The Journal of Visualized Experiments (JoVE) is a peer reviewed, PubMed-indexed video journal. Our mission is to increase the productivity of scientific research.
This translation into Arabic was automatically generated through Google Translate.
English Version | Other Languages
1Department of Bioengineering, University of Pittsburgh, 2Department of Chemical Engineering, University of Pittsburgh
This article is a part of JoVE General. If you think this article would be useful for your research, please recommend JoVE to your institution's librarian.
Recommend JoVE to Your LibrarianCurrent Access Through Your IP Address
Current Access Through Your Registered Email Address
Jaramillo, M., Banerjee, I. Endothelial Cell Co-culture Mediates Maturation of Human Embryonic Stem Cell to Pancreatic Insulin Producing Cells in a Directed Differentiation Approach. J. Vis. Exp. (61), e3759, doi:10.3791/3759 (2012).
الخلايا الجذعية الجنينية (ESC) واثنين من الخصائص الرئيسية: أنها يمكن أن تكون لأجل غير مسمى نشر في المختبر في حالة غير متمايزة، وأنها ذات قوة تناسلية متعددة، ومن ثم تكون له القدرة على التمايز إلى أنساب متعددة. هذه الخصائص تجعل المجالس الاقتصادية والاجتماعية جذابة للغاية لعلاج الخلايا والتطبيقات القائمة على العلاج التجديدي 1. ولكن لكامل إمكاناتها لتتحقق هذه الخلايا لا بد من التفريق في الظواهر ناضجة وظيفية، والتي هي مهمة شاقة. وثمة نهج واعدة في إحداث تمايز الخلايا هو محاولة لتقليد وعن كثب مسار توالد الأعضاء في إعداد المختبر في. ومن المعروف تنمية البنكرياس تحدث في مراحل معينة 2، بدءا من الأديم الباطن، والتي يمكن أن تتطور إلى أجهزة عدة، بما في ذلك الكبد والبنكرياس. لا يمكن أن يتحقق عن طريق الاستقراء الأديم الباطن من تعديل المسار العقدي من خلال إضافة Activin A 3 بالاقتران مع عوامل نمو عدة 4-7 سوب>. خلايا الأديم الباطن نهائي ثم الخضوع لالتزام البنكرياس عن طريق تثبيط إنزيم القنفذ الصوتي، وهو ما يمكن تحقيقه في المختبر عن طريق إضافة سايكلوبامين 8. وتوسطت نضوج البنكرياس بنسبة الأحداث الموازية عدة بما في ذلك تثبيط الإشارات الشق؛ تجميع أسلاف البنكرياس إلى 3-dimentional مجموعات؛ تحريض الأوعية الدموية، على سبيل المثال لا الحصر. حتى الآن الأكثر نجاحا في المختبر من نضوج الخلايا المشتقة ESC سلف البنكرياس قد تحققت من خلال تثبيط الشق يشير بواسطة مكملات DAPT 9. على الرغم من نجاح، وهذا يؤدي إلى انخفاض العائد من النمط الظاهري ناضجة مع انخفاض وظيفة. وهناك مجال أقل درس هو تأثير الخلية البطانية يشير في نضوج البنكرياس، والذي يتزايد تقدير باعتباره عاملا مهما في المساهمة في الجسم الحي، البنكرياس نضوج جزيرة 10،11.
الدراسة الحالية يستكشف تأثير مثل هذه endothelخلية يشير الاتحاد العالمي للتعليم في نضوج ESC المستمدة من خلايا البنكرياس السلف في انتاج الانسولين جزيرة تشبه الخلايا. نحن الإبلاغ عن متعدد المراحل بروتوكول التمايز الموجهة حيث يتم لأول مرة المجالس الاقتصادية والاجتماعية التي يسببها الإنسان نحو الأديم الباطن بواسطة Activin وجنبا إلى جنب مع تثبيط مسار PI3K. ويتم تحقيق مواصفات البنكرياس من خلايا الأديم الباطن عن طريق تثبيط الإشارات من قبل القنفذ الصوتي سايكلوبامين جنبا إلى جنب مع الحث ريتينويد من قبل إضافة حمض الريتينويك. هو فعل المرحلة النهائية من النضج بواسطة إشارات الخلية البطانية التي حققتها تكوين ثقافة مشتركة. في حين تم اختبار العديد من الخلايا البطانية في الثقافة المشتركة، هنا نقدم البيانات المتوفرة لدينا مع خلايا الفئران الاوعية الدموية الدقيقة في القلب البطانية (RHMVEC)، في المقام الأول لسهولة تحليلها.
