马肺去细胞化:一种体外建模哮喘中细胞外基质作用的潜在方法

Equine lung decellularization: a potential approach for in vitro modeling the role of the extracellular matrix in asthma.

作者信息Renata Kelly da Palma, Paula Fratini, Gustavo Sá Schiavo Matias, Andressa Daronco Cereta, Leticia Lopes Guimarães, Adriana Raquel de Almeida Anunciação, Luis Vicente Franco de Oliveira, Ramon Farre, Maria Angelica Miglino
PMID30450188
发布时间2018-11-12
DOI10.1177/2041731418810164

实验完整度

包含去细胞化方案建立、细胞外基质成分鉴定、力学检测及再细胞化验证,但主要侧重于支架制备,未涉及疾病机制或功能验证。

主要模型

健康马肺 马肺去细胞化支架 马皮肤成纤维细胞 犬卵黄囊细胞

重点核对

SDS灌注压力:恒定30 cmH2O DNA残留量低于50 ng/mg,实验测得19.8 ng/mg 胶原面积在去细胞化后降低(3.70 ± 0.46 vs 13.43 ± 1.67) 肺顺应性降低(7.04 ± 0.81 vs 12.32 ± 0.92 mL/cmH2O) 再细胞化使用细胞类型:马皮肤成纤维细胞和犬卵黄囊细胞

摘要

与传统研究动物相反,马自然发生哮喘,在这种疾病中,肺的细胞外基质起着重要作用。因此,马肺细胞外基质似乎是体外研究哮喘机制和潜在治疗的理想候选模型。然而,到目前为止,这种用于研究哮喘中细胞-细胞外基质相互作用的模型尚未开发出来。本研究的目的是建立一种马肺去细胞化方案,该方案能维持细胞外基质的结构,并可在未来用作哮喘治疗的体外模型。为此,通过十二烷基硫酸钠洗涤剂在30 cmH2O恒定重力压力下灌注使马肺去细胞化。通过免疫组织化学(胶原I、III、IV、层粘连蛋白和纤连蛋白)、扫描电子显微镜和DNA定量评估肺支架。使用超级注射器技术测量肺顺应性来评估其力学性能。优化的马肺去细胞化方案能有效去除细胞(19.8 ng/mg)并保留胶原I、III、IV、层粘连蛋白和纤连蛋白。此外,扫描电子显微镜分析表明微观肺结构得以维持。与天然肺相比,去细胞化肺的顺应性较低。总之,我们描述了一种可重复的去细胞化方案,能产生无细胞的马肺,可用于未来开发新的哮喘治疗策略。

实验结论

提炼研究问题、关键发现与证据,快速把握文章的核心贡献。

研究问题
能否建立一种马肺去细胞化方案,在有效去除细胞的同时保留细胞外基质结构和成分,以用于哮喘研究的体外模型?
核心机制
通过SDS灌注去细胞化,保留细胞外基质主要成分(胶原I、III、IV、层粘连蛋白和纤连蛋白),维持肺组织结构,但肺顺应性降低。
主要证据
DNA定量证实细胞去除(19.8 ng/mg),免疫组织化学显示ECM成分保留,SEM显示微观结构维持,肺顺应性测量显示顺应性降低,再细胞化实验显示细胞可在支架上粘附。
研究意义
建立的可重复马肺去细胞化方案可产生无细胞马肺支架,为哮喘的基础研究、转化研究和药物筛选提供新的工具。

研究路径

按研究推进顺序梳理实验设计、验证步骤与关键观察。

1

马肺采集与准备

获取健康马肺,为去细胞化提供实验材料。

从6匹健康马获取肺,在屠宰后30分钟内切取并保存于-80°C。

2

马肺去细胞化

通过SDS灌注去除细胞,同时保留细胞外基质结构。

使用1% SDS在30 cmH2O恒定压力下通过气道和血管灌注,结合洗涤和去离子水处理,经3天处理获得无细胞支架。

3

去细胞化效果评估

验证细胞去除是否充分以及ECM成分是否保留。

通过H&E染色、DNA定量、免疫组织化学(胶原I、III、IV、层粘连蛋白、纤连蛋白)、SEM和胶原面积定量评估去细胞化效果。

4

力学性能评估

评估去细胞化对肺力学性能的影响。

使用超级注射器技术测量去细胞化前后肺的顺应性和压力-容积曲线。

5

再细胞化验证

验证去细胞化支架是否支持细胞粘附。

将马皮肤成纤维细胞和犬卵黄囊细胞(VEGF-eGFP)接种于支架切片,培养5天后通过免疫细胞化学检测细胞粘附。

研究方法

按研究目的归类文中使用的方法,便于定位所需技术。

产品清单

实验环节名称品牌货号
十二烷基硫酸钠--151-21-3
磷酸盐缓冲液----
PureLink®基因组DNA小提试剂盒Invitrogen™--
NanoDrop 1000分光光度计Thermo Scientific--
抗I型胶原抗体Rockland#600-401-103 S
抗III型胶原抗体Santa Cruz#sc-8779
抗IV型胶原抗体Quartett#1-CO083-0
抗层粘连蛋白α-2亚基抗体Bioss Antibodies#bs-8561R
抗纤连蛋白抗体Novus Biologicals#NBP1-91258
Dako Advance HRP检测系统Dako#K6068
DAB显色液Dako#K3468
尼康Eclipse 80I显微镜Nikon--
日立分析台式显微镜TM3000Hitachi--
切片机(#RM2265)Leica#RM2265
多聚赖氨酸Sigma#p8920
未处理培养板Sarstedt--
Alexa Fluor 594荧光二抗Thermo Fisher--
DAPI----
共聚焦显微镜—奥林巴斯Fluoview 1000 (FV1000)Olympus--

关键环节

汇总复现实验时建议重点确认的条件及原文阅读提示。

环节核对要点
肺样本采集
样本来源:6匹健康马肺;采集时间:屠宰后30分钟内;储存条件:-80°C。
阅读提示:Methods: Animals
去细胞化
SDS浓度:1%;灌注压力:恒定30 cmH2O;灌注路线:气道和血管;洗涤次数:3次(PBS和去离子水);处理时间:3天。
阅读提示:Methods: Lung decellularization
去细胞化评估
DNA残留量<50 ng/mg;免疫组织化学检测胶原I、III、IV、层粘连蛋白、纤连蛋白;SEM评估结构。
阅读提示:Methods: Decellularization assessment; Results
力学评估
顺应性测量方法:超级注射器技术;结果:去细胞化后顺应性降低。
阅读提示:Methods: Measurement of lung compliance
再细胞化
细胞类型:马皮肤成纤维细胞和犬卵黄囊细胞;接种密度:5×10^4;培养时间:5天;粘附标记:N-cadherin、CD31。
阅读提示:Methods: Acellular lung matrix scaffold recellularization; Immunocytochemistry