الخلايا الجذعية الجنينية الفئران (ESCs) متعددة القدرات ، وتبقى غير متمايزة ومتجددة ذاتيا في وجود عامل مثبط سرطان الدم السيتوكين (LIF) 1. عند سحب LIF ، سوف يتمايزون تلقائيا إلى هياكل ثلاثية الأبعاد (ثلاثية الأبعاد) تسمى الأجسام الجنينية (EBs) 2. تسمح البنية ثلاثية الأبعاد بتطوير الطبقات الجرثومية الثلاث الأديم الظاهر والأديم الباطن والأديم المتوسط ، والتي تؤدي لاحقا إلى ظهور أنواع الأنسجة الناضجة3. تعد الخلايا الجذعية بالدماغ نموذجا استثنائيا لتوضيح الآليات الجزيئية للتمايز الخلوي ، ولا سيما التحقيق في تطور الخلايا السلفية المكونة للدم المبكرة (HPCs)4.
يمكن التلاعب بالتعبير الجيني في ESCs بواسطة العديد من التقنيات التي تسمح بتحديد دور الجزيئات الفردية في التطور. تتمثل إحدى التقنيات الأكثر شيوعا في استخدام إعادة التركيب المتماثل لتوليد خطوط ESC ، والتي تفتقر إلى جين ذي أهمية5،6. هناك أيضا عدد من التقنيات التي تم استخدامها للإفراط في التعبير عن الجينات. كانت التقنية الأولى المستخدمة لتعديل التعبير الجيني في الخلايا الجذعية الجذعية هي إصابتها بالفيروسات القهقرية المؤتلفة7،8. ومع ذلك ، غالبا ما يتم إسكات الجين محل الاهتمام حيث تتمايز الخلايا الجذعية الجذعية إلى أنواع الخلايا السلفية والناضجة. نجح استخدام فيروسات العدسات في الحد من إسكات الجينات المعبر عنهافيروسات 9. تشمل النواقل الفيروسية الأخرى المستخدمة للإفراط في التعبير الفيروس الغدي والفيروس المرتبطبالغدة 10. بالإضافة إلى ذلك ، تستخدم تقنيات التعدي القياسية لإدخال بلازميدات التعبير بثبات على نطاق واسع للتعبير الجينات المعدلة ESC11. تتمثل إحدى الصعوبات في هذه الأنظمة في أن التعبير عن جين معين غالبا ما يكون له تأثيرات مختلفة اعتمادا على تعبيره الزمني. على سبيل المثال ، يؤثر بروتين Smad1 على نمو الخلايا المكونة للدم بشكل مختلف خلال مراحل مختلفة من تطور EB12،13.
يمكن التحايل على هذه المشكلة من خلال توليد ESCs التي تعبر بشكل محفز عن جين مثير للاهتمام. يستخدم النظام الأكثر شيوعا للتعبير عن الجينات المعدلة وراثيا بشكل محفز في الخلايا الجذعية الجذعية أوبرون مقاومة التتراسيكلين من الإشريكية القولونية (الإشريكية القولونية). تم تطوير العديد من أنظمة التتراسيكلين المختلفة. تم تطوير واحدة من أكثر الاستراتيجيات شيوعا من قبل Kyba وزملاؤه14. لقد قاموا بإنشاء خط ESC (Ainv15) ، والذي يحتوي على جين منشط التتراسيكلين العكسي الذي تم إدخاله في موضع ROSA26 النشط بشكل أساسي. تم إدخال عنصر استجابة التتراسيكلين (TRE) ، وموقع LoxP في اتجاه مجرى النهر (موضع X-over P1 من العاثية P1) ، وشريط نيومايسين بدون مروج في HPRT (هيبوكسانثين - جوانين فوسفوريبوسيلترانسفيراز) على الكروموسوم X. باستخدام نهج إعادة تركيب CRE ، يمكن إدخال جين مثير للاهتمام جنبا إلى جنب مع محفز حقيقيات النواة لدفع التعبير عن جين مقاومة النيومايسين في موقع LoxP. يتم عزل ESCs المستهدفة بشكل صحيح عن طريق تحديد G418. يجب بعد ذلك اختبار هذه المستنسخة المستهدفة بحثا عن التعبير المحفز للدوكسيسيكلين (أو التتراسيكلين) للجين المعدل وراثيا. نجح هذا النهج في إنشاء خطوط ESC التي تعبر بشكل محفز عن HoxB4 و Stat5 و SCL و Smad714-17. ومع ذلك ، فإن توليد خطوط الخلايا المحفزة هذه يستغرق وقتا طويلا. الموصوفة هنا هي طريقة لتقسيم الأجسام الجنينية المشتقة من ESC (EBs) إلى معلقات خلية واحدة ، وإصابة معلقات الخلايا بأثر رجعي في أيام مختلفة من التطور ، ثم إصلاح EBs عن طريق تعليق القطرة. يتم تقييم التمايز النهائي لاحقا عن طريق قياس التدفق الخلوي. في هذه المقالة ، يتم عرض مثال على كيفية تأثير تعبير miRNA في الخلايا المشتقة من EB على التمايز المكونة للدم. هذه الطريقة مفيدة للتحقيق في دور الجينات بعد اشتقاق أنسجة طبقة جرثومية معينة.