A subscription to JoVE is required to view this content. Sign in or start your free trial.
Method Article
يسمح البروتوكول الحالي باستعادة الهياكل الشبيهة بالأنبوب التي تشكلت في مقايسة تكوين الأوعية الدموية الكلاسيكية في المختبر حيث تنظم الخلايا ، مثل خلايا الأرومة الغاذية ، في هياكل شبيهة بالشعرات الدموية فوق طبقة من مصفوفة الغشاء القاعدي خارج الخلية. تستخدم الهياكل المستردة لعزل الحمض النووي الريبي والبروتين لمختلف التحليلات الكيميائية الحيوية.
أثناء تطور المشيمة ، تغزو خلايا الأرومة الغاذية خارج الزغابات (EVT) الأم لتشكيل الشرايين الحلزونية الرحمية من خلال عملية انتقال اللحمة المتوسطة إلى الشبيهة بالبطانة. تقليديا ، يتم تقييم هذه العملية عن طريق مقايسة تكوين الأنبوب في المختبر ، حيث تنظم الخلايا نفسها في هياكل تشبه الأنبوب عند زرعها فوق مستحضر غشاء القاعدي المبلمر. على الرغم من أنه يمكن قياس العديد من السمات الهيكلية في الصور المجهرية للهياكل ، لتقييم الالتزام الحقيقي ل EVT بالنمط الظاهري من النوع البطاني ، فإن التحليل الكيميائي الحيوي لمستخلصات الخلايا مطلوب. إن كشط الخلايا من طبق الثقافة للحصول على مستخلصات الحمض النووي الريبي و / أو البروتين ليس بديلا لأن الهياكل الشبيهة بالأنبوب ملوثة بشدة بالجزء الأكبر من البروتينات من الغشاء القاعدي المبلمر. وبالتالي ، هناك حاجة إلى استراتيجية لفصل الخلايا عن بروتينات الغشاء القاعدي قبل تحضير مستخلصات الخلايا. هنا ، يتم تقديم طريقة بسيطة وسريعة وفعالة من حيث التكلفة لاستعادة الهياكل الشبيهة بالأنبوب من مقايسة تكوين الأنبوب في المختبر والتحليل اللاحق بواسطة التقنيات الكيميائية الحيوية. تم تحرير الهياكل الشبيهة بالأنبوب التي تشكلت بواسطة خلايا HTR8 / SVneo ، وهي خط خلايا EVT ، من الغشاء القاعدي المبلمر عن طريق حضانة قصيرة مع PBS مكمل بحمض الإيثيلين ديامين تترا أسيتيك (EDTA). بعد الغسيل التسلسلي ، يمكن الحصول على حبيبات جاهزة للاستخدام من الهياكل الشبيهة بالأنبوب النقي. يمكن معالجة هذه الحبيبات لاحقا للحصول على مستخلصات الحمض النووي الريبي والبروتين. أظهر تحليل qPCR التعبير المستحث ل VE-cadherin و alpha v-integrin ، وهما علامتان للخلايا البطانية ، في هياكل تشبه الأنبوب المشتقة من EVT مقارنة بخلايا التحكم ، والتي كانت متسقة مع تحريض علامة الخلية البطانية ، CD31 ، التي تم تقييمها بواسطة التألق المناعي. كشف تحليل اللطخة الغربية لمستخلصات البروتين للهياكل الشبيهة بالأنبوب عن الإفراط في التعبير عن RECK في خلايا HTR8 / SVneo المنقولة. وبالتالي ، تسمح هذه الطريقة البسيطة بالحصول على مستخلصات الخلايا من مقايسة تكوين الأنبوب في المختبر للتحليل اللاحق للحمض النووي الريبي وتعبير البروتين.
يعتمد نجاح الحمل على التطور السليم للمشيمة وإنشاء الدورة الدموية للمشيمة. أحد الأحداث الرئيسية المرتبطة بهذه العملية هو إعادة تشكيل الشرايين الحلزونية الرحمية (uSA) 1 ، من وعاء دموي عالي المقاومة ومنخفض التدفق إلى وعاء دموي منخفض المقاومة وعالي التدفق ، مما يزيد من نضح دم الأم في المشيمة2.
