Method Article
نحن تصف طريقة استنساخه من خلايا عنيبية إعداد البنكرياس الماوس من الماوس لغرض فحص إشارات الكالسيوم خلية عنيبية وإصابة الخلوية مع المحفزات ذات الصلة من الناحية الفسيولوجية ومرضي. وتقدم أيضا وسيلة للعدوى الفيروسة الغدانية من هذه الخلايا.
الخلية عنيبي البنكرياس هي الخلية متني الرئيسي من إفرازات البنكرياس، ويلعب دورا أساسيا في إفراز أنزيمات البنكرياس في القناة البنكرياسية. بل هو أيضا موقع لبدء التهاب البنكرياس. نحن هنا تصف كيف يتم عزل بعض الخلايا الحويصلية من كامل الأنسجة البنكرياس وإشارات الكالسيوم داخل الخلايا ويتم قياس. وبالإضافة إلى ذلك، نحن تصف أساليب transfecting هذه الخلايا مع البنى الغدانية، وقياس وقت لاحق تسرب نازعة اكتات، علامة على إصابة الخلية، خلال الظروف التي تحفز على إصابة الخلية عنيبي في المختبر. هذه التقنيات توفر أداة قوية لتوصيف عنيبي خلية علم وظائف الأعضاء وعلم الأمراض.
التغيرات الدينامية في الكالسيوم عصاري خلوي ضرورية لأحداث الخلية عنيبي على حد سواء الفسيولوجية والمرضية. ويعتقد أن هذه الآثار متباينة من الكالسيوم أن تنجم عن أنماط متميزة المكاني والزماني من الكالسيوم مما يشير 1. على سبيل المثال، ترتبط انزيم وإفراز السوائل من الخلايا عنيبي إلى ارتفاع الكالسيوم من منطقة محدودة من القطب القمي حيث يأخذ إفراز مكان 2. في المقابل، ويرتبط موجة الكالسيوم العالمي تليها إشارات الكالسيوم غير متذبذبة مكثفة مع الأحداث المرضية في وقت مبكر مما يؤدي إلى التهاب البنكرياس الحاد 3،4. وتشمل هذه التنشيط داخل عنيبي الأنزيم البروتيني، وانخفاض إفراز انزيم، وإصابة الخلية عنيبي. مختبرنا يستخدم معزولة البنكرياس عنيبات لدراسة هذه الأحداث المرضية في وقت مبكر الذي يؤدي إلى مرض على حد سواء في الجسم الحي في المختبر و 5-7. الأساليب بالتفصيل هنا وصف عزل الخلايا الأولية عنيبي لغرض قياس قبرصيمستويات الكالسيوم tosolic وإصابة الخلية. وتقدم أيضا وسيلة للعدوى الفيروسة الغدانية من هذه الخلايا.
1. إعداد خلايا البنكرياس عنيبية للتصوير الكالسيوم
2. قياس الكالسيوم في خلايا البنكرياس عنيبية
3. إعداد خلايا البنكرياس عنيبية لفحوصات إصابة الخلية
4. قياس اللاكتات تسرب إنزيم
LDH في وسائل الإعلام = (وسائل الإعلام OD492) × (عامل التخفيف وسائل الإعلام) × (المجلد من وسائل الإعلام) * نظرا لأنه عادة ما يكون غير ضروري لتخفيف عينات سائل الإعلام، فإن عامل التخفيف equal1 في معظم الأحيان.
مجموع LDH = ((المحللة OD 490) × (عامل التخفيف المحللة) × (المجلد في تعليق خلية)) + ((وسائل الإعلام OD 490) × (عامل التخفيف) × (المجلد من وسائل الإعلام aliquoted لأخذ العينات))
5. اصابة خلايا البنكرياس عنيبية مع اتش
وتقدم مثالا للقياسات الكالسيوم خلية عنيبية في استجابة للمحفزات الفسيولوجية في الشكل 3. تم تحميل خلايا عنيبية مع الكالسيوم صبغ فلوو-4 ومع perfused أستيل التماثلية كرباكول (لجنة التنسيق؛ 1 ميكرومتر)) 8. استجابت الخلايا في شكل موجة الكالسيوم الذي يبدأ في منطقة قمية ويكاثر إلى المنطقة basolateral 3،9. اقتفاء أثر ممثل هو مبين في الشكل 3B تدليل على نمط ذروة هضبة نموذجي لاحظ عادة مع 1 ميكرومتر كرباكول. وعلى العكس، وذلك باستخدام جرعات شبه القصوى للكوليسيستوكينين التماثلية caerulein (22:00) ينتج استجابات الكالسيوم متذبذبة (الشكل 4) 10.
