Adım adım bu iletişim kuralı deneysel kurulum ve inflamatuar hiPSC ECs yanıt-e doğru değerlendirilmesi için veri analizi ve lökosit yapışma fizyolojik akış altında analiz ayrıntılı açıklamasını sağlar.
Endotel hücreleri (ECs) inflamatuar yanıt düzenlenmesi için temel sınırlama veya lökosit işe alım iyi karakterize bir çağlayan ile etkilenen doku içine upregulated olan yanlısı tutkal reseptörlerinin kolaylaştırılması üzerinde Akyuvar hücre yüzeyine inflamatuar tetiği üzerine. İnflamatuar yanıt bireyler nüfus arasındaki farklılık gösterebilir ve genetik arka plan bu farklılıklara katkıda bulunabilir. İnsan indüklenmiş pluripotent kök hücreler (hiPSCs) güvenilir bir kaynak olarak ECs (hiPSC-ECs), böylece hücrelerin genetik kimlik ve herhangi bir genetik varyantların yakalama sınırsız bir kaynak veya bağış mutasyonlar gösteren gösterilmiştir. hiPSC-ECs bu nedenle donör özgü hücrelerdeki inflamatuar yanıt model oluşturma için kullanılabilir. İnflamatuar yanıt lökosit yapışma için fizyolojik akış altında hiPSC ECs belirlenerek modellenebilir. Adım adım bu iletişim kuralı deneysel kurulum ve inflamatuar hiPSC ECs yanıt-e doğru değerlendirilmesi için veri analizi ve lökosit yapışma fizyolojik akış altında analiz ayrıntılı açıklamasını sağlar.
İltihap birçok patolojik koşullar, kardiyovasküler dahil olmak üzere ve nörodejeneratif hastalıklar, sepsis ve advers ilaç yanıt (advers) önemli bir rol oynamaktadır. Endotel hücreleri (ECs) inflamatuar yanıt E-selektin, hücreler arası adezyon molekülü-1 (ICAM-1) ve vasküler hücre adezyon molekülü-1 (VCAM-1) onların yüzeyi gibi yanlısı tutkal reseptörlerinin indüksiyon yoluyla düzenlenmesinde önemli bir rol oynamak 1 , 2. farklı dokularda mikrovasküler ECs heterojenite inflamatuar yanıt3,4sergi bilinmektedir. Ayrıca, genetik arka plan veya belirli genetik koşullar inflamatuar yanıt bireyler arasında farklılıklar neden olabilir; Bu nedenle erişim için ECs farklı bireyler olması önemlidir. Daha yakın, hemen hemen herhangi bir kişi elde edilebilir, insan indüklenmiş pluripotent kök hücreler (hiPSCs)5, ECs6,7,8, güvenilir ve yenilenebilir kaynağı olarak hizmet gösterilmiştir 9. bu nedenle, inflamatuar yanıt ve lökosit istihdam hiPSC-ECs değerlendirme aynı zamanda arası bireysel farklılıklarına belirtileri sağlamak ve için bir araç olarak kullanmak için sadece bazı genetik bozukluklar, modelleme için değerlidir Kişiselleştirilmiş tıp içinde belgili tanımlık gelecek.
Akış deneyleri lökosit endotel etkileşim eğitim için yararlı bir araç sağlar. Mikrosıvısal aygıtların gelişmeler fizyolojik sıvı akış koşulları üreme ile vasküler yatak özel kesme stres düzeyleri hassas kontrol sağlar. Canlı görüntüleme lökosit yakalama, inişli çıkışlı, tarama, yapışma ve hicret olayların çağlayan izleme sağlar. Lökosit endotel etkileşim çalışmaya çeşitli akış deneyleri geliştirilmiştir, ancak, onlar tüm birincil ECs10,11,12,13yararlanmak. Burada, insan lökosit yapışma için hiPSC-ECs fizyolojik akış altında değerlendirilmesi için tahlil detaylı olarak anlatacağız. Bu yordam, biz bir mikrosıvısal çip ile sekiz paralel kanal içine tohum hiPSC-EC stimülasyon gibi tümör nekrozis faktör alfa (TNFα), ayrılma, pro-inflamatuar uyaranlara ile en iyi duruma getirilmiş koşulları açıklanmaktadır. HiPSC-ECs perfüzyon mikrosıvısal fiş fluorescently etiketli lökositlerin süspansiyon için adım adım bir protokol tanımlamak, hücre görüntüleme yaşadığımız ve yapışık lökosit sayma otomatik.
