Method Article
אנו מתארים שיטת הכנה לשחזור של תאי לבלב acinar עכבר מעכבר לצורך בחינת אותות סיד סלולריים acinar ופציעה סלולרית עם גירויים רלוונטיים מבחינה פיזיולוגית ופתולוגית. שיטה לזיהום adenoviral של תאים אלה היא גם סיפק.
תא acinar הלבלב הוא תא parenchymal העיקרי של הלבלב אקסוקרינית וממלא תפקיד עיקרי בהפרשת אנזימי לבלב לתוך צינור הלבלב. זהו גם האתר לייזום של דלקת בלבלב. כאן אנו מתארים כיצד תאי acinar מבודדים מכל רקמת לבלב ואותות סידן תוך נמדדים. בנוסף, אנו מתארים את הטכניקות של transfecting תאים אלה עם מבני adenoviral, ולאחר מכן מדידת הדליפה של חומצת החלב דהידרוגנז, סמן של פגיעה בתא, בתנאים אשר יגרום לפגיעה בתא acinar במבחנה. טכניקות אלה מספקים כלי רב עוצמה כדי לאפיין acinar תא הפיסיולוגיה והפתולוגיה.
שינויים דינמיים בסיד cytosolic נחוצים לאירועים סלולריים acinar הן פיסיולוגיים ופתולוגיים. תופעות אלה מסתעפות של סידן נחשבות לנבוע מדפוסי מרחב ובזמן שונים של סידן איתות 1. לדוגמה, אנזים והפרשת נוזלים מתא acinar צמוד לקוצי סידן מאזור מוגבל של מוט הפסגה שבו ההפרשה מתרחשת 2. לעומת זאת, גל סידן גלובלי ואחרי אותות סידן שאינה oscillatory האינטנסיביים קשור לאירועים פתולוגיים מוקדמים שמובילים לדלקת לבלב חריפה 3,4. אלה כוללים הפעלת התוך acinar פרוטאז, הפרשת אנזים מופחתת, ופגיעה בתא acinar. המעבדה שלנו משתמשת מבודד לבלב acini ללמוד האירועים האלה תחילת פתולוגיים שיובילו למחלה גם in vivo ו במבחנה 5-7. השיטות, כמפורט כאן לתאר בידוד של תאי acinar העיקריים לצורך מדידת CYרמות הסידן tosolic ופגיעה בתא. שיטה לזיהום adenoviral של תאים אלה היא גם סיפק.
1. הכנת תאי לבלב acinar לסידן הדמיה
2. מדידת הסידן בתאי לבלב acinar
3. הכנת תאי לבלב acinar למבחני פגיעה בתא
4. מדידה דלף קטט דהידרוגנאז
LDH בתקשורת = (מדיה OD492) X (גורם לדילול תקשורת) X (כרך של תקשורת) * מאז הוא בדרך כלל מיותר לדלל דגימות בתקשורת, גורם לדילול יהיה לרוב equal1.
סה"כ LDH = (X X (lysate OD 490) (גורם לדילול lysate) (כרך א בהשעית תא)) + (X X (מדיה OD 490) (גורם לדילול) (כרך של תקשורת aliquoted לדגימה))
5. הדבקה של תאי לבלב עם acinar Adenovirus
דוגמה של מדידות סיד סלולריים acinar בתגובה לגירויים פיסיולוגיים מסופקת באיור 3. תאי acinar היו עמוסים הסיד לצבוע Fluo-4 וperfused עם אצטילכולין האנלוגי carbachol (CCH; 1 מיקרומטר)) 8. תאים הגיבו בצורה של גל סיד אשר יוזם באזור הקודקוד ומתפשט לאזור basolateral 3,9. העתקי נציג המוצגים באיור 3 מדגימים את דפוס שיא הרמה הטיפוסי נצפה בדרך כלל עם carbachol 1 מיקרומטר. לעומת זאת, שימוש במינונים תת מקסימאלי של כולציסטוקינין האנלוגי caerulein (10 בלילה) מניב תגובות oscillatory סיד (איור 4) 10.
