여기, 우리는 두 가지 다른 형태의 문화 기판의 준비에 대 한 프로토콜 제시 활용 유형 I 교원 질. 콜라겐, 처리 하는 방법을 따라 콜라겐 분자 2 차원, 비-섬유 형태를 유지 하거나 3 차원, fibril 형태로 재조립 합니다. 세포 증식에 유형 I 교원 질 크게 fibril 형성에 의해 영향을.
유형 I 교원 질, 두 가지 형태로 존재 하는 세포 배양을 위한 기질으로 유용: 2 차원, 비-섬유 형태와 3 차원, fibril 형태. 두 폼 같은 준비 될 수 있다 유형 I 교원 질. 일반적으로, 비-섬유 양식 세포 접착 및 확산을 촉진합니다. Fibril 형태 (젤) 셀;의 많은 종류에서 더 많은 생리 적 조건 제공 따라서, 젤 문화 셀, 약물 효능 등의 생리 적 행동을 조사 하기 위한 유용 합니다.
연구원은 그것의 사용의 목적에 따라 적절 한 형태를 선택할 수 있습니다. 예를 들어 keratinocytes의 경우에 젤 문화 모델을 치유 하는 상처로 사용 되었습니다. FEPE1L-8, keratinocyte 셀 라인 교양 형식의 비 섬유 형태에 나 콜라겐, 세포 접착을 촉진. 특히, keratinocyte 확산이 느립니다 fibril 형태에 비 섬유질 형태 보다. 준비에 대 한 프로토콜 유형 I 교원 질 세포 배양은 간단 하 고 실험적인 요구에 따라 다양 한 응용 프로그램.
중간 결합 조직을 구성 하는 3 차원 단백질 채널 이기종 구성의 주로 구성 된 형식의 나 콜라겐 소1. 교원 질 소 셀1,2,3 에 대 한 비 계 서 핵심 역할을 하 고 다른 세포 외 기질 (ECM) 단백질3와 상호 작용. 생체 외에서, 다른 형태의 유형 I 교원 질 처리에 따라 세포 배양에 대 한 기판으로 사용할 수 있습니다1,2,,3방법4. 산 성 조건 하에서 유형 I 콜라겐 유지 비-섬유 양식5. 코팅 비 섬유 형태와 문화 요리 표면 세포 접착 및 확산6,7촉진 합니다. 유형 I 교원 질 분자 생리 적 pH와 온도, 3 차원 구조1,2,,34, 를 가진 젤을 형성 하는 소에 재조립 5,6,,78. 몇 가지 중요 한 차이점 fibril 비 섬유 형태의 유형 사이 나 콜라겐 매트릭스 강성과 문화1동안 ECM 구성 요소 셀으로의 개조의 효율성을 포함 하 여 있다. 매트릭스 강성 셀 문화1, 9의 가장 공부 규제 요인 중 하나입니다. 그러나, 기질과 세포 사이 복잡 한 상호 작용을 명확히 해야 남아 있다. 셀과 환경 요인 간의 복잡 한 상호 작용을 검사 하는 간단한 시스템이 유용 합니다. 콜라겐의 두 가지 형태에 세포 행동의 비교는 환경 요인의 영향을 단순화 하는 데 도움이 있습니다. 내가 다른 형태의 유형, 그들의 사용의 목적에 따라 콜라겐 선택적으로 사용할 수 있습니다. 일반적으로, keratinocytes 지하실 멤브레인와 접촉 하지만 유형 I 교원 질 하지. 그러나, 상처 치유, 동안 keratinocytes 피부 결합 조직으로 이동, 확산, 그리고10의 상처 치유.