Bu protokol inflamatuar hiPSC-ECs uyuşturucu tarama, hastalık modelleme ve kişiselleştirilmiş rejeneratif tıp yanıt-e doğru değerlendirilmesi için yararlıdır.
Bu iletişim kuralı ile TNFα, lökosit yapışma hiPSC-ECs canlı görüntüleme ve otomatik yapisan lökosit sayma kullanarak akış tahlil için işlevsel değerlendirme gibi pro-inflamatuar uyaranlara hiPSC-EC tedavi karakterizasyonu açıklar.
HiPSC-ECs ile TNFα gecede uyarılması genellikle ECs içinde aktif bir pro-inflamatuar fenotip gösteren uzun sonuçlanır. En iyi duruma getirme aşamasında E-selektin, ICAM-1, VCAM-1 düzeyleri FACs7,8ve primer insan umbilikal ven ECs (HUVECs) tarafından doğrulanması gerekir ifade pozitif denetimler olarak eklenmek üzere tavsiye vardır.
En iyi hiPSC-ECs ayrılma ve yoğunluk tohum konfluent monolayer hücre kümeleri kurma olmadan ulaşmak için ve takunya kanal ulaşmış gerekir. Lökosit hemen perfüzyon hücre yağış önlemek ve her kanal raporlaması sürekli konsantrasyon korumak için önce yeniden askıya almak için önemlidir. İnsan periferik kan lökosit, nötrofil ve monosit gibi kullanılabilir veya Monositik hücre hatları, THP-1 veya HL-60 alternatif olarak kullanılabilir gibi kurulmuş.
Mikrosıvısal kurulum montaj ve akış tahlil sırasında hiPSC-ECs ve/veya yapıĢık lökosit dekolmanı oluşturacağından mikrosıvısal boru ve kanal hapsolmak üzerinden hava kabarcıklarını önlemek için önemlidir. Sıvı akışkan arabirimi veya ek yıkama adımları birleşme mikrosıvısal Kur hazırlanması sırasında hava kabarcıklarını önlemek için yardımcı olabilir.
Bu protokol nerede bir hücreleri hazırlar ve ikinci mikrosıvısal sistemi ve akış tahlil hazırlar iki operatörleri tarafından çalıştırılır tavsiye edilir. Bu ECs mikrosıvısal fiş içine işleme önce sabit bir zaman penceresi içinde kaplama ve hassasiyet ve tekrarlanabilirlik sonuçları geliştirir sağlar. Buna ek olarak, bu da kör deneyler ayarlama sonuçlar içinde önyargı önlemek sağlar.
Otomatik görüntü işleme boru hattı ile başarılı hücre algılama için görüntüleri yüksek sinyal gürültü oranı ile odak ve autofluorescence hücre kümeleri gibi spesifik olmayan nesnelerin önlemek için önemlidir. Çok önemli tanımlanması gerekir yapisan lökositlerin tipik boyutu minimum ve maksimum sınırlarını doğru belirlenmesi önemlidir. Bir ImageJ içinde bir satır ölçüm aracını kullanarak lökosit tipik boyutunu tahmin edebilirsiniz. Örneğin, bizim analizi, biz 10,3-17,1 µm (Şekil 4 c) fiziksel boyutuna karşılık gelen 9-15 piksel aralığı kullanılır. Yanlış bir Aralık, örneğin, 3-15 piksel (3,4-17,1 µm) kullanırken tek bir lökosit değil bir hücre tanımlanır, ama yerine onun subparts ayrı nesneler (Şekil 4 d) olarak tanımlanır. Bu tespit edilmesi için nesnelerinin sayısı yanlış yol açar.
Lökosit sağlanan adaptif eşik yöntemi kullanılarak algılanabilir daha düşük yoğunluklu ve daha küçük çok sayıda nesne yüzey alanı. Bu yer autofluorescence nedeniyle veya diğer non-spesifik floresan sinyallerini alır. Kendi alanında tek bir lökosit, tipik alandan daha düşükse yine de, bu belirsiz nesneler (Şekil 4 c) en az kabul edilen yüzey alanı tanımlayarak filtre uygulanabilir.
