Balık Pituitaries bir yüksek kaliteli birincil hücre kültürü hazırlanması
Summary
Burada biz hazırlamak ve medaka (Oryzias latipes) birincil hipofiz hücre kültürleri korumak için bir protokol tanımlamak. Bu iletişim kuralı en iyi duruma getirilmiş koşullarda sıcaklık, osmolalite ve pH gibi önemli parametreleri göz önünde bulundurun fizyolojik şartlarda, böylece fizyolojik olarak daha anlamlı sonuçlar etkinleştirme balık, taklit ederek.
Abstract
Birincil hücre kültürü yaygın hücresel özellikleri ve izole hücreler kontrollü bir ortamda mekanizmaları incelemek için bilim adamları tarafından kullanılan güçlü bir araçtır. Memeliler ve balık arasında Fizyoloji büyük farklılıklara rağmen birincil hücre kültür balık iletişim kurallarından kez kez küçük değişiklikler ile memeli kültür koşulları temel alır. Çevre farklılıklar sadece vücut sıcaklığı, aynı zamanda kan serum parametreleri osmolalite, pH ve pH Tampon kapasitesi gibi etkiler. Hücre kültür medya ve benzer çalışma çözümleri ekstraselüler sıvı ve/veya kan serumu bir hücre adapte olduğu özelliklerini taklit içindir gibi bu parametreler söz konusu hayvan için özel olarak ayarlanır önemlidir.
Geçerli protokol medaka (Oryzias latipes) için en iyi duruma getirilmiş birincil kültür koşulları açıklar. Protokol yalıtmak ve sağlıklı korumak konusunda ayrıntılı adımlar ayrışmış hipofiz hücreleri bir haftadan fazla sağlar ve aşağıdaki adımları içerir: 1. osmolalite değerlere ayarlama bulundu medaka kan plazması, 2. ayarlaması inkübasyon sıcaklığı normal medaka sıcaklığa (burada akvaryum tesiste) ve 3. pH ve bikarbonat arabellek değerlerle karşılaştırılabilir benzer sıcaklıklarda yaşayan diğer balık türleri için uyum. Sonuçları açıklanan protokolü kullanılarak sunulan fizyolojik açıdan anlamlı sonuçlar medaka için teşvik ve bir başvuru kılavuzu olarak birincil hücre kültürleri diğer memeli olmayan tür yapım bilim adamları tarafından kullanılabilir.
Introduction
Hücre kültürü normal Hücresel Fizyoloji uyuşturucu tarama ve karsinojenezis1‘ e kadar farklı biyolojik sorulara cevap için bir mükemmel model sistemi sağlayan moleküler biyolojik araştırmalarda kullanılan ana araçlardan biridir. Primer hücre, enzimatik ve/veya mekanik yöntemlerle hayvan dokudan doğrudan izole çoğu zaman daha biyolojik olarak çok hücre satır ilgili biyolojik yanıt vivo içinde durumuna yakın olabilir olarak kabul edilir. Birincil hücre kültürleri hazırlanması için protokol faiz bir hücre adapte olduğu özelliklerini taklit ve fizyolojik olarak anlamlı sonuçlar elde etmek için her tür ve hücre türü için optimize edilmelidir.
Benzer protokoller balık hücreler için birincil kültür koşulları açıklayan karşılaştırmada oldukça kıt olmakla birlikte çok sayıda protokolleri memeli hücre sistemler, kültür koşulları tanımlamak. Hücreleri sıcaklık, pH ve osmolalite hızlı değişikliklere açıktır ve ayrılma işlemi sırasında özellikle kırılgan. Ticari tuz çözümler ve kültür memeli hücre kültürleri için kullanılan ortam pH Tampon sistem (ler) ve osmolalite açısından özellikle teleost balık için uygun değillerdir. Bu, bu nedenle, ölçmek ve bu parametrelerin faiz türlerin fizyolojik ilgili düzeyleri çözümlerinize ayarlamak önemlidir.
