Het doel van dit protocol is het isoleren van epidermale keratinocyten uit de rughuid van volwassen muizen voor een verscheidenheid aan downstreamtoepassingen zoals moleculaire biologie, biochemie, fluorescentie geactiveerde celsortering en primair in vitro gebruik (bijv. clonogene keratinocyten).
Het hier beschreven protocol is een betrouwbare methode voor het oogsten van primaire keratinocyten van volwassen vrouwelijke muizen (54 ± 2 dagen oud) die ongeveer 30 x 106 levensvatbare cellen per muis opleveren. Primaire volwassen muis keratinocyten worden geoogst uit de rughuid van vrouwelijke muizen. Mannelijke muizen (~ 6 weken oud) kunnen worden gebruikt voor het oogsten van in afhankelijk van de vereisten van het experiment. Geëmitteerde muizen zijn geschoren en gesteriliseerd met seriële wassen in Povidon jodium-en ethanol oplossingen (70% alcohol). Na het desinfecteren van de muizen wordt de rughuid verwijderd en wordt het onderhuidse vet en spier verwijderd met een scalpel en weggegooid. De huiden worden in kleine stukjes gesneden en behandeld met een milde, lage temperatuur trypsinisatie om de onderste dermis van de epidermis los te maken. De geschraapt epidermises worden bij lage snelheid geroerd, gefilterd om de haren te verwijderen, geteld en opnieuw opgehangen in kweekmedium. Deze methode biedt een uitstekende eencellige opschorting van zeer culturable cellen voor veel downstream toepassingen.
De zoogdier huid bedekt het hele lichaam en bedient een veelheid aan functies (bijv. een primaire fysieke barrière, temperatuurregeling en vochtretentie). In de afgelopen vijf decennia heeft fundamenteel onderzoek naar de muis huid nieuwe informatie opgeleverd over de structuur en functie van de huid. De muis Skin model heeft sterk geholpen begrip van de basis biologie achter de complexe moleculaire mechanismen van chemische of ultraviolette straling geïnduceerde carcinogenese. Deze muizen huid modellen leveren een belangrijke bijdrage aan het begrip van menselijke huidziekten en hun mitigatie. Om verdere moleculaire dissectie van de primaire keratinocyten in haarfollikel ontwikkelingsbiologie, stamcelonderzoek, carcinogenese en genetische exploratie van de epidermis te verkennen, is het vaak wenselijk om primaire epitheel te isoleren en te cultuur keratinocyten van muizen huid te gebruiken in parallel met in vivo experimenten. De motiverende factor bij de ontwikkeling van deze methode was de noodzaak van een in vitro assay voor clonogene epidermale en haarfollikel stamcellen1,2. Er was ook een dringende behoefte aan enkele cel suspensies van epidermale cellen geschikt voor clonogene assays3, fluorescentie geactiveerde celsortering, en flow flowcytometrieonderzoeken3,4. De voordelen van deze methode zijn een robuuste oogst verhoging van een orde van grootte over andere methoden5,6, opname van het epitheel gedeelte van de haarzakjes, en de hoge culturabiliteit van de geoogste cellen. In de jaren tachtig waren er geen bekende methodes die aan deze eisen konden voldoen. In de daaropvolgende jaren werd deze methode verfijnd om de celopbrengst te verhogen. De belangrijkste beperking van deze methode is het maskeren van sommige trypsine-gevoelige antilichamen die immunoreactivity6in gevaar zouden brengen.
De muizen kregen de veehouderij volgens de specifieke pathogeen vrije richtlijnen. Een tot vijf vrouwelijke muizen 54 ± 2 dagen oud werden verkregen. Bij oudere muizen zal de levensvatbaarheid van keratinocyten worden verlaagd als gevolg van de anagene fase (groei) van de haar cyclus. Ook is het proces van trypsinoisatie moeilijker in vergelijking met jonge muizen. De oogst procedure is met succes geoptimaliseerd voor de dunnere huid van vrouwelijke muizen in vergelijking met mannen. Mannelijke muizen worden over het algemeen niet gebruikt voor keratinocyten oogsten omdat ze de neiging hebben om met elkaar te vechten tijdens huisvesting en daarom krassen of wonden op de huid kunnen achterlaten.