1. خلية الصيانة
2. إعداد حلول للسهم
3. نهائي الأديم الباطن (DE) والبنكرياس السلف التعريفي (بي بي)
4. البنكرياس نضوج
5. qRT-PCR تحليل
6. كيمياء سيتولوجية مناعية
7. ممثل النتائج
بالإضافة إلى ذلك من Activin ألف وWortmannin إلى hESC غير متمايزة لمدة 4 أيام يدفع الأديم الباطن نهائي كما أكده qRT-PCR تحليل لعلامات DE Sox17، Cxcr4، وFoxa2 والمناعية لSox17 كما هو موضح في الشكل رقم 2. وتم تأكيد التمايز إلى خلايا البنكرياس السلف بعد إضافة حمض الريتينويك وسايكلوبامين بواسطة qRT-PCR من علامات سلف البنكرياس والمناعية لPdx1 كما هو موضح في الشكل (3).
في المرحلة النهائية من التمايز، اتصال يشترك في الثقافة مع الخلايا التي يسببها RHMVEC بقوة upregulation من التعبير الانسولين في hESC المستمدة الخلايا الاولية البنكرياس. وقد تم تحليل كفاءة التمايز بوساطة شارك في الثقافة عن طريق التعاونmparing مع شرط للسيطرة على استخدام DAPT. وقد استخدم DAPT كعنصر تحكم إيجابية لأنها تعد حاليا واحدة من أكثر الوسائل المستخدمة على نطاق واسع لتحقيق النضج البنكرياس. منذ تم تنفيذ التعاون ثقافة في وسائل الاعلام تعديل تكملها عوامل داعمة من الخلايا البطانية، تم إجراء مراقبة إضافية مع وسائل الإعلام في غياب الخلايا البطانية للتحقق من تأثير وسائل الإعلام على التفرقة. وترد تفاصيل هذا التحليل في الشكل 4.

الشكل 1. متعددة المراحل بروتوكول للتمايز hESC إلى خلايا الانسولين التعبير.

الشكل 2. النهائي الاستقراء الأديم الباطن من الخلايا الجذعية الجنينية البشرية. A) qRT-PCR تحليل علامات DE ممثل في الخلايا hESC تتعرض لActivin ألف وWortmannin لمدة 4 أيام. نتائج ع ه تطبيع فيما يتعلق hESC غير متمايزة. B) Sox17 تلطيخ (الأخضر) ودابي (الأزرق) إظهار التعبير النووية من Sox17. مقياس شريط: 50 ميكرون.

الرقم سلف البنكرياس 3. الحث على الخلايا الجذعية الجنينية الخلايا المشتقة الأديم الباطن. A) qRT-PCR تحليل علامات مبكرة في خلايا البنكرياس hESC الأديم الباطن المشتقة عرضة للحمض الريتينويك سايكلوبامين و لمدة 4 أيام بعد الاستقراء DE. النتائج طبيعية فيما يتعلق hESC غير متمايزة. B) Pdx1 تلطيخ (البنفسجي) ودابي (الأزرق) إظهار التعبير النووية من Pdx1. مقياس شريط: 50 ميكرون.

الشكل 4. البنكرياس مرحلة نضوج A) qRT-PCR تحليل هرمونات البنكرياس في hESC بعد نضوج البنكرياس باستخدام DAPT، اتصل وسائل الإعلام المشاركة في ثقافة أو زملاء الثقافة (السيطرة). النتائج طبيعية فيما يتعلق hESC غير متمايزة. ف القيم المتحصل عليها من قبل الطالب اختبار t. ب) المشاركة في الثقافة مع ديل-AC-LDL RHMVEC المسمى (الأحمر) تبين المناطق التي ECS نعلق على لوحة إذا كان هناك مساحات فارغة (أعلى)، يمكن العثور على RHMVEC الأخرى في اتصال مباشر مع ESC التفريق (القاع). C) C-الببتيد (الأخضر) تلطيخ للخلايا متباينة باستخدام أسلوب المشاركة في ثقافة. شريط الحجم: 12.5 ميكرون (الأعلى) و 50 ميكرون (القاع) D) المناعية من RHMVEC لا يدل على التعبير الانسولين في RHMVEC.
