Summary

Organoids 마우스 Extrahepatic 담 즙 덕트에서의 세대

Published: April 23, 2019
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Summary

이 프로토콜 마우스 extrahepatic 담 즙 덕트 3 차원 organoid 시스템의 생산을 설명합니다. 이러한 담 즙 organoids cholangiocyte 생물학 연구 문화에서 유지할 수 있습니다. 담 즙 organoids 조상 및 담 즙 셀의 마커를 표현 하 고 편광 된 상피 세포의 구성 됩니다.

Abstract

Cholangiopathies, extrahepatic 담 즙 덕트 (EHBDs)에 영향을 미치는 담 즙이 폐쇄 증, 기본 차 경화 담 관 염, 및 cholangiocarcinoma 포함 됩니다. 그들은 효과적인 치료 옵션이 있다. EHBD를 공부 하는 도구는 매우 제한 됩니다. 우리의 목적은 야생 유형 및 유전자 조작된 생쥐에서 쉽게 생성 될 수 있는 기관 특정, 다목적, 성인 줄기 세포 유래, 전 임상 cholangiocyte 모델을 개발 했다. 따라서, 우리는 성인 마우스 EHBDs에서 EHBD organoid (EHBDO) 문화 시스템 개발의 새로운 기술에 보고 합니다. 모델은 비용 효율적이 고 쉽게 분석할 수 있으며 여러 다운스트림 응용 프로그램. 특히, 마우스 EHBD 절연 및 단일 세포 분리, organoid 문화 개시, 전파, 그리고 장기적인 유지 관리 및 저장의 방법을 설명합니다. 이 원고는 또한 EHBDO를 실시간 양이 많은 반전 녹음 방송 연쇄 반응 (qRT-PCR) immunohistochemistry, 형광 현미경 검사 법, 그리고 mRNA 풍부 정량에 대 한 처리를 설명 합니다. 이 프로토콜 EHBD 특정 organoids를 생산 하는 것 외에도 중요 한 장점이 있습니다. L WRN 셀에서 조건 화 된 매체의 사용은 크게이 모델의 비용을 줄일 수 있습니다. 마우스 EHBDs 사용 하 여 거의 무제한 조직을 문화 세대, 인간의 조직 달리 합니다. 생성 된 마우스 EHBDOs endodermal 조상의 표식이 있는 상피 세포의 순수한 인구를 포함 하 고 담 즙 세포 분화. 교양된 organoids 여러 통로 통해 동일한 형태를 유지 하 고 액체 질소에는 장기 저장 후 복구할 수 있습니다. 모델 담 즙 조상 세포 증식의 연구에 대 한, 약리학, 조작할 수 있으며 유전자 조작된 생쥐에서 생성 될 수 있습니다. 미래 연구는 도금 효율을 평가 하는 기능 세포 성숙, 직접 세포 분화 배양 조건 최적화 필요 합니다. 개발 공동 문화 모델과 더 생물학적으로 중립 세포 외 매트릭스의 바람직한 있습니다.

Introduction

Cholangiopathies는 내부-및 extrahepatic 담 즙 덕트 (EHBDs)1에 있는 담 즙 셀에 영향을 주는 불 치 만성 진보적인 장애. 기본 차 경화 담 관 염, cholangiocarcinoma, 담 즙이 폐쇄 증, choledochal cysts 같은 일부 cholangiopathies EHBDs에 주로 영향을 줍니다. Cholangiopathies에 대 한 치료의 개발 전 임상 모델의 제한 된 가용성에 의해 제한 됩니다. 또한, 이전 연구 cholangiopathies 그룹화에 초점: 간, 내부 및 EHBDs. 그러나, 내부-및 EHBDs 다른 배아 기원 있고, 따라서, 명료한 분자 병 리도 고려 되어야 한다. Intrahepatic 담 즙 덕트 intrahepatic ductal 접시와 간장 계실의 두개골 부분에서 개발, 전체 EHBDs 간 계실2의 꼬리 부분에서 개발. 그들은 또한 성인 항상성, intrahepatic 담 즙 덕트 및 EHBDs2,3peribiliary 동맥에서 Hering의 운하를 포함 하 여에 대 한 다른 조상 세포 구획에 의존. 전 임상 연구를 위한 동물 모델의 사용 비용에 의해 제한 하 고 윤리적인 이유로 최소화 한다. 따라서, reductionist, 재현성, 시간 및 비용 효율적인 체 외 모델은 매우 바람직하다.