De in oogst methode beschreven hier werd ontwikkeld om hoge opbrengsten van zeer culturable primaire epidermale keratinocyten uit de rug van volwassen vrouwelijke muizen te produceren. Deze keratinocyten zijn geschikt voor Flowcytometrie, moleculaire biologie toepassing, en primaire celcultuur, met inbegrip van de clonogene assay gerapporteerd hier. Deze in oogst methode is ook nuttig voor het bestuderen van andere downstream aspecten van cutane chemische carcinogenese en tumor promotie1,13.
Er zijn verschillende kritieke stappen in het protocol. Ten eerste werden voor de strengheid en reproduceerbaarheid vrouwelijke muizen met een leeftijd van 54 ± 2 dagen gebruikt. Dit heeft ons in staat stellen om gevoelige en kwantitatieve kolonie-testen uit te voeren uit meerdere stammen van muizen en deze te gebruiken als een fenotype in koppelings analyse die leidt tot identificatie van ten minste één nieuw regelgevings-gen voor stamcel10,11. Ten tweede is het nuttig om de skins in kleinere stukjes te knippen, omdat de trypsinisatie effectiever is dan het proberen om de huid in zijn geheel te houden. Ten derde is de tijd en de temperatuur van de flotatie van trypsine erg belangrijk voor de daaropvolgende culturabiliteit. Bovendien moet men “aanzienlijk Poke” bij de haren die op het filter blijven om de bijgevoegde cellen te Verdoe- Deze stap is belangrijk voor het verkrijgen van hoge opbrengsten van cellen. Bovendien is de 32 °C temperatuur van de incubator belangrijk voor de langerlopende teelt van keratinocyten van volwassen muizen. Ten slotte zijn in dit protocol de parallelle uitlezingen van in vitro en in vivo experimenten1 gebaseerd op primaire culturen in plaats van subculturen of cellijnen. Met name, als het oogsten van primaire keratinocyten voor de eerste keer met behulp van dit protocol, houd de resterende dermis na schrapen om te bevestigen dat de volledige verwijdering van haarzakjes samen met epidermis door histopathologische observatie.
De belangrijkste kracht van dit protocol voor het oogsten van volwassen muis keratinocyten is dat het produceert hoge opbrengsten van culturable cellen die geschikt zijn voor veel downstream toepassingen. De belangrijkste beperking is dat sommige celoppervlak epitopen gevoelig kan zijn voor trypsinoisatie, zodat immunokleuring kan worden aangetast. Daarom, bij het testen van een nieuw celoppervlak antilichaam, het kan verstandig zijn om een dispase6 of thermolysin5 gebaseerde methode voor het oogsten voor de vergelijking te gebruiken. Het belang van dit protocol is dat het grondig is getest, gekwantificeerd en toegepast op dergelijke uiteenlopende toepassingen als assays voor clonogene stamcellen1,9,10,11, voor massa culturen in biochemie8, voor FACS sortering in stamcel analyse3,4, voor moleculaire biologie3,12, en voor voortdurende RNA en DNA-sequencing.
The authors have nothing to disclose.
De auteurs hebben geen erkentelings.
