إرشادات خطوة بخطوة لتوليد خلايا جرثومية بدائية شبيهة بالخلايا الجذرية متعددة القدرات من الخلايا الجذعية متعددة القدرات التي يحثها الإنسان بطريقة قوية باستخدام طريقة أحادية الطبقة ثنائية الأبعاد مع طبقة مستخلص الغشاء القاعدي.
مقالة منهجية
إرشادات خطوة بخطوة لتوليد خلايا جرثومية بدائية شبيهة بالخلايا الجذرية متعددة القدرات من الخلايا الجذعية متعددة القدرات التي يحثها الإنسان بطريقة قوية باستخدام طريقة أحادية الطبقة ثنائية الأبعاد مع طبقة مستخلص الغشاء القاعدي.
استخدام تمايز الخلايا الجذعية البشرية متعددة القدرات في المختبر وسع بشكل كبير الفهم لأحداث تحديد النسب التي تحدث خلال التطور المبكر في الجسم الحي، وهي فترة يصعب دراستها للغاية. واحدة من أولى السلالات الجنينية التي تم تحديدها في الجنين البشري هي سلالة الخلايا الجرثومية، التي تتميز بتحفيز الخلايا الجرثومية البدائية (PGCs). تعد الخلايا المحيطة بالأمامية هي المجموعة المؤسسة الوحيدة للأمشاج في مراحل لاحقة من الحياة، وتحديدها هو خطوة أولى حاسمة نحو خصوبة الكائن الحي. هنا، يوصف بروتوكول قوي لتوليد خلايا شبيهة ب PGLC (PGCLCs) من الخلايا الجذعية متعددة القدرات المستحثة بواسطة الإنسان (hiPSCs)، بدءا من التقييم الأولي للحالة متعددة القدرات والخصائص الخلوية للخلايا الفائقة لضمان تمايز فعال ل PGCLC. لهذا، تناقش تأثيرات كثافات الخلايا المختلفة، وطلاءات الصفائح، والخلايا العالية العالية للضغط النفسي المستخدمة في تمايز PGCLC. وأخيرا، يتم توفير سير عمل لتوصيف وقياس hPGCLCs، باستخدام التألق المناعي وقياس تدفق الخلية. يركز بروتوكول التمايز على الحالات التي يسهل تحديدها واختبارها في معظم المختبرات ويمكن تعديلها حسب الحاجة. علاوة على ذلك، هذا البروتوكول سريع، مما يسمح بتحديد ما إذا كانت الخلايا العالية النفسية مناسبة للتمايز بين PGCLC. يهدف البروتوكول إلى تعزيز الاتساق والتوافق في نتائج hPGCLC عبر خطوط ومنصات الزراعة المختلفة في hiPSC، لضمان إنتاجية قوية تدعم توصيفا موثوقا وتحسين خطوات التمايز لاحقا نحو نجاح تكوين الأمشاج في المختبر لدى البشر.
تطور الخط الجرثومي البشري هو عملية منسقة للغاية تبدأ في وقت مبكر من التطور الجنيني وتبدأ بتحديد الخلايا الجرثومية البدائية (PGCs)، وهي المجموعة التي تنتج في النهاية البويضاتوالخلايا المنوية. في الجسم الحي، يحدث تحديد PGC بعد فترة وجيزة من الزرع 2,3 استجابة للإشارات الحثية من الخلايا المجاورة 4,5. تم دراسة تطوير PGCs بشكل موسع في القوارض، لا سيما من خلال الدراسات الجينية التي أظهرت تورط مسارات الإشارة، مثل BMP، WNT، وTGFβ 6,7,8,9. بعد التحديد، تخضع المجموعات الجرثومية لإعادة برمجة فوق جينية، تتميز بإزالة ميثلة الحمض النووي على مستوى الجينوم وإعادة تشكيل الكروماتين، لتأسيس لاحقا هوية الخط الجرثومي (الخاصة بالجنس) 10,11,12,13,14.