| علامة | Primer1 (5 'إلى 3') </ TD> | Primer2 (5 'إلى 3') | المرجع |
| SOX17 | CTCTGCCTCCTCCACGAA | CAGAATCCAGACCTGCACAA | 12 |
| CXCR4 | CACCGCATCTGGAGAACCA | GCCCATTTCCTCGGTGTAGTT | 4 |
| FOXA2 | GGAGCGGTGAAGATGGAA | TACGTGTTCATGCCGTTCAT | 12 |
| PDX1 | AAGTCTACCAAAGCTCACGCG | GTAGGCGCCGCCTGC | 4 |
| PTF1 | CATAGAGAACGAAACCACCCTTTGAG | GCACGGAGTTTCCTGGACAGAGTTC | 12 |
| HLXB9 | CACCGCGGGCATGATC | ACTTCCCCAGGAGGTTCGA | 4 |
| HNF6 | TGTGGAAGTGGCTGCAGGA | TGTGAAGACCAACCTGGGCT | 5 |
| PAX6 | CGAATTCTGCAGGTGTCCAA | ACAGACCCCCTCGGACAGTAAT | 5 |
| NKX6.1 | AGACCCACTTTTTCCGGACA | CCAACGAATAGGCCAAACGA | 5 |
| ISL1 | GATCTATGTCACCTCGCAAGG | TACAACCACCATTTCACTG | 12 |
| الجلوكاجون | AGGCAGACCCACTCAGTGA | AACAATGGCGACCTCTTCTG | 4 |
| الأنسولين | AAGAGGCCATCAAGCAGATCA | CAGGAGGCGCATCCACA | 12 |
الجدول رقم 1. مبادىء القراءة المستخدمة في تفاعلات qPCR.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
خلال تطوير البنكرياس، وخلايا البنكرياس التفريق على مقربة مع الخلايا البطانية من الشريان الأورطي، وعلاوة على ذلك، البنكرياس الجزر هي أوعية دموية كثيفة لتعزيز التبادل السريع للالسكر في الدم والهرمونات جزيرة. نظرا لهذه الحقائق، فإنه ليس من المستغرب أن الخلايا البطانية تلعب دورا هاما في عملية توالد الأعضاء البنكرياس. في حين يتزايد أهمية الخلايا البطانية خلال تطوير البنكرياس يجري تقديره، وأقل التحقيق في دوره في تمايز في المختبر من خلايا جنينية. في تقريرنا السابق أنشأنا الدور الإيجابي للنضوج الخلايا البطانية في البنكرياس من الخلايا الجذعية الجنينية 13. في الدراسة الحالية نحن دراسة تأثير إشارات الخلية البطانية على تمييز الخلايا الجذعية الجنينية البشرية.
أدى كل من التي كانت تستخدم الخلايا البطانية متعددة في هذا البروتوكول، في مماثلة althou التأثير الكليغ مع وجود اختلافات في الكفاءة من التمايز. في هذا التقرير نقدم تأثير شارك في زراعة الخلايا المشتقة hESC سلف البنكرياس مع خلايا الفئران الاوعية الدموية الدقيقة في القلب البطانية (RHMVEC). يمكن أن الخلايا البطانية تصور ملائم بواسطة AC-LDL تلطيخ، والتي تقتصر على الخلايا البطانية فقط. وأظهرت المشاركة في ثقافة التفريق المجالس الاقتصادية والاجتماعية مع ما قبل الخلايا البطانية التي الملون في حين أن معظم الخلايا البطانية وكانت قابلة للحياة في ثقافة لفترة ممتدة من الزمن، وRHMEV تختفي تدريجيا بعد 4 أيام و لم يعد من الممكن الكشف عنها بعد 6 أيام من النضج. غياب RHMVEC يبسط تحليل من خلال القضاء على الحاجة إلى الفرز، وبالتالي تم اختياره لتعظيم الاستفادة من بروتوكول التعاون ثقافة.
