ザ<em> ex vivoで</emマウス腸オルガノイドの>文化とパターン認識受容体刺激
Summary
ここでは、収穫維持、および病原体関連分子パターン（のPAMPs）とリステリア菌でマウス小腸オルガノイドを治療するためのプロトコルが記載されているだけでなく、遺伝子発現やタンパク質のための適切な正規化技術を重視。
Abstract
主要腸オルガノイドを大幅粘膜免疫学の分野に影響を与える可能性があり、貴重なモデル系です。しかし、オルガノイド成長特性の複雑さは、研究者のための重要な注意事項を運びます。具体的には、各個々のオルガノイドの成長パターンは非常に可変であり、培養中の上皮細胞の異種集団を作成します。このような警告と、一般的な組織培養の実践は、単にによる細胞構造の複雑さオルガノイドシステムに適用することはできません。いくつかの正規化技術が適用されない限り、カウントし、このような細胞株として個々に分離された細胞のための一般的な細胞数、のみに基づいてメッキオルガノイドのための信頼できる方法はありません。総タンパク質含量に対して正規化が常駐タンパク質マトリックスによる複合体形成されています。分泌されたコンを評価する際に、セル数、形状、および細胞型の点でこれらの特性を考慮しなければなりませんオルガノイド塊からテント。このプロトコルは、文化に簡単な手順の概要を説明し、微生物病原体や病原体関連分子パターン（のPAMPs）と小腸オルガノイドを治療するために生成されています。それはまた、タンパク質の分析は、そのようなチャレンジ後に行われているときに適用されるべき正規化技術を強調する。
Introduction
収穫する能力と文化の一次オルガノイドは、小腸、大腸、膵臓、肝臓および脳のために説明し、組織の生物学1-5のためのより多くの生理学的に代表的な現象の理解に密接エキサイティングな進歩ですされています。小腸オルガノイドの文化とメンテナンスを記述する最初の方法は、佐藤らによって報告された。ハンスClevers 1の研究室の外に。一次腸上皮細胞のこの方法、収穫培養前には、上皮細胞の成長を維持する上で制限され、無効であることが判明しました。方法は、最終的に混在し、一次線維芽細胞6の成長につながるようなコラゲナーゼおよびディスパーゼなどの酵素、とのインキュベーションを介した組織の解離が含まれていました。これらの条件は、時間は、上皮細胞の培養を維持するに制限されることになります。上皮細胞が起因してアポトーシスを入力しますようのない上皮細胞ニッチに最小限のは、形成するであろう適切な成長因子又は接触の完全性の損失の欠如は、anokis 7と呼ばれます。 3D-オルガノイド培養システムの出現は、持続的な文化1に腸の細胞型のスペクトルを含む培養一次腸細胞への方法を提供してきました。これらの上皮オルガノイドは、それらがいくつかの分化した細胞で構成されていることである細胞株上の利点を有し、より良いそれらはインビボ 8 に由来する器官を模倣します。最終的に「皿の中のミニ腸を成長させる」ためのプロセスは、様々な刺激下での腸上皮の応答を評価するための貴重なツールであることが証明されています。これらの分子パターンは、ホストと微生物9の両方からの多様な応答を調節することができるように微生物病原体関連分子パターン（のPAMPs）との一次腸細胞の相互作用を調査することは、免疫学の分野に関連します。研究者らは今、マウスオルガノイドとこれらの相互作用を探るが、彼らすることができますだけでなく、ウェル2のようなヒトから培養することができます。この技術は飛躍的にオーダーメイド医療を変える可能性を持っており、この技術は、近い将来に可能になることを進歩について推測したくなります。
この方法の全体的な目標は、種々の刺激で文化、拡張のためのプロトコル、および腸オルガノイドの治療を提供することにあります。このような刺激は、最終的なワクチン、細菌のPAMP、生きた病原体、胃腸（GI）癌治療の範囲とすることができます。マウスの腸オルガノイドの単離および培養は、佐藤らから適応されています。元のメソッドから若干のずれがありますが、このプロトコルを以下のとき、オルガノイド培養される最終製品がまだ達成されています。この方法は、セルnに基づいて分析を行う際に考慮されなければならない不均一なセル構造を操作するとき、適切な正規化のための適切な手法を説明に焦点を当てていますアンバー。
Protocol
Representative Results
Discussion
腸オルガノイドの文化やメンテナンスは、適切な組織培養技術を用いて任意の個人によって習得することが可能な手順です。そこより、従来の単層で増殖する細胞と比較した場合、微妙な継代しているが、これらの微妙な違いを克服することは困難ではありません。この方法の重要なステップは、最適な播種のために十分に高い密度にオルガノイドを成長させることができるという伴います?…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
The authors would like to thank Dr. Sheryl Coutermarsh-Ott, Dylan McDaniel and Bettina Heid for technical discussions. The authors thank Dr. Nanda Nanthakumar for providing the Caco-2 cells. The authors also thank The Multicultural Academic Opportunities Program (MAOP) at Virginia Tech. This work was supported by the National Institute of Diabetes and Digestive and Kidney Diseases Award K01DK092355 (to I.C.A.). The content is solely the responsibility of the authors and does not necessarily represent the official views of the National Institutes of Health.