דליפה של LDH מתאי acinar בתגובה לאגוניסטים דלקת לבלב וישכנע מוצגת באיור 5. כאן אנו מדגימים עליית ריכוז תלויה בדליפת LDH בנוכחות caerulein, carbachol, או לאהוא מרה חומצה גופרתי חומצת taurolithocholic-3 (TLCS). הריכוזים הדרושים על מנת לגרום לזליגה מקסימלי של LDH עולים בקנה אחד עם אלה הנדרשים כדי לגרום להפעלת פרוטאז התוך acinar ואיתות סיד פתולוגיים, דבר המצביע אירועים אלה עלולים להוביל לפציעה.
תאי acinar נדבקו באדנווירוס כתב לוציפראז, כי הוא מונע על ידי האמרגן לגורם מורד Cn מפעיל, גרעין של תאי T מופעל (NFAT; איור 6 א). אנו מספקים נתונים מייצגים אימות זיהום השיטה שלנו, הוכחת עליית ריכוז ותלויה זמן בפעילות NFAT-לוציפראז בנוכחות TLCS (האיורים 6B ו6C).
איור 1. נציג תמונות של תאי לבלב acinar folגעיית הכנות שונות. () תאי acinar מוכנים לCa 2 + מדידות, כפי שדמיינו בהגדלה 630X. בשורה עליונה מציגה מיקרוסקופ שדה בהיר, בשורה תחתונה מציגה תאי acinar עמוסים Ca 2 + הצבע Fluo-4 ו דמיין באמצעות מיקרוסקופ פלואורסצנטי. (ב) תאי acinar מוכנים למבחני cytotoxicity, כפי שדמיינו בהגדלה 400X.
איור 2. . קאמרי perifusion () התא מורכב משלוש שכבות:. מתכת פשוטה; אטם גומי; וכיסוי פלסטיק (ב ') אטם הגומי ממוקם על גבי המתכת וcoverslip מ"מ 22x22 המכילה תאים מושם כלפי מעלה על גבי אטם הגומי. כיסוי הפלסטיק מוברג לבסיס המתכת וcoverslip מ"מ 18x18 ממוקמת על גבי. (ג) הוא התא אזמאובטח על הבמה מיקרוסקופ. אבובים, מאגר המכיל או אגוניסט, מוזן לתוך פתחי הכניסה הממוקמות על קצו של החדר (חץ). צינורות נפרדים מובילים לואקום (ראש חץ).
איור 3. אות סיד שיא רמה טיפוסית על גירוי עם carbachol (1 מיקרומטר). () משמאל לימין; תצוגת שדה מוארת של acinus כותרת ב() Pical ו (ב) אזורי asolateral עניין מתא acinar. תאים הועמסו עם מחוון סיד Fluo-4 (5 מיקרומטר). על הגירוי עם carbachol הפיזיולוגי (1 מיקרומטר; אח אנלוגי), התמונות הבאות מראות את תחילתו של אות הסיד באזור הפסגה ואחרי התפשטות לאזור הבסיס (ב) כל תמונה ספונת (1-4), מתאימה למסגרת. יחד עם נציג התחקות של שינוי בקרינה לאורך זמן עבור כל אזור של עניין. תמונות הןמיוצג בpseudocolor עם סולם צבעים (מימין למטה). חיצים שמאלה וימינה להראות זמן של עליית סיד הראשונה באזורי apical והבסיסיים, בהתאמה. נתון זה פורסם במקור בכתב העת לכימיה ביולוגית. (Orabi AI, AU שאה, Muili ק ', י' לואו, מחמוד SM, אחמד ע ', ריד א, אתנול SZ חוסיין משפר הפעלת פרוטאז-Induced carbachol ומאיץ גלי סידן בacini לבלב חולדה המבודד. כתב העת לכימיה ביולוגית , 2 86, 14,090-14,097 (2011)).
