نحن هنا وصف بروتوكول 4-مرحلة لتمييز الخلايا الجذعية الجنينية البشرية لNKX6-1 + الأسلاف البنكرياس في المختبر. ويمكن تطبيق هذا البروتوكول لمجموعة متنوعة من خطوط الخلايا الجذعية المحفزة الإنسان.
يتطلب اشتراك JoVE لعرض هذا المحتوى. تسجيل الدخول أو ابدأ نسخة تجريبية مجانية
نحن هنا وصف بروتوكول 4-مرحلة لتمييز الخلايا الجذعية الجنينية البشرية لNKX6-1 + الأسلاف البنكرياس في المختبر. ويمكن تطبيق هذا البروتوكول لمجموعة متنوعة من خطوط الخلايا الجذعية المحفزة الإنسان.
الخلايا الجذعية المحفزة لديها القدرة على الذات تجديد وتميز لأنساب متعددة، مما يجعلها مصدرا جذابا لتوليد الخلايا الاولية البنكرياس التي يمكن استخدامها لدراسة والعلاج في المستقبل من مرض السكري. توضح هذه المقالة بروتوكول التمايز أربع مراحل مصممة لتوليد الخلايا الاولية البنكرياس من خلايا جذعية جنينية بشرية (hESCs). ويمكن تطبيق هذا البروتوكول إلى عدد من خطوط الخلايا الجذعية المحفزة الإنسان (hPSC). النهج المتبع لتوليد الخلايا الاولية البنكرياس هو التفريق hESCs لنموذج بدقة المراحل الأساسية للتنمية البنكرياس. هذا الأمر يبدأ تحريض الأديم الباطن نهائي، الذي يتحقق من خلال زراعة الخلايا في وجود Activin A، الخلايا الليفية عامل النمو الأساسي (bFGF) وCHIR990210. مزيد من التمايز والزخرفة مع عامل الخلايا الليفية النمو 10 (FGF10) وDorsomorphin يولد خلايا تشبه المعى الأمامي الخلفي. إضافة ريتينحمض منظمة المؤتمر الإسلامي، رأس، سان-1 وFGF10 يميز خلايا الخلفي المعى الأمامي إلى خلايا مميزة من الأديم البنكرياس. وأخيرا، فإن الجمع بين عامل نمو البشرة (EGF)، نيكوتيناميد ورأس يؤدي إلى توليد كفاءة PDX1 + / + NKX6-1 الخلايا. التدفق الخلوي يتم تنفيذه لتأكيد التعبير عن علامات معينة في مراحل رئيسية من تطوير البنكرياس. وPDX1 + / + NKX6-1 الأسلاف البنكرياس في نهاية المرحلة 4 هي قادرة على توليد خلايا β الناضجة على زرع في الفئران العوز المناعي ويمكن زيادة متباينة على توليد خلايا منتجة للأنسولين في المختبر. وبالتالي، فإن الجيل كفاءة PDX1 + / + NKX6-1 الأسلاف البنكرياس، كما هو موضح في هذا البروتوكول، أهمية كبيرة، حيث أنه يوفر منبرا لدراسة تطوير البنكرياس البشرية في المختبر، ويوفر مصدرا للخلايا مع إمكانية التفريق ل خلايا بيتا التي يمكن أن EVentually أن تستخدم لعلاج مرض السكري.
انتشار مرض السكري في تزايد وفقا للجمعية الكندية للسكري، تشير التقديرات إلى أن أكثر من 11 مليون شخص في كندا والسكري أو prediabetic، مع 5-10٪ من هؤلاء الأفراد جود مرض السكري نوع 1 (T1D) 1. T1D هو أحد أمراض المناعة الذاتية التي يسببها تدمير خلايا بيتا المنتجة للأنسولين التي تقع ضمن جزر لانجرهانز. حاليا، والأفراد الذين يعيشون مع T1D تتطلب مصادر خارجية للأنسولين 2. على الرغم من التقدم في العلاج بالأنسولين، يستمر المرضى T1D لديهم الوقت الصعب تنظيم مستويات الجلوكوز في الدم وما زالت تعاني على حد سواء تحت؛ دون وارتفاع السكر في الدم. نموذج واعد للعلاج لاستعادة سوائية سكر الدم في T1D هو استخدام الخلايا الجذعية الجنينية البشرية (hESCs)، والتي يمكن استخدامها لتوليد امدادات غير محدودة من الانسولين إنتاج خلايا بيتا على حد سواء في المجراة في المختبر 3، 4، 5، 6، 7. التفريق hESCs إلى بيتا تشبه الخلايا يمكن أن يجعل من الممكن لدراسة مرض السكري في المختبر، والسماح لتحديد أهداف علاجية جديدة لمرض السكري من النوع 2، وتوفير الخلايا للزرع في المرضى T1D.
