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 Turkish 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).
Embriyonik kök hücreler (ESC) iki ana özellikleri: onlar sonsuza kadar böylece birden fazla soy içine ayırt etmek için potansiyeli olan, farklılaşmadan in vitro koşullarda yayılır ve pluripotenttir olabilir. Bu özellikleri hücre temelli tedavi ve rejeneratif tedavi uygulamaları 1 için EKH son derece cazip kılmaktadır. Ancak gerçekleştireceği tam potansiyelini için hücreleri zor bir görev olduğunu olgun ve işlevsel fenotipleri, ayrılabilir gerekir. Hücresel farklılaşmadan indükleyecek şekilde umut verici bir yaklaşım yakından in vitro ortamda organogenezisin yolu taklit etmektir. Pankreas gelişimi karaciğer ve pankreas gibi çeşitli organlar, dönüşebilir endoderm ile başlayan, belli aşamalarına 2 oluştuğu bilinmektedir. Endoderm indüksiyon çeşitli büyüme faktörleri 4-7 ile kombinasyon halinde bir 3 aktivin ilavesi yoluyla nodal yolunun modülasyonu ile elde edilebilir > sup. Kesin endoderm hücreleri daha sonra cyclopamine 8 ilavesi ile in vitro olarak elde edilebilir sonik kirpi inhibisyonu, inhibe ederek pankreas kararlılığını geçirilir. Pankreas olgunlaşma çentik sinyal inhibisyonu gibi çeşitli paralel etkinlikler aracılığıyla olur; pankreas progenitörlerin agregasyon 3 boyutlu kümeler halinde; vaskülarizasyonu indüksiyon; birkaç isim. En başarılı ESC türetilmiş pankreas progenitör hücrelerin in vitro maturasyonu By DAPT takviyesi 9 ile sinyalizasyon çentik inhibisyonu yoluyla elde edilmiştir. Başarılı olsa da, sınırlı işlevsellik ile olgun fenotip düşük verim elde edilmektedir. Daha az çalışma alanı giderek in-vivo pankreas adacık olgunlaşma 10,11 önemli bir faktör olarak takdir ediliyor pankreas olgunlaşmasında sinyal endotel hücre, etkisidir.
Çalışmada endotel tür etkilerini araştıranial adacık hücresi benzeri hücreler üreten insülin içine insan ESC türetilmiş pankreas progenitör hücrelerinin olgunlaşmasında sinyalizasyon. Biz insan EKH ilk PI3K yolun inhibisyonu ile birlikte bir aktivin tarafından endoderm doğru indüklenirler çok aşamalı yönettiği farklılaşma protokolü sunduk. Endoderm hücrelerinin pankreas spesifikasyonu retinoik asidin eklenmesiyle retinoid indüksiyon ile birlikte Cyclopamine tarafından sonik kirpi sinyalleşme inhibisyonu ile elde edilir. Olgunlaşmanın son aşamasında bir ko-kültür yapılandırma elde endotel hücre sinyal sayesinde meydana gelir. Birkaç endotel hücreleri ko-kültür olarak test edilirken, burada öncelikle analiz kolaylığı için, sıçan kalp mikrovasküler endotel hücreleri (RHMVEC) ile verileri sunmak.
1. Hücre Bakım
2. Stok Çözümler hazırlanması
3. Definitive Endoderm (DE) ve Pankreas Progenitör (PP) İndüksiyon
4. Pankreas Olgunlaşma
5.. QRT-PCR analizi
6. İmmünositokimya
7. Temsilcisi Sonuçlar
DE belirteçler Sox17, CXCR4 ve Foxa2 için QRT-PCR analizi ile teyit ve Şekil 2 'de gösterildiği gibi Sox17 için İmmünoboyama olarak aktivin ilavesiyle A ve 4 gün boyunca andiferansiye hESC üzere Wortmannin kesin endoderm indüklemektedir. Cyclopamine ve retinoik asit ilave edildikten sonra pankreas progenitör hücrelerine farklılaşmasını pankreas progenitör belirteçler, Şekil 3 'de gösterildiği gibi Pdx1 için İmmünoboyama QRT-PCR ile teyit edilmiştir.
Farklılaşma son aşamada, güçlü hESC edilen pankreas progenitör hücrelerin insülin ifade upregülasyonu indüklenen RHMVEC hücreleri ile ko-kültür başvurun. Co-kültürü aracılı farklılaşma verim co ile analiz edildiDAPT kullanarak kontrol koşulu ile mparing. O anda pankreas olgunlaşması elde etmek için en yaygın olarak kullanılan yöntemlerin biri olduğu DAPT, bir pozitif kontrol olarak kullanılmıştır. Co-endotel hücreleri kültürünün destekleyici faktörleri ile desteklenmiş değiştirilmiş bir ortam içinde gerçekleştirildi beri, ek kontrol farklılaşması üzerinde ortam etkisinin doğrulanması için endotel hücrelerinin yokluğunda ortam ile gerçekleştirildi. Bu analizin ayrıntıları Şekil 4 'de verilmiştir.

Şekil 1. Insülin salgılayan hücre içine hESC ayrımında Çok aşamalı protokolü.

Şekil 2. Insan embriyonik kök hücrelerin Definitive endoderm indüksiyon. A ve Wortmannin 4 gün boyunca aktivin maruz hESC hücrelerinde temsil DE belirteçlerinin A) QRT-PCR analizi. Sonuçlar ar e farklılaşmamış hESC göre normalize. B) Sox17 boyama (Yeşil) ve DAPI (mavi) Sox17 nükleer ifade göstermektedir. Ölçek çubuğu: 50 mikron.