최근에, 우리는 세포 외 칼슘의 농도 keratinocyte의 확산에 대 한 중요 한 증명 fibril 형태의에 문화 시스템을 사용 하 여 라인 셀 유형 I 교원 질 피부 결합 조직11을 흉내 낸. FEPE1L-8의 fibril 형태에 경작 되었다 keratinocyte 셀 라인 유형 I 교원 질 때 셀의 모양을 라운드 되었고 그들의 proliferations는 30 μ M11의 세포 외 칼슘 농도에서 중단 했다. 1.8 m m 칼슘 농도 증가, 세포 성장을 복구 된11했다. 셀 두 칼슘 농도 (30 μ M, 1.8 m m)에서 성장 했다 그들이 때 fibril 양식에 양식 exogenous 칼슘 농도에 더 민감한 반면 비-섬유 양식11, 경작 하는 경우. FEPE1L-8 papillomavirus 유형 16 변형 유전자 E6 transfection을 통해 생성 된 및 E7 인간의 자 궁 경부 암, tumorigenic에서 정상적인 keratinocytes 같은 잠재적인 제한 된 차별화 된 무제한 확산을 억제 12,13. FEPE1L-8 셀 K110 유형-II를 포함 하 여 추가 보완 K-1 (K110)6keratinocyte 특정 매체의 어떤 종류를 사용 하 여 유지할 수 있습니다. 여기, 우리는 비-섬유에 인간의 keratinocyte 셀 라인의 문화 프로토콜을 설명 하 고 fibril 형태의 유형 I 교원 질.
포함 한 일부 ECM 구성 요소 유형 I 교원 질, 양식 3 차원 구조 생체 조건1. 에 같은 3 차원 배양, 젤 기판 2 차원, 플라스틱 표면에 더 많은 생리 적 조건 보다 vitro 제공1,2,,34. 젤 문화 방법에 관한 수많은 프로토콜 보고 되었습니다, 그리고 유형 I 교원 질1,2,,34,6,7, 사용 하 여 11,15, 유형 IV의 콜라겐14,및 Matrigel16. 유형 I 그것의 풍부 및 취급의 용이성 때문에 콜라겐은 잘 정의 되 고 널리 사용 소재. 정제 타입의 특징 나 콜라겐 동물 종, 나이, 및 정화 방법5,17에 따라 달라 집니다. 유형 I 콜라겐 아세트산 및 프로 테아 제, 펩 신, papain, 및 proctase5,17등을 사용 하 여 순화 될 수 있다. 산-수용 성 콜라겐 아미노 telopeptides 및 프로 테아 제-수용 성 콜라겐은 쪼개진된 아미노 telopeptides5,17유지 합니다. 아미노-telopeptides 예약된 기간 프로 테아 제, 종류에 따라 다릅니다 및 telopeptides의 존재 fibril 형태에 영향을 미치는 젤 힘5,17. 산-수용 성 콜라겐 소의 점도 효소 처리 collagens17의 그것 보다 큽니다. 이 연구에서 우리는 산 성 사용 소 유형 I 교원 질. 펩 신 solubilized 콜라겐이 젤 문화 프로토콜;에서 사용할 수 있습니다. 그러나, 젤 강도가 약한17입니다. 재료에 이러한 차이 셀 행동 차이 발생할 수 있습니다 하지만 그들은 현재 잘 이해 되지.
이 연구에서 설명 젤 문화 프로토콜은 매우 간단 합니다. 이 방법의 많은 수정 보고 되었습니다. Keratinocytes의 문화에 대 한 한 가지 가능한 수정 지하실 멤브레인을 모방 하는 것입니다. 유형 IV 교원 질 젤 시험관15,18에 지하실 막 같은 기판 구조를 유지 하는 수 있습니다. 그러나, 긴 잠복기는 종류 IV 콜라겐 젤14,,1518의 준비를 위해 필요 합니다. 대신, 유형 IV 교원 질과 혼합 유형 I 교원 질 젤 소설 문화 기판 생성할 수 있다 (유형 I / IV 콜라겐 하이브리드 젤 타입)19. 이러한 하이브리드 젤 쉽게 처리, 겔 화, 짧은 시간 필요 하 고 항복 keratinocytes에 대 한 더 많은 지하실 막 같은 조건. 에 유형 I/유형 IV 교원 질 하이브리드 젤, keratinocytes 생존, 식민지, 양식과 터미널 차별화19유도. 이 하이브리드 메서드는 다양 한 응용 프로그램.
