Summary

大人の皮膚組織から人間ケラチノ サイト主を特定する簡易で効率的な方法

Published: August 25, 2018
doi:

Summary

大人の皮膚組織からプライマリ ヒト角を効率的に分離するためのプロトコルをご紹介します。このメソッドは、自発的に皮膚細胞から表皮細胞を分離する接種培地で岩阻害剤の Y-27632 を使用して従来の手順を簡素化します。

Abstract

新鮮な皮膚組織とその拡大培養から分離されたプライマリ ヒト角は実験室の研究および臨床応用、広く使用されています。ヒト角化従来の分離方法は、低細胞回収率、減らされた細胞による成体組織から細胞を生成する効率的に証明されている 2 つの連続酵素消化手順生存率。我々 は最近、媒体の Rho キナーゼ阻害剤 Y-27632 を活用した皮膚組織中の人間の主な表皮の前駆細胞を分離する高度な方法を報告しました。従来のプロトコルと比較して、この新しいメソッドは、単純な簡単に、そして少ない時間のかかる、上皮幹細胞収量が増加し、その幹細胞の特性が向上します。さらに、新しい方法論は真皮から表皮の分離を必要としないし、したがって、異なったタイプの大人のティッシュからの細胞を隔離するために適しています。この新規分離培養手法は従来の方法の主な欠点を克服、高能室と臨床応用の両方表皮細胞の大量生産に適しています。ここでは、詳細に新しい手法について述べる。

Introduction

目標は、臨床応用の特に成体からプライマリ人間ケラチノ サイト (HKCs) を分離する簡単で効率的なプロトコルを開発することでした。皮膚表皮幹細胞、皮膚の基底層に局在を持って増殖し区別するため、皮膚1,2,3,の機能を維持するケラチノ サイトを提供する可能性の高い4. HKCs 組織は皮膚組織工学と再生のために特に痛んだ肌の修復と遺伝子治療臨床応用5,6広く皮膚から分離しました。HKC ベースのアプリケーションにとって重要な問題は、効率的に分離し、高い潜在的な体外7,8で HKCs の大きな数字を展開することです。これらのメソッドは時々 時間がかかり、実行および低細胞収率と皮膚標本の種類によって限定されているなど、その他の制限に関して複雑なさまざまな研究グループは、幹のような HKCs の文化を生産する方法を開発しているが、9を使用します。例えば、皮膚組織中の HKCs を分離する従来の方法は、6真皮から表皮の分離と 2 段階の酵素消化を含まれます。そのメソッドは通常新生児の組織のためによく働くが、成体組織から細胞を分離するために使用するとき非常に困難します。

Y-27632、Rho 関連キナーゼ (ロック) の阻害剤は、表皮幹細胞の分離と植民地成長1011,12の効率を大きく向上する報告されています。以前の研究では、我々 は Y-27632 は表皮細胞のクローナルな増殖が容易になりますが、特異的接着分子13式を制御することによって皮膚細胞の収量が減少を発見しました。また、G の中、成長と一次表皮細胞の収量をサポートすると呼ばれる新しいエアコン接種媒体を確立しました。Y-27632 を G の中を組み合わせることによりこの手法自発的に表皮真皮分離13,14のステップを除去する酵素の消化力の後表皮及び真皮細胞を区切ることができます。大人の皮膚組織から HKCs を分離するこの新しい方法の詳細な手順を述べる今以前の報告に基づき、.

Protocol

このプロトコルで使用される人間の組織は、金融機関の人間研究倫理委員会のガイドラインによると処理されている (NO.2015120401、日: 2015 年 5 月 12 日)。 1. 準備 冷たいダルベッコの 10 mL と 50 mL のチューブの病院で整形手術から破棄収集新鮮な大人の腹部皮膚組織のイーグル培地 (DMEM)、変更されました。供試体は、細胞生存率を大きく影響せず 72 h まで 4 ° C で保?…

