هنا، نقدم بروتوكول لتشريح الحبل البشري السري (UC) والجنين عينة المشيمة إلى الحبل التبطين (CL)، وهلام وارتون (WJ)، الحبل السري المشيمة تقاطع (CPJ)، والمشيمة الجنين (FP) لعزل وتوصيف الخلايا اللحمية الوسيطة (اللجان الدائمة) باستخدام تقنية ثقافة يزدرع.
الحبل السري البشري (UC) والمشيمة هي مصادر غير الغازية، بدائية وفيرة من خلايا انسجة الوسيطة (اللجان الدائمة) التي اكتسبت اهتمام متزايد لأنهم لا يشكلون أية مخاوف أخلاقية أو معنوية. الأساليب الحالية لعزل اللجان الدائمة من جامعة كاليفورنيا تسفر عن كميات قليلة من الخلايا التي تحتوي على إمكانيات انتشار متغيرة. منذ UC هو الجهاز تشريحيا المعقدة، قد يكون راجعا إلى الخلافات في المناطق التشريحية من عزلتهم الاختلافات في خصائص MSC. في هذه الدراسة، ونحن أول تشريح عينات الحبل / المشيمة إلى ثلاث مناطق منفصلة التشريحية: UC، الحبل السري المشيمة تقاطع (CPJ)، والمشيمة الجنين (FP). ثانيا، منطقتين متميزتين، بطانة الحبل (CL) وهلام وارتون (WJ)، تم فصل. ثم تم استخدام تقنية زراعة يزدرع لعزل الخلايا من المصادر الأربعة. الوقت اللازم للثقافة الأولية من الخلايا من لل explants تختلف تبعا لمصدر من الأنسجة. وقعت ثمرة من الخلايا داخل 3-4 دايس من لل explants لجنة حماية الصحفيين، في حين لوحظ نمو بعد 7 – 10 أيام و 11 – 14 يوم من CL / WJ وFP إإكسبلنتس، على التوالي. كانت خلايا معزولة ملتصقة إلى البلاستيك وعرضها fibroblastoid التشكل والسطح علامات، مثل CD29، CD44، CD73، CD90، و CD105، على غرار نخاع العظم (BM) اللجان الدائمة -derived. ومع ذلك، فإن الكفاءة تشكيل مستعمرة من الخلايا المتنوعة، مع لجنة حماية الصحفيين، اللجان الدائمة وWJ-اللجان الدائمة التي تظهر كفاءة أعلى من BM-اللجان الدائمة. ميز اللجان الدائمة من جميع المصادر الأربعة في مكون الشحم، مكون للغضروف، والأنساب المكونة للعظم، مشيرا إلى أنهم كانوا متعدد القدرات. لجنة حماية الصحفيين متباينة-اللجان الدائمة أكثر كفاءة بالمقارنة مع مصادر MSC أخرى. وتشير هذه النتائج إلى أن لجنة حماية الصحفيين هي المنطقة التشريحية أقوى وينتج عددا أكبر من الخلايا، مع زيادة قدرات الانتشار والتجديد الذاتي في المختبر. وفي الختام، أشار تحليل مقارن للاللجان الدائمة من المصادر الأربعة التي جنة حماية الصحفيين هي مصدر واعدة أكثر من اللجان الدائمة لعلاج الخلايا، regenerativالبريد الطب، وهندسة الأنسجة.
الخلايا الجذعية موجودة في مختلف أجهزة وأنسجة الجسم. أنها تمتلك إمكانات التجدد ولعب دورا رئيسيا في إصلاح الأنسجة التالفة في الجسم طوال فترة حياة الإنسان 1 و 2. وقد ولدت هذه قدرا كبيرا من الاهتمام في الخلايا الجذعية البالغة (مخولا لصيانة طائرات)، ولا سيما منذ ذلك الحين، على عكس الخلايا الجذعية الجنينية (المجالس الاقتصادية والاجتماعية)، واستخدام مخولا لصيانة طائرات لا تشكل معضلات الأخلاقية والمعنوية. وأفادت العديد من الدراسات عزل مخولا لصيانة طائرات، مثل خلايا اللحمة المتوسطة اللحمية (اللجان الدائمة)؛ الخلايا الجذعية المكونة للدم (HSCs)؛ والأسلاف مختلفة، بما في ذلك مصادر الكبار مختلفة تتراوح من نخاع العظم (BM) إلى الأنسجة الدهنية (AT) ولب الأسنان 3 و 4 و 5. ومع ذلك، فإن عددا من مخولا لصيانة طائرات موجودة في معظم منافذ الكبار محدودة، وينطوي على عزلتهم عموما إجراء الغازية ومؤلمة مع الممكن المانحةالاعتلال الموقع. وبالإضافة إلى ذلك، يمكن أن عمر المانحة والإجهاد البيئي أيضا أن تلعب دورا هاما في تحديد نوعية والنشاط البيولوجي للخلايا معزولة 6 و 7 و 8. أيضا عرض مخولا لصيانة طائرات انتشار محدود وإمكانية التفريق خلال الثقافة في المختبر.
للتغلب على هذه العيوب من مخولا لصيانة طائرات الحالي، وقد جرت متابعة مصادر جديدة لعزل الخلايا الجذعية. وقد أدت هذه الجهود إلى عزل الخلايا الجذعية من مصادر فترة ما حول الولادة، بما في ذلك دم الحبل السري، نسيج الحبل، والمشيمة، والذي يحيط بالجنين السوائل 9. وقد اكتسبت هذه المصادر الانتباه بسبب سهلة وفيرة توافرها 10، 11، 12، 13. وعلاوة على ذلك، يمكن الحصول على أنسجة ما حول الولادة غير جراحية، والخلايا الجذعية المستمدة من منهمأكثر بدائية من مخولا لصيانة طائرات معزولة عن مصادر الكبار 14 و 15. يتم عزل أنها من الأنسجة التي تم الحصول عليها عند الولادة، وتعتبر خضعت الحد الأدنى من التعديلات في الجينوم بسبب الشيخوخة والبيئية يؤكد 16.
ومع ذلك، فإن الخصائص ذكرت الخلايا الجذعية من مصادر فترة ما حول الولادة وقدرتها على تجديد الذات وكذلك التفريق تختلف على نطاق واسع 11 و 17. هذا يمكن أن يكون ويرجع ذلك جزئيا إلى حقيقة أن الحبل السري البشري (UC) هو جهاز معقد. نحن نفترض أن مناطق منفصلة من النسيج ما حول الولادة خلق قطاعات محددة مسؤولة عن الاختلافات وطبيعة أكثر بدائية من هذه الخلايا الجذعية في مقارنة مخولا لصيانة طائرات المستمدة من مصادر غير ما حول الولادة. توضح هذه الدراسة تشريح عينات الحبل / المشيمة إلى ثلاث مناطق منفصلة التشريحية: UC، الحبل السري المشيمة تقاطع (CPJ)، وهود المشيمة الجنين (FP). تم تشريح UC الى مزيد من منطقتين: الحبل بطانة (CL) وجيلي وارتون (WJ). أظهر تحليل الخلايا المعزولة من CL، WJ، لجنة حماية الصحفيين، وFP أنهم جميعا عرضت التشكل fibroblastoid وأعرب عن علامات MSC، ولكنهم اختلفوا في من التجديد الذاتي وإمكانية التمايز. أظهرت الخلايا المشتقة لجنة حماية الصحفيين، ارتفاع معدل انتشار والتجديد الذاتي إمكانية مقارنة UC- والخلايا المشتقة FP، مما يجعلها مصدر واعد لعلاج الخلايا، والطب التجديدي، وهندسة الأنسجة.
التطورات الحديثة في مجال أبحاث الخلايا الجذعية تحسن ليس فقط في فهم عمليات التنمية الأساسية ولكن أيضا توفير فرص واعدة لاستخدام الخلايا الجذعية في التكنولوجيا الحيوية والأدوية والعلاج بالخلايا، والطب التجديدي، وتطبيقات هندسة الأنسجة 18 و 19 و 20. في حين المجالس الاقتصادية والاجتماعية المحفزة معزولة من الأجنة المبكرة الواعدة، فإنها تواجه تحديات تقنية والمعضلات الأخلاقية 21، 22، 23. الناجم عن الخلايا الجذعية المحفزة (iPSCs) مشتقة من خلايا بالغة توفر بديل، لكنها تواجه أيضا مشاكل تقنية والسلامة مماثلة 23. وعلاوة على ذلك، iPSCs قد لا تكون مستقرة وراثيا، أو قد يكون خضع لتغيرات وراثية، مما يحد من استخدامها العلاجي. كما تم الإبلاغ عن الخلايا الجذعية في مجموعة متنوعة من تيس ما بعد الولادةيقاضي والأعضاء. المصادر الأكثر شيوعا من هذه مخولا لصيانة طائرات ونخاع العظام، والدهنية، والأنسجة العضلية. ومع ذلك، مخولا لصيانة طائرات من مصادر بعدها محدودة إمكانات النمو والتمايز 24 و 25. كما أنها تعاني بسبب الشيخوخة والتعرض للضغوط البيئية وليست فعال للتطبيقات العلاجية 26، 27، 28 دائما هكذا. وقد أدى هذا لنا والآخرين للبحث عن مصادر جديدة للخلايا الجذعية التي هي أكثر سذاجة من مخولا لصيانة طائرات.
قمنا بدراسة مصادر فترة ما حول الولادة للخلايا الجذعية البدائية كبديل للمخولا لصيانة طائرات. في هذا التقرير، ونحن نقدم طريقة موثوق بها وقوية، وبسيطة لعزل اللجان الدائمة الإنسان من عينات الحبل / المشيمة. بالمقارنة مع المصادر والأساليب الأخرى المستخدمة لعزل مخولا لصيانة طائرات، وهذه الطريقة توفر وسيلة فعالة وغير الغازية لعزل كميات كبيرة من المهزومةاللجان الدائمة ذات جودة ساعة. أنه يبرز كذلك نمو وتمايز أعلى إمكانات اللجان الدائمة في الفترة المحيطة بالولادة مقارنة اللجان الدائمة من مصادر الكبار مثل BM.
وUC ربط الجنين إلى المشيمة هو عضو كبير مع المناطق التشريحية المتميزة، بما في ذلك اثنين من الشرايين، الوريد، CL، وWJ (الأنسجة المحيطة الأوعية الدموية). وأفادت العديد من الدراسات عزلة اللجان الدائمة من الحبل كله، وWJ، أو المشيمة، مع نمو متغير والتمايز الامكانيات 25 و 29. ومع ذلك، حتى الآن، وقد حققت أي دراسة على نحو فعال ومقارنة الخلايا من المناطق التشريحية مختلفة من عينة النخاع / المشيمة. ونحن نقدم هنا طريقة منهجية وبسيطة لتشريح UC، لجنة حماية الصحفيين، ومتصلة FP لعزل اللجان الدائمة. وتبين لنا أيضا على بروتوكول شامل وبسيط لتوصيف وتقييم نوعية الخلايا المعزولة من خلال تحديد مقدرات انتشارهاities، فضلا عن تجديد الذات والتمايز إمكاناتها. هذا الأسلوب هو استنساخه وينتج كمية كبيرة من اللجان الدائمة ذات جودة متفوقة.
لقد وجدنا أن عملية الهضم الجزئي للقطعة نسيج 1-2 ملم في حجم يستخدم الحل التربسين التجاري خلايا أسفرت بتكاثر من لل explants، في حين كان الهضم الكامل من الأنسجة في الخلايا وحيدة المحصول الضعيف من الخلايا المعزولة. ومع ذلك، ذكرت إحدى الدراسات أن إإكسبلنتس الأنسجة أكبر من UC تقريبا كانت 10 ملم في حجم الأمثل لزنزانة انفرادية 30. وفي المقابل، أشارت دراسة أخرى إلى أن طريقة يزدرع الأنسجة أسفر عن دورة الثقافة أطول وانخفاض العائد من خلايا مقارنة مع انزيم طريقة الهضم 31. في تقارير سابقة، علاج الحبل الأنسجة مع كولاجيناز II وهيالورونيداز، بشكل منفصل أو بعد التربسين، وقد أجريت لعزل خلايا الحبل السري 32 و 33 <sup> 34. ليس فقط هناك قدر كبير من التباين في أساليب هضم أنسجة الحبل قبل زراعة، ولكن يبدو أيضا الخلايا المعزولة لتكون متجانسة. استخدام الإنزيمات قاسية لفترات زمنية أطول قد يقل غشاء الخلية، مما يؤثر على التزام الخلية والانتشار. وأظهرت نتائج هذه الطريقة أن يهضم جزئيا إإكسبلنتس أنسجة ما حول الولادة قدمت ثمرة من الخلايا دون تسبب تلف الخلايا واسعة النطاق، حافظت قدرتها على البقاء، وأسفرت عن كميات أكبر من السكان متجانسة من اللجان الدائمة.
في حين أن بروتوكول لتشريح وعزل الخلايا من لل explants غير واضحة، بعض الخطوات قد يثبت أن يكون تحديا. أولا، ضمان الالتزام يزدرع عن طريق السماح تمسكهم سطح القارورة الثقافة. وهذا يمكن أن يسهل باستخدام كمية صغيرة من المتوسط، لا تغطي سوى قطعة نسيج لح 2 الأولى للثقافة، ثم إضافة بعناية المتوسطة المتبقية. Second، والحد من عدد من إإكسبلنتس إلى أقل من 15 في قارورة T75. مساحة صغيرة جدا بين القطع أو قطع كثيرة جدا في قارورة والمثبطة لنمو الخلايا. ينبغي أن تنقل الثالثة، وقطع الأنسجة التي لا تلتصق على سطح القارورة ثقافة بعد 3 أيام من الحضانة إلى قارورة جديدة لتمسك وزراعة. الرابعة، وقطع الأنسجة لتكون مثقف يجب أن تكون خالية من الحطام الخلية، والتي يمنع المرفق. خامسا: إن زراعة من القطع الكبيرة تتطلب المزيد من المتوسطة ولا تحسين كفاءة الخلايا ثمرة. وأخيرا، ومراقبة الثقافات يزدرع عن كثب، خاصة بعد ظهور ثمرة الخلية، والخلايا قد تصبح بسرعة متموجة ويفرق تبعا لمصدر الأنسجة. وتشمل عدد قليل من القيود المفروضة على تقنية نقص الخبرة في تشريح عينات لفصل CL، WJ، لجنة حماية الصحفيين، وتنظيم الأسرة؛ وصغر حجم العينة، مما أدى إلى العائد WJ منخفضة؛ ويطلب تأخير تجهيز العينات التي سيتم تجهيزها خلال 2-4 ساعة من جمع لآفومعرف خسارة في الانتعاش الخلية.
المعيار الذهبي لتوصيف اللجان الدائمة هو القدرة على التمسك البلاستيك، وتشكيل النمط الظاهري أرومي ليفي، والتمايز إلى أنساب متعددة. وهذه هي أيضا المعايير المستخدمة عادة لتحديد اللجان الدائمة كما وصفها ISCT 35. في هذه الدراسة، كانت خلايا معزولة من جميع المصادر الأربعة ملتصقة إلى البلاستيك، وكان التعبير الإيجابي عن علامات MSC (CD29، CD44، CD73، CD90، و CD105)، ولكن التعبير السلبي للCD45 علامة المكونة للدم. وبالإضافة إلى ذلك، أعربوا عن مستضد الكريات البيض البشرية (HLA) من الدرجة الأولى ولكن كانت سلبية لفئة HLA II. بالمقارنة مع BM-اللجان الدائمة، كانت WJ- والخلايا المشتقة لجنة حماية الصحفيين، أعلى. هذه النتائج تتفق مع التقارير السابقة UC-المستمدة اللجان الدائمة 33، 36، 37، 38. وبالإضافة إلى ذلك، أظهرت نتائجنا أن الكلورين، WJ-، CPJ-، أعرب FP-اللجان الدائمة pluriالجينات رجولية مثل OCT4، NANOG، وSOX2. ومع ذلك، كان التعبير عنها أقل من المجالس الاقتصادية والاجتماعية، كما ذكرت سابقا 39. وتأتي هذه النتائج أيضا في اتفاق مع دراسة سابقة أن ذكرت التعبير عن علامات تعدد القدرات في الخلايا المشتقة من فترة ما حول الولادة 40. ومن المثير للاهتمام، لوحظ أن التعبير عن علامة المحفزة كان أعلى في لجنة حماية الصحفيين، اللجان الدائمة مما كانت عليه في خلايا معزولة من مصادر أخرى. كما لوحظ أن UC-اللجان الدائمة عرضت أكبر إمكانية التجديد الذاتي من BM-اللجان الدائمة 41. ومن المثير للاهتمام، على الرغم من التشابه في الصفات المظهرية، كانت الخلايا المعزولة من المصادر الأربعة القيم CFE المتغيرة. ومع ذلك، باستثناء FP-MSC، كان لديهم كل القيم القوات التقليدية في أوروبا أفضل من BM-اللجان الدائمة. وكان لجنة حماية الصحفيين، اللجان الدائمة أعلى قيمة القوات التقليدية في أوروبا ومعدل انتشار بالمقارنة مع جميع اللجان الدائمة الأخرى. وبالإضافة إلى ذلك، عرض WJ- ولجنة حماية الصحفيين، اللجان الدائمة إمكانات التمايز أعلى من BM-اللجان الدائمة. أظهرت CL-اللجان الدائمة أقل التمايزكان الإمكانية إلى كل الأنساب ثلاثة (أي مكون الشحم، مكون للغضروف، والمكونة للعظم)، في حين أن لجنة حماية الصحفيين، اللجان الدائمة أعلى إمكانات trilineage التمايز وFP-اللجان الدائمة عرض أقل إمكانية التمايز مكون الشحم.