في الثدييات، يتم دفع مواصفات PGC من خلال التداخل المنسق بين مسارات الإشارة، وبعض الجوانب محفوظة تطوريا بين البشر والرئيسيات غير البشرية والخنازير والفئران، بما في ذلك تورط عوامل تعددية القدرات مثل POU5F1 وNANOG 9,15,16,17,18 . على الرغم من الخصائص المشتركة، فإن الفروق الخاصة بالنوع في آليات تمايز PGC وشبكات تنظيم الجينات تحد من الترجمة المباشرة من نماذج الحيوانات إلى البشر 9,19,20,21.
لفهم تكوين الأمشاج في البشر، من الضروري إجراء دراسات باستخدام مواد بشرية، لكنها لا تزال صعبة بسبب محدودية الوصول إلى الأجنة البشرية المبكرة. التقدم المستمر في البروتوكولات الذي يمكن التمايز الصناعي لخلايا الإنسان الشبيهة بالخلايا الجرثومية الأولية (hPGCLCs) عن الخلايا الجذعية متعددة القدرات البشرية، مثل الخلايا الجذعية متعددة القدرات المستحثة (hiPSCs)، قلل الاعتماد على نسيج الغدد التناسلية البشرية مع تمكين الترقية والدراسات الجينية 18,22. تعتمد معظم الاستراتيجيات المعتمدة لتمييز hPGCLC على التجمعات ثلاثية الأبعاد (ثلاثية الأبعاد) أو الأجسام الجنينية18. باستخدام هذه المنصات، أظهرت العديد من الدراسات أن hPGCLCs تعيد تلخيص الخصائص اللاجينية الرئيسية لخلايا PGC البشرية المبكرة، بما في ذلك برامج النسخ الجرثومية23,24 وإعادة برمجة الحمض النووي على مستوى الجينوم25. معا، تمتلك هذه المنصات في المختبر معرفة متقدمة بشكل كبير في بيولوجيا PGC البشري، بما في ذلك الالتزام بالنسب وإعادة تعيين الجينات. ومع ذلك، تظل بروتوكولات التمايز المعتمدة على التجميع hPGCLC صعبة لأنها تستغرق وقتا طويلا، ويظل العائد الكلي ل hPGCLCs لتوصيف فوق جيني قوي، أو اختبارات تمايز إضافية، أو استخدامها في التطبيقات التجريبية عالية الإنتاجية منخفضا.
مؤخرا، أثبتت طريقة ثنائية الأبعاد أحادية الطبقة خالية من المغذيات باستخدام مستخلص الغشاء القاعدي المخفف (BMEx) مع مستويات منخفضة من BMP4 لتمييز hiPSCs إلى hPGCLCs سهولة نسبيا في التوسع في ألواح زراعة الأنسجة وحققت كفاءة عالية (~55٪) خلال نافذة تمايز قصيرة (5 أيام)26. مقارنة بالأنظمة ثنائية الأبعاد الأخرى التي تتطلب خطوة تمهيد Activin A متوسطة قبل الحث وتستخدم تركيزات BMP4 أعلى (40–50 ng/mL)27,28، لم يتطلب هذا النهج خطوة ما قبل الحث واستخدم مستويات BMP4 أقل (10 نانوغرام/مل)، مع الحفاظ على كفاءة مماثلة وتحسين قابلية التوسع.
هنا، يتم تقديم دليل مفصل خطوة بخطوة لبروتوكول التمايز ثنائي الأبعاد hPGCLC BMEx، يبدأ بالتقييم الأولي لصيانة hiPSC، بما في ذلك تعدد القدرات والخصائص الخلوية، يليه اختبار تأثيرات طلاءات ألواح hiPSC المختلفة وكثافات الخلايا على تمايز hPGCLC. كما تم وصف توصيف التيار السفلي من خلال تحليل قياس خلوية التدفق والفلورