Это исследование представляет собой стандартизацию и апробацию способ выделения и культуры первичных стромальных мыши внутриматочной и эпителиальных клеток, которые могут быть использованы в системе совместного культивирования для изучения в пробирке decidualization.
Decidualization является прогестерон-зависимый процесс дифференциации эндометрия стромальных клеток и является необходимым условием для успешной имплантации эмбриона. Хотя многие были предприняты усилия, чтобы выявить основные механизмы decidualization, точная передача сигналов между эпителиальными клетками, которые находятся в контакте с эмбрионом и нижележащих стромальных клеток еще недостаточно изучена. Поэтому, изучая decidualization таким образом, который принимает как эпителиальные и стромальные клетки во внимание могли бы улучшить наши знания о молекулярных деталях decidualization. С этой целью в естественных условиях модели искусственного decidualization являются физиологически наиболее актуальными; Тем не менее, манипулирование межклеточной коммуникации ограничено. В настоящее время в пробирке культур эндометрия стромальных клеток используются для исследования модуляции decidualization нескольких сигнальных молекул. Обычно стромальные клетки человека или мыши являются внутриматочныеиспользуемый. Тем не менее, наличие образцов человека очень часто ограничены. Кроме того, применение мышиных тканей сопровождается разнообразием в способе культивирования. Данное исследование представляет собой проверенную и стандартизированный метод для получения чистого Эндометриальный эпителиальной клетки (ЕЭС) и стромальных клеток (ESC) с использованием культуры взрослых интактных мышей, получавших эстроген в течение трех дней подряд. Протокол оптимизирован для повышения выхода, жизнеспособности и чистоты клеток и затем было продлено с целью изучения decidualization в сокультивирования ЭВП и ESC. Эта модель может быть пригодным для использования важность обоих типов клеток в decidualization и оценить вклад значащих сигнальных молекул, секретируемых ЕЭС или ESC во время межклеточной коммуникации.
Человек эндометрий внутренней оболочки матки и проходит ежемесячные циклы пробоя и ремонта в качестве подготовки к возможной беременности. Он состоит из одного слоя эпителиальных клеток, выстилающих маточные люмена и основной стромы, который изменяется по толщине в зависимости от колебаний гормонов яичника эстрогена и прогестерона. Во время лютеиновой фазы, постовуляторной прогестерон всплеск будет индукции дифференцировки клеток эндометрия стромальных в более крупные, круглые децидуальных клеток, процесс , называемый decidualization 1, 2. У человека, это явление происходит спонтанно формировать predecidua, но становится более выраженным при имплантации эмбриона. Функциональная следствием decidualization является то, что матка скоротечно становится восприимчивым к имплантации эмбриона. Этот интервал обозначен как «окна имплантации». В ранний период имплантации эмбриона, тем decidualized еndometrial стромальные клетки , окружающие имплантацию эмбриона обеспечит барьер для предотвращения прохождения вредных веществ к зародышу 3. Во время беременности, это децидуальная обеспечит питательные вещества для развивающегося плода , прежде чем плацентацией произошло, и позже образуют материнскую часть плаценты 4.
Этические и практические соображения ограничивают конструкцию человеческих исследований, чтобы исследовать процесс decidualization и побудили использование животных моделей. Будучи членом hemochorial плацентацией группы, эндометрий грызунов также претерпит decidualization до начала плацентацией 5. У грызунов, тем не менее, начало процесса decidualization зависит от наличия бластоцист в маточной полости, что свидетельствует о том , что дополнительный стимул необходимо вызвать децидуальной реакции 6. Это предполагает сложную связь между гое внутриматочные эпителиальные клетки, которые имеют непосредственный контакт с бластоцисты, а также лежащие в их основе стромальных клеток. Тем не менее, decidualization может быть искусственно с помощью стимулов, как механического натирания или закапывания масла в гормонально загрунтованную матки. Хотя исследования в естественных условиях с использованием искусственных моделей decidualization позволили нам улучшить наши идеи в сложном процессе сигнализации decidualization, механистической углубленных исследований, например, исследование непременном связи между эпителиальных и стромальных клеток, ограничены. Таким образом, в пробирке исследования decidualization могут быть использованы для манипулирования важных путей и изучать фундаментальные процессы. С этой целью, первичные внутриматочные культуры стромальных клеток могут быть созданы из человека или грызуна эндометрии. Использование грызунами соглашается с использованием генетически модифицированных животных с целью изучения роли конкретного интересующего белка в процессе decidualization. Тем не менее, незрелые, prepuberти мышей часто используются для того, чтобы избежать осложнений эстрального цикла, в то время как в других случаях Матки собраны из всех фаз эстрального цикла, что приводит к неоднородности в культурах. Кроме того, процесс decidualization был изучен в различных протоколах, например, по формуле (I) , дополняющих гормоны (эстроген, прогестерон или циклического аденозинмонофосфата (цАМФ)) в культуральной среде, либо (II) выделение децидуальными клеток от мышей в день 4.5 (псевдо) беременности, которые требуют дополнительной необходимости проверки зажигания и вазэктомии мужчин. Эти ограничения показывают необходимость стандартизированного метода для изучения в лабораторных условиях decidualization. В этом исследовании, физиологическая модель для изучения decidualization в пробирке , начиная с взрослого, будут представлены не являющиеся (псевдо) беременных мышей. В этом методе в день инъекции 17 & beta; эстрадиола (Е2) будет индуцировать пролиферацию клеток эндометрия, что приводит к увеличению выхода гомогенной и рпопуляции клеток Юр. Кроме того, использование системы сокультивировани позволяет изучение эпителиального-стромальных перекрестных помех и способность манипулировать процесс decidualization на разных уровнях.
Decidualization является прогестерон-зависимой дифференцировки эндометриальных стромальных клеток в круглые секретирующие децидуальных клеток. У человека этот процесс происходит спонтанно в течение лютеиновой фазы менструального цикла и инициируют в стромальных клетках, окружающих клетки сосудов с образованием predecidua. Тем не менее, у грызунов, наличие бластоцисты крайне важно, чтобы побудить decidualization. Тот факт, что decidualization происходит только после контакта с эндометриальных эпителиальных клеток подразумевает, что важные факторы, которые секретируются эпителиальными клетками, чтобы вызвать decidualization в нижележащей стромой. Хотя эта разница в начале процесса decidualization следует признать тот факт, что человек decidualization становится более устойчивым при имплантации эмбриона позволяет предположить, что подобные механизмы могут быть вовлечены. В пробирке клеточных культур часто используются для изучения влияния специфических молекул в процессе decidualization.Тем не менее, наличие и количество человеческих тканей , которые могут быть собраны часто ограничено и сопровождается изменениями, например, фазы цикла, количество беременностей и наличие гинекологических заболеваний , как эндометриоз или аденомиоз. Многие из этих проблем могут быть предотвращены использованием мышиной ткани, который легко доступен и фазы цикла независимы. Другим сильным преимуществом использования мышиной ткани является возможность использовать генетически модифицированные грызуны и возможность установки большого количества экспериментов. На данный момент, множество различных протоколов изоляции, были описаны в литературе, с высокой изменчивостью в возрасте животных и период течки в фазе в момент использования.
Это исследование представляет новый метод первичного эндометрия сопутствующих культур стромальных и эпителиальных клеток, в которых преимущество было принято стандартизированного эстрального цикла путем ежедневной инъекции эстрогена предварительного выделения. Кроме того, эстроген кNown индуцировать пролиферацию эпителиальных и стромальных клеток, которые дополнительно увеличивает выход за изоляцию. Протокол изолирования , описанный в этой статье , был основан на Грант и др. 7, тем не менее, были включены дополнительные шаги по оптимизации , чтобы увеличить выход, чистота и жизнеспособности различных клеточных культур. Во-первых, HBSS всегда была дополнена с антибиотиками, чтобы избежать загрязнения первичной культуры. Во время выделения MEEC, адаптация температуры было сделано (15 мин при 37 ° С), чтобы увеличить урожай эпителиальных клеток в течение первого пищеварения. Далее, дополнительный шаг был включен к отпускной ферментативную активность после того, как трипсин-переваривание добавлением среды, содержащей FBS, чтобы ингибировать его активность. Кроме того, MEECs пропускали через фильтр из которых сетка была больше, чем то, что обычно описывается (100 мкм), так как они часто приходят в кластерах и клеточных листов. Кроме того, загрязнение стромальных клеток была уменьшена путем выполнения надстройкиitional этап, на котором MEECs и MESCs были отделены друг от друга на основе гравитационного осаждения. И, наконец, MEECs высевали на коллаген покрытием покровные увеличить присоединение клеток к покровные стекла, как стало ясно, что привязанность к непокрытыми или ФАПЧ покрытием покровные стекла была недостаточной. Во время изоляции MESCs, коллагеназы (1 мг / мл), дополненной для улучшения пищеварения. Кроме того, этот шаг ферментацию проводили в двух экземплярах, чтобы избежать загрязнения оставшихся MEECs. Все эти дополнительные шаги привели в чистых и жизнеспособных культур популяций однородных клеток.
Чистота популяции клеток оценивали с иммунное и QRT-ПЦР с использованием в качестве виментин стромы маркера и цитокератином как эпителиальный маркера. Очевидно, что наблюдалась противоположная картина экспрессии виментину и цитокератином в MEEC и MESC. Тем не менее, можно заметить, что относительное экспрессии мРНК виментину и цитокератином похож на MEEC культурах. SimilРезультаты А.Р. публикуются другими исследовательскими группами, в которых эпителиальные клетки в выражении виментина культуры приобретают 9. Более важным является различие в экспрессии белка между виментину и цитокератином, как наблюдалось в иммуногистологических окрашиванием различных клеточных популяций. Двойной иммунное показал, что ОЦОД были положительными для цитокератином и ESC были положительными для виментину. Использование этих маркеров в иммунное окрашивание является признанным методом и Стандартно используется для указания типов элементов 10.
Хотя много исследований было выполнено на decidualization мЭСК, остается возможным, что присутствие эпителиальных клеток в этой модели может изменить результаты decidualization. Во-первых, было показано, что если MEEC растут на монослой в присутствии МЕСК-кондиционированной среды или в условиях совместного культивирования монослой имеет улучшенную эпителиальные клетки трансэпителиального электрического сопротивления (TEER), в результате чего из факторов , секретируемых MESC 7. К тому же , Пьерро и др. 11 при условии доказательства того, что эпителиальной пролиферации, под влиянием эстрадиола-17 & beta ; , возможно , опосредована факторами , секретируемыми из стромальных клеток, а также в качестве альтернативы, эпителиальные клетки могут выделять факторы , которые модулируют стромы decidualization 12, 13. В целом, очевидно, что окружающая среда сокультуры эпителиально-стромальных обеспечивает более физиологическую ситуацию, которая позволяет паракринной взаимодействия и коммуникации. Способ культивирования двух различных типов клеток с использованием системы сокультивирования вставки была описана ранее 14, 15 и был адаптирован для использования мышиных первичных клеток. Путем выявления уровня мРНК пролактина как считыванием для decidualization, описанный метод имеет очень воспроизводимые считывание для decidualization доступны и позволяютS, таким образом, изучение эпителиально-стромальных взаимоотношений во время decidualization. ПАРАКРИННОЙ сигналы, опосредованные от MEEC может изменить степень decidualization в стромальных клетках. Кроме того, модель позволяет специфической модуляции эпителиальной стороне, не влияя непосредственно стромальных клеток. Поэтому, это совместное культивирование MEEC и MESC предлагает идеальный инструмент для оценки влияния гормонов, цитокинов и т.д. на эпителиальных клетках с считыванием на стромальных decidualization. Другим преимуществом этой системы сокультуры является то, что она позволяет ученым исследовать причастность конкретного белка в decidualization-процесса либо в эпителиальные или стромы отсека с использованием клеток, выделенных из трансгенных животных. Кроме того, этот метод будет очень полезным для изучения адгезии бластоцисты, чтобы оценить ли факторы паракринные секретируемые эпителиальными клетками в присутствии бластоцисты достаточны, чтобы вызвать decidualization нижележащего стромальныхклетки. Важным шагом в трофобласта вторжения коррелирует с внеклеточной деградации матрицы, которая опосредуется действием протеолитических ферментов. Предложенный метод может быть применен в качестве модели в пробирке для исследования перекрестных помех между бластоцисты, эпителиальных клеток и поддерживающей стромы.
Тем не менее, на данный момент мало известно о происхождении эпителиальных клеток, которые могут быть так же, как просветная железистые. Таким образом, дальнейшая характеристика генетического и молекулярного профиля эпителиальных клеток требуется. Кроме того, описанный способ ограничен в имеющихся знаний о поляризации эпителиальных клеток. На данный момент, поляризация эпителиальных клеток не было принято во внимание. Тем не менее, различия в экспрессии мембранных белков описаны в апикальных и базальных мембран. Неуместный поляризация эпителиального слоя может оказать влияние на паракринной взаимодействия между epitheliи др клетки стромы. Тем не менее, способы получения поляризованных эпителиальных клеток было описано и могут быть включены в описанной методике 15, 16.
В целом, описанный протокол предлагает технологию для успешного создания первичных культур клеток мышиного внутриматочной эпителиальные и стромальные клетки. Этот метод приводит в чистых культурах клеток, что подтверждается QRT-PCR и иммунное виментину и цитокератином. В конечном счете, эпителиальной и стромальных совместно культуры была введена, что позволяет для исследования паракриновых сигналов, опосредованных либо MEEC и / или MESC в процессе decidualization.
The authors have nothing to disclose.
Эта работа была поддержана грантами Исследовательского Фонда Фландрии (FWO G.0856.13N) и Научно-исследовательского совета KU Leuven (OT / 13/113). KDC финансируется FWO Бельгии. AH финансируется OT / 13/113. Мы хотели бы поблагодарить ячейки изображения основной комплекс из KU Leuven (http://gbiomed.kuleuven.be/english/corefacilities/microscopy/cic/cic.htm) для использования конфокальной микроскопии.
ThinCert Tissue culture insert for 24 well plates; 1 µm pore size; transparant | Greiner Bio-one | 662610 | Inserts are also provided for other multiwell plates and/or other pore sizes. Other suppliers: Merck Millipore. https://shop.gbo.com/en/row/articles/catalogue/article/0110_0110_0090_0030/13408/ |
Nunc Cell culture treated 24 well plates | Thermo Scientific | 142475 | http://www.thermofisher.com/order/catalog/product/142475 |
8-Bromoadenosine 3′,5′-cyclic monophosphate sodium salt | Sigma Aldrich | B7880 | Prepare a stock solution of 100 mM in Milli Q water. Store aliquots at -20 °C. http://www.sigmaaldrich.com/catalog/product/sigma/b7880?lang=en®ion=BE |
Medroxyprogesterone 17-acetate | Sigma Aldrich | M1629 | Prepare a stock solution of 250 µM in ethanol. Store aliquots at -20 °C. http://www.sigmaaldrich.com/catalog/product/sigma/m1629?lang=en®ion=BE |
Arachis oil | Supermarket | Standard cooking arachis oil that can be found in every supermarket is used |
|
PrestoBlue cell viability reagent | Thermo Scientific | A13261 | https://www.thermofisher.com/order/catalog/product/A13261?ICID=cvc-prestoblue-c1t1 |
HBSS 1x, no calcium, no magnesium, no phenol red | Gibco | 14175-046 | Store in fridge as long as possible. Use cold HBSS+ during the protocol. https://www.thermofisher.com/order/catalog/product/14175046 |
17-β Estradiol | Sigma Aldrich | E8875 | Prepare a stock solution of 1mg/ml in EtOH before diluting in arachis oil (1:1000). http://www.sigmaaldrich.com/catalog/product/sigma/e8875?lang=en®ion=BE |
Cell medium filter Stericup, 0.22 µm, polyethersulfone, 500 mL, radio-sterilized | Merck Millipore | SCGPU05RE | http://www.merckmillipore.com/BE/en/product/Stericup-GP%2C-0.22%C2%A0%C2%B5m%2C-polyethersulfone%2C-500%C2%A0mL%2C-radio-sterilized,MM_NF-SCGPU05RE |
Penicillin-Streptomycin (5,000 U/mL) | Gibco | 15070-063 | https://www.thermofisher.com/order/catalog/product/15070063?ICID=search-15070-063 |
DMEM/F12, phenol red, L-glutamine, HEPES | Gibco | 11330-032 | https://www.thermofisher.com/order/catalog/product/11330057?ICID=search-11330-057 |
Fetal Bovine Serum, qualified, heat inactivated, E.U.-approved, South America Origin | Gibco | 10500-056 | https://www.thermofisher.com/order/catalog/product/10500064?ICID=search-10500-064 |
Amphotericin B | Gibco | 15290-018 | https://www.thermofisher.com/order/catalog/product/15290018?ICID=search-15290-018 |
Gentamicin (50mg/ml) | Gibco | 15750-037 | https://www.thermofisher.com/order/catalog/product/15750037?ICID=search-15750-037 |
DMEM, low glucose, pyruvate, no glutamine, no phenol red | Sigma Aldrich | D5921 | http://www.sigmaaldrich.com/catalog/product/sigma/d5921?lang=en®ion=BE |
MCDB-105 | Sigma Aldrich | M6395 | Dilute in Milli Q water, adjust pH to 7 with NaOH and filter before use. Store in the dark. http://www.sigmaaldrich.com/catalog/product/sigma/m6395?lang=en®ion=BE |
Insulin from bovine pancreas | Sigma Aldrich | I1882 | http://www.sigmaaldrich.com/catalog/product/sigma/i1882?lang=en®ion=BE |
Coverslips, glass, 18 mm Ø | Glaswarenfabrik Karl Hecht | 1001/18 | http://www.hecht-assistent.de/187/?L=1&tx_rmproducts_pi1[g]=937&tx_rmproducts_pi1[p]=3504&tx_rmproducts_pi1[v]=20088&cHash=abd12065683fe74b00eaa5e562824d06 |
Poly-L-lysine | Sigma Aldrich | P2636 | http://www.sigmaaldrich.com/catalog/product/sigma/p2636?lang=en®ion=BE |
Collagenase type IA from Clostridium histolyticum | Sigma Aldrich | C2674 | http://www.sigmaaldrich.com/catalog/product/sigma/c2674?lang=en®ion=BE |
DPBS, no calcium, no magnesium | Gibco | 14190-094 | https://www.thermofisher.com/order/catalog/product/14190094?ICID=search-14190-094 |
Trypsin from bovine pancreas | Sigma Aldrich | T7409 | http://www.sigmaaldrich.com/catalog/product/sigma/t7409?lang=en®ion=BE |
Trypsin-EDTA (0.05%), phenol red | Gibco | 25300-054 | Warm to room temperature before use. https://www.thermofisher.com/order/catalog/product/25300054?ICID=search-25300-054 |
Cell strainer, 40 µm mesh, disposable | BD Falcon | 352340 | https://www.fishersci.com/shop/products/falcon-cell-strainers-4/p-48680 |
Cell strainer, 100 µm mesh, disposable | BD Falcon | 352360 | https://www.fishersci.com/shop/products/falcon-cell-strainers-4/p-48680 |