איור 4. תנודת סידן אופיינית על גירוי caerulein (10 בלילה). (א) שינויים בכל סיד cytosolic תא נמדדו פעם אחת לשנייה על ידי מיקרוסקופיה confocal זמן לשגות באמצעות הסיד לצבוע Fluo-4 / AM. תמונות מוצגות בpseudocolor עם הצבע שלקייל (ימין למעלה). (ב) עלילת נציג של הקרינה לאורך הזמן נרשמה מתא בודד שטופל בcaerulein (10 בלילה) ב-pH 7.4. נתון זה פורסם במקור בכתב העת לכימיה ביולוגית. (ריד בבוקר, חוסיין "ז, א זורק, אלכסנדר מ ', א שאה, גורליק FS, pH תאי נמוך נתנזון MH גורם נזק בתא acinar הלבלב על ידי סידן שיפור איתות כתב העת לכימיה ביולוגית, 286, 1919-1926 ( 2011)).
איור 5. מדידת פגיעה בתא מהתאים שטופלו באגוניסטים acinar דלקת לבלב וישכנע שונים. בתאי acinar מבודדים, דהידרוגנז דליפת חומצת החלב (LDH) שימש כדומחוון ochemical של פציעה. טופלו תאי acinar מבודדים עם ריכוזים שונים של () caerulein (1-100 ננומטר) (ב) carbachol (1 מיקרומטר -1 מ"מ) ו (ג) TLCS (50-500 מיקרומטר), ו% דליפת LDH נמדד לאחר 2 משאבי אנוש. (N = 3). #, *, P <0.05 לעומת השליטה וTLCS לבד, בהתאמה.
איור 6. מדידת פעילות לוציפראז בתאי לבלב acinar הנגועים Adeno-NFAT-לוציפראז. () סכימה לזיהום של תאי לבלב acinar עכבר עיקריים עם הצטברות NFAT-לוציפראז. (ב ') מנהל מTLCS (5-500 מיקרומטר) פעילות NFAT-לוציפראז המושרה. (C) כמובן זמן להפגין adenoviral של הארה עם TLCS (500 מיקרומטר) שניתנה על 6hr התקופה. (N = 3). *, #, P <0.05, ביחס לשליטה או TLCS לבד, בהתאמה.
שיטת בידוד התא והמבחנים שלאחר מכן מתוארות כאן מייצגים כלים רבי עוצמה שבה ללמוד את התכונות הפיזיולוגיות וpathophysiological של הלבלב אקסוקרינית. השיטה לבידוד תאי לבלב acinar מפוזר תוארה לראשונה על ידי אמסטרדם וג'יימיסון 11 בשינה 1972. השיטות שהוצגו כאן הותאמו משיטות הבידוד האחרונות יותר שתוארו על ידי ואן אקר ועמיתיו 12. למרות שטכניקות אלה הן שחזור מאוד ולמד בקלות, יש כמה תכונות קריטיות לכל שיטה שצריכה להתבצע באופן מדויק. הבנת פרטים טכניים אלה תאפשר ליישום בעיות ירי קל יותר ומשופר.
בהכנת התאים למדידות סידן, גילה שהלבלב ממכרסמים צעירים מניב תוצאות עקביות יותר. את acini יותר יחולק בצורה שווה, ואולי משום שהם מכילים פחות רקמת fibro-שומנית. עבור Ca 2 + מדידות, אנו מכינים acini קטן הדמיה תא בודד אופטימלית. זה דורש ריכוז collagenase גבוה (1.1 מ"ג / מ"ל או 200 U / מ"ל) בהשוואה לזה המשמש למדידות LDH. למדידות LDH, אנו מכינים acini גדול יותר מכיוון ששיטה זו פגיעתו פחותה, בתחילת מחקר. ההכנה, אם כן, מקבלת ריכוז collagenase נמוך יותר (0.5 מ"ג / מ"ל או 91 U / ml).