Materials
| Fetal Bovine Serum (FBS) | Atlanta Biologicals | S11050 | (Section 1,3,6) Or equivalent brand |
| Sorvall Legend XTR Centrifuge | Thermo | (Section 1,3) | |
| DMEM | GE Healthcare | Sh30243.01 | (Section 1,6) For Caco-2 and HEK293 Rspondin1 cells |
| HEK293T-Rspondin1 secreting cell line | (Section 1) Described and modified from Kim, K.A. et al. Lentiviral particles contained RSPO1(NM_138683) ORF cDNA cloned into a pReceiver-Lv105 backbone custom ordered and purchased from GeneCopoeia. | ||
| 50 ml conical tube | Falcon | 352070 | (Section 1) Or equivalent brand |
| T-175 Flask | Corning | 431079 | (Section 1) Or equivalent brand |
| Protein Matrix | Corning | 356231 | (Section 2,3,4,5,6) Matrigel Growth Factor Reduced |
| HyClone Dulbecco's (DPBS) | GE Healthcare | SH30264.01 | (Section 2,3) |
| DMEM/F12 | Life Technologies | 12634-010 | (Section 2,3) Advanced DMEM/F12 |
| Corning 24 Well TC Plates | Corning | 3524 | (Section 2) |
| N2 Supplement 100x | Life Technologies | 17502-048 | (Section 2) |
| B27 without vitamin A 50x | Life Technologies | 12587-010 | (Section 2) |
| Trizol | Life Technologies | 15596-026 | (Section 2) |
| Glutamine Supplement (Glutamax) | Life Technologies | 35050-061 | (Section 2) Can Combine with Advanced DMEM/ F12 |
| HEPES (1 M) | Life Technologies | 15630-080 | (Section 2) Can Combine with Advanced DMEM/ F12 |
| 10ml Serological Pipet | Falcon | 357551 | (Section 2) Or equivalent brand |
| Murine Noggin | Peprotech | 250-38 | (Section 2) Stock = 100 mg/ml |
| N-Acetyl-L-cysteine | Sigma-Aldrich | A9165 | (Section 2) Stock = 1M |
| Recombinant Mouse EGF | Biolegend | 585608 | (Section 2) Stock = 500 mg/ml |
| Rocker Variable | Bioexpres | (Section 3) | |
| dissecting scissors | (Section 3) | ||
| forceps | (Section 3) | ||
| glass slides | (Section 3) | ||
| dissecting tweezers | (Section 3) | ||
| 25 ml Serological Pipet | Falcon | (Section 3) | |
| EDTA | Sigma-Aldrich | SLBB9821 | (Section 3) 0.5M or alternative TC grade EDTA |
| Sterile Petri Dish 100mm x 15mm | Fisher | FB0875712 | (Section 3) Or equal sized TC dish |
| 1ml Syringe | Becton Dickinson | 309659 | (Section 4) |
| Precision Glide Needle | Becton Dickinson | 305120 | (Section 4) 23G x 1 1/4 (0.6mm x 30mm) |
| Flagellin from Bacillus subtilis | Invivogen | tlrl-bsfla | (Section 5,6) |
| Listeria monocytogenes | ATCC | 19115 | (Section 5,6) (Murray et al.) |
| Hemocytometer | Sigma-Aldrich | Z359629-1EA | (Section 5,6)Or equivalent brand |
| BBL Brain Heart Infusion Agar | Becton Dickinson | 211065 | (Section 5) |
| Bacto Brain Heart Infusion | Becton Dickinson | 237500 | (Section 5) |
| Caco-2 | ATCC | HTB-37 | (Section 6) |
| Trypsin | gibco | 25200056 | (section 6) |
| Methanol | Fisher | A412-4 | (Section 6) |
| SpectraMax M5 | Molecuar Devices | (Section 6) | |
| 96 Well Assay Plate | Corning | 3603 | (Section 6) Black Plate, Clear Bottom TC treated |
| Nuclear Staining Dye | Life Technologies | H1399 | (section 6) Hoechst 33342 |
| T-75 Flask | Corning | 430641 | (Section 6) Or equivalent brand |
| 15 ml conical tube | Falcon | 352096 | (Section1,3) Or equivalent brand |
| 1.7 ml polypropylene tube | Bioexpress | C-3262-1 | Or equivalent brand |
| Quick-RNA MiniPrep | Zymo Research | R1054 | Or equivalent brand |
| TNF-alpha | Applied Biosystems | Mm 00443260_g1 | Taqman gene expression assay kit |
| IL-6 | Applied Biosystems | (Mm 00446190_m1 | Taqman gene expression assay kit |
| IL-1beta | Applied Biosystems | Mm 00434228_m1 | Taqman gene expression assay kit |
| IL-18 | Applied Biosystems | Mm 00434225_m1 | Taqman gene expression assay kit |
| 18s | Applied Biosystems | Hs 99999901_s1 | Taqman gene expression assay kit |
| 7500 Fast Real Time PCR System | Applied Biosystems | ||
| Nexus gradient Mastercycler | Eppendorf | ||
| TaqMan Fast Universal PCR Master Mix | Life Technologies | 4352042 | |
| High Capacity cDNA Reverse Transcription Kit | Life Technologies/Applied Biosystems | 4368814 | |
| Fast Optical 96-Well Reaction Plate, 0.1 mL | Life Technologies/Applied Biosystems | 4346907 | |
| Recombinant Mouse R-Spondin 1 Protein | R&D Systems | 3474-RS-050 | 500 ng/ml |
| chloroform | Sigma-Aldrich | C7559 |
References
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