Millex-GP Syringe Filter Unit, 0.22 µm, polyethersulfone, 33 mm, gamma sterilized | Merck Millipore | SLGP033RS | https://www.merckmillipore.com/BE/en/product/Millex-GP-Syringe-Filter-Unit%2C-0.22%C2%A0%C2%B5m%2C-polyethersulfone%2C-33%C2%A0mm%2C-gamma-sterilized,MM_NF-SLGP033RS?bd=1 |
Acetic acid (glacial) 100% | Merck Millipore | 1.00063 | https://www.merckmillipore.com/BE/en/product/Acetic-acid-%28glacial%29-100%25,MDA_CHEM-100063 |
Collagen I | Corning | 354236 | From rat tail. https://catalog2.corning.com/LifeSciences/en-BR/Shopping/ProductDetails.aspx?categoryname=&productid=354236%28Lifesciences%29# |
Pancreatin from porcine pancreas | Sigma Aldrich | P3292 | http://www.sigmaaldrich.com/catalog/product/sigma/p3292?lang=en®ion=BE |
35 mm Tissue Culture Dishes, Polystyrene, Sterile | BD Falcon | 353001 | https://us.vwr.com/store/catalog/product.jsp?product_id=4675630 |
Ethanol absolute AnalaR NORMAPUR ACS, Reag. Ph. Eur. analytical reagent | VWR Chemicals | 20821296 | https://uk.vwr.com/store/catalog/product.jsp?catalog_number=20821.310DP |
monoclonal rabbit anti-human vimentin (D21H3) | Cell Signalling Tech | #5741 | use 1/500. http://www.cellsignal.com/products/primary-antibodies/vimentin-d21h3-xp-rabbit-mab/5741 |
monoclonal mouse anti-human pan cytokeratin | Sigma Aldrich | C2562 | use 1/1000. http://www.sigmaaldrich.com/catalog/product/sigma/c2562?lang=en®ion=BE |
Paraformaldehyde Solution, 4% in PBS | Affymetrix | 19943 | http://www.affymetrix.com/catalog/130621/USB/Paraformaldehyde+Solution+4+percent+in+PBS#1_1 |
Triton X-100 | Sigma Aldrich | X100 | http://www.sigmaaldrich.com/catalog/product/SIAL/X100?lang=en®ion=BE&gclid=Cj0KEQjwhN-6BRCJsePgxru9iIwBEiQAI8rq879lESeuIU4N4AEQRLNEXj4f8z65KkD-q8Xr35sQDRgaAp-k8P8HAQ |
Goat serum | Sigma Aldrich | G9023 | http://www.sigmaaldrich.com/catalog/product/sigma/g9023?lang=en®ion=BE |
Goat anti-rabbit Alexa Fluor 488 | Thermo Scientific | A-11034 | http://www.thermofisher.com/order/genome-database/searchResults?query=488&resultPage=1&resultsPerPage=15&autocomplete=&searchMode=keyword&productTypeSelect=antibody&targetTypeSelect=antibody_secondary&species=ltechall&keyword=488#filters=genericsort2:%22Capra%20hircus%22;;generic6:^%22Oryctolagus%20cuniculus%22$;;conjugates:^%22Alexa%20Fluor®%20488%22$;; |
Goat anti-mouse Alexa Fluor 594 | Thermo Scientific | A-11032 | http://www.thermofisher.com/order/genome-database/searchResults?query=594&resultPage=1&resultsPerPage=15&autocomplete=&priorSearchTerms=&searchMode=keyword&productTypeSelect=antibody&targetTypeSelect=antibody_secondary&species=ltechall&keyword=594#filters=genericsort2:%22Capra%20hircus%22;;generic6:^%22Mus%20musculus%22$;; |
VECTASHIELD mounting medium with DAPI | Vector Laboratories | H-1200 | http://vectorlabs.com/vectashield-mounting-medium-with-dapi.html |
DPBS, with calcium and magnesium | Gibco | 14040174 | https://www.thermofisher.com/order/catalog/product/14040133 |