في حين أن هذه الدراسة تشير بوضوح إلى الأثر الإيجابي من الخلايا البطانية في البنكرياس الذي يحفز نضوج، والآلية الدقيقة لهذا الاستقراء لا يزال مجهولا ويجري التحقيق حاليا في مختبر لدينا. لا الحصريمكن أن يكون مقبولا آليات ث (ط) من تأثير جزيئات الخلية يفرز (II) بوساطة الخلايا البطانية تثبيط إشارات من الدرجة (ج) دور المصفوفة خارج الخلية التي يفرزها الخلايا البطانية. في حين أن الفئة الأولى لا يحتاج إلى خلية خلية الاتصال، ومثل هذا الاتصال هو إلزامي بالنسبة للفئة الثانية والثالثة. يقوم بالتالي لدينا بعض التحليلات الأولية باستخدام مختلف شارك في ثقافة تكوينات: (ط) اتصال يشترك في ثقافة (II) transwell شارك في الثقافة و(الثالث) ثقافة الإعلام مكيفة. لوحظ أن اتصال يشترك في ثقافة نتج عنها التمايز أقصى، كما ترى التعبير الانسولين، تليها transwell شارك في الثقافة، في حين أن وسائل الإعلام مكيفة ثقافة أسفر عن تأثير ضئيل على التعبير الانسولين (لا تظهر البيانات). هذه التحليلات تشير إلى أنه في حين أن الخلية خلية الاتصال هو المهم، قد يكون هناك بعض فترة قصيرة جزيئات يفرزها والتي تعتبر مهمة كذلك.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
ليس لدينا ما يكشف.
نحن نعترف بدعم من المعاهد الوطنية للصحة جائزة مبتكر جديد DP2 116520 وORAU رالف كلية جديد بوي جائزة تحسين.
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| mTeSR1 (with supplement) | Stem Cell Technologies | 5850 | |
| hESC qualified matrigel | BD Biosciences | 354277 | |
| DMEM:F12 | Invitrogen | 11330-032 | |
| MCDB-131 | Invitrogen | 10372019 | |
| MCDB-131 (Complete) | VEC Technologies | MCDB-131 | |
| B27 Supplement | Invitrogen | 17504044 | |
| Activin A | R&D Systems | 338-AC | 100ng/ml |
| Wortmannin | Invitrogen | W3144 | 1μM |
| KAAD-Cyclopamie | Sigma-Aldrich | C4116 | 0.2μM |
| All-Trans Retinoic Acid | Sigma-Aldrich | R2625 | 2μM |
| DAPT | Sigma-Aldrich | D5942 | 30μM |
| Nicotinamide | Sigma-Aldrich | N0636 | 10 mM |
| Sodium Selenite | Sigma-Aldrich | S5261 | 30 nM |
| Insulin | Sigma-Aldrich | I1882 | 25 μg/ml |
| Transferrin | Sigma-Aldrich | T8158 | 50 μg/ml |
| EGF | R&D Systems | 236-EG | 10ng/ml |
| EndoGro | VEC Technologies | ENDOGRO | 10mg |
| Heparin | Sigma-Aldrich | H3149 | 90μg/ml |
| Hydrocortisone | Sigma-Aldrich | H0888 | 1μg/ml |
| NucleoSpin RNA II | Macherey-Nagel | 740955 | |
| ImProm II reverse transcription System | Promega Corp. | A3800 | |
| Brilliant II SYBR Green QPCR master mix | Stratagene, Agilent Technologies | 600548 | |
| Sox17 goat polyclonal IgG | Santa Cruz Biotechnology, Inc. | sc-17355 | 1/500 |
| PDX1 goat polyclonal IgG | Santa Cruz Biotechnology, Inc. | sc-14662 | 1/500 |
| C-Peptide Rabbit polyclonal | Cell Signaling Technology | 4593 | 1/500 |
| Alexa Fluor 488 donkey anti-rabbit IgG | Invitrogen | A-21206 | 1/1000 |
| Alexa Fluor 647 donkey anti-goat IgG | Invitrogen | A-21447 | 1/1000 |
| Table 2. Reagents and Kits | |||
1
ReplyPosted by: Zhongchun S.July 20, 2012, 2:15 AM