ويظهر تسرب LDH من خلايا عنيبية استجابة لمنبهات التهاب البنكرياس الذي يحفز في الشكل 5. نحن هنا لشرح الزيادات تعتمد على التركيز في LDH تسرب في وجود caerulein، كرباكول، أو روقال انه حامض الصفراء taurolithocholic حمض كبريتات 3 (مركز التعلم). التركيزات اللازمة للحث على تسرب القصوى من LDH تتسق مع تلك المطلوبة للحث داخل عنيبي التنشيط البروتيني وإشارات الكالسيوم مرضية، مما يشير إلى هذه الأحداث قد تؤدي إلى الإصابة.
أصيب الخلايا عنيبي مع اتش مراسل luciferase، التي يقودها المروج لسي إن المستجيب عامل المصب، النووية لتنشيط خلايا تي (NFAT؛ الشكل 6A). نحن توفير بيانات تمثيلية التحقق من صحة طريقة العدوى لدينا، مما يدل على تركيز والمعتمدة على الزمن زيادات في النشاط NFAT-وسيفيراز في وجود مدرسة مركز التعلم (أرقام 6B و 6C).
الشكل 1. صور الممثل من الخلايا عنيبي البنكرياس فلخوار الاستعدادات المختلفة. (A) خلايا عنيبية أعدت للكا 2 + قياسات، كما تصور في التكبير 630X. الصف العلوي يصور المجهر حقل مشرق، الصف السفلي يصور خلايا عنيبية محملة كا 2 + صبغ فلوو-4 وتصور باستخدام المجهر مضان. (B) خلايا عنيبية استعداد لفحوصات السمية الخلوية، كما تصور في التكبير 400X.
الشكل 2. . غرفة perifusion (A) تتكون دائرة من ثلاث طبقات: أ قاعدة معدنية؛ طوقا المطاط، وغطاء من البلاستيك (B) يتم وضع طوقا المطاط على الجزء العلوي من قاعدة معدنية ومم ساترة 22x22 تحتوي يتم وضع الخلايا صعودا على رأس طوقا المطاط. هو مشدود غطاء من البلاستيك إلى قاعدة معدنية ويوضع مم ساترة 18x18 على القمة. (C) الغرفة هو ثمأمنت إلى مرحلة المجهر. ويتم تغذية الأنابيب، التي تحتوي على عازلة أو ناهض، إلى مداخل تقع على حافة الغرفة (السهم). أنابيب منفصلة يؤدي إلى فراغ (رأس السهم).
الشكل (3). نموذجي ذروة هضبة إشارة الكالسيوم على التحفيز مع كرباكول (1 ميكرومتر). (A) من اليسار إلى اليمين؛ عرض حقل مشرق من عنيبة صفت في (A) pical و (ب) الأقاليم asolateral من الاهتمام من خلية عنيبية. تم تحميل الخلايا مع المؤشر الكالسيوم فلوو-4 (5 ميكرومتر). على التحفيز مع كرباكول الفسيولوجية (1 ميكرومتر؛ منظمة العمل ضد الجوع التماثلية) والصور اللاحقة تظهر الشروع في إشارة الكالسيوم في المنطقة قمية تليها الانتشار في المنطقة القاعدية (B) كل صورة نصب منصة (1-4)، يتوافق مع الإطار. على طول ممثل اقتفاء أثر التغير في مضان بمرور الوقت لكل منطقة من الفائدة. الصور هيممثلة في pseudocolor مع نطاق اللون (أسفل اليمين). اليسار واليمين السهام تظهر مرة من أول ارتفاع الكالسيوم في المناطق القمية والقاعدية، على التوالي. تم نشر هذا الرقم في الأصل في مجلة الكيمياء البيولوجية. (عرابى منظمة العفو الدولية، الاتحاد الافريقي شاه، Muili K.، لوه Y.، محمود SM، أحمد A.، ريد A.، حسين SZ الايثانول يعزز التنشيط البروتيني كرباكول التي يسببها ويسرع موجات الكالسيوم في عزلة عنيبات البنكرياس الفئران. مجلة الكيمياء البيولوجية ، 2 86، 14090-14097 (2011)).
