Культура эксплантата - Explant culture

В биологии культура эксплантата представляет собой метод органотипического культивирования клеток из кусочка или кусочков ткани или органа, удаленных от растения или животного. Период, термин эксплант может применяться к образцам, полученным из любой части организма. Процесс экстракции тщательно стерилизуется, и культуру обычно можно использовать в течение двух-трех недель.[1]

Основным преимуществом культивирования эксплантатов является сохранение близких in vivo среда в лаборатории на короткое время. Эта экспериментальная установка позволяет исследователям проводить эксперименты и легко визуализировать влияние испытаний.[2]

Этот ex vivo Модель требует хорошо поддерживаемой среды для воссоздания исходных клеточных условий. Например, состав внеклеточного матрикса должен быть точно таким же, как у in vivo условий, чтобы вызвать естественно наблюдаемое поведение клеток. Также необходимо учитывать среду для выращивания, поскольку для разных экспериментов могут потребоваться разные решения.[1][2]

Ткань должна быть помещена и собрана в асептический среда, такая как стерильный ламинарный вытяжной шкаф для культивирования тканей. Образцы часто измельчают, а кусочки помещают в культура клеток блюдо, содержащее ростовые среды. Через некоторое время, клетки-предшественники мигрируют из ткани на поверхность блюда. Эти первичные клетки затем можно расширить и превратить в свежие блюда через микроразмножение.

Культура эксплантата может также относиться к выращиванию ткань сами части, где клетки оставлены в их окружении внеклеточный матрикс чтобы более точно имитировать in vivo окружающая среда например хрящ культура эксплантов,[3] или культура имплантата бластоцисты.[4]

Заявление

Исторически культура эксплантов использовалась в нескольких областях биологических исследований. Органогенез и морфогенез у плода изучали на культурах эксплантатов. Поскольку культура эксплантов выращивается в лаборатории, интересующие области или клетки могут быть помечены флуоресцентными маркерами. Эти трансгенные метки могут помочь исследователям наблюдать рост конкретных клеток. Например, развитие нервной ткани и регенерация центральной нервной системы изучались с помощью органотипической культуры эксплантатов.[1]

Роль конкретного гена, экспрессия гена и механизм действия также могут быть изучены с помощью культуры эксплантата. Определенные факторы, которые контролируют или способствуют росту, могут быть идентифицированы на разных стадиях эмбриогенеза. Анализ паттерна экспрессии позволит отследить, где были транскрипты гена. Степень экспрессии гена также может быть определена количественно.[1]

Совместно с исследованиями стволовых клеток исследователи успешно вырастили простые органы, полученные из аутологичных плюрипотентных стволовых клеток человека. На сегодняшний день разработаны мочевой пузырь и трахея. Этот метод пытается решить проблему отторжения тканей, и уже есть случаи успешной трансплантации. Группа исследователей из Института регенеративной медицины Уэйк Форест в Уинстон-Салеме, Северная Каролина, успешно трансплантировала мочевой пузырь, созданный с помощью стволовых клеток, семи педиатрическим пациентам, страдающим от неисправности мочевого пузыря. Другой случай произошел с командой из Университетского колледжа в Лондоне, Великобритания, которая трансплантировала дыхательную трубу, полученную из собственных стволовых клеток пациента.[5]

Несмотря на все преимущества культуры эксплантатов, есть несколько предостережений. Обратной стороной культуры эксплантов является то, что она не дает достаточно времени для изучения хронических заболеваний. Хотя двух-трех недель может быть достаточно для изучения острых изменений, это не подходит для экспериментов, требующих длительного наблюдения.

Текущее исследование

Сетчатка

Многие нейробиологические процессы были изучены с использованием культур эксплантатов сетчатки. Понимание развития сетчатки позволило исследователям более внимательно изучить патологическую нейродегенерацию и связанные с ней заболевания сетчатки. Клеточные трансплантаты, полученные в результате терапии стволовыми клетками сетчатки, являются активной областью исследований для лечения дегенерации желтого пятна, ретинита, пигментации и глаукомы.[6]

Рекомендации

  1. ^ а б c d "Культура эксплантата для исследований развития | Протокол". www.jove.com. Получено 2017-05-25.
  2. ^ а б «Эксплант-культура нервной ткани». База данных научного образования JoVE.
  3. ^ Orth MW et al. (2000) Обновление хряща в эмбриональных культурах эксплантатов большеберцовой кости цыпленка. Poult Sci 79: 990-993.
  4. ^ Иван Беджов, Магдалена Зерницкая-Гетц. (2014). Самоорганизующиеся свойства плюрипотентных клеток мыши инициируют морфогенез при имплантации. Клетка,; DOI: 10.1016 / j.cell.2014.01.023
  5. ^ Хантер, Филипп (25 мая 2017 г.). «По одному органу: в исследованиях был достигнут значительный прогресс в создании тканей человека для трансплантации in vitro, но до сложных органов, выращенных в лаборатории, еще осталось несколько десятилетий».. EMBO отчеты. 15 (3): 227–230. Дои:10.1002 / набр.201438528. ISSN  1469-221X. ЧВК  3989688. PMID  24554301.
  6. ^ Гарг, Аакрити; Ян, Джин; Ли, Уинстон; Цанг, Стивен Х. (02.02.2017). «Терапия стволовыми клетками при заболеваниях сетчатки». Клетки. 6 (1): 4. Дои:10.3390 / ячейки6010004. ЧВК  5371869. PMID  28157165.