وفي الختام، أظهرت نتائجنا أن نوعية وكمية من اللجان الدائمة معزولة اختلفت بين المصادر الأربعة في العينة الحبل / المشيمة. وكان لجنة حماية الصحفيين، اللجان الدائمة أكثر قدرة انتشار وزيادة إمكانية التجديد الذاتي. وكانت قوية في المفاضلة الخاصة بهم في أنواع الخلايا trilineage أيضا. بسبب ضيق الوقت مضاعفة منخفضة، ويمكن للجنة حماية الصحفيين، اللجان الدائمة تكون بسرعة توسعت 1000 أضعاف وتستخدم لمكافحة المخدرات والإنتاجية العالية أو فحص مادة بيولوجية. هذه الخلايا يمكن أن يكون مصدر واعد لعلاج الخلايا وتطبيقات الطب التجديدي.
The authors have nothing to disclose.
وأيد هذه الدراسة من قبل OU-WB ISCRM، جامعة أوكلاند وميشيغان معهد الرأس والعمود الفقري. تلقى N بيرافولو وC مكي جائزة بحوث الدراسات العليا نائب مدير الجامعة من جامعة أوكلاند. ونحن نقدر S. باكشي لمراجعة المخطوطة.
DMEM with 4500 mg/ml glucose | Invitrogen | 11995065 | |
FBS | Aleken Biologicals | FBSS500 | |
Isobutyl-methylxanthine | Sigma | I5879-250mg | |
Dexamethasone | Sigma | D4902-100mg | |
Insulin | Prospec | CYT-270 | |
Indomethacin | Sigma | I7378-5G | |
TGFβ1 | Prospec | CYT-716 | |
Ascorbic acid | Sigma | A-7631 | |
Ascorbate 2-phosphate | Sigma | A-8960 | |
β-glycerophosphate | Sigma | G-6251 | |
TrypLE | Invitrogen | 50591419 | |
GeneJET RNA purification kit | Thermo Scientific | K0732 | |
DNase | Promega | M6101 | |
iScript kit | Biorad | 1708891 | |
Sso-Advanced Universal SYBR Green Supermix Kit | Biorad | 1725274 | |
4% paraformaldehyde | Affymetrix | 19943 | |
OCT | Thermo Scientific | SH75-125D | |
Oil Red O | American MasterTech Scientific | STORO100 | |
Toluidine blue | Thermo Scientific | S71363 | |
Crystal violet | Sigma | C3886 | |
Alizarin red stain | Thermo Scientific | S25131 | |
APC Mouse anti-Human CD29 | BD Biosciences | 559883 | |
APC Mouse anti-Human CD34 | BD Biosciences | 555824 | |
FITC Mouse anti-Human CD44 | BD Biosciences | 555478 | |
FITC Mouse anti-Human CD45 | BD Biosciences | 555482 | |
APC Mouse anti-Human CD73 | BD Biosciences | 560847 | |
FITC Mouse anti-Human CD90 | BD Biosciences | 561969 | |
APC Mouse anti-Human CD105 | BD Biosciences | 562408 | |
Centrifuge | IEC | 93522M-2 | |
CO2 incubator | Thermo Scientific | Hera Cell 150i | |
Light microscope (LM) | Nikon Instruments Inc. | Olympus | |
Hemacytometer | Thermo Scientific | 0267151B | |
Cryostat | Leica | CM3050 S | |
FACS Canto II and Diva Software | BD Biosciences | Canto II | |
Thermocycler | MJ Research Inc. | PTC-100 | |
Real-Time PCR System | Bio-Rad | CFX96 |