ملاحظة: تم إدراج المعلومات البائع لجميع الكواشف المستخدمة في هذا البروتوكول في الجدول 1 و قائمة المواد. ويجب على جميع الحلول والمعدات ملامسة خلايا تكون عقيمة، وينبغي استخدام تقنية العقيم وفقا لذلك. أداء جميع حضانات الثقافة في ترطيب 37 درجة مئوية، 5٪ CO 2 حاضنة ما لم ينص على خلاف ذلك. في هذا البروتوكول، ويتم تنفيذ جميع التفرقة في 6 لوحات جيدا، الذي hiPSCs هم المصنف. وبعد التمايز وتنقية، والخلايا يمكن فصلها وreplated للاستخدام المصب.
1. إعداد المتوسطة
- على المدى المتوسط E8، وجعل حل الأسهم لكل مكون المتوسط (NaHCO 3، حمض الأسكوربيك L-2-الفوسفات، سيلينيت الصوديوم، ترانسفيرين، الانسولين، FGF2، TGFB1) وتخزين الحلول في -20 ° C. إضافة كمية مناسبة من الحلول الأسهم إلى زجاجة من DMEM / F12 وتصفية لتعقيم. وconcentr الحلأوجه والإعداد رد فعل لمكونات الأسهم وE8 المتوسطة يمكن العثور عليها في الجدول 1.
- من أجل حل المصفوفة خارج الخلية، ذوبان الجليد مصفوفة الغشاء القاعدي (مرفق عادة في 10 ملغ / مل) في 4 درجات CO / N. ويستخدم Matrigel عادة لزراعة الخلايا الجذعية المحفزة لأن الخلايا الجذعية المحفزة الإنسان يمكن أن تنضم أيضا إلى هذه المواد باستخدام ألفا-6-بيتا-1 إنتغرين 9. إذابة مرة واحدة، وجعل 2.25 ملغ (250 ميكرولتر) مأخوذة على الجليد باستخدام الثلج نصائح الماصة الباردة والأنابيب وتخزين aliquots في -80 ° C.
- عندما precoating لوحات مع ECMS، ذوبان الجليد وقسامة الحل المصفوفة خارج الخلية (ECMS) على الجليد. خلط ECMS والجليد الباردة المتوسطة DMEM / F12 في نسبة 1: 200 على الجليد. تبقي باردة لمنع سابق لأوانه ECMS التصلب.
- لRPMI / B27 دون الانسولين المتوسطة، إضافة 10 مل من B27 الناقص الأنسولين إلى 500 مل من وسائل الاعلام RPMI.
- لRPMI / B27 (مع الأنسولين) المتوسطة، إضافة 10 مل من الملحق B27 (مع insuliن) و 5 مل من المضادات الحيوية القلم بكتيريا في 500 مل من وسائل الاعلام RPMI.
- على المدى المتوسط الجلوكوز منخفضة، إضافة 10 مل من الملحق B27 و 5 مل من المضادات الحيوية القلم بكتيريا في 500 مل من خالية من السكر في وسائل الإعلام RPMI.
- لتجميد / الحفظ بالتبريد المتوسطة، مزيج المصل البقري الجنين معا مع dimethylsulfoxide (DMSO) في 9: 1 نسبة. ويمكن تخزين المتوسطة تجميد ما يصل إلى 1 في الشهر في 4 درجات مئوية.
ملاحظة: يجب أن تتم تصفيته جميع وسائل الإعلام وتخزينها في 4 درجات مئوية، وتستخدم في حدود 2 أسابيع ما لم ينص على خلاف ذلك. والمقصود كافة وحدات التخزين كاشف / حل المستخدمة أدناه للحصول على بئر واحد في لوحة 6 جيدا، ما لم ينص على خلاف ذلك.
2. قبل طلاء لوحات 6 بشكل جيد مع ECMS
- جعل ECMS عن طريق خلط الطابق السفلي مصفوفة غشاء (على سبيل المثال، Matrigel) مع وسائل الاعلام DMEM / F12 الجليد الباردة في نسبة 1: 200، ثم تطبيق 2 مل من تقدم طازجة ECMS إلى كل بئر لوحة 6 جيدا. كل بئر في لوحة 6 جيدا سوف تتلقى ما يقرب من 90 ملغ ECMS.