לCa 2 + מדידות, זה קריטי, כי תאים להיות מצופה על coverslips חומצת שטף. המטרה של החומצה לשטוף היא לספק משטח נקי, כמו גם אינטראקציות אלקטרוסטטיות שתאפשר דבקות המרבית של acini. תא טאק (BD Bioscience) יכול לשמש כתחליף או בנוסף לשיטה זו. בנוסף לכך, זה קריטי, כי Ca 2 + הצבע טעון בחיץ דגירה ללא BSA במטרה (1) כדי למנוע את הצבע מהכריכה לBSA ו( 2) כדי לאפשר acini לדבוק מקסימאלי לcoverslips חומצת שטף .
t "> חדר זלוף תאר היה. תאים מסחריים שנועדו מותאמים אישית ומערכות זרימה, לעומת זאת, זמינים דרך מכשירים וורנר. בנוסף לזלוף, הקמת ואקום מוסדר כראוי מהווה גורם קריטי במניעת תאי acinar מלהיות שואבים את coverslip.כאשר מודדים אותות סידן מתאי לבלב acinar, אנו מתארים את השימוש במיקרוסקופ confocal. Confocal הדמיה משתמשת בחריר מול צינור מכפיל כדי לחסל אור מעל או מתחת למישור המוקד. בניגוד לכך, הדמיה רחבה בתחום מזהה אור לאורך נתיב העירור של הדגימה, המאפשרת את המיקוד של אור (אור כלומר מעל ומתחת למישור הרצוי של מוקד) לזהם את תמונת הקרינה של הדגימה. היתרון של מיקרוסקופיה confocal מעל השדה רחב הוא שהיא מאפשרת הדמיה דק קטע של מדגם, כמו גם שחזור 3D של פרוסות אופטיות שנאספו לאורךציר ה-Z. בנוסף, מיקרוסקופיה confocal מספקת מערכות איסוף במהירות גבוהה אשר יכול ללכוד שינויים מהירים בקרינת סידן באמצעות דיסק מסתובב, סורק קו, סורק sweptfield, או אפילו אזורים המצומצמים מסורק נקודה.
שינויים במרחב ובזמן סיד דפוסי איתות כגון גלים ותנודות, בהתאמה, ניתן למדידה מהימנה באמצעות חישוב 0 F / F, אבל זה לא אינדיקציה אמיתית של [Ca 2 +]. מדידות כמותיות של [Ca 2 +] ניתן לחשב באמצעות עירור אורך גל יחיד וצבעי סיד פליטה כגון Fluo-4, למרות שטעויות יכולות להתרחש במדידות אלה בשל photobleaching ולצבוע אובדן 13,14. [Ca 2 +] ניתן למדוד בצורה מדויקת יותר על ידי שימוש בצבעי ratiometric, כגון Fura2 או Indo1 15, אבל זה לא מעשי במיקרוסקופי confocal ביותר בגלל הדרישה של לייזר UV לעירור. מצד השני, concomitaשימוש NT של Fluo-3-4 או Fluo וFura, אדום יכול לאפשר יחס הדמיה באמצעות קו 488 ננומטר העירור שקיים ברוב המיקרוסקופים confocal 16.
דליפת LDH היא כלי רגיש למדידת פציעת תא acinar 7,17. שיטה נוספת היא משלימה propidium ספיגת יודיד 18. זיהומי אדנווירוס להשיג שיעורי זיהום גבוהים בacini התרבותי 19. הריכוז של וירוס ייתכן שיהיה צורך טיטרציה. בנוסף, כדאי לספק תנאי בקרה דומים שבו מבנה adenoviral אחר רלוונטי גם נגוע. רוב מחקרי הזיהום שלנו האחרונים ב 12 שעות. עם זאת, לתקופות ארוכות יותר, ניתן להוסיף אנטיביוטיקה לתקשורת את DMEM-F12 בתחילת הדרך.
אין ניגוד האינטרסים הכריז.
עבודה זו נתמכה על ידי מכון לאומי לבריאות DK083327 גרנט, וDK093491 (לSZH).
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