Birincil hipofiz kültürleri ortak sazan da dahil olmak üzere birkaç teleost balık türleri yapılan (Cyprinus carpio)2,3, çim sazan (Ctenopharyngodon idella)4, akvaryum balığı (Carassius hava )5, gökkuşağı alabalığı (Oncorhynchus mykiss)6, Avrupa yılan balığı (Anguilla anguilla)7, tilapia (Oreochromis mossambicus)8, zebra balığı (Danio rerio)9, ve Atlantik morina (Gadus morhua)10. Faiz tür inkübasyon sıcaklığı ayarlama dışında bu protokoller birkaç senaryo üzerinden 7,2 pH 7.5 oksijen bir atmosferde için ilgi türünün suboptimal olabilir memeli benzeri koşulları Özeti inkübe içeren % 3-5 CO2. Buna ek olarak, belirsiz bu birincil hücre kültürlerinde birkaç hazırlamak için kullanılan çözümler osmolalite ayarlandı ve farklı çözümler arasında istikrarlı.
Geçerli protokol Atlantik morina10 birincil kültürlerle önceki çalışma dayanır ve için ayarlamalar inkübasyon sıcaklığı, osmolalite, pH ve pH Tampon sistemleri, karbon dioksit (pCO2), kısmi basınç oluşur medaka (O. latipes) fizyolojisi. Medaka Doğu Asya’ya yerel, küçük (3-4 cm) tatlı su balığı var. Üremek nispeten kolay ve birçok ortak balık hastalık11son derece dayanıklı olduğu gibi bu gün, bu dünyanın her yerinden birçok araştırma laboratuarında bir modeli tür olarak kullanılır. Sıcaklık toleransı 4 – 40 ° C11, kısa oluşturma süresi, şeffaf embriyolar, cinsiyet belirleme gen12ve sıralı genom13, yanı sıra çok da dahil olmak üzere bir model olarak medaka kullanmanın bir çok avantajı vardır diğer Mevcut genetik kaynakları.
Bu protokolü birincil kültür koşullarda medakas, balık tesiste tutulur 26 ° C sıcaklık eşleşecek şekilde optimize edilmiştir. Ayrıca, osmolalite Atlantik morina 290 mOsm/kg tatlı suda yaşayan medaka için tuzlu su içinde yaşayan 320 mOsm/kg dan azalır ve uygun olarak medaka plazma14osmolalite normal olduğunu. Buna karşılık, memeli plazma tipik osmolalite 275-295 mOsm15içinde aralıktır. Hayat içinde a değişiklik-in sıcaklık derecesi balık ve su, kan ve ekstraselüler sıvı pH ve arabellek kapasitesini balık memeliler farklı yapmak ile doğrudan temas halinde olan Solungaçlarım var. Memeli Kültür medya genellikle medya % 5 CO2 37 ° C’de oksijen havada bir standart atmosferine equilibrated yükleyen pH yaklaşık 7,4 neden tampon sistemleri dahil PH seviyesi sıcaklık bağımlı ve azalan bir sıcaklık16ile nötr pH (suya) artar değeri arasındadır. Tipik teleost balık plazma pH 7.7 7.917‘ ye aralıkları. Bu protokol optimizasyon pH 7.85 pH 7,75 medaka CO2 den % %0.5 1 artırarak 26 ° C’de muhafaza için 12 ° C’de tutulur COD azalma dahil.
Buna ek olarak, bikarbonat arabelleği kapasitesi balık ve memeliler oldukça farklıdır. CO2 kolayca balık solungaçları üzerinde değiştirilir ve suda pCO2 akciğer18pCO2 yalnızca küçük bir kısmını. Sıcaklık veya pCO2 pH ve tampon orta değiştirilir. Sonuç olarak, pH hem de memeli hücreleri kuluçka için önerilen pCO2 balık hücreler için en uygun olmadığı ve bu nedenle, Kültür medya balık için fizyolojik ilgili değerleri içeren tampon sistemleri ile optimize ve belirli tür ilgi. Bu iletişim kuralı medaka pituitaries birincil hücre kültürleri hazırlamak ve kuluçka sıcaklık, osmolalite, pH ve pH Tampon sistemi, birincil hücre hazırlanırken göz önünde bulundurulacak diğer önemli parametrelere ek ayarlamalar dahil açıklar kültürler memeli olmayan türler.
Protocol
Representative Results
Discussion
Vitro hücre kültür sistemleri doğru şekilde1‘ de kullanılan bir bolluk farklı biyolojik soru cevap araştırmacılar için güçlü araçları sağlar. Onlar aslında içinde vivodaha onların bağlantı komşu hücrelere kaybetmiş Disosiye hücreleri farklı işlevsel özellikleri alınan olduğunu hatırlamak önemlidir. Vitro deneylerden elde edilen sonuçları misinterpreting riskini önlemek için faiz türler ve hücre türü birincil hücre kültür yordam…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Bu proje, yaşam bilimleri ve Araştırma Konseyi Norveç, grant numarası 243811 ve 244461 (su ürünleri programı) Norveççe üniversite tarafından finanse edildi. Balık tesisi korumak için Lourdes Carreon Tan yaşam bilimleri Norveççe Üniversitesi için minnettarız.