0.4% Trypan blue 1X in 0.9% saline | Life Technologies Gibco | 15250-061 | |
1 M HEPES Buffer | Sigma | H0887 | Sterile |
1.5-inch magnetic stir bar with pivot ring | Bel-Art, Wayne | 371101128 | in 2 oz Nalgene jar |
10 mL disposable pipettes | BD Falcon | 357551 | |
15 mL sterile conical tube | BD Falcon | 352097 | |
150 cm2 (T-150) culture flask | Corning | 430825 | |
2 mL Screw Cap Micro Tube Conical | Sarstedt | 72.608 | |
2 oz Nalgene jar | Thermo Fisher Scientific | 2118-0002 | 60 mL |
2.5% Trypsin solution 10X | Life Technologies Gibco | 15090-046 | |
225 cm2 (T-225) culture flask | Corning | 431082 | |
32 oz Nalgene Square Storage Bottles: PETG | Thermo Fisher Scientific | 2019-1000 | 1000 mL |
35-mm sterile culturing dish | Corning | 430165 | |
5 mL disposable pipets | BD Falcon | 357543 | |
50 mL sterile conicle tube | BD Falcon | 352098 | |
60-mm sterile culturing dish | Corning | 430166 | |
70% ethanol | |||
90-mm diameter Spectra Mesh filter, 74-µm pore size | Spectrum Laboratories | 145956 | |
Antibiotics (penicillin-streptomycin) | Life Technologies Gibco | 15140-122 | |
Bovine calf serum (BCS) | Thermo Fisher Scientific Hyclone | SH30073.03 | |
Bovine serum albumin | BD Biosciences | 354331 | |
CD34 Ram34 FITC conjugated antibody | BD Pharmingen | 553733 | |
CD49f (alpha6-integrin, GOH3) PE conjugated antibody | BD Pharmingen | 555736 | |
Cell Strainer, 70-µm sterile | BD Discovery Labware | 352350 | |
Collagen, Bovine, Type I, 30mg | BD Biosciences | 354231 | |
CoolCell Economical cell freezing container for 1 or 2 mL cryovials | Biocison | BCS-136PK | |
Corning 2mL Polypropylene Cryogenic Vial, Self-Standing with Round Bottom | Corning | 430659 | |
Dimethyl sulfoxide (DMSO) | Sigma | D2650 | |
Distilled Milli-Q water | made fresh; twice distilled reverse osmosis water | ||
Dulbecco’s phosphate-buffered saline 1X, Ca2+ and Mg2+ free | Life Technologies Gibco | 14190-144 | Sterile |
Dulbecco's Modified Eagle's Medium (DMEM) | ATCC | 30-2002 | |
Fetal bovine serum (FBS) | Thermo Fisher Scientific Hyclone | SH 300070.03 | |
Fibronectin | Sigma | F1141-5MG | |
Fisherbrand 4 oz. Sterile Specimen Container | Fisher Scientific | 16-320-730 | |
Gentamicin 50 mg/mL 10 | Life Technologies Gibco | 15750-060 | |
KGM | Lonza | CC-3103 | |
Nalgene “Mr. Frosty" cell freezer | Thermo Fisher Scientific | 5100-0001 | |
Nalgene PC Straight-Side Wide-Mouth Jars, 16oz | Thermo Fisher Scientific | 2116-0500 | |
No. 22 sterile stainless-steel blades | BD Bard-Parker | 371222 | |
No. 4 scalpel handles | Biomedical Research Instruments | 26-1200 | In a cup with 70% ethanol |
One pair of full-curve eye dressing forceps | Militex | 18-784 | In a cup with 70% ethanol |
One pair of scissors | Biomedical Research Instruments | 25-1050 | In a cup with 70% ethanol |
One pair of thumb dressing forceps | Militex | 6-4 | In a cup with 70% ethanol |
Oster Pro-Cord/Cordless Trimmer no.40 blade | Jarden Consumer Solutions/Oster | 78997-010 | |
Plastic Petri dish 100 mm X 20 mm sterile | Corning | 430167 | |
Pyrex Brand Plain Stemless Glass Funnel | Corning | 6240-75 | |
Rat IgG2akappa FITC isotype control antibody | BD Pharmingen | 553929 | |
Rat IgG2akappa PE isotype control antibody | BD Pharmingen | 555844 | |
SFM | Life Technologies Gibco | 10725-018 | |
SMEM | Life Technologies Gibco | 11380-037 | |
SMEM: Ca2+ and Mg2+ free minimal essential medium for suspension culture | Life Technologies Gibco | 11380-037 | |
Square sterile plastic Petri dishes | BD Falcon | 351112 | |
Swiss mouse 3T3 fibroblasts | ATCC | CCL-92 | used within 10 passages |
Triadine; 10% Povidone-Iodine Prep Topical Solution, 16oz | Triad Group | 10-8216 | |
VWR Plastic Petri dishes, sterile Space Saver 100 X 10 | VWR | 25384-324 | |
Williams E Medium | Life Technologies Gibco | 12551-032 | |
Ziploc bag |