المحاولة الأكثر نجاحا في توليد خلايا منتجة للأنسولين من hESCs في المختبر هي تلخيص للأحداث الجنينية التي تحدث أثناء تطور البنكرياس 4، 5. وهذا ينطوي على تلاعب من مسارات إشارات واضحة لنموذج بدقة المراحل الأساسية من البنكرياس النامية. تبدأ تطوير البنكرياس مع تحريض من الأديم الباطن نهائي، الذي يتميز التعبير عن CXCR4 وCD117 (ج-KIT) 8، 9. التنظيم الدقيق للdefinitمطلوب منظمة الأديم إيف لتشكيل الأنبوب امعاء، والتي يخضع آنذاك الأمامي إلى الخلفي الزخرفة والبطنية الظهرية. ظهري وبطني براعم البنكرياس الخروج من منطقة المعى الأمامي الخلفي الذي يعبر عن البنكرياس والاثنى عشر علبة مثلية الجين (Pdx1)، وهو أمر ضروري لتطوير البنكرياس 10. ظهري وبطني براعم الصمامات لتشكيل البنكرياس، والذي يخضع لثم إعادة الظهارية واسعة النطاق والتوسع 11. ويرافق الالتزام الغدد الصماء وخارجية الإفراز النسب من قبل جيل من الخلايا الاصلية متعددة القدرات (البلدان المتوسطية الشريكة) أن أعرب، من بين أمور أخرى، والنسخ عوامل Pdx1، Nkx6.1 وPtf1a 12 و 13. البلدان المتوسطية الشريكة التي ستصبح الغدد الصماء والأقنية الخلايا تستمر في التعبير عن Nkx6-1 بينما تتناقص التعبير Ptf1a. وخلافا لذلك، فإن الخلايا الإفرازية النسب تفقد expressioن من Nkx6-1 والحفاظ على Ptf1a التعبير 12.
عامل النسخ Nkx6-1 دورا رئيسيا في تطوير البنكرياس، ولا سيما خلال تمايز الخلايا الاصلية الغدد الصماء لبيتا الخلايا. كما هو موضح سابقا، حذف النتائج Nkx6-1 في تشكيل ضعف الخلايا β خلال تطوير البنكرياس 14. لذلك، وتوليد خلايا بيتا المنتجة للأنسولين في كل من المختبر والمجراة يتطلب تحريض كفاءة Nkx6-1.
نحن وضعت مؤخرا على بروتوكول لتوليد بكفاءة PDX1 + / + NKX6-1 الأسلاف البنكرياس من hPSCs. هذه الأسلاف البنكرياس المستمدة hPSC-توليد خلايا β الناضجة على زرع في الفئران العوز المناعي 3. ويمكن تقسيم بروتوكول التمايز في 4 مراحل من سمات: 1) الاستقراء الأديم الباطن نهائي2) الزخرفة الخلفي المعى الأمامي، 3) مواصفات البنكرياس و4) الحث NKX6-1. هنا نقدم وصفا مفصلا لكل خطوة من التمايز الموجهة.
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
1. إعداد حلول والإعلام
ملاحظة: تحضير جميع وسائل الإعلام لزراعة الخلايا في بيئة معقمة. وسائل الاعلام يجب ان يتم واستخدامها على الفور. وتقدم تفاصيل الكاشف في جدول المواد.
2. HESC التمايز
وإذابة HESC، passaged وتوسيعها على الماوس المشع الليفية الجنينية في وجود وسائل الإعلام على أساس KOSR تستكمل مع bFGF 16: ملاحظة. HESCs جاهزة للتمايز عندما تصل خلايا 80-95٪ confluency. في هذا الوقت ينبغي أن تكون مستعمرات كبيرة مع حدود محددة و"domelike 'هيكل (الشكل 1A). يتم تنفيذ جميع زراعة الخلايا في أسفل شقة، زراعة الأنسجة المعالجة لوحات مغلفة مع الجيلاتين 0.1٪. عادة، وتزرع الخلايا في 6 أولوحات 12-جيدا، في مجلدات وسائل الاعلام من 2 مل أو 1 مل على التوالي.
