Die Erkenntnisse und Schlussfolgerungen in diesem Bericht sind die der Autoren und stellen nicht notwendigerweise die Ansichten der Centers for Disease Control and Prevention.
Die apikalen und basolateralen Oberflächen Epithelzellen der Atemwege nachzuweisen direktionale Antworten auf Erregers Exposition in vivo. So, ideal in vitro Modellen zur Untersuchung zellulärer Reaktionen auf Atemwegspathogene polarisieren, bilden apikalen und basolateralen Oberflächen. Ein solches Modell ist normale menschliche Bronchialepithelzellen (NHBE) differenziert. Jedoch erfordert dieses System Lungengewebe Proben, Fachkenntnisse Isolierung und Kultivierung epithelialer Zellen aus Gewebe, und die Zeit, um ein Luft-Flüssigkeits-Grenzfläche Kultur erzeugen.
Calu-3-Zellen, aus einer menschlichen Bronchien Adenokarzinom abgeleitet sind eine alternative Modell zur Untersuchung der Reaktion von proximalen Atemwegsepithelzellen die Atmungsorgane Insult 1, pharmakologischen Verbindungen 2-6 und 7-9 bakterielle und virale Pathogene, einschließlich Influenzavirus, Rhinovirus und schwere akute respiratorische Syndrom – assoziierte Coronavirus 10-14. Kürzlich, we gezeigt, dass Calu-3-Zellen anfällig Respiratory Syncytial Virus (RSV)-Infektion in einer Weise, die mit NHBE 15,16 sind. Hier stellen wir ausführlich die Einrichtung einer polarisierten, flüssige verschneiten Kultur (LCC) von Calu-3-Zellen, die sich auf die technischen Details des Anbaus und der Kultivierung Calu-3-Zellen, die Aufrechterhaltung Zellen, die in LCC kultiviert wurden, und wir, die Verfahren zum Durchführen von respiratorischen Virusinfektionen des polarisierten Calu-3-Zellen.
Um eine gleichbleibend zu erhalten polarisierten Calu-3 LCC, Calu-3-Zellen müssen vor Kultivierung in Transwell Einsätze subkultiviert werden. Calu-3 Monolayerkulturen sollte unter 90% Konfluenz zu bleiben, sollte subkultiviert weniger als 10-mal aus gefrorenem Lager ist, und sollten regelmäßig mit frischem Medium versorgt werden. Einmal in Transwells kultiviert, muss Calu-3 LCC mit Vorsicht behandelt werden. Unregelmäßige Medienwechsel und mechanische oder physikalische Unterbrechung der Zellschichten oder Platten negativ beeinflussen Polarisation fürmehrere Stunden oder Tage. Polarisation wird durch Auswertung transepithelialen elektrischen Widerstandes (TEER) überwacht und durch Auswertung des passiven Äquilibrierung von Natriumfluorescein zwischen den apikalen und basolateralen Kompartimenten 17,18 verifiziert. Sobald TEER Plateaus bei oder über 1.000 Ω × cm 2, Calu-3 LCC einsatzbereit, um zelluläre Reaktionen auf Atemwegspathogene untersuchen.
Beim Aufbau Calu-3 LCC in Transwell Einsätze können Zellen überhaupt nicht polarisieren, oder nicht vollständig polarisiert, wie durch eine definierte TEER ≥ 1000 Ω x cm 2 und ≤ 1% Natrium Fluoresceinfarbstoff Äquilibrierung zwischen den apikalen und basolateralen Kompartimenten. Zusätzlich kann Calu-3-Zellen in LCC vollständig polarisieren, aber TEER können inkonsistent zwischen Messungen. Obwohl Schwankungen TEER Messungen von Calu-3 LCC normalen von Tag zu Tag sind, werden einmal vollständig polarisiert, dramatische Schwankungen in TEER nicht zu erwarten, bis die Kultur natürlich mit dem Alter abnimmt, was kann so wenig wie 5 Wochen oder so lange wie 12 Wochen nach der Aussaat.
Die Fähigkeit von Calu-3 LCC zu polarisieren hängt teilweise wie Zellen subkultiviert werden beibehalten und vor Einsatz in der Transwell-System. Zellen, die über 90% Konfluenz als Monolayer während Subkultivierung geworden, die vor mehr als 10 mal aus gefrorenen Vorrat subkultiviert, oder die haben nichten mit frischem Medium in regelmäßigen Abständen zugeführt sind weniger wahrscheinlich, vollständig zu polarisieren, und beliebige Polarisation ist wahrscheinlich schnell sinken. Unvollständige oder völliges Fehlen der Polarisation kann auch auf eine Veränderung der Material-und Porengröße von Transwells für Calu-3 LCC verwendet zugeschrieben werden, und viel zu viel Variation in Transwells ähnlicher Zusammensetzung und die Porengröße kann auch Auswirkungen auf Polarisation. Größere Porengrößen ermöglichen Calu-3 durch die Transwell Membran in der basolateralen Kompartiment wachsen, Verhinderung der Kultur aus polarisieren. Ein Fehlen der Polarisation kann auch durch bakterielle Wachstum, angedeutet durch getrübte Kulturmedium, das anschließende Aufteilung der Tight Junctions zwischen Calu-3-Zellen führt.