Cholangiopathies의 대부분의 이전 연구 활용 일반 마우스 또는 쥐 암 모델, 또는 인간의 cholangiocarcinoma 셀 라인 내부-및 EHBDs4,5,,67에서 파생 된. 그러나,이 변형 된 세포의 모델 이며 정상적인 cholangiocyte 생물학 항상성 또는 정상 상태에서를 정리 하지 않습니다. Organotypic 문화 모델의 개발에 최근 진행 다른 조직 종류, 하지만 하지 일반 마우스 EHBDs8,9, 간담 조직를 포함 하 여 3 차원 구조의 개발을 허용 했다 10. 이러한 “기관” 구조로 기본 조직을 흉내 낸 겨냥 하 고 기관 특정 줄기/뿌리 세포11의 자기 갱신을 지 원하는 인공 틈새에서 성장 된다.

“Organoid”는 광범위 한 용어는 가장 일반적으로 줄기 세포에서 파생 된 3 차원 조직 모델을 설명 합니다. Organoids 재설정된 pluripotent 줄기 세포 배아 줄기 세포로 표현 하 고 유도 만능 줄기 세포에서에서 생성 될 수 있습니다. 그들은 또한 기관 특정 성인 줄기 세포12에서 생성 될 수 있습니다. 일부 cholangiocyte organoid 모델 이전 연구에서 제안 되었습니다. 따라서, 인간의 pluripotent 줄기 세포에서 파생 된 organoids 보고7,,913 이었고 다른 세포 유형의 동시 세대에 대 한 수 가치, 시간 효율적인 도구를 제공. 그러나, 이러한 pluripotent 줄기 세포에서 파생 된 organoids 구조와 기본 성인 EHBD cholangiocytes의 기능 완벽 하 게 반영 하지 않습니다.

인간의9 의 성인 줄기 세포에서 파생 된 Organoids 그리고 고양이10 간도 제안 했다. 고양이 모델 널리 사용 되지 않으며 도구 armamentarium 연구 목적에 대 한 제한. 또한, 이러한 간 파생 성인 줄기 세포 유래 organoids extrahepatic cholangiocytes 하지만 오히려 intrahepatic cholangiocytes 모델 하지 않습니다.

EHBD organoid 세대는 인간의 정상적인 EHBDs14 와 마우스 EHBD cholangiocarcinoma15에서 보고 되었다. 그러나, 인간의 EHBD 조직에 대 한 액세스는 매우 제한 된, 그리고 cholangiocarcinoma15 의 유전자 murine 모델에서 파생 된 organoids 항상성에서 건강 한 cholangiocyte 생물학을 대표 하지 않는다 유전자 변형 세포에서 파생 됩니다.

만능 줄기 세포 및 간 파생 된 cholangiocyte organoid 모델 및 전 임상 모델에서 필요한 인간의 조직에 대 한 제한 된 액세스의 한계를 해결 하기 위해 우리는 murine EHBD organoid 모델 (그림 1A)를 개발 했다. 이 원고 마우스 성인 조직에서 EHBD 파생 된 organoids에 대 한 기술 개발을 설명합니다. EHBDOs 라는이 EHBD organoids EHBDs cholangiocyte 항상성 및 질병 과정, cholangiopathies 같은 기본 메커니즘의 연구에 대 한 중요 한 생체 외에서 도구가 될 것입니다.

Protocol

여기에 설명 된 모든 메서드는 기관 동물 관리 및 사용 위원회 (IACUC)의 미시간 대학에 의해 승인 되었습니다. 1. 마우스 EHBD 절연 용 장비 및 재료의 준비 시드 매체 및 세척 버퍼 (자료 테이블) 50 ml에서 원뿔 관을 준비 하 고 그들에 게 사용까지 4 ° C에서 또는 얼음에 계속. 수술 테이블 (그림 1B)를 설정 합니다. 멸 균된 수술 도?…

Representative Results

우리의 프로토콜 마우스 EHBD organoids는 조직 관련 성인 줄기 세포 유래의 생성을 설명 합니다. 후에 organoids 교양, 낭 성 구조 형성 빠르면 1 일 EHBD 격리 후 관찰할 수 있습니다. 섬유 아 세포와 오염 문화 생성 하는 동안 일반적으로 관찰 하지. EHBDO 도금 효율은 약 2% (2 개월 이상) 신생아 또는 성인에서 고립 된 쥐 (그림 2B). EHBD organoids의 효율성을 도금 ?…