젤에 문화를 사용 하 여 유형 I 교원 질에 영향을 미치는 암 세포. fibril 형태에서 유형 I 교원 질, Akt 활성화 및 Caco-2 셀 (결 장 암 세포 선)의 성장을 억제7. 또한, fibril 형태에 인간 흑색 종 세포 (M24met)의 성장은 G1/S 검사점20에서 체포 됩니다. 또한, 반응성 산소 종의 현저 하 게 증가 시킨된 수준 murine 3T3-L1 preadipocytes fibril 양식에 양식에서 관찰 된다. 또한, 세포 증식 및 비-섬유에 의해 반대 방향으로 자극 하 고 fibril 형태의 유형 I 교원 질21.
The authors have nothing to disclose.
우리는 감사 닥터 K. 구치 (단백질 연구소, 오사카 대학), 박사 M. 야마다 (단백질 연구소, 오사카 대학), 박사 T. Ikejima (중국-일본 연구 연구소의 의학 및 약 학, Wuya의 대학 혁신, 심 양 약과 대학)와 토니 하 야 시 (중국-일본 연구 연구소의 의료 및 약 제 과학, Wuya를 대학 혁신의 심 양 약과 대학) 도움이 의견에 대 한.
Albumin, from bovine serum (BSA) | Merck KGaA | A4503 | |
1 % BSA | Merck KGaA | A4503 | Dissolve 1 g of BSA powder in 100 mL of PBS (-) and filtrate |
Cell Counting Kit-8 | Dojindo Molecular Technologies, Inc. | 347-07621 | tetrazolium salt, 2-(2-methoxy-4-nitrophenyl)-3-(4-nitrophenyl)-5-(2,4-disulfophenyl)-2H tetrazolium, monosodium salt (WST-8) |
Collagen type I (Acid soluble collgen) | Nippi Inc. | ASC-1-100-20 | from bovine (any other species available, concentration is 3.0 mg/mL |
disposable membrane filter unit DISMIC cellulose acetate | ADVANTEC Co., LTD. | 25CS020AS | 0.2 µm pore size |
human keratinocyte line cell FEPE1L-8 | Donated Dr.W.G. Carter (Fred Hutchinson Cancer Research Center, Seattle, WA) | ||
K-1 | Kyokuto Seiyaku Inc. | 28204 | additive supplement with 500 mg of BSA, 500 mg of bovine pituitarybody extracts, 2.5 mg of insulin, 0.05 µg of h-EGF and 5 mg of heparin |
K110 Type-II medium | Kyokuto Seiyaku Inc. | 28204 | keratinocyte basal culture medium |
K110 Type-II medium with K-1 and Penicillin-Streptomycin (K110) | Kyokuto Seiyaku Inc. | 28204 | Add 5 mL of Penicillin-Streptomycin and 10 mL of additive supplement (K-1) in 500 mL of K110 type-II keratinocyte basal culture medium |
PBS (-) | Merck KGaA | P-5368 | Dissolve 1 pouch of PBS (-) powder in 1000 mL of deionized water and filtrate |
10x PBS (-) | Merck KGaA | P-5368 | Dissolve 1 pouch of PBS (-) powder in 100 mL of deionized water and filtrate |
Penicillin-Streptomycin | MP Biomedicals, LLC | 1670049 | 10000 units/mL of penisillin G and 10,000μg/mL of streptmycin sulfate in physiological saline |
Phosphate bufferred saline BioPerformance CertiCertified, pH 7.4 | Merck KGaA | P-5368-10 pack | |
Trypsin from porcine pancreas | Merck KGaA | T4799 | |
0.05 % trypsin | Merck KGaA | T4799 | Dissolve 0.25 g of trypsin and 0.186 g of EDTA.2Na in 500 mL of PBS (-) and filtrate |
Trypsin inhibitor from soybean | FUJIFILM Wako Pure Chemical corporation | 202-20123 | |
Trypsin inhibitor | FUJIFILM Wako Pure Chemical corporation | 202-20123 | Dissolve 50 mg of trypsin inhibitor and 500 mg of BSA in 500 mL of PBS (-) and filtrate |