يتم تحقيق إعادة تشكيل uSA بواسطة خلايا الأرومة الغاذية المتخصصة المشتقة من الكيسة الأريمية. بعد زرع الجنين ، يهاجر الأرومة الغاذية خارج الزغابات الجنينية (EVTs) من موقع الزرع عبر الأم والرحم باتجاه uSA3. بمجرد الوصول إلى هناك ، تحفز EVTs هجرة وموت الخلايا المبرمج لخلايا العضلات الملساء المرتبطة بالأوعية الدموية الأمومية (VSMC) والخلايا البطانية (EC) 4. بعد ذلك ، تكتسب EVTs نمطا ظاهريا شبيها بالبطانة من خلال انتقال وسيط إلى بطانة (MELT) 5،6 ، لتحل محل VSMC و EC للوعاء7.
تسمم الحمل (PE) هو متلازمة خاصة بالحمل تتميز بظهور فرط ضغط الدم لدى الأم ، مصحوبة ببيلة بروتينية و / أو أعراض أخرى لخلل في الجهاز النهائي للأم ، يتم تحديدهامنذ الأسبوع العشرين من الحمل8. على الرغم من أن المسببات الدقيقة ل PE غير مفهومة تماما ، إلا أن الفرضية الأكثر قبولا تتعلق بإعادة تشكيل uSA المعيبة9 ، مما يولد حالة دائمة من عدم كفاية تدفق الدم إلى المشيمة ، مصحوبا بتلف المشيمة بسبب نقص التروية وإعادة التروية ، ونقص الأكسجة ، والإجهاد التأكسدي ، مما يؤدي إلى إطلاق عوامل المشيمة في الدورة الدموية للأم ، مما يؤدي إلى ظهور أعراض الأم المميزة ل PE9. وبالتالي ، من الأهمية بمكان تحديد الآليات الخلوية والجزيئية الرئيسية المشاركة في إعادة تشكيل uSA بواسطة خلايا الأرومة الغاذية.
يتم تحقيق تقييم MELT of EVTs بشكل كلاسيكي من خلال اختبار تكوين أنبوب مصفوفة الغشاء القاعدي في المختبر 10 ، والذي من خلاله تهاجر الخلايا الفردية وتنظم نفسها في هياكل ثنائية الأبعاد تشبه الأوعية الدموية. يتطلب هذا البروتوكول بذر خطوط خلايا EVTs على طبقة رقيقة من المصفوفة خارج الخلية المبلمرة ، والتي يشار إليها عادة باسم مصفوفة الغشاء القاعدي ، وهي مصفوفة خارج الخلية متاحة تجاريا تتكون من غشاء أساسي قابل للذوبان مستخرج من ساركوما الفأر Engelbreth-Holm-Swarm ، المخصب ب Laminin ، بالإضافة إلى الكولاجين IV ، وكبريتات الهيباران البروتيوغليكان و entactin / nidogen10. عادة ما يتم تحقيق تحليل الهياكل الشبيهة بالأنبوب المشكلة من خلال تحديد الخصائص الراسخة في الصور المجهرية (على سبيل المثال ، عدد الفروع أو مؤشر الشبكة) وتقديرها بواسطة برنامج ImageJ (البرنامج المساعد لمحلل تكوين الأوعية)11. على الرغم من أن هذه الطريقة تستخدم على نطاق واسع لوصف تكوين الهياكل الشبيهة بالأنبوب12،13،14 ، إلا أنها تقتصر على توصيف تنظيم الخلايا ، حيث لا يمكن جمع هذه الهياكل للتحليل الكيميائي الحيوي12،13،14، ويرجع ذلك إلى حد كبير إلى استحالة فصل الخلايا / الأنابيب عن مصفوفة الغشاء القاعدي ، والتي تحتوي على كمية عالية من البروتينات المختلفة. وبالتالي ، لا يمكن تحديد المساهمة الحقيقية للبروتينات المشتقة من الخلايا ، وهو أمر ضروري لفهم التعبير عن البروتينات الخلوية بشكل صحيح. نظرا لأن معظم البروتينات في هذه المستخلصات ستأتي من مصفوفة الغشاء القاعدي ، فقد تبين أن تمثيل البروتينات الخلوية منخفض جدا ، لذلك يجب تحميل كمية كبيرة من البروتينات في هلام صفحة SDS لتحليلها بواسطة اللطخة الغربية ، مما يؤثر على دقة البروتينات ونقلها. جعل التحليل السليم شبه مستحيل. يؤثر هذا الفائض من البروتينات المشتقة من مصفوفة الغشاء القاعدي أيضا بشكل عميق على استخراج الحمض النووي الريبي بالنقاء المطلوب لمزيد من التحليل.