Endoderm hücreleri elde edilen embriyonik kök hücre Şekil 3. Pankreas progenitör indüksiyon. DE indüksiyon sonrası 4 gün cyclopamine ve retinoik asit maruz hESC türetilmiş endoderm hücreleri erken pankreas belirteçlerin A) QRT-PCR analizi. Sonuçlar farklılaşmamış hESC göre normalize. B) Pdx1 boyama (mor) ve DAPI (mavi) Pdx1 nükleer ifade göstermektedir. Ölçek çubuğu: 50 mikron.

Şekil 4. Pankreas olgunlaşma evresi A) QRT-PCR hESC pankreatik hormon analizi DAPT kullanarak pankreas olgunlaşma sonrasında, ortak kültür ve ortak kültür ortamı (kontrol) başvurun. Sonuçlar farklılaşmamış hESC göre normalize. p öğrenci t-testi ile elde edilen değerler. Dil-Ac-LDL etiketli RHMVEC (Kırmızı) ile B) Co-kültür boş alanlar (üst) varsa EC plaka takmak bölgeleri göstermek, diğer RHMVEC ayırt ESC (alt) ile doğrudan temas halinde bulunabilir. Ko-kültür yöntemi ile farklılaşmış hücreler için C) C-peptid (Yeşil) boyama. Ölçek çubuğu: 12.5 mikron (Üst) ve 50 mikron (Alt) D) RHMVEC ve İmmun Boyamanın RHMVEC hiç insülin ifade gösterir.
| Işaretleyici | Primer1 (5 'den 3') </ Td> | Primer2 (5 'den 3') | Ref |
| 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 |
| Glukagon | AGGCAGACCCACTCAGTGA | AACAATGGCGACCTCTTCTG | 4 |
| İNSÜLİN | AAGAGGCCATCAAGCAGATCA | CAGGAGGCGCATCCACA | 12 |
Tablo 1. Primerler qPCR reaksiyonlar için kullanılır.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Pankreas gelişimi sırasında, ayırt pankreas hücreleri aortadan endotel hücreleri ile birbirine yakın olduğu, ayrıca, pankreas adacık kan şekeri ve adacık hormonların hızlı değişimi teşvik etmek yoğun vaskülarize vardır. Bu gerçekler göz önüne alındığında, endotel hücreleri pankreas organogenez sürecinde önemli bir rol oynaması şaşırtıcı değil. Pankreas geliştirme sırasında endotel hücreleri önemi giderek takdir edilirken, embriyonik hücreler in vitro ayrımında rolünü daha az araştırılmıştır. Daha önceki yazımızda fare embriyonik kök hücreleri 13 pankreas olgunlaşması üzerinde endotel hücrelerin pozitif rolünü kurdu. Mevcut çalışmada insan embriyonik kök hücreleri farklılaştırarak üzerinde endotel hücre sinyal etkisini araştırmak.
Çoklu endotel hücreleri bu protokolü kullanılmıştır, bunlardan birinin de benzer genel etkisi althou sonuçlandıfarklılaşma verimliliği varyasyonlarını gh. Mevcut raporda, sıçan kalp mikrovasküler endotel hücrelerinde (RHMVEC) ile ortak kültür hESC kaynaklı pankreatik progenitör hücrelerin etkisi sunuyoruz. Endotel hücreleri sadece endotel hücreleri için özel olan AC-LDL boyama, tarafından rahatlıkla görüntülenebilmekte. Önceden lekeli endotel hücreleri farklılaştırarak EKH Eş-kültür endotel hücreleri çoğu zaman uzun süre kültüründe canlı iken, RHMEV giderek 4 gün sonra kaybolur ve artık olgunlaşma 6 gün sonra tespit edilebileceğini gösterdi. RHMVEC yokluğu dolayısıyla ko-kültür protokolünün optimizasyonu için seçildi, sıralama ihtiyacını ortadan kaldırarak analizi kolaylaştırır.
Bu çalışmada açıkça uyaran pankreas olgunlaşması endotel hücrelerin pozitif etki gösterir iken, bu tür indüksiyon tam mekanizması hala bilinmemektedir ve şu anda bizim laboratuvarda araştırılmaktadır. Bir few makul bir mekanizma (i) olabilir hücre-salgılanan molekülleri çentik sinyalleşme (iii) endotel hücreleri tarafından salgılanan hücredışı matrisin rolü, (ii) endotelyal hücre dolaylıdır inhibisyon etkisi. İlk kategoride hücre-hücre teması gerektirmez iken, böyle bir temasın ikinci ve üçüncü kategori için zorunludur. Dolayısıyla biz farklı ko-kültür yapılandırmaları kullanılarak bazı ön analiz yapıldı: (i) temas ko-kültür (ii) transwell ko-kültür ve (iii) klimalı medya kültürü. Transwell ko-kültür izledi;; Bu şekilde insülin ifade tarafından değerlendirilecek iletişim ko-kültür, maksimum farklılaşma neden olduğu gözlendi klimalı medya kültürü insülin ifade (veriler gösterilmemiştir) üzerinde minimal etkisi sonucunu getirmiştir. Bu analizler, hücre-hücre teması önemli, hem de önemli olan bazı kısa ömürlü salgılanan molekülleri olabileceğini göstermektedir.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Biz ifşa hiçbir şey yok.
Biz 116520 DP2 ve ORAU Ralph Powe Acemi Fakültesi Geliştirme Ödülü NIH Yeni Yenilikçisi Ödülü destek kabul ediyorsunuz.
| 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