الشكل 4. A التذبذب الكالسيوم نموذجي على التحفيز caerulein (22:00). (A) تم قياس التغيرات في الخلية كله الكالسيوم عصاري خلوي مرة واحدة في الثانية الواحدة عن طريق الوقت الفاصل بين المجهري متحد البؤر باستخدام الكالسيوم صبغ فلوو-4 / AM. يتم تمثيل الصور في pseudocolor بلون قكال (أعلى اليمين). (B) سجلت مؤامرة ممثل مضان بمرور الوقت من خلية واحدة تعامل مع caerulein (10:00) في درجة الحموضة 7.4. تم نشر هذا الرقم في الأصل في مجلة الكيمياء البيولوجية. (ريد AM، حسين SZ، الرامي E.، الكسندر M.، شاه A.، غرليك FS، ناثانسون MH الرقم الهيدروجيني خارج الخلية منخفض ينتج عنه من ضرر في عنيبي خلية البنكرياس من خلال تعزيز الكالسيوم اشارة مجلة الكيمياء البيولوجية، 286، 1919-1926 ( 2011)).
الشكل 5. قياس إصابة الخلية من خلايا عنيبية تعامل مع مختلف منبهات التهاب البنكرياس الذي يحفز. في خلايا عنيبية معزولة، تم استخدام اللاكتات نازعة (LDH) تسرب باعتبارها ثنائيةمؤشر ochemical من الاصابة. تم علاج الخلايا عنيبي معزولة مع تركيزات مختلفة (A) caerulein (1-100 نانومتر) (B) كرباكول (1 ميكرومتر -1 ملم) و (C) وقد تم قياس مدرسة مركز التعلم (50-500 ميكرون)، و٪ LDH تسرب بعد 2 الموارد البشرية. (ن = 3). #، *، P <0.05 مقارنة بالكنترول ومدرسة مركز التعلم وحدها، على التوالي.
الشكل (6). قياس luciferase النشاط في خلايا البنكرياس عنيبية المصابين الغدة NFAT-وسيفيراز. (A) مخطط لإصابة خلايا فأر عنيبي البنكرياس الأولية مع NFAT-وسيفيراز. (B) إدارة مدرسة مركز التعلم (5-500 ميكرومتر) التي يسببها النشاط NFAT-وسيفيراز. (C) دورة تدريبية يتظاهرون تراكم الغدانية من التألق مع مدرسة مركز التعلم (500 ميكرومتر) تعطى على مدى 6HR الفترة. (ن = 3). *، #، P <0.05، نسبة إلى عنصر التحكم أو مدرسة مركز التعلم وحدها، على التوالي.
طريقة العزلة الخلية والمقايسات اللاحقة صورت هنا تمثل أدوات قوة، والتي لدراسة ملامح الفسيولوجية والمرضية في جسم المريض من إفرازات البنكرياس. وقد وصفت طريقة لعزل الخلايا فرقت عنيبي البنكرياس أول من أمستردام وجاميسون في عام 1972 11. وقد تم تكييف الأساليب المقدمة هنا من أساليب العزلة أكثر حداثة التي وصفها فان آكر وزملاؤه 12. على الرغم من أن هذه التقنيات هي تكرار للغاية وتعلمت بسهولة، وهناك العديد من الميزات الهامة إلى كل الطريقة التي يجب أن تنفذ بدقة. وفهم هذه التفاصيل التقنية تسمح لتسهيل حل المشاكل وتحسين التطبيق.
في إعداد الخلايا لقياس الكالسيوم، وجدنا أن البنكرياس من القوارض الأصغر تعطي نتائج أكثر اتساقا. وعنيبات توزع بالتساوي أكثر، ربما لأنها تحتوي على الأنسجة الدهنية أقل الليفي. إلى كا 2 + القياسات، ونحن نستعد لعنيبات أصغر الأمثل التصوير خلية واحدة. وهذا يتطلب تركيز كولاجيناز أعلى (1.1 ملغ / مل أو 200 U / مل) من تلك المستخدمة لقياس LDH. لإجراء قياسات LDH، ونحن نستعد عنيبات أكبر لأن هذا الأسلوب يسبب أقل إصابة في الأساس. إعداد، لذلك، يتلقى تركيز كولاجيناز السفلى (0.5 ملغ / مل أو 91 U / مل).
لكا 2 + القياسات، فمن الأهمية بمكان أن يتم مطلي الخلايا coverslips على حمض غسلها. الغرض من حمض غسل هو توفير سطح نظيف وكذلك التفاعلات كهرباء من شأنها أن تسمح الحد الأقصى من الالتزام عنيبات. خلية تاك (BD العلوم البيولوجية) يمكن استخدامها بدلا من أو بالإضافة إلى هذا الأسلوب. وبالإضافة إلى ذلك، من المهم جدا أن كا 2 + صبغ تم تحميله في مخزن مؤقت حضانة خالية من BSA في النظام (1) لمنع الصبغة من ملزمة لBSA و (2) للسماح للعنيبات الالتزام الحد الأقصى لcoverslips على حمض غسلها .
ر "> غرفة نضح صفها ومصممة خصيصا. الغرف التجارية وأنظمة التدفق، ومع ذلك، تتوفر من خلال أدوات وارنر. بالإضافة إلى نضح، وإقامة فراغ ينظم بشكل صحيح يشكل عاملا حاسما في منع الخلايا من عنيبي يجري شفط قبالة ساترة.عند قياس إشارات الكالسيوم من خلايا البنكرياس عنيبية، ونحن تصف استخدام المجهر متحد البؤر. يستخدم متحد البؤر التصوير ذات الثقب أمام أنبوب مضخم من أجل القضاء على الضوء من فوق أو تحت المستوى البؤري. في المقابل، تصوير واسعة المجال بالكشف الخفيفة طوال مسار الإثارة للعينة، والذي يسمح للخروج من ضوء التركيز (أي ضوء فوق وتحت الطائرة المرجوة من التركيز) لتلويث صورة مضان من العينة. ميزة من خلال الفحص المجهري متحد البؤر واسعة المجال هو أنه يتيح لقسم رقيقة التصوير لعينة، وكذلك إعادة الإعمار 3D من شرائح الضوئية التي جمعت على طولوZ-المحور. وبالإضافة إلى ذلك، يوفر الفحص المجهري متحد البؤر نظم جمع عالية السرعة التي يمكن التقاط التغيرات السريعة في مضان الكالسيوم باستخدام قرص الغزل، فاحص خط، sweptfield الماسح الضوئي، أو المناطق حتى ضاقت من ماسح ضوئي نقطة.
التغيرات المكانية والزمانية في الكالسيوم أنماط الإشارات مثل موجات والتذبذبات، على التوالي، ويمكن قياسها بشكل موثوق باستخدام F / F 0 حساب، ولكن هذا ليس مؤشرا صحيحا من [كا 2 +]. القياسات الكمية من [كا 2 +] يمكن حسابها باستخدام الإثارة الطول الموجي واحد والأصباغ الكالسيوم الانبعاثات مثل فلوو-4، على الرغم من أن يمكن أن تحدث أخطاء في هذه القياسات بسبب photobleaching وصبغ خسارة 13،14. [كا 2 +] ويمكن قياس أكثر دقة باستخدام الأصباغ ratiometric، مثل Fura2 أو Indo1 15، ولكن هذا غير عملي في معظم المجاهر مبائر بسبب اشتراط وجود ليزر الأشعة فوق البنفسجية لإثارة. من ناحية أخرى، concomitaيمكن استخدام NT من فلوو-3-4 أو فلوو وFURA الأحمر تسمح باستخدام التصوير نسبة 488 نانومتر خط الإثارة التي موجود في معظم المجاهر مبائر 16.
LDH تسرب هو أداة حساسة لقياس إصابة الخلية عنيبي 7،17. طريقة مكملة آخر هو يوديد propidium امتصاص 18. التهابات اتش تحقيق معدلات الإصابة المرتفعة في تربيتها عنيبات 19. قد تحتاج تركيز الفيروس إلى أن معاير. وبالإضافة إلى ذلك، فإنه من المفيد لتوفير ظروف مماثلة في التحكم التي يتم إصابة أيضا بناء آخر الغدانية لا صلة لها بالموضوع. معظم الدراسات عدوى دينا آخر لأقل من 12 ساعة. ومع ذلك، لفترات أطول، ويمكن إضافة المضادات الحيوية إلى وسائل الإعلام DMEM-F12 في البداية.