في هذا التقرير ، نصف طريقة بسيطة وسريعة وفعالة من حيث التكلفة ، بناء على معالجة PBS-EDTA ، والتي تسمح بإطلاق هياكل تشبه الأنبوب من مصفوفة الغشاء القاعدي والتي يمكن معالجتها للتحليل الكيميائي الحيوي لمستخلصات الخلايا. تنتج هذه الطريقة كميات كبيرة من الجزيئات الحيوية والحمض النووي الريبي والبروتينات ، وهي متوافقة مع التحليل الكيميائي الحيوي الكلاسيكي ، و qPCR ، واللطخة الغربية. نقترح أن هذه الاستراتيجية يمكن أن تكون قابلة للتطبيق على فحوصات أخرى ، مثل التجزئة الخلوية الفرعية ، وتحديد العلامات اللاجينية عن طريق التروسات البيروسية أو فحوصات الترسيب المناعي للكروماتين. باختصار ، يتكون البروتوكول من حضانة الهياكل الشبيهة بالأنبوب في طبق الاستزراع مع PBS مكمل ب 50 ملي مولار من EDTA عند 4 درجات مئوية لإذابة مصفوفة الغشاء القاعدي. من خلال هذه الحضانة البسيطة ، تظل الهياكل الأنبوبية معلقة ، والتي بعد سلسلة من الغسالات باستخدام PBS للتخلص من EDTA وفائض مصفوفة الغشاء القاعدي المخففة ، يمكن الحصول عليها كحبيبات جاهزة للاستخدام من الهياكل الأنبوبية و / أو الخلايا الفردية. تصف الأقسام اللاحقة بروتوكولات اختبار MELT واستعادة الهياكل الشبيهة بالأنبوب.
1. التحضير للفحص
ملاحظة: يجب تنفيذ جميع الخطوات في ظل ظروف معقمة. يجب أن تكون جميع المواد البلاستيكية معقمة وجديدة تماما. يجب تعقيم الزجاجات عن طريق التعقيم. يجب تعقيم جميع المواد بمحلول إيثانول بنسبة 70٪ قبل استخدامها في خزانة التدفق الصفيحي. يجب تعقيم الحد الأدنى لوسط زراعة الخلايا (RPMI) عن طريق الترشيح بفلتر 0.22 ميكرومتر قبل التكملة بمصل الأبقار الجنينية (FBS). ارتد دائما معدات الحماية الشخصية عند العمل مع النفايات الخطرة بيولوجيا (معطف المختبر ، والقفازات ، والشعر الطويل المربوط للخلف ، وما إلى ذلك).
2. فحص تشكيل الأنبوب
3. استعادة الخلية من مصفوفة الغشاء القاعدي
لتقييم البروتوكول الموصوف في هذا التقرير ، قمنا أولا بإنشاء الهياكل الشبيهة بالأنبوب. كما هو موضح في الشكل 1 أ ، أنتجت خلايا HTR8 / SVneo (EVT) هياكل تشبه الأنبوب في 12 ساعة و 24 ساعة و 48 ساعة من الحضانة فوق مصفوفة الغشاء القاعدي. لم يلاحظ أي هياكل تشبه الأنبوب في أطب...
