여기, 선물이 해리 했다 부동성 e10.5 췌 장 창시자와 관련된 mesenchyme 3D murine pancreatoids을 표현 하는 인슐린을 생성 하는 프로토콜.
췌 장 혈액 포도 당 항상성 및 소화를 함께 작동 하는 많은 다른 세포 유형의 구성 하는 복잡 한 기관 이다. 이 셀 형식 효소를 은닉 포상 세포는 arborized ductal 시스템 본질적인, 그리고 호르몬 생산 하는 내 분 비 세포에 효소의 수송에 대 한 책임을 포함합니다.
내 분 비 하는 베타 세포는 낮은 혈액 포도 당 수준에 인슐린을 생성 하는 본문에 유일한 셀 유형입니다. 당뇨병, 손실 또는 베타 세포의 기능 장애를 특징으로하는 질병 전염병 비율에 도달입니다. 따라서, 파생 약물 및 세포 기반 치료제 심사 목적으로 사용할 수 있는 베타 세포 개발 조사를 프로토콜을 확립 필수적 이다. 마우스 개발의 실험 조사는 필수, vivo에서 학문은 힘들고 시간이 많이 소요. 배양된 세포 검사;에 대 한 더 편리한 플랫폼을 제공 그러나, 그들은 세포 다양성, 건축, 조직과 세포 상호 작용 발견 유지할 수 없습니다 vivo에서. 따라서, 췌 장 organogenesis 및 생리학 조사 하는 새로운 도구를 개발 하는 것이 필수적입니다.
세포 구성 하 고 복잡 한, 순수 유능한 성인 기관으로 분화 췌 장 상피 세포는 organogenesis의 발병에서 mesenchyme와 가까운 협회에서 개발. 췌 장 mesenchyme 내 분 비 개발에 대 한 많은 이해 되지 않는다 잘 아직, 따라서 생체 외에서 문화 동안 정리 하기 어려운 중요 한 신호를 제공 합니다. 여기, 우리 유지 mesenchyme, pancreatoids 라고 하는 문화 3 차원, 셀룰러 복잡 한 마우스 organoids에 프로토콜을 설명 합니다. E10.5 murine 췌 장 새싹은 해 부, 해리, 및 비 계 없는 환경에서 경작. 이러한 셀을 떠 자기 mesenchyme 개발 pancreatoid 및 내 분 비 베타 세포에는 포상 및 덕트 세포 개발의 강력한 수 포와 함께 조립. 이 시스템은 organogenesis, 또는 약물 이나 작은 분자, 유전자 검사에 대 한 세포 운명 결정, 구조, 조직과 morphogenesis, 세포-세포 상호 작용을 공부 하 사용할 수 있습니다.
정상적인 개발 및 생리의 메커니즘을 묘사 하는 것은 질병 병 인을 이해 하 고 궁극적으로 치료 방법을 육성에 답해야 합니다. 배양 및 분화 줄기 세포 개발의 신속 하 고 높은 처리량 분석을 수 있습니다, 그것은 기존의 신체의 세포 운명 조절 메커니즘에 관한 지식에 의해 제한 됩니다 고 인위적으로 개발에이 상대적으로 균질 성, 2 차원 상태1,2. 뿐만 아니라 vivo에서 개발 틈새와 환경에서 서로 다른 세포 유형으로 외부 영향에 의해 영향을 받는 paracrine 신호 및 조직 지원 organogenesis, 가이드를 제공 하는 있지만 이러한 세포의 기능에 의존 하 고 또한 그들의 주변 지도3,,45. 이러한 외부 단서의 중요성, vivo에서 마우스 모델의 힘 드는 자연과 분화 프로토콜의 한계를 감안할 때, 새로운 시스템 기본 개발 프로세스 및 생리학을 실험적으로 조사 필요 합니다.
Organogenesis, 생리학, 약물 효능 및 심지어 pathogenesis. 을 편리 하 고 적합 한 시스템을 제공 하는 3 차원, 복잡 한 organoids를 생성 하는 프로토콜의 출현 대 위6 과 대 장7 다른 시스템 organogenesis에 대 한 우리의 이해를 확장 했다 murine organoids를 설립, 연구 개발 복잡성 vivo에서 보다 적게 제한 하는 도구를 제공 하 그리고 생체 외에서 모델입니다. Murine organoid이 진보 때문 형성과 인간 만능의 출현 줄기 세포, 인간의 장8, 망막9, 신장10,11, 그리고 대뇌12 organoids 생산 되어,이 레 퍼 토리만 개발 메커니즘에 관한 기존의 지식에 의해 제한 됩니다.
