2023年9月8日
以下是在恒定流动条件下培养胎盘外植体的实验方案。该方法通过模拟动态生理环境,改进了传统的静态绒毛培养系统。
我们正试图揭示为何部分孕妇会发展为子痫前期而另一些则不会。这种妊娠特异性综合征会导致孕妇出现高血压和蛋白尿,并可能造成母婴死亡。通过我们的转化医学研究,希望能确定导致母体症状的胎盘病因。
近年来,单细胞RNA测序技术已被用于鉴定健康胎盘与子痫前期胎盘之间的差异。现在是将这些数据与原始组织关联起来的时候了。为此,我们正在利用空间组织学与原位测序技术来识别单细胞水平上的变化。
胎盘几何结构的个体复杂性为确定特定胎盘绒毛内的精确流速和剪切应力带来了挑战。通过使用该流动培养系统,可以探讨并研究剪切力对胎盘组织生物学功能的影响。首先,将切除的胎盘样本片段置于磷酸盐缓冲液(PBS)中。
弃去标本的绒毛板、母体蜕膜以及任何可见的梗死组织。将剩余的组织标本切成横截面直径约0.5厘米的绒毛外植块。将外植块转移至盛有新鲜PBS的培养皿中。
用镊子将每个外植体在 PBS 中轻轻晃动,以去除所有血液。在无菌操作台内,使用鲁尔锁将五个腔室连接到储液瓶上。将腔室倒置,然后取下底部。
现在使用镊子将金属板中央放置于腔室上部,使针脚朝上。向腔室中一半加入一毫升预热的培养基。再向储液槽中加入额外的 20 毫升培养基。
用镊子小心地将绒毛外植体放置在腔室内金属板的针上。每个腔室放入四个外植体。重新安装腔室底部以封闭腔室。
接下来,将泵管连接到泵上,以将流路与生物反应器内的蠕动泵相连。将其固定在第四级。在“泵”菜单下,选择“手动”模式。
将泵速调节至每分钟1毫升,然后点击“RUN”开始泵液。填充过程中将腔室保持倾斜角度,以确保完全充满。填充过程结束后,再次翻转腔室。
确认腔室已固定,然后关闭生物反应器的两个盖子。组织孵育完成后,单击“ABORT”以停止泵运行。随后,依次打开两个生物反应器盖子和一个流体腔室。
使用镊子小心地从金属板上取下外植体,以进行后续分析。免疫组织化学染色的外植体显示,新鲜组织和流动培养组织中的细胞骨架具有结构完整且有序的可视化表现。随着时间推移,静态培养的外植体中微丝聚集现象逐渐增加,表明细胞骨架结构发生退化。
通过苏木精和伊红染色证实了培养时间延长导致组织完整性下降。新鲜组织显示出致密且紧密排列的间质结构。在流动培养48小时后,可见部分脱落的合体滋养层碎片。
在静态培养条件下,组织完整性在24小时后已出现保存不足的情况,并在48小时后进一步恶化。内皮细胞染色显示新鲜组织中的细胞排列清晰有序。而在灌注培养中,即使经过48小时,组织的形态完整性仍得到较广泛的维持。
然而,静态外植体在24小时后即出现部分塌陷,48小时后进一步恶化。
本文介绍了一种在持续流动条件下培养胎盘外植体的实验方案,旨在改进传统的静态培养系统。该方法力图模拟动态的生理环境,以实现对胎盘组织更精确的分析。
离体胎盘外植体动态灌注培养系统解决了模拟母胎界面生理环境的关键难题,使组织研究更具预测性和转化相关性。该系统提高了胎盘生物学研究中临床前模型的保真度,有助于在母胎健康研究中进行机制性风险评估和靶点验证。在灌注条件下对组织形态的更好维持,增强了对与子痫前期等妊娠并发症相关的下游生物标志物和信号通路分析的可信度。
这种流动培养方法通过提供一个在母胎界面进行假设检验和靶点验证的生理相关平台,架起了早期发现与临床前研究之间的桥梁。