マイクロ流体技術を使ったマイオブラスト分離法の進展
革新的な方法で鶏の筋肉組織からミオブラストをより良く分離できる。
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中国は鶏肉の主要な生産国であり消費国だよ。鶏の飼育業は農業セクターにとって大事で、田舎の経済にも大きく貢献してるんだ。産業が成長するにつれて、都市や村に住んでる人たちの食事も良くなって、たんぱく質みたいな重要な栄養素を提供してる。さらに、質の高い鶏に対する需要が高まって、グローバルな肉市場でも重要なプレイヤーになってる。
マイオブラストの重要性
マイオブラストは筋肉繊維を形成する特別な細胞だよ。これらは幹細胞から来てて、怪我した後の筋肉修復に重要な役割を果たしてる。研究者はこれらの細胞に興味を持っていて、いろんな種類の筋肉細胞になれるし、組織工学にも役立つんだ。マイオブラストを研究するためには、筋肉組織から分離する必要があるんだけど、従来の分離方法は時間がかかったり高コストだったりする。
新技術:マイクロフルイディクス
マイクロフルイディクスは、液体が小さな空間でどのように振る舞うかを利用した新しい細胞分離方法だよ。この技術は早くて、サンプルの量も少なくて、従来の方法に比べて設置も簡単なんだ。マイクロフルイディクスはいろんなタイプの細胞を分離・検出するのに成功してる。マイクロフルイディクスには、アクティブな方法とパッシブな方法の2つの主要なアプローチがある。アクティブな方法は光や電気の力を使うけど、パッシブな方法はチップのデザインを利用して流体の中で細胞を仕分ける。パッシブ技術の中でも、デターミニスティックラテラルディスプレイスメント(DLD)っていう人気の方法があって、いろんな細胞タイプを簡単に分離できる。
DLDの仕組み
DLDは、流体内の特別な柱のデザインを使って、粒子をサイズに基づいて分けるんだ。細胞がこれらの柱の間のギャップを通過すると、小さい細胞は元の流れに従うけど、大きい細胞は横に押し出される。この分離によって、研究者はマイオブラストのような特定の細胞タイプを混合物から分離できる。
例えば、DLDのセッティングでは、小さいマイオブラストと大きい塊の細胞の2種類をテストするよ。サイズに応じて、これらの細胞はチップを通る経路が異なる。この方法は、筋肉組織にある他の細胞タイプからマイオブラストを分離するのに効果的だね。
鶏のマイオブラストの発達
文昌鶏では、筋肉組織の発達は胚の段階で行われる重要なプロセスなんだ。だいたい7日目から15日目くらいに、筋肉細胞(マイオブラスト)が成長して成熟した筋肉繊維を形成する準備をする。研究によると、これらのマイオブラストを分離するのに最適な時期は、12日目ごろで、数が最も多くて、より複雑な構造を形成し始めていない時期なんだって。
マイオブラストの分離方法
マイオブラストを分離するために、研究者はまず鶏の筋肉組織を準備するよ。サンプルを清掃して処理した後、特定の薬品を使って組織を分解し、細胞懸濁液を得る。この混合物がDLDチップを通って分離される。
チップのデザインはこのプロセスにおいて重要な役割を果たす。研究者は三角形の柱を使ったんだけど、これが細胞を仕分けるのにより効果的だってことが分かってる。チップは流れを制御するために調整できて、マイオブラストの回収を最大化しつつ生存性も保つ手助けをしてくれる。
細胞の観察とカウント
分離プロセスの後、研究者はチップの異なる出口から流れ出る細胞を集める。顕微鏡でこれらの細胞を観察して、大きさをチェックしたり、どのくらいの数の細胞があるかをカウントする。研究者はまた、集めたマイオブラストの純度を評価して、他の不要な細胞と混ざっていないことを確認するんだ。
マイオブラストの同定
細胞が本当にマイオブラストであることを確認するために、特定のマーカーを使うよ。蛍光染料でマイオブラストを顕微鏡で強調する。マイオブラストは染色すると特定の色を示して、簡単に見分けられるけど、線維芽細胞や大きな塊のような他の細胞はこのマーカーを示さない。
結果の分析
これらの分離プロセスからの結果は、DLDチップが高い割合でマイオブラストを集めていることを示してる。チップの最初の出口からの細胞のほとんどがマイオブラストで確認されて、他の出口にはいろんな細胞タイプが混在してる。
結論
この研究は、マイクロフルイディクス技術、特にDLD法が鶏の筋肉からマイオブラストを成功かつ効率的に分離できることを示してる。このアプローチは細胞回収率を向上させるだけでなく、細胞の生存率も維持するんだ。マイオブラストの分離は筋肉の成長と修復に関するさらなる研究に重要で、マイクロフルイディクス技術の進展によって、研究者たちは家禽や他の動物の筋肉発達に関する理解を深め続けることができるよ。
タイトル: Rapid High-Throughput Isolation and purification of Chicken Myoblasts Based on Deterministic Lateral Displacement Microfluidic Chips
概要: Myoblasts are defined as stem cells containing skeletal muscle cell precursors. However, there are some challenges associated with the purification of myoblast samples, including long culture times and ease of bacterial contamination. In this study, we propose a microfluidic myoblast cell enrichment and purification platform based on the principle of deterministic lateral displacement (DLD). To achieve this, we designed a DLD chip with three outlets and tested it on 11-day-old Wenchang chicken pectoral muscle tissue. A cell suspension was prepared using the collagenase method, pretreated, and then passed into the designed DLD chip for myoblast enrichment and purification. In this study, the number of myoblasts and the diameter of myoblasts increased slowly before E9, and the diameter of myofibers decreased and the number of myofibers increased rapidly after E9. The period when the number of muscle fibers is highest is E12, and the period when the diameter of muscle fibers increases again after the lowest point is also E12. After E12, the diameter of the muscle fibers increased and the number of muscle fibers decreased. At E12, myoblasts clustered and fused, and the proliferation of myoblasts was greatly reduced. E12 is both intact myoblasts and the most vigorous proliferation period, so the best time to determine isolation is E12. We attained a myoblast cell recovery rate of 80%, a target outlet collection purity of 99%, and a chip throughput of 50 m/min. This study provides a novel and effective method for the isolation and purification of skeletal muscle myoblasts.
著者: Lihong Gu, H. Liu, L. Wang, H. Fan, X. Zheng, T. Xu, Q. Jiang, T. Zhou, L. Shi
最終更新: 2024-03-19 00:00:00
言語: English
ソースURL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.03.17.585435
ソースPDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.03.17.585435.full.pdf
ライセンス: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
変更点: この要約はAIの助けを借りて作成されており、不正確な場合があります。正確な情報については、ここにリンクされている元のソース文書を参照してください。
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