3. خلايا حصاد لتحليل التدفق الخلوي
4. تلطيخ لالتدفق الخلوي
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
جيل فعال من الأسلاف البنكرياس يعتمد على النمو السليم والحفاظ على خلايا غير متمايزة تليها إضافة دقيقة من الجزيئات يشير محددة خلال بروتوكول التمايز، كما هو موضح في التخطيطي في الشكل 1A. في اليوم 0، وينبغي أن تكون خلايا غير متمايزة 80-95٪ متكدسة ويجب أن يكون المستعمرات حواف محددة (الشكل 1A). خلال المرحلة 1، فإن وسائل الإعلام من المرجح أن تظهر غائم منذ موت الخلايا هو أمر شائع جدا في هذه المرحلة. وبحلول نهاية المرحلة 1،...
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
توليد بنجاح NKX6-1 + الأسلاف البنكرياس من hPSCs في المختبر يعتمد على استخدام الثقافات جودة عالية من hPSCs والتمايز الموجهة على التنظيم الدقيق لمسارات الإشارات المحددة التي تحكم مراحل النمو الرئيسية خلال تطوير البنكرياس. على الرغم من أن هذا البروتوكول يمكن أن تستخدم للحث على التعبير القوي من NKX6-1 عبر مجموعة متنوعة من خطوط hPSC كما هو موضح سابقا 3، لضمان جيل NKX6-1 كفاءة وينبغي بذل الاعتبارات التالية. من المهم أن يتم تنفيذ كل خلية ثقافة ...
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
الكتاب ليس لديهم ما يكشف.
وأيد هذا المخطوط من خلال تمويل من تورونتو العام ومؤسسة الغربية وجائزة الدراسات العليا شبكة الصحة بانتينغ وأفضل للسكري مركز الجامعي.
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
| الاسم | الشركة | رقم فهرسي | التعليقات |
|---|---|---|---|
| <قوي > الوسائط والسيتوكينات < / قوي > | |||
| 1-ثيوجلسرين (MTG) | سيجما | M6145 | |
| أكتيفين أ | آر آند د | 338-AC / CF ؛ | |
| حمض الأسكوربيك | Sigma | A4544 | |
| B-27 Supplement | Life Technologies | 12587-010 ؛ | |
| BD Cytofix / Cytoperm Buffer | BD Bioscience | 554722 | |
| BD Perm / Wash buffer ، 1x | BD Bioscience | 554723 | |
| bFGF | R & D | 233-FB | |
| CHIR990210 | Tocris | 4423a | |
| Dulbecco ' s Modified Eagle Medium (DMEM) | Life Technologies | 11995 | |
| DNase I | VWR | 80510-412 | |
| Dorsomorphin | Sigma | P5499 | |
| EGF | R & D | 236-EG | |
| مصل الأبقار الجنينية (FBS) | Wisent | 88150 | |
| FGF10 | R & D | 345-FG | |
| الجيلاتين من جلد الخنازير | Sigma | G1890 | |
| Glutamine | Life Technologies | 25030 | |
| Nicotinamide | Sigma | NO636 | |
| NOGGIN | R & D | 3344-NG | |
| البنسلين / الستربتومايسين | لايف تكنولوجيز | 15070-063 | |
| حمض الريتينويك | سيجما | R2625 | |
| RPMI متوسط 1640 | لايف تكنولوجيز | 11875 | |
| SANT-1 | Tocris | 1974 | |
| TrypLE Express Enzyme (1x) ، الفينول الأحمر | Life Technologies | 12605-010 | |
| <قوي>الاسم | <قوي>الشركة | Catalogue Number | Comments |
| antibodies لقياس التدفق الخلوي (التخفيفات العاملة) | |||
| CD117 PE (1:100) | Technologies | CD11705 | |
| CXCR4 APC (1:50) | BD Bioscience | 551966 | |
| الحمار المضاد للفأر IgG (H + L) ، Alexa Fluor 647 Conrupgate (1: 400) | Life Technologies | A-31571 | |
| الحمار المضاد للماعز IgG (H + L) ، Alexa Fluor 488 (1: 400) | جاكسون لمختبرات الأبحاث المناعية | 705-546-147 | |
| ماوس التحكم في النمط المتماثل IgG & nbsp ؛ | ImmunoResearch Laboratories Inc. | 015-000-003 | |
| التحكم في الماعز IgG | R & D | AB-108-C | |
| NKX6-1 (1: 2,000) | DSHB | F55A10 | |
| PDX1 (1: 100) | R & د | AF2419 |
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.