- احتضان ECMS المغلفة لوحات لمدة 1 ساعة عند 37 درجة مئوية. مباشرة قبل خلايا الطلاء، نضح DMEM / F12 حل من كل بئر. سوف يكون لوحات ثم على استعداد لاستقبال الخلايا.
3. ذوبان في hiPSCs المجمدة
ملاحظة: نتابع عن كثب هذا الإجراء لأنه قد يؤدي إلى زراعة الأمثل والتمايز المصب من hiPSCs إلى hiPSC للتدابير المضادة بعد دورة تجميد / الذوبان.
- ذوبان الجليد قارورة واحدة من hiPSCs لكل بئر من لوحة 6 جيدا. إعداد 15 مل أنبوب مخروطي مع 9 مل من البرد المتوسطة E8 مع مثبط ROCK (10 ميكرومتر) لكل قنينة. ROCK المانع يحسن البقاء على قيد الحياة hiPSCs التالية الحفظ بالتبريد 10. حافظ على قارورة في 37 ° C حمام الماء لإذابة الخلايا حتى يتم تركت ما يقرب من 5 مم الكريستال الجليد.
- رش السطح الخارجي للقارورة مع 70٪ من الإيثانول. مسح قارورة مع المناديل الورقية قبل نقلها إلى الصفحي غطاء العقيمة.
- نقل الخلايا في أنبوب مخروطي استعداد. شطف رانه قارورة مرة واحدة مع 500 ميكرولتر من E8 المتوسطة ونقل متوسطة تحتوي على خلايا إذابة إلى نفس أنبوب مخروطي الشكل. الطرد المركزي في RT لمدة 4 دقائق في 200 × ز.
- نضح طاف بعد الطرد المركزي و resuspend بلطف بيليه الخلية مع 2 مل من E8 المتوسطة مع مثبط ROCK (10 ميكرومتر). نقل الخلايا معلق في بئر واحدة من لوحة 6 جيدا قبل المغلفة مع ECMS.
- استبدال المتوسطة مع E8 وسيط وبدون ROCK المانع بعد 24 ساعة من زراعة. خلايا يجب انضمت قبل هذا الوقت.
4. الركض من hiPSCs
- عادة، hiPSCs مرور بعد أن بلغ 75٪ -80٪ confluency في لوحة 6 جيدا. نضح مستنبت. يغسل بسرعة الآبار مع 1 مل من عقيم، RT PBS. نضح PBS.
- إضافة 500 ميكرولتر من 0.5 ملي EDTA أو خلية 1X مفرزة الحل (على سبيل المثال، Accutase) واحتضان لمدة 1-7 دقيقة في RT. الوقت المناسب لEDTA الحضانة يختلف مع خط hiPSC. نتوقع أن نرى مرئية الشباك سص سماكة من المستعمرات حول حواف، كما سيؤدي ذلك إلى أن EDTA أو انفصال الخلايا الحل هو على استعداد لإزالتها.
- نضح EDTA أو الحل مفرزة الخلية. إضافة 1 مل من E8 المتوسطة تستكمل مع 10 ميكرومتر ROCK المانع. تهجير المستعمرات hiPSC في البئر من قبل pipetting مرارا صعودا وهبوطا والرش المستعمرات قبالة مع ماصة P1000. يجب كسر المستعمرات في 5-10 كتل الخلايا بعد الانتهاء.
- نقل المستعمرات التي علقت في 1 مل من E8 المتوسطة مع ROCK المانع إلى 15 مل أنبوب مخروطي الشكل.
- تعطيل كتل الخلايا الكبيرة إلى كتل صغيرة في الوسط E8. إضافة حجم مناسب من E8 وسائل الإعلام مع المانع لتعليق خلية لتمييع الخلايا. حجم وسائل الإعلام إضافة للتخفيف يعتمد على كثافة الخلية وعدد من الآبار ليكون المصنف. من الناحية المثالية، واحد، و 80٪ متموجة جيدا hiPSCs يجب تخفيفه 01:12.
- إضافة 11 مل E8 المتوسطة مع ROCK المانع للمل 1 الحالية للمالحل ليرة لبنانية في المذكور 15 مل أنبوب مخروطي للحصول على تخفيف 01:12.