질병의 무수 한 재앙 다른 췌 장 세포 유형, 외 분 비 췌 장 불충분13,14, 췌 장 염 포상 세포에에서 포상 세포와 덕트를 포함 한 췌 장 organoids의 생성은 특별 한 관심의 고 15당뇨병 베타 세포입니다. 이러한 서로 다른 세포 유형의 개발에 관한 지식을 얻고 고 또한, 맞춤된 약물 검사 또는 이식에 대 한 플랫폼 역할을 할 수, 있습니다. 그들의 병 리를 이해에 도움이 수 있습니다. 이전, Greggio 외. 만들 murine 췌 장 organoids morphogenesis vivo에서 정리 하 고 모든 주요 췌 장 상피 세포의 구성 하는 조직, 3 차원, 복잡 한 구조를 개발 하는 방법 개발 유형16,17. 이것은 췌 장 분야에서 앞으로 중요 한 단계 이다, 특히 만드는 세포에 생체 외에서 베타 세포 개발의 생물 학적 조사를 설정할 수 있습니다. 그러나, 내 분 비 세포의 부족은 organoids 조직, 틈새 상호 작용 수 및 교육용 신호17제공으로 이식 했다 하지 않는 한이 프로토콜에서 형성 했다. 틈새 시장, 무 겁 게 내 분 비 박 등 차별화3,4, 후기에 organogenesis의 초기 단계에서 개발 상피를 뒤 덮 었의 가장 큰 부분을 구성 하는 mesenchyme 18. 개발 췌는 mesenchyme의 상호작용은 아직 외부 신호 및 생체 내에서 세포 복잡성을 유지의 중요성 organogenesis 연구의 또 다른 예.
여기, 우리는 3 차원 췌 장 organoids, pancreatoids, 해리 e10.5 murine 췌 장 창시자에서 불리를 생성 하는 방법을 설명 합니다. 이러한 pancreatoids 네이티브 mesenchyme 유지, 부동성 조건에서 자기 조립 및 내 분 비 하는 베타 세포19의 강력한 수를 포함 한 모든 주요 췌 장 세포 종류를 생성. 이 방법은 이전 프로토콜 강력한 내 분 비 차별화 부족으로 내 분 비 발달의 분석을 위해 가장 적합 하다. 그러나, 췌 장 organoids에 대 한 프로토콜을 사용 하 여 Greggio 외. 췌 장의 상피 분기 및 morphogenesis의 분석에 대 한 더 적합에 의해 설명 된 대로 분기로 더 제한 됩니다 pancreatoids.
셀 문화 모델의 진행은 제대로 개발 모델, 임상 관련 세포 유형, 시험 약물 효능, 또는 심지어 이식 환자에 게 중요 합니다. 그러나, 인위적으로 업과 접시에 개발은 도전으로 우리는 여전히 organogenesis과 생리학의 메커니즘을 이해 멀리 vivo에서. 따라서 체 외에서 세포는 효율적으로 생성 된, 완전히 기능, 시간, 오랜 기간 동안 유지 될 또는 본문에 대 등 한 셀에서 다른 이상 항구 수 ?…
The authors have nothing to disclose.
프로토콜 및 원고에 관한 유용한 토론에 감사 Jolanta Chmielowiec 하 고. 우리는 또한 confocal 현미경에 접근을 위한 벤자민 Arenkiel 감사합니다. 이 작품은 NIH (P30-DK079638 M.B.)와 T32HL092332-13 마스와 M.B., 맥 네 어 의료 재단 (M.B.), 및 BCM 지적 발달 장애 연구 센터에서 confocal 코어에 의해 지원 되었다 (NIH U54 HD083092는 유 니스에서 케네디 슈 라이버 국립 연구소의 건강 그리고 인간 발달).