Materials
| Dulbecco’s Phosphate Buffered Saline (dPBS), without calcium chloride and magnesium chloride | Sigma (Merck, Damstadt, Germany) | D8537 | Adjust solution to pH 7.75 with 1M NaOH and 290 mOsm with mannitol. |
| L-15 medium (Leibovitz), witout L-glutamine | Sigma (Merck, Damstadt, Germany) | L5520 | Supplement 500 ml culture medium with 10mM NaHCO3, 4.5 mM glucose, 2 mM Glutamax. Adjust solution to 290 mOsm with mannitol and filter solution through a 0.2 µm PES sterile filter, before adding 2.5 ml Penicillin-Streptomycin solution (see below for details). |
| NaOH | Sigma (Merck, Damstadt, Germany) | S5881 | Add drops of 1M solution to increase pH of dPBS and culture medium to 7.75. |
| NaHCO3 | Sigma (Merck, Damstadt, Germany) | S5761 | 10 mM NaHCO3 equals 420 mg per 500 ml culture medium. |
| D-mannitol | Sigma (Merck, Damstadt, Germany) | 63565 | Use to increase osmolality of dPBS and culture medium. Calculate correct amount needed to reach an osmolality of 290 mOsm. |
| D-glucose | Sigma (Merck, Damstadt, Germany) | G5400 | 4.5 mM D-glucose equals 405 mg per 500 ml culture medium. |
| GlutaMAX Supplement | Gibco (Life Technologies, Paisley, UK) | 35050-061 | Alternative to L-glutamine, with increased stability. 2 mM Glutamax equals 5 ml of 100X stock in 500 ml culture medium. |
| Penicillin-Streptomycin | Sigma (Merck, Damstadt, Germany) | P0781 | Stock solution 10,000 units penicillin and 10 mg streptomycin per mL. Use 2.5 ml of stock solution in 500 ml L-15 medium (equivalent of 50 U/ml Penicillin and 50 µg/ml Streptomycin). |
| Trypsin type II-S | Sigma (Merck, Damstadt, Germany) | T7409 | Prepare 1 mg/ml in dPBS solution. |
| Trypsin inhibitor type I-S | Sigma (Merck, Damstadt, Germany) | T6522 | Prepare 1 mg/ml in dPBS solution, supplement with 2 µg/ml Dnase I (see details below). |
| Dnase I | Sigma (Merck, Damstadt, Germany) | D5025 | Use in trypsin inhibitor solution (see above). |
| 0.2 µm Polyethersulfone (PES) sterile filter system | Corning Inc. (Corning, NY) | 431097 | Use for sterile filtration of dPBS and L-15 medium after adjustments. |
| 35 mm cell culture dish with glass bottom, poly d-lysine coated | MatTek Corporation (Ashland, MA) | P35GC-1.5-10-C | Can also be replaced by plastic dish, depending on downstream application. |
| Dumont #5 fine forceps | Fine Science Tools (CA) | 11254-20 | Straigt tip |
| Dumont #5/45 fine forceps | Fine Science Tools (CA) | 11253-25 | Angled 45° tip |
| Stereo microscope SZ61 | Olympus Corp. (Tokyo, Japan) | Use for dissection of pituitaries. | |
| Alegra X-22R Centrufuge | Beckman Coulter Inc. (Brea, CA) | With cooling option (similar to current model XR-30). | |
| Water bath | Techne (Staffordshire, UK) | Any water bath with the possibility of adjusting temperature will do. | |
| Pasteur glass pipettes | VWR (NY) | 612-1701 | Outer diameter 1.6 mm, fire polish and autoclave before use. |
| Galaxy MiniStar table centrifuge | VWR (NY) | 521-2844 | Any small table centrigue will do. |
| Fine needles / insect pins | Fine Science Tools (CA) | 26001-40 | Diameter 0.03 mm. Other fine needles can be used instead. |
| Wax plate | Custom made by adding melted paraffin wax in large petri dish. |
References
- Freshney, R. I. . Culture of Animal Cells: A Manual of Basic Technique and Specialized Applications. , (2010).