Variable TEER Messungen von Calu-3 LCC kann durch mechanische Störungen der Calu-3 LCC Zellmonoschichten, die Einsätze oder die Platten selbst verursacht werden. Medium Änderungen und TEER-Messungen sollten ohne Pipettenspitzen oder elektro durchgeführt werdende führt die Berührung der Zellen. Während der Durchführung dieser Operationen ist darauf zu vermeiden Einführen von Luftblasen in den apikalen und basolateralen Kompartimenten, die die Fähigkeit des voltohmmeter um Widerstand detektieren stören wird. Die Fähigkeit des voltohmmeter Resistenz in einem Kulturmedium, das tatsächlich polarisierten detektieren kann auch durch Protein Anhaftungen an den Elektrodenleitungen begrenzt. Dieser Aufbau kann unter leichtem Schleifen entfernt werden, oder kann durch Ersetzen der Elektrode behoben werden.
Sobald Calu LCC-3 vollständig zu polarisieren und das nicht mehr TEER zunehmende sind Calu LCC-3 zur Verwendung als ein in vitro-Modell zur Charakterisierung Host Lungenepithelzellen Zellantworten auf Atemwegsinfektion bereit. Dieses System erlaubt eine bessere Charakterisierung der Erreger gerichtete Reaktion auf gegenüber Monoschicht kultivierten Zelllinien Lunge traditionell zur respiratorischen Erreger wie A549 und HEp-2-Zellen zu untersuchen, mit den zusätzlichen Vorteilen Calu-3 LCC being schneller zu entwickeln, leichter erhältlich und billiger zu erzeugen als primäre, polarisierten, differenzierten NHBE. Ähnlich NHBE, polarisiert Calu-3 zeigen, tight junction Bildung und produzieren Schleimstoffe. Doch im Gegensatz zu NHBE, nicht polarisierte Calu-3-Zellen nicht in Schichten von Basalzellen und Flimmerepithel cylindrischen Epithelzellen differenzieren, und nur wenige polarisierten Calu-3-Zellen zu entwickeln Zilien Fortsätze 19. So, obwohl nützlich für die Prüfung polarisierte Reaktionen der Atemwege Epithelzellen der Atemwege Beleidigung, sind polarisiert Calu-3 LCC nicht ein ideales Modell der Atemwege Entwicklung oder Umgestaltung in Reaktion auf Atemwege Beleidigung oder Verletzung zu untersuchen. Schleim Produktion von kultivierten Zellen in vitro kann Auswirkungen auf zellulärer Infektiosität sowie Freisetzung von infektiösen Viren und Virus-Ausbreitung in einem polarisierten Modell und einen direkten Vergleich der Schleimproduktion zwischen polarisierten Calu-3 LCC und polarisiert, differenzierte NHBE wurde nicht berichtet . A549 und HEp-2-Zellen are Kultur leichter als Calu-3-Zellen, jedoch im Gegensatz Calu-3 LCC, bilden sie keine polarisierten Kulturen, wenn auf Transwell Einsätze gewachsen, und sind somit nicht ideale Modelle zur Untersuchung in vitro die Reaktionen der polarisierte Epithelzellen der Atemwege Virusinfektion .
The authors have nothing to disclose.
Die Autoren danken Elisabeth Blanchard für ihre technische Unterstützung danken. Die Erkenntnisse und Schlussfolgerungen in diesem Bericht sind die der Autoren und stellen nicht notwendigerweise die Ansichten der Centers for Disease Control and Prevention.
REAGENTS | |||
Calu-3 | ATCC | HTB-55 | |
0.05% Trypsin – 0.02% EDTA | Gibco/Invitrogen | 25300 | |
Eagle’s Minimum Essential Medium (EMEM) | Gibco/Invitrogen | 07-00100DK | |
Fetal bovine serum (FBS) | HyClone | SH30070.03 | Heat-inactivate, 56 °C, 30 mins |
Non-essential amino acids 100X (10 mM) | Gibco/Invitrogen | 11140 | Store at 4 °C in the dark |
L-glutamine | Gibco/Invitrogen | 25030 | |
HEPES | Gibco/Invitrogen | 15630 | |
EMEM-10% FBS (EMEM-10%) | Supplement EMEM with heat-inactivated FBS to 10% serum, sterile-filter | ||
EMEM-20% FBS + supplements (EMEM-20%+S) | Supplement EMEM to final concentrations: heat-inactivated FBS, 20%; 1X amino acids; 2 mM L-glutamine; 10 mM HEPES; sterile-filter | ||
24-well Transwell plates | Corning Costar | 3472 | 3 μm pore size, polyester |
Trypan blue | Gibco/Invitrogen | 15250 | |
Ethanol | Sigma | E7023 | Prepare to 70% using sterile dH2O |
Dulbecco’s PBS (D-PBS) | Invitrogen | 14040 | |
Non-fluorescent buffer | 118 mM NaCl; 4.75 mM KCl; 2.53 mM CaCl2×H2O; 2.44 mM MgSO4; 1.19 mM KH2PO4; 25 mM NaHCO3 in sterile water; sterile-filter | ||
Sodium fluorescein | Sigma | 6377 | 1 mg/ml in sterile non-fluorescent buffer; sterile-filter, protect from light; store at 4 °C up to 6 months |
EQUIPMENT | |||
Voltohmmeter | World Precision Instruments | ||
STX2 electrode | World Precision Instruments | ||
ELISA plate reader | Capable of measuring A486 or A490 |