- وعلاوة على ذلك يسحن كتل الخلايا إلى أجزاء زنزانة صغيرة (حوالي 50-200 الخلايا في كل جزء هو أفضل). تجنب الإفراط في الطحن لأن هذا يقلل من بقاء الخلية.
- نضح ECMS من لوحات المغلفة مسبقا وإضافة 2 مل من الخلايا معلق في كل بئر. ما يقرب من 100،000 الخلايا لكل بئر من لوحة 6 جيدا مثالية. تهدف إلى الاستغناء الخلايا بالتساوي في جميع أنحاء البئر لتجنب تجميع الخلايا في وسط البئر.
- بعد 24 ساعة من زراعة، استبدل المتوسطة مع E8 وسيط وبدون ROCK المانع. تغيير ثقافة المتوسط كل 24 ساعة حتى تصبح الخلايا 80٪ متموجة. ثم، فإن الخلايا جاهزة للمرور مرة أخرى. وعادة ما يستغرق 3-6 أيام بين الممرات لتصل إلى 80٪ confluency.
5. hiPSCs التجميد
ملاحظة: نتابع عن كثب هذا الإجراء لأنه قد يؤدي إلى زراعة الأمثل والتمايز المصب من الوركاللجان الدائمة في hiPSC للتدابير المضادة بعد دورة تجميد / الذوبان.
- تسمية أنابيب المبردة مع اسم خط الخلية، نوع من الخلايا، عدد مرور، وتاريخ التجميد. كمبدأ عام، استخدم قنينة واحدة لكل بئر من لوحة 6 جيدا. إعداد 15 مل أنبوب مخروطي الشكل مليئة 9 مل من E8 المتوسطة مع مثبط ROCK (10 ميكرومتر). إعداد تجميد المتوسطة مع 90٪ و 10٪ FBS DMSO، والحفاظ على المتوسط في 4 درجات مئوية لتصبح جاهزة للاستخدام.
- نضح في وسائل الإعلام والثقافة، وإضافة 500 ميكرولتر من 0.5 ملي EDTA أو 1X خلية حل مفرزة واحتضان لمدة 2-7 دقيقة في RT. مدة التعرض EDTA أو انفصال الخلايا الحل تختلف من خط الخلية إلى خلية خط.
- نضح EDTA أو حل مفرزة الخلية. إضافة 1 مل من E8 المتوسطة.
- تهجير المستعمرات hiPSC في البئر من قبل pipetting صعودا وهبوطا والرش المستعمرات قبالة مع ماصة P1000. يجب أن لا يمكن كسرها المستعمرات إلى أصغر من 100 كتل الخلية. نقل الخلايا مع وقف التنفيذ لأنبوب مخروطي الشكل تحتوي على استعداد E8. الطرد المركزي في RT لمدة 4 دقائق في 200 × ز.
- نضح طاف وإضافة 500 ميكرولتر من المتوسط تجميد الباردة لبيليه. Resuspend وبيليه بواسطة pipetting 1-2 مرات. تم تحسين بقاء الخلية عن طريق الحفاظ على الخلايا في كتل كبيرة.
- نقل الخلايا معلق في أنبوب المبردة المسمى. بسرعة نقل قوارير في وعاء يحتوي على تجميد الأيزوبروبانول، والتي سوف تسمح للتبريد تدريجي. إبقاء الحاويات مع الخلايا في -80 درجة مئوية لمدة 24 ساعة، ثم نقل الخلايا إلى النيتروجين السائل لتخزين على المدى الطويل.
6. القلب تمايز IPSC الإنسان
ملاحظة: يجب أن تكون جميع وسائل الإعلام على الأقل في RT عندما المضافة.
- بعد تفكك مع حل مفرزة EDTA أو 1X الخلية، والبذور حوالي 100،000 iPSCs الإنسان على ECMS المغلفة لوحات ثقافة 6 جيدا للتمايز (نفس الخطوات إجراءات الركض الخلية). وعندما تصل خلايا 85٪ confluency، تغيير المتوسط إلى RPMI / B27 دون الانسولين المتوسطة مع 6ميكرومتر GSK3 بيتا المانع CHIR99021 (CHIR) والحفاظ على لمدة 48 ساعة.
- بعد 48 ساعة، استبدال مستنبت CHIR التي تحتوي على مع RPMI / B27 دون الانسولين المتوسطة وترك وحده لمدة 24 ساعة (حتى يوم 3).