Representative Results

(図 1 b) の従来の方法と新しい方法 (図 1 a) の回路図は図 1に示した。従来は、2 日目の手順を必要とする 2 段階の消化です。対照的に、新しいメソッドは、実行に約 3 時間かかりますワンステップ消化です。重要なは、ワンステップの新しいメソッドは接種培地に Y-27632 の存在に依存する同時に 2 つの…

Discussion

培養主 HKCs は、3 年以上の診療所で傷を治療するために広く利用されているし、その時間以来常にタイムリーで効率的に臨床応用のための細胞の十分な数を取得することが重要です。したがって、実習では、真皮から表皮の分離を必要とする従来の分離法が難しく細胞と成体細胞を通過する低能力の低収量のためのこれらの要求を満たすために。ここでは、効率的に研究室と臨床応用の両方?…

Offenlegungen

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

この作品は、キー研究と開発中国プログラム (2017YFA0104604)、国家自然科学基金の中国 (NSFC、81772093)、一般的なプログラムによって支持された科学および技術開発プログラムの蘇 (ZXL2015128)江蘇省 (BK20161241) の自然科学財団と山東省泰山学者賞 (tshw201502065)。

Materials

Countess automated cell counter Invitrogen Inc.  C10227 Automatic cell counting 
CO2 Incubator Thermo Scientific 51026333 For cell incubating
Sorvall ST 16R Centrifuge Thermo Scientific 75004380 Cell centrifuge
Constant Temperature Shaker Shanghai Boxun 150036 For water bath
Electronic Scale Harbin Zhonghui 1171193 For tissue weighing
Cell Culture Dish Eppendorf 30702115 For cell culture
50ml Centrifuge Tube KIRGEN 171003 For cell centrifuge
Cell Strainer Corning incorporated 431792 Cell filtration
Phosphate buffered solution Solarbio Life Science  P1020-500 Washing solution
DMEM Thermo Scientific C11995500 Component of neutralization medium
Defined K-SFM Life Technologies 10785-012 Epidermal cells culture medium
Penicillin Streptomycin Thermo Scientific 15140-122 Antibiotics
Fetal Bovine Serum Biological Industries 04-001-1AC5 Component of neutralization medium
0.05% Trypsin Life Technologies 25300-062 For HKC dissociation
0.25% Trypsin  Beijing Solarbio Science & Technology T1350-100 For HKC dissociation
Coating Matrix Kit Life Technologies R-011-K For coating matrix
Dispase Gibco 17105-041 For HKC isolation
Collagenase Type I Life Technologies 17100-017 For HKC isolation
Deoxyribonuclease I Sigma 9003-98-9 For HKC isolation
F12 Nutrient Mix, Hams Life Technologies 31765035 Component of G-medium
B27 Supplement Life Technologies 17504044 Growth factor in G-medium
FGF-2 Millipore Merck Biosciences 341595 Growth factor in G-medium
Y-27632 Sigma-Aldrich Y0503 ROCK inhibitor
Fungizone Gibco 15290026 Preparation for G-medium
EGF Recombinant Human Protein Gibco PHG0311 Growth factor in G-medium
Cell Counting Kit-8 Thermo Scientific NC9864731 cell proliferation and cytotoxicity assays
Mouse Anti-Human Cytokeratin5 Hewlett-Packard Development Company MA-20142 For immunofluorescence staining to check differentiation marker of HKCs
Rabbit Anti-Human Loricrin Covance PRB-145p For immunofluorescence staining to check differentiation marker of HKCs
Mouse anti-human Vimentin Cell Signaling Technology 3390 For immunofluorescence staining of dermal fibroblasts
Integrin α6(GOH3) Santa Cruz  SC-19622 flow cytometry analysis of HKCs
Rat IgG2a FITC Santa Cruz  SC-2831 negative control antibody of α6-integrin  in flow cytometry analysis 