Discussion

이 작품의 마우스 EHBD cholangiocytes organotypic 3 차원 모델의 생성을 설명합니다. 췌 장 세포 오염, 세균 및 곰 팡이 오염 및 피하기 위해 원심 분리 후 주의 조작 방지 하기 위해 살 균 조건의 유지 보수를 방지 하려면 세심 한 EHBD 해 부를 포함 하는 EHBDO 문화 세대의 중요 한 단계는 세포질 물자의 손실입니다. 설명된 온도 조건에 가까운 준수가 필요 합니다. 기술에는 몇 가지 제한이 있습니다. 성인 생?…

Offenlegungen

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

이 작품은 간 질병 피나 클의 연구 상 (N.R.)에 국립 보건원, 국립 연구소의 당뇨병과 소화기를 위한 미국 협회 및 신장 질병 (N.R., J.L.M. P01 DK062041 P30 DK34933 수상)에 의해 지원 되었다. 이 방법론의 발달로 그의 도움에 감사 박사 라몬 Ocadiz-루이즈 (미시간 대학) 하 고.

Materials

L-WRN cell culture medium
Advanced DMEM/F12 Life Technologies 12634-010
Fetal Bovine Serum (FBS) 1% Life Technologies 10437-028
Penicillin-Streptomycin 100 U/mL Life Technologies 15140-122
Washing buffer
Phosphate Buffered Saline (PBS) 50 mL Life Technologies 10010-023
Penicillin-Streptomycin 125 U/mL Life Technologies 15140-122
Amphotericin B  6.25 µg/mL Life Technologies 15290-018
Organoid culture medium
L-WRN Conditioned medium  1:1 ATCC CRL-3276
Advanced DMEM/F12 1:1 Life Technologies 12634-010
Penicillin-Streptomycin 100 U/mL Life Technologies 15140-122
N-Glutamine 10 µl/mL Life Technologies 35050-061
N-2-hydroxyethylpiperazine-N-2-ethane sulfonic acid, HEPES 10 mM Life Technologies 15630-080
B27 10 µl/mL Gibco 17504-044
N2 10 µl/mL Gibco 17502-048
Organoid seeding medium
Organoid culture medium 
Epidermal growth factor (EGF) 50 ng/mL Invitrogen PMG8041
Fibroblast growth factor-10 (FGF10) 100 ng/mL PeproTech 100-26
Primary antibodies
Anti-Cytokeratin 19 (CK19) antibody, Rabbit 1:250 Abcam ab53119
Sex-Determining Region Y-Box 9 (SOX9) antibody, Rabbit 1:200 Santa Cruz sc-20095
Pancreatic Duodenal Homeobox 1 (PDX1) antibody, Rabbit 1:2000 DSRB F109-D12
E-cadherin antibody, Goat 1:500 Santa Cruz sc-31020
Acetylated α-tubulin antibody, Mouse 1:500 Sigma-Aldrich T6793
Secondary antibodies
488 labeled anti-rabbit, Donkey IgG 1:1000 Invitrogen A-21206
594 labeled anti-goat, Donkey IgG 1:1000 Invitrogen A-11058
568 labeled anti-mouse, Goat IgG2b 1:500 Invitrogen A-21144
TopFlash Wnt reporter assay
TopFlash HEK293 cell line ATCC CRL-1573
Luciferase Assay Kit Biotium 30003-2
0.05% Trypsin-EDTA Life Technologies 25300054
0.4% Trypan Blue Solution Life Technologies 15250061
Additional materials and reagents
Basement matrix, phenol free Matrigel CORNING 356237
Dissociation buffer, Accutase Gibco A1110501
Cell culture freezing medium, Recovery Life Technologies 12648010
Cell strainer (70 µm, steriled) Fisherbrand 22363548
Guanidinium thiocyanate-phenol RNA extraction, TRIzol Invitrogen 15596026
Specimen processing gel, HistoGel Thermo Fisher Scientific HG-4000-012
Universal mycoplasma detection kit ATCC 30-1012K
1.5 mL microcentrifuge tube Fisherbrand 05-408-129
24 well plate USA Scientific CC7682-7524
50 mL conical centrifuge tube Fisher scientific 14-432-22
Fluorescence microscope Nikon Eclipse E800
Inverted microscope Biotium 30003-2
Necropsy tray Fisherbrand 13-814-61

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Diesen Artikel zitieren
Shiota, J., Zaki, N. H. M., Merchant, J. L., Samuelson, L. C., Razumilava, N. Generation of Organoids from Mouse Extrahepatic Bile Ducts. J. Vis. Exp. (146), e59544, doi:10.3791/59544 (2019).

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