2-Mercaptoethanol | Sigma-Aldrich | M6250 | |
Aspirator Tube Assemblies for Calibrated Microcapillary Pipettes | Sigma-Aldrich | A5177 | |
BarnStead NanoPure Nuclease-free water | ThermoFisher | D119 | |
Borosilicate Capillary Tubes | Sutter Instruments | GB1007515 | O.D. 1mm, I.D. 0.75mm, 1.5cm length |
CaCl2 | Sigma-Aldrich | C5080 | |
Cell-Repellent 96-Well Microplate | Greiner Bio-One | 650970 | U-bottom |
Centrifuge 5424 R | Eppendorf | 5401000013 | |
Chloroform | Sigma-Aldrich | 233306 | |
Chromogranin-A antibody | Abcam | ab15160 | |
Compact, Modular Stereo Microscope M60 | Leica | ||
Countess Automated Cell Counter | Invitrogen | C10310 | |
Countess Cell Counter Slides | Invitrogen | C10312 | |
CryoStar NX70 | ThermoFisher | 957000L | |
D-(+)-Glucose | Sigma-Aldrich | G7528 | |
DAPI (4',6-Diamidine-2'-phenylindole-dihydrochloride) | Roche | 10 236 276 001 | Powder |
DBA antibody | Vector Lab | RL-1032 | |
Dispase II, Powder | Gibco | 17105041 | |
DMEM/F-12, HEPES | Gibco | 11330032 | |
Dnase I | Invitrogen | 18068-015 | |
Dumont #5 Forceps | Fine Science Tools | 11251-10 | 0.05 x 0.02 mm; Titanium; Biology tip |
EGF (Epidermal growth factor) | Sigma-Aldrich | E9644 | |
Ethanol, 200 Proof | Decon Laboratories | 2716 | |
Forma Steri Cycle CO2 Incubators | ThermoFisher | 370 | |
Fluoromount-G | Southern Biotech | OB10001 | |
Heparin sodium salt from porcine intestinal mucosa | Sigma-Aldrich | H3149-10KU | |
INSM1 Antibody | Santa Cruz BioTechnology | sc-271408 | Polyclonal Mouse IgG |
Isopropanol | Fisher | a4164 | |
Isothesia Isoflurane, USP | Henry Schein | 11695-6776-2 | |
Insulin Antibody | Dako | A056401 | Polyclonal Guinea Pig |
KAPA SYBR FAST Universal | KAPA Biosystems | KK4618 | |
KCl | KaryoMax | 10575090 | |
KnockOut Serum Replacement | Invitrogen | 10828028 | |
Leica TCS SPE High-Resolution Spectral Confocal | Leica | ||
MgCl2 | Sigma-Aldrich | 442615 | |
Mouse C-Peptide ELISA | ALPCO | 80-CPTMS-E01 | |
Mouse Ultrasensitive Insulin ELISA | ALPCO | 80-INSMSU-E01 | |
MX35 Microtome Blades | ThermoFisher | 3052835 | |
NaCl | Sigma-Aldrich | S7653 | |
NaHCO3 | Sigma-Aldrich | S3817 | |
NaH2PO4 | Sigma-Aldrich | ||
Normal Donkey Serum | Jackson Immuno Research | 017-000-121 | |
Paraformaldehyde | Sigma-Aldrich | 158127 | |
PBS 1X | Corning | 21-040-CV | |
Pdx1 antibody | DSHB | F6A11 | Monoclonal Mouse MIgG1 |
Peel-A-Way Disposable Embedding Molds | VWR | 15160-157 | |
Penicillin-Streptomycin Solution | Corning | MT30002CI | |
PMA (Phorbol 12-Myristate 13-Acetate) | Sigma-Aldrich | P1585 | |
Protein LoBind Microcentrifuge Tubes | Eppendorf | 22431081 | 1.5mL Capacity |
Recombinant Human FGF-10 Protein | R&D Systems | 345-FG | |
Recombinant Human FGF-Acidic | Peprotech | 100-17A | |
Recombinant Human R-Spondin I Protein | R&D Systems | 4546-RS | |
BenchRocker 2D | Benchmark | BR2000 | |
Sucrose 500g | Sigma-Aldrich | S0389 | |
SuperFrost Plus Microscope Slides | Fisher Scientific | 12-550-15 | |
Super Pap Pen | Electron Microscopy Sciences | 71310 | |
Thermomixer R | Eppendorf | 05-412-401 | |
Tissue Tek O.C.T. Compound | Sakura | 4583 | |
Triton X-100 | Sigma-Aldrich | T8787 | |
TRIzol Reagent | Invitrogen | 15596018 | |
TrypLE Express | Invitrogen | 12604039 | (1x), no Phenol Red |
Trypan Blue Stain | Invitrogen | 15250061 | For cell counting slides |
Trypsin-EDTA (0.05%) | Corning | 25-052-CI | |
Trypsin-EDTA (0.25%) | Gibco | 25200072 | Phenol Red |
Ultra-Low Attachment 24-Well Plate | Corning | 3473 | |
Ultra-Low Attachment Spheroid Plate 96-Well | Corning | 4520 | |
Vimentin Antibody | EMD Millipore | AB5733 | Polyclonal Chicken IgY |
Vortex Genie | BioExpres | S-7350-1 | |
Y-27632 Dihydrochloride | R&D Systems | 1254 | Also known as ROCK inhibitor |
Zeiss 710 Confocal Microscope | Zeiss |