- Ribeiro, L. P., Ahne, W. Fish cell culture: initiation of a line of pituitary cells from carp (Cyprinus carpio) to study the release of gonadotropin in vitro. In Vitro. 18 (5), 419-420 (1982).
- Ribeiro, L., Ahne, W., Lichtenberg, V. Primary culture of normal pituitary cells of carp (Cyprinus carpio) for the study of gonadotropin release. In Vitro. 19 (1), 41-45 (1983).
- Wong, A. O., Ng, S., Lee, E. K., Leung, R. C., Ho, W. K. Somatostatin inhibits (d-Arg6, Pro9-NEt) salmon gonadotropin-releasing hormone- and dopamine D1-stimulated growth hormone release from perifused pituitary cells of chinese grass carp, Ctenopharyngodon idellus. General and Comparative Endocrinology. 110 (1), 29-45 (1998).
- Chang, J. P., et al. Use of a pituitary cell dispersion method and primary culture system for the studies of gonadotropin-releasing hormone action in the goldfish, Carassius auratus. I. Initial morphological, static, and cell column perifusion studies. General and Comparative Endocrinology. 77 (2), 256-273 (1990).
- Weil, C., Hansen, P., Hyam, D. Use of pituitary cells in primary culture to study the secretion in rainbow-trout – Setting up and validating the system as assessed by its responsiveness to mammalian and salmon gonadotropin-releasing hormone. General and Comparative Endocrinology. 62 (2), 202-209 (1986).
- Montero, M., LeBelle, N., Vidal, B., Dufour, S. Primary cultures of dispersed pituitary cells from estradiol-pretreated female silver eels (Anguilla anguilla L): Immunocytochemical characterization of gonadotropic cells and stimulation of gonadotropin release. General and Comparative Endocrinology. 104 (1), 103-115 (1996).
- Xu, S. H., Cooke, I. M. Voltage-gated currents of tilapia prolactin cells. General and Comparative Endocrinology. 150 (2), 219-232 (2007).
- Lin, S. W., Ge, W. Differential regulation of gonadotropins (FSH and LH) and growth hormone (GH) by neuroendocrine, endocrine, and paracrine factors in the zebrafish-An in vitro approach. General and Comparative Endocrinology. 160 (2), 183-193 (2009).
- Hodne, K., von Krogh, K., Weltzien, F. A., Sand, O., Haug, T. M. Optimized conditions for primary culture of pituitary cells from the Atlantic cod (Gadus morhua). The importance of osmolality, pCO2, and pH. General and Comparative Endocrinology. 178 (2), 206-215 (2012).
- Wittbrodt, J., Shima, A., Schartl, M. Medaka – a model organism from the far East. Nature Reviews Genetics. 3, 53-64 (2002).
- Matsuda, M., et al. DMY is a Y-specific DM-domain gene required for male development in the medaka fish. Nature. 417 (6888), 559-563 (2002).
- Kasahara, M., et al. The medaka draft genome and insights into vertebrate genome evolution. Nature. 447 (7145), 714-719 (2007).
- Miyanishi, H., Inokuchi, M., Nobata, S., Kaneko, T. Past seawater experience enhances seawater adaptability in medaka, Oryzias latipes. Zoological Letters. 2 (12), (2016).
- Waymouth, C. Osmolality of mammalian blood and of media for culture of mammalian cells. In Vitro. 6 (2), 109-127 (1970).
- Cameron, J. N. Acid-base homeostasis – past and present perspectives. Physiological Zoology. 62 (4), 845-865 (1989).
- Claiborne, J. B., Edwards, S. L., Morrison-Shetlar, A. I. Acid-base regulation in fishes: cellular and molecular mechanisms. Journal of Experimental Zoology. 293 (3), 302-319 (2002).
- Perry, S. F., Tufts, B. L. . Fish respiration. , (1998).
- Hildahl, J., et al. Developmental tracing of luteinizing hormone β-subunit gene expression using green fluorescent protein transgenic medaka (Oryzias latipes) reveals a putative novel developmental function. Developmental Dynamics. 241 (11), 1665-1677 (2012).
- Strandabø, R. A. U., et al. Signal transduction involved in GnRH2-stimulation of identified LH-producing gonadotropes from lhb-GFP transgenic medaka (Oryzias latipes). Molecular and Cellular Endocrinology. 372 (1-2), 128-139 (2013).
- Verbalis, J. G. Brain volume regulation in response to changes in osmolality. Neuroscience. 168 (4), 862-870 (2010).