Burada anlatılan akış tahlil lökosit yapışma için bu iki hücre arasındaki etkileşimin elucidating bir EC monolayer doğrudan değerlendirme türleri, ama diğer hücre türleri, çoğu perisitlerden damar duvarındaki sunmak gibi ve de olabilir dikkate almaz sağlar lökosit ekstravazasyonu15Yönetmelikte katılmak. 3D kültür microenvironment diğer hücre tipleri ile entegre sistem fizyolojik uygunluğunu geliştirmek olabilir. Bu sınırlamaları rağmen akışı tahlil inflamatuar yanıt burada açıklanan değerlendirilmesi için değerli bir araç temel karakterizasyonu ve hastalık için hiPSC-ECs modelleme uygulamaları sağlar.
The authors have nothing to disclose.
Yazarlar aşağıdaki hibe kabul etmek istiyorum: Avrupa Araştırma Konseyi (ERCAdG 323182 STEMCARDIOVASC); Hollanda Organ-on-Chip girişim, Milli Eğitim Bakanlığı, kültür ve bilim (024.003.001) Hollanda hükümeti tarafından finanse edilen bir NWO yerçekimi projesi.
Vena8 Endothelial+ biochip | Cellix Ltd | V8EP-800-120-02P10 | |
Mirus Evo Nanopump | Cellix Ltd | MIRUS-EVO-PUMP | 1 x syringe pump; 1 x VenaFluxAssay Software; 1 x tubing kit; power supply and cables. |
8-channel manifold MultiFlow8 | Cellix Ltd | MIRUS-MULTIFLOW8 | |
Humidified box | Cellix Ltd | HUMID-BOX | |
Fluorescence imaging system Leica AF6000 | Leica Microsystems | ||
Electron-multiplying charge-coupled device camera | Hamamatsu | C9100 | |
Biological safety cabinet/laminar flow-hood | Cleanair | ||
CO2 cell-culture incubator | Panasonic | MCO-170AICUV | |
Centrifuge | Hitachi | himac-CT6EL | |
Handheld pipetman (P-10 (10 mL), P-200 (200 µL), P-1000 (1,000 µL) | Gilson international | 4807 (10µl), 4810 (200µl), 4809 (1000µl) | |
Sterile plastic pipette | Greiner Bio-One | 606180 (5ml), 607180 (10ml) | |
Petri dish | VWR/ Duran Group | 391-0860 | |
Culture flasks (75 cm2) | CELLSTAR | 658,170 | |
Centrifuge tube (15 mL) | CELLSTAR | 188271 | |
Name | Company | Catalog Number | Comments |
Gelatin from porcine skin, type A | Sigma-Aldrich | G1890 | |
Fibronectin (Bovine plasma) | Sigma-Aldrich | F1141 | |
DPBS, no calcium, no magnesium | Life Technologies | 14190-169 | |
Human Endothelial-SFM | Life Technologies | 11111-044 | |
Human VEGF 165 IS, premium grade | Miltenyi Biotec | 130-109-386 | |
Human FGF-2, premium grade | Miltenyi Biotec | 130-093-842 | |
Platelet-poor Plasma Derived Serum, bovine | Biomedical Technologies | BT-214 | |
Recombinant Human TNF-α | Tebu-bio | 300-01A-A | |
TrypLE Select | Life Technologies | 12563029 | |
DiOC6(3) | Sigma-Aldrich | 318426 | |
RPMI 1640 Medium | Life Technologies | 21875-034 | |
2-Mercaptoethanol (50 mM) | Life Technologies | 31350010 | |
FBS | Life Technologies | 10270-106 | |
L-glutamine | Life Technologies | 25030-024 | |
Penicillin-Streptomycin (5,000 U/mL) | Life Technologies | 15070-063 | |
Distilled water | Life Technologies | 15230-089 | |
Ethanol absolute | Merck | 1.00983.2500 | |
VCAM-1 | R&D systems | FAB5649P | |
E-Selectin | R&D systems | BBA21 | |
ICAM-1 | R&D systems | BBA20 | |
Name | Company | Software version | Comments |
Cellrofiler | CellProfiler | 2.1.1 | |
VenaFluxAssay Software | Cellix Ltd | 2.3.a |