- في يوم 3، وتغيير وسائل الإعلام لRPMI / B27 دون الأنسولين مع 5 ميكرومتر WNT المانع IWR1 والحفاظ لمدة 48 ساعة (حتى يوم 5).
ويمكن أيضا أن تكون محاولة WNT تثبيط باستخدام مركبات جزيء الصغيرة الأخرى، كما هو موضح في الدراسات السابقة 11: ملاحظة. وقد تم اختيار IWR1 على جزيء صغير مثبطات WNT أخرى نظرا لزيادة النطاق الذي فقد تبين أن تكون فعالة في تثبيط إشارات Wnt 11. - في يوم 5، وتغيير المتوسطة إلى RPMI / B27 دون الانسولين المتوسطة ويترك لمدة 48 ساعة (حتى يوم 7).
- في يوم 7، استبدل المتوسطة مع RPMI / B27 المتوسطة (مع الأنسولين) واستبدال المتوسط كل 3 أيام بعد ذلك مع نفس المتوسطة. ينبغي أن يكون الضرب العفوي العضلية أولا مرئية في ما يقرب من يوم 8 إلى يوم10.
7. تنقية العضلية الإنسان من خلال التجويع الجلوكوز
- في يوم 10 بعد التمايز، تغيير المتوسطة في كل بئر من لوحة 6 جيدا إلى 2 مل المتوسطة انخفاض مستوى السكر والمحافظة على الخلايا في هذه الوسيلة لمدة 3 أيام (حتى يوم 13).
- في يوم 13، والعودة إلى خلايا RPMI / B27 المتوسطة (مع الأنسولين).
- اختياريا، replate العضلية قبل الجولة الثانية من المجاعة الجلوكوز للمساعدة في تخفيف غير العضلية-من لوحة الثقافة، والسماح لتفارق أسهل من غير العضلية أثناء المجاعة الجلوكوز.
- في يوم 13، نضح المتوسطة، ويغسل مرة واحدة مع برنامج تلفزيوني، وفصل الخلايا إلى خلايا واحدة باستخدام 500 ميكرولتر من انزيم تفارق خلية لمدة 5 دقائق عند 37 درجة مئوية. على وجه التحديد، وبعد 5 دقائق من العلاج الانزيم، واستخدام ماصة 1،000 ميكرولتر لفصل العضلية من لوحة 6 جيدا يدويا عن طريق سحب مرارا وتكرارا حتى انزيم تفارق الخلية والرش أنه ضد cardiomyocyte أحادي الطبقة. ما يصل إلى 30 التكرار pipetting لقد تكون هناك حاجة لفصل والعضلية في خلايا واحدة.
- بعد أن يتم فصل الخلايا وتكون في شكل وحيدة الخلية، وجمع كل الخلايا في 15 مل أنبوب مخروطي الشكل مليئة 5 مل من RPMI / B27 المتوسطة مع الأنسولين لتخفيف من انزيم تفارق خلية وأجهزة الطرد المركزي لمدة 4 دقائق في 200 × ز. نضح وتجاهل طاف.
- اعادة تعليق الخلايا مع 2 مل RPMI / B27 المتوسطة وصفيحة على ECMS المغلفة لوحة 6 جيدا جديدة. عادة، confluency أعلى من العضلية يساعد على بقاء الخلايا خلال replating. تهدف إلى replate من 2 مليون خلية لكل جديد صحن 6 جيدا من أجل البقاء الأمثل خلال replating.
- في يوم 14، وتغيير المتوسطة إلى 2 مل من انخفاض الجلوكوز المتوسطة لدورة الحرمان الجلوكوز الثانية. ثقافة الخلايا في هذه الدولة الجلوكوز المنخفضة لمدة 3 أيام أخرى. ومعظم غير العضلية يموت في هذا الشرط الثقافة المنخفض الجلوكوز.
- في يوم 17، وتغيير المتوسطة إلى 2 مل من RPMI / B27 المتوسطة مع الأنسولين. الخلايا المتبقية ستكون العضلية العالية النقاء. هذه العضلية يمكن استخدامها لتحليل التعبير الجيني، وفحص المخدرات، وتحليل الأيض، ومختلف المقايسات المصب الأخرى.