Doku mühendisliği tüm pankreasın ekzokrin ve endokrin fonksiyonları nedeniyle bir mücadeledir. Biz sağlam bir domuz pankreas ve deterjanlar Triton X-100 perfüzyon tarafından başarılı decellularization sürecinin, sodyum deoxycholate ve deoksiribonükleaz diseksiyon için bir yöntemi gösterir.
Doku mühendisliği tüm pankreas diyabet için mevcut tedaviler artırır. Doku mühendisi pankreas için insan hücreleri ile allojenik veya xenogeneic kaynağından amacıdır. Yöntemleri verimli diseksiyon, decellularization ve domuz pankreas recellularization için bir gösteri alanı yarar olabilir. İnsan pancreases benzer-e doğru domuz pancreases üç lob ile özel bir anatomik düzenleme var (dalak, duodenal ve bağlantı) oniki parmak bağırsağı ve ince bağırsak tarafından yuvarlanır. Pankreasın duodenal lob duodenum için birkaç küçük kan damarlarının tarafından bağlanır. Doku mühendisliği pankreasın ekzokrin ve endokrin doğası nedeniyle karmaşıktır. Bu yazıda, bütün domuz pankreas teşrih ve deterjanlar ile onun yapısı ve bazı hücre dışı matriks bileşenlerinin kaydedilirken decellularize için detaylı bir protokol gösteriyoruz. Aort damarı tam perfüzyon elde etmek için giriş ve çıkış olarak portal ven olarak seçilir. Diğer kan damarları (hepatik arter, splenik ven, splenik arter, mezenterik arter ve ven ağacı) ve safra kanalını bakmaksızın. Domuz trombüsü oluşumunu önlemek için heparinized ve hemen sonra diseksiyon, org ile soğuk heparin temizlendi. Eylem ekzokrin enzim inhibe, pankreas decellularization 4 ° C’de ayarlanır Decellularization perfüzyon Triton X-100, sodyum deoxycholate ve aralıklı ve son kapsamlı çamaşır ile deoksiribonükleaz tarafından gerçekleştirilir. Başarılı bir decellularization ile pankreas beyaz görünür ve korunmuş hücre dışı matriks yapısı ile çekirdeği bir yokluğu hematoksilen eozin ile histolojik değerlendirme gösterir. Böylece, önerilen yöntem başarılı bir şekilde incelemek ve bütün domuz pankreas decellularize için kullanılabilir.
Diabetes mellitus, kan glikoz düzeyinin varlığı ile karakterizedir. Çoğu ülkeler1büyük halk sağlığı meydan okuma olarak kabul edilmektedir. Kan glikoz düzeyi yüksek kan damarları ve sinir sistemi, göz, kalp ve böbrekler ve ekstremite iskemi zarar etkiler. Tedavi geleneksel yöntemlerle enjeksiyonları eksojen insülin, uyuşturucu ve yaşam tarzı değişiklikleri içerir. Bazı durumlarda hastalık için bir çare bir kenara koyarak, mevcut tedaviler insülin hiperglisemi sonuçlanan terapötik düzeyde korumak başarısız. Adacıkları veya tüm pankreas nakli hastalık ortadan kaldırır, ancak sık uygun donör organ sıkıntısı ve riskleri ve immünosupresyon ve encapsulation2ilgili zorluklar yüzünden yapıldığını değil.
Doku mühendisliği ve rejeneratif tıp alanında güncel gelişmeler bu sorunlar için bir çözüm sağlamak için kapasitesine sahip. Decellularization teknikle, bir insan ya da hayvan donör hücresel malzemeden önemli hücre dışı matriks (ECM) proteinler, büyüme faktörleri, kaldırılabilir ve sinyal molekülleri iskele içinde korunur. Böyle iskele potansiyel immünosupresyon organ fonksiyon ile belgili tanımlık recipientâ €™ s sigara immünojenik kök hücre3,4recellularization sonra geri yüklemek için gerek kalmadan nakledilen. Büyük hücre dışı matriks proteinleri türleri arasında korunmuş ve nakli5sonra reddedilmiş değil gibi allojenik veya xenogeneic kaynaklardan doku mühendisliği organları klinik ekimi, kullanılabilir.
Decellularization fiziksel güçleri, kimyasal deterjan ve enzimler fizyolojik bir ortamda bir doku veya organ hücreleri ve nükleer malzeme kaldırmak için optimum kullanımını içeren iyi keşfedilmiş bir yöntemdir. Recellularization hücre geri acellular organ tohum bir işlemdir. Kültür organ, sıcaklık, basınç ve gazlar6gibi fizyolojik açıdan kabul edilebilir koşulları için çok sayıda hücre, optimum hücre tohum strateji ve bir biyoreaktör sistem gerektiren entelektüel zor bir işlemdir.
Pankreas ekzokrin ve endokrin kapasiteleri nedeniyle zorlu bir doku doku mühendisliği için kabul edilebilir. Endokrin bölümü salgılar hormon insülin de dahil olmak üzere, süre ekzokrin doku birkaç sindirim enzimleri salgılar. Fare7,8, insan9ve domuz10 sağlam pancreases decellularization enzimler (tripsin, deoksiribonükleaz [DNaz]) kullanarak zaten bildirilmiştir ve non-iyonik (Triton X-100) ve iyonik deterjanlar ( Sodyum deoxycholate [SDC] ve Sodyum Lauryl Sülfat [SDS]). Ancak, yayımlanmış protokolleri, biz başarılı diseksiyon ve tam perfüzyon ve ECM yapısını koruyarak decellularization ile mücadele etti. Biz decellularization sırasında uygulanan deterjanlar hücre lizis neden böylece organ sindirim enzimleri serbest ileri sürüldü. Yayımlanan enzimler ECM iskele geri dönüşü olmayan bir zarar ve decellularization ve recellularization için verimli olun. Etkili eylem sindirim enzimleri inhibe ederken pankreas decellularizes yöntemi bir tasarım sorunu çözebilir. Onlar soğuk sıcaklık kullanılan9neden olduğunu bildirmedi, ancak biz Peloso vd., decellularization soğuk sıcaklık, pankreas, strateji seçti. Aynı zamanda, biz aort perfüzyon giriş Çölyak gövde (CT) ve superior mezenterik arter (SMA)11üzerinde seçerek bir diseksiyon strateji Taylor ve ark. bazı değişiklikleri ile tasarlanmıştır.
Kısa bir süre önce madde12içinde etkili yalıtım ve bazı ECM bileşenleri koruyarak süre domuz pankreas, decellularization için bir yöntemi göstermektedir. Bu gazetede, dalak, duodenal içeren bir bütün domuz pankreas teşrih ve bağlantı loblar ayrıntılı bir açıklama göster ve başarılı decellularization için kademeli bir iletişim kuralı mevcut.
Perfüzyon SDC ve Triton X-100 4 ° C’de kullanarak önerilen protokolünü bütün domuz pankreas başarıyla decellularize. Bu teknikte bir organ sıvı için parankimi ve onun sağlama gemiler gibi örnek diğer vasküler dallarında ligasyonu zarar vermeden üç loblar içeren sağlam pankreas diseksiyon mücadeledir sızıntı. Domuz pankreas farklı bir anatomi insan pankreas karşılaştırıldığında vardır. Bu üç lobları oluşur ve ince bağırsak ile yakın temas içinde kısmen çevresindeki tarafından kalır. Birkaç küçük kan damarlarının pankreas gelen bağırsak bağlandıkça ile birlikte pankreas, oniki parmak bağırsağı kesmiştim. En iyi duruma getirme çalışmaları sırasında bu kan damarlarının künt kesim kaçağı ve çözümleri eksik bir perfüzyon göstermiştir.
Pankreas çölyak ve superior mezenterik arter aracılığıyla aortaya bağlandığı beri perfüzyon yalnızca bir kanül ve bu nedenle, bir giriş kullanarak basit tutmak için bir giriş olarak aort seçtik. Bizim deneyim, ligasyonu CT yukarıda ve aşağıda SMA aort diseksiyonu zaman azalır ve herhangi bir iki gemi zarar riskini azaltır. Heparinized domuz ek olarak, ayrıca perfüzyon çözümleri organ boyunca ulaşmada bir perfüzyon soğuk heparin ile aort diseksiyon hemen sonra yardımcı olduğunu fark ettim. Bu kan damarlarında kan pıhtı oluşumunu engelleyerek ortaya çıkar spekülasyon. Bir pankreas Ultrasaf Su ile ilk perfüzyon diseksiyon sonra kırmızı kan hücreleri parçalayıcı ve böylece kan pıhtı oluşumunu engelleyerek organ kan kalıntıları kaldırın. Kan akışını kolayca arka plan üstüne fark gibi bu dönemde de damarları ve arterler, unligated herhangi bir küçük dalları bulmak için kullanılabilir.
Bu eylem pankreas ekzokrin hücrelerden serbest ekzokrin enzimlerin engel olacak kadar soğuk sıcaklıklarda (4 ° C), tüm decellularization yordam tutmak seçti. Hücre zarları ve proteinler12sindirmek olabilir gibi inhibe değil zaman ekzokrin enzimler hücre ve ECM üzerinde zararlı bir etkisi neden olabilir. Dondurma ve çözme etkili hücreleri patlama gibi biz bir donma/çözülme adım başlangıçta bile deterjanlar4,13perfüzyon önce dahil. Çözdürme sonra ilk yıkama hücre patlamaları kalıntıları çıkarmak. Biz kullanılan deterjan tedavi SDC ve Triton X-100 normalden daha yüksek konsantrasyonlarda ve yüksek perfüzyon hızda bir karışımıdır. ECM zarar ekzokrin hücreleri kaldırarak daha hızlı decellularization elde etmek için bu yaklaşım seçtik. Biz daha az zaman-ecek var olmak elde edilebilir Pankreas enzimleri böylece iyi ECM bileşenleri koruyarak ECM ile etkileşim için gibi sert ve hızlı bir iletişim kuralı pankreas decellularization için faydalıdır spekülasyon. Bu enzimlerin ekzokrin hücreleri14–dan serbest bırakmak belgili tanımlık harekete geçirmek yapılmasını engeller olarak ECM bileşenleri korumak için biz de serin proteaz inhibitörü (PMSF) deterjan çözümler ekledi. Böylece inhibe bakteriyel kontaminasyon15şansı bir bakteriyostatik ajan olarak eylemler olarak sodyum azid tüm decellularization çözümleri, eklenir.
Pankreas ECM yapıları ve ECM protein kollajen ve elastin korunması gösterdi bu protokol sonrası decellularized. Ancak, önemli bir glikozaminoglikan kaybına decellularized pankreasta fark edildi. Pankreas da insan cenin pankreas kök hücreleri ekler ve ekzokrin ve endokrin işaretleri ifade için için 14 gün12recellularized parçalar halinde vaat Bu şekilde decellularized. Ancak, bir sağlam ve işler durumda pankreas oluşturmak için daha fazla araştırma doğru hücre kaynakları, hücre tipleri, hücre tohumlama stratejileri ve biyoreaktör kültür değerlendirilmesinde gereklidir.
The authors have nothing to disclose.
Bu çalışmada İsveç hükümeti LUA ALF bir hibe için S.S.H. tarafından finanse edildi
4mm DLP arteriotomy cannula | Medtronic | 31104 | |
2ml Unlabelled pipette | vWR | 612-3720 | |
Degasser | Biotech AB | 0001-6484 | |
DNase-I | Worthington | LS0020007 | |
Dulbecco's PBS with CaCl2 and MgCl2 | Sigma Aldrich | D8662 | |
EDTA disodium salt dihydrate | AlfaAesar | A15161.OB | |
Heparin | Leo | 387107 | |
Luer Male with 1/8" ID Barb | Oina | LM-2PP-QC | For 3X5mm silicon tube |
Peristaltic pump | Oina | SP-1X4 | |
PMSF | Roche | 10837091001 | Unstable in aqueous solution. Should be added fresh before perfusion. |
Potassium chloride | Sigma Aldrich | P5405 | |
Potassium hydrogen phosphate | Sigma Aldrich | P9791 | |
SDC | Sigma Aldrich | 30970 | |
Silicon tube 3X5mm | VWR | 2280706 | |
Sodium Azide | Sigma Aldrich | 71290 | |
Sodium chloride | Sigma Aldrich | 13423 | |
Sodium hydrogen phosphate | Merck | 71640-M | |
Suture | Vömel | 14817 | |
Syrringe 50mL | Becton Dickinson | 300137 | |
Triton-X-100 | AlfaAesar | A16046.OF |