الإعلان عن أي تضارب في المصالح.
وأيد هذا العمل من قبل المعاهد الوطنية للصحة منح DK083327، وDK093491 (لSZH).
Name | Company | Catalog Number | Comments |
Name | Company | Catalogue Number | Comments |
Mice | NCI | N/A | Male 20-30 grams; virtually any strain should yield comparable results. |
HEPES | American Bioanalytical | AB00892 | |
Sodium Chloride | J.T. Baker | 3624-05 | |
Potassium Chloride | J.T. Baker | 3040-01 | |
Magnesium Chloride | Sigma | M-8266 | |
Calcium Chloride | Fischer | C79 | |
Dextrose | J.T. Baker | 1916-01 | |
L-Glutamine | Sigma | G-8540 | |
1X minimum Eagle's medium non-essential amino acid mixture | Gibco | 11140-050 | |
Sodium Hydroxide | EM | SX0593 | |
Bovine Serum Albumin | Sigma | A7906 | |
Collagenase | Worthington | 4188 | |
Soybean Trypsin Inhibitor | Sigma | T-9003 | |
Carbon Dioxide | Matheson Gas | 124-38-9 | |
125 ml Erlenmeyer plastic flask | Crystalgen | 26-0005 | |
Dissection kit | Fine Science Tools | 14161-10 | |
70% Ethanol | LabChem | LC222102 | |
P1000, P100, P10 pipettes | Gilson | FA10005P | |
Weighing boat | Heathrow Scientific | HS1420A | |
Plastic transfer pipettes | USA Scientific | 1020-2500 | |
15 ml conical tubes | BD Falcon | 352095 | |
50 ml conical tubes | BD Falcon | 352070 | |
1.5 ml micro-centrifuge tube | Fisher | 05-408-129 | |
0.65 ml micro-centrifuge tube | VWR | 20170-293 | |
22 x 22 mm glass coverslips | Fisher | 032811-9 | |
Nitric Acid | Fischer | A483-212 | |
Hydrochloric Acid | Fischer | A142-212 | |
Deionized water | N/A | N/A | |
18 x 18 mm coverslips | Fischer | 021510-9 | |
Laboratory film | Parafilm | PM-996 | |
Fluo-4AM | Invitrogen | F14201 | |
Dimethylsulfoxide | Sigma | D2650 | |
Luer lock | Becton Dickinson | 932777 | |
60 ml syringe | BD Bioscience | DG567805 | |
23 ¾ gauge needle | BD Bioscience | 9328270 | |
PE50 tubing | Clay Adam | PE50-427411 | |
Flat head screwdriver | N/A | N/A | |
DMEM F-12, no Phenol Red | Gibco | 21041-025 | |
30.5 gauge needle | BD Bioscience | 305106 | |
5 CC syringe | BD Bioscience | 309603 | |
25 ml Erlenmeyer flask | Fischer | FB50025 | |
Nylon mesh filter | Nitex | 03-150/38 | 150 μm pore size |
48 well tissue culture plate | Costar | 3548 | |
96 well tissue culture plate | Costar | 3795 | |
6 well tissue culture plate | Costar | 3506 | |
Liquid nitrogen | Matheson Gas | 7727-37-9 | |
Cytotoxicity assay kit | Promega | G1782 | |
Adeno-GFP | N/A | N/A | Gift from J. Williams |
Equipment | |||
Ring stand with clamps | United Scientific | SET462 | |
Perifusion chamber | N/A | N/A | Designed by S.Z.H and colleagues at Yale University |
Vacuum line | Manostat | 72-100-000 | |
Water bath with shaker | Precision Scientific | 51220076 | |
Confocal microscope | Zeiss | LSM 710 | |
BioTek Synergy H1 plate reader | BioTek | 11-120-534 | |
Tissue culture hood | Nuaire | NU-425-600 | |
Tissue culture Incubator | Thermo | 3110 |
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