مقايسة التكوين الشبيهة بالأنبوب هي أداة مستخدمة على نطاق واسع لتقييم التفاعل بين الخلايا في عمليات تولد الأوعيةالدموية 19. نصور هنا الخصائص الوعائية للخلايا غير البطانية ، مثل EVTs ، في إعادة تشكيل أوعية الرحم الوعائية ، وهو حدث حرج أثناء المشيمة6
ويعلن أصحاب البلاغ أنه ليس لديهم تضارب في المصالح.
مصدر التمويل FONDECYT 1221362 ، ANID ، ل JG. Convocatoria Nacional Subvención a la Instalación en la Academia, ANID, No. SA77210087 ل ICW.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
Cell Culture Dishes laboratory (100mm) | Nest | 704201 | |
Cell Culure 6-Plate | Nest | 0917A | |
Cell Culure Microscope | Olympus | CKX53SF | |
Centrifuge | Thermo Scientific | Mega Fuge 8R | |
Circular Analog Magnetic Hotplate Stirrer | SCI Logex | MS-H-S | |
CO2 Incubator | Thermo Scientific | HERA cell Vios 160i | |
Cultrex PathClear Basement Membrane Extract (2 x 5 mL) | R&D SYSTEMS | RD.3432-010-01 | |
Dry Heat Incubators | HES | MK 200-1 | |
Ethylenediaminetetraacetic Acid (EDTA) | Winkler | BM-0680 | |
Fetal Bovine Serum Heat Inactivated | Capricorn Scientific | FBS-HI-12A | |
Freezer Vertical | DEAWOO | FF-211VSM | |
HTR8/SVneo | ATCC | CRL-3271 | |
Laboratory bench rocker | TCL | S2025 | |
Laminar flow cabinet | BIOBASE | BSC-1300 | |
Luminescent Image Analyzer | Health Care | Image Quant LAS 500 | |
Matrigel Matrix Growth Factor Reduced, Phenol Red-Free 10 ml | R&D SYSTEMS | 356231 | |
Micro Centrifuge | SCI Logex | D1008 | |
Micropipete Lambda Plus, P10 | Corning | 4071 | |
Micropipete Lambda Plus, P1000 | Corning | 4075 | |
Micropipete Lambda Plus, P2 | Corning | 4070 | |
Micropipete Lambda Plus, P20 | Corning | 4072 | |
Micropipete Lambda Plus, P200 | Corning | 4074 | |
Microscope Camera-Set | MOTIC | Moticam 2300 | |
Pen-strep-amphot b/Antim | Biological Industries | 03-029-1B | |
pHmeter | HANNA | HI2221 | |
Phophate Buffer Saline 10X (PBS10X) | Corning | 46-013-CM | |
Pippete micro tip with filter, sterile, P10 | Jetbiofil | PMT231010 | |
Pippete micro tip with filter, sterile, P1000 | Jetbiofil | PMT252000 | |
Pippete micro tip with filter, sterile, P200 | Jetbiofil | PMT231200 | |
PowerPac | BIO-RAD | E0203 | |
Radwag | TCL | WTB 200 | |
Remote water Purification System | Millipore | Direct-Q 5 UV | |
RPMI 1640 Medium, powder | Gibco | 31800-022 | |
Thermal Cycler | Bioer Technology | TC-96/G/H(b)C | |
Thermoregulated bath | Thermo Scientific | TSGP10 | |
Trypsin EDTA 10X | Capricorn Scientific | TRY-1B10 | |
Ultrasonic Processors | SONICS | VCX130PB | |
Vacuum Pump | HES | ROCKER 300 | |
Vortex Mixer | Thermo Scientific | LP Vortex Mixer |
Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article
Request PermissionThis article has been published
Video Coming Soon
Copyright © 2025 MyJoVE Corporation. All rights reserved