Referenzen

  1. Ojeh, N., Pastar, I., Tomic-Canic, M., Stojadinovic, O. Stem Cells in Skin Regeneration, Wound Healing, and Their Clinical Applications. International Journal of Molecular Sciences. 16 (10), 25476-25501 (2015).
  2. Sotiropoulou, P. A., Blanpain, C. Development and homeostasis of the skin epidermis. Cold Spring Harbor Perspectives in BIology. 4 (7), a008383 (2012).
  3. Kamstrup, M., Faurschou, A., Gniadecki, R., Wulf, H. C. Epidermal stem cells – role in normal, wounded and pathological psoriatic and cancer skin. Current Stem Cell Research & Therapy. 3 (2), 146-150 (2008).
  4. Blanpain, C., Fuchs, E. Epidermal stem cells of the skin. Annual Review of Cell and Developmental Biology. 22 (22), 339-373 (2006).
  5. Guo, Z., et al. Building a microphysiological skin model from induced pluripotent stem cells. Stem Cell Research & Therapy. 4 (S1), S2 (2013).
  6. Aasen, T., Izpisua Belmonte, J. C. Isolation and cultivation of human keratinocytes from skin or plucked hair for the generation of induced pluripotent stem cells. Nature Protocols. 5 (2), 371-382 (2010).
  7. Bayati, V., Abbaspour, M. R., Neisi, N., Hashemitabar, M. Skin-derived precursors possess the ability of differentiation into the epidermal progeny and accelerate burn wound healing. Cell Biology International. 41 (2), 187-196 (2017).
  8. Hirsch, T., et al. Regeneration of the entire human epidermis using transgenic stem cells. Nature. 551 (7680), 327-332 (2017).
  9. Hentzer, B., Kobayasi, T. Separation of human epidermal cells from fibroblasts in primary skin culture. Archiv für dermatologische Forschung. 252 (1), 39-46 (1975).
  10. Terunuma, A., Limgala, R. P., Park, C. J., Choudhary, I., Vogel, J. C. Efficient procurement of epithelial stem cells from human tissue specimens using a Rho-associated protein kinase inhibitor Y-27632. Tissue Engineering Part A. 16 (4), 1363-1368 (2010).
  11. Zhou, Q., et al. ROCK inhibitor Y-27632 increases the cloning efficiency of limbal stem/progenitor cells by improving their adherence and ROS-scavenging capacity. Tissue Engineering Part C: Methods. 19 (7), 531-537 (2013).
  12. Kurosawa, H. Application of Rho-associated protein kinase (ROCK) inhibitor to human pluripotent stem cells. Journal of Bioscience and Bioengineering. 114 (6), 577-581 (2012).
  13. Wen, J., Zu, T., Zhou, Q., Leng, X., Wu, X. Y-27632 simplifies the isolation procedure of human primary epidermal cells by selectively blocking focal adhesion of dermal cells. Journal of Tissue Engineering and Regenerative Medicine. 12 (2), e1251-e1255 (2018).
  14. Zou, D., Pan, J., Zhang, P., Wu, X. A new method to isolate human epidermal keratinocytes. Journal of Clinical Dermatology (in Chinese). 6, 424-429 (2016).
  15. Cerqueira, M. T., Frias, A. M., Reis, R. L., Marques, A. P. Interfollicular epidermal stem cells: boosting and rescuing from adult skin). Methods in Molecular Biology. 989, 1-9 (2013).
  16. Candi, E., Schmidt, R., Melino, G. The cornified envelope: a model of cell death in the skin. Nature Reviews Molecular Cell Biology. 6 (4), 328-340 (2005).
  17. Breyer, J., et al. Inhibition of Rho kinases increases directional motility of microvascular endothelial cells. Biochemical Pharmacology. 83 (5), 616-626 (2012).
  18. Wozniak, M. A., Modzelewska, K., Kwong, L., Keely, P. J. Focal adhesion regulation of cell behavior. Biochimica et Biophysica Acta. 1692 (2-3), 103-119 (2004).

Play Video

Diesen Artikel zitieren
Liu, Z., Wen, J., Leng, X., Zhou, Q., Zhou, C., Zhao, H., Wu, X. A Simplified and Efficient Method to Isolate Primary Human Keratinocytes from Adult Skin Tissue. J. Vis. Exp. (138), e57784, doi:10.3791/57784 (2018).

View Video