Ministère de l’éducation, de l’Enseignement supérieurs et de la recherche (MEESR)-Fonds de recherche du Québec (FRQ)-Nature et technologies (NT) and the Fondation Universitaire Armand-Frappier INRS, to HC from the Réseau Québécois en Reproduction-NSERC-CREATE, to AAHT from the Canadian Institutes of Health Research (CIHR) and FRQ-Santé, and to JBP from NSERC; by a fellowship to EMAS from the Conselho Nacional de Desenvolvimento Cientìfico e Tecnològico (CNPq) and the Programme de bourses d’excellence pour étudiants étrangers MEESR-FRQNT.
Curved Metzenbaum Scissors | Shandon | 9212 | surgical equipment (cell isolation) (2 units) |
Splinter Forceps Fine 41/2in | Fisherbrand | 13-812-42 | surgical equipment (cell isolation) (2 units) |
Scissors 4.5 Str Dissection | Fisherbrand | 08-940 | surgical equipment (cell isolation) (2 units) |
Gauze Sponge 10cm X 10cm | Cardinal Health | 361020733 | |
Oblong Glass Baking Dish | Pyrex | 1105397 | Glassware (2.8L) |
Funnel Buchner | Coorstek Inc | 10-356E | Glassware (114MM DIAMeter) |
Watch Glass | pyrex | 9985100EMD | Glassware |
Formalin solution, neutral buffered, 10% | Sigma-Aldrich | HT501128-4L | histological tissue fixative solution |
Trypsinizing Flasks | Wheaton | 355395 | Glassware (1 unit) |
Disposable Culture Tubes | Kimble | 73750-13100 | Glassware |
Borosilicate Glass Pasteur Pipet (22.8 Cm) | Fisherbrand | K63B1367820C | Glassware |
250 Ml Glass Beakers | Fisherbrand | KFS14005250 | Glassware |
Glass Media Bottles With Cap | Fisherbrand | KFS14395250 | Glassware (8 units) |
50 Ml Corex Tube | Corning | 8422-A | (1 unit) |
15 Ml Polystyrene Centrifuge Tube | Corning | 430791 | |
50 Ml Polystyrene Centrifuge Tube | Corning | 430829 | |
10ml Serological Pipet | Corning | 11415038 | |
Cell Strainer 100μm Nylon | Corning | 431752 | |
Absorbant Liner | Scienceware | 1199918 | |
500 Ml Bottles Top Filter | Corning | Pore: 0,22 µm / medium and HBSS preparation | |
2 Ml Criogenic Vials | Corning | 430488 | |
Freezing Container, Nalgene Mr. Frosty | Sigma-Aldrich | C1562-1EA | |
Peristaltic Pump | Pharmacia Fine Chemicals | P3 model | |
Shaking Water Bath | Fisher | Model 127 | |
Vacuum Pump | ABM | 4EKFS6CX-4 | |
Sodium Chloride | Fisherbrand | EC231-598-3 | Saline solution 0.9% |
Hank’s Buffered Salt Solution (Hbss) | Sigma-Aldrich | H2387 | Quantity: 9.25 (one vial) for 1L of digestion solution |
Hydroxypiperazineethansulphonic Acid (Hepes) | Life Technologies | 15630-080 | 25mL (1M) for 1L of digestion solution |
Trypsin Type I | Sigma-Aldrich | T8003 | 9,888U |
Deoxyribonuclease Type Iv | Roche | 10-104-159-001 | 402,000U |
Calcium Chloride | Sigma-Aldrich | C4901 | 100mM |
Magnesium Sulfate | Baker | 2500-01 | 800mM |
Dulbecco’s Modified Eagle Medium High Glucose (Dmem) | Life Technologies | 10564-045 | |
Penicillin/Streptomycin Sulphate | Hyclone | SV30010 | |
Fetal Bovine Serum | Corning | 35-010-CV | |
Percoll | Sigma-Aldrich | P1644 | Density centrifugation media gradient. Volume: 36mL |
Isopropanol | Acros | 42383-0010 | 50mL |
Dimethyl Sulfoxide | Sigma-Aldrich | 472301 | |
Automacs Magnetic Separator | Miltenyi Biotec | Model 003 | |
Automacs Columns | Miltenyi Biotec | 130-021-101 | |
Automacs Running Buffer | Miltenyi Biotec | 130-091-221 | http://www.miltenyibiotec.com/~/media/Images/Products/Import/0001100/IM0001131.ashx?force=1 |
Automacs Rinsing Solution | Miltenyi Biotec | 130-091-222 | http://www.miltenyibiotec.com/en/products-and-services/macs-cell-separation/cell-separation-buffers/automacs-rinsing-solution.aspx |
Anti-Human Hla Abc Purified Clone W6/32 | Affymetrix eBioscience | 14-9983-82 | anti-mouse antibody |
Anti Mouse Igg Microbeads | Miltenyi Biotec | 130048401 | |
Multiple Well Plate - 6 Well With Lid | Corning | 3335 | Cell Bind surface |
Multiple Well Plate - 24 Well With Lid | Corning | 3337 | Cell Bind surface |
Multiple Well Plate - 96 Well With Lid | Corning | 3300 | Cell Bind surface |
Modular Incubator Chamber | Billups-Rothenberg | MIC-101 | A set of two is necessary for simultaneous to generate normoxia and hypoxia/reoxygenation conditions |
Single Flow Meter | Billups-Rothenberg | SFM3001 | |
50 Mm In-Line Filter | Whatman | 6721-5010 | PTFE, pore: 1.0 µm |
Gas Regulator | Pro Star | PRS301233 | A set of two is necessary for simultaneous to generate normoxia and hypoxia/reoxygenation conditions |
Gas Hose Class Vi Clear 5/16 | Parker | 100-05070102 | 3 pieces with ~ 0.5 m |
17 Mm Adjustable Gas Hose Clamp | Tiewraps | THCSS-16 | |
Normoxia Gas Cylinder | Praxair | NI CDOXR1U-K | Size K (3rd trimester‘s composition: 5% CO2, 8% O2, Bal. N2) |
Normoxia Gas Cylinder | Praxair | NI CDOXR1U-K | Size K (3rd trimester‘s composition: 5% CO2, 0.5% O2, Bal. N2) |
Oxygen Microelectrode Mi-730 | Microelectrodes INC | 84477 | |
Oxygen Adapter | Microelectrodes INC | 3572 | |
ROS Detection Reagent: CM-H2DCFDA | Invitrogen | C-400 | |
β-hCG ELISA kit | DRG internatinal | EIA-4115 | |
Anti-Vimentin ourified antibody | eBioscience | 14-9897 | Host: mouse |
Anti-Cytokeratin 7 (FITC) antibody | Abcam | ab119697 | Host: mouse |
Alexa Fluor 488 Goat Anti-mousse IgG H&L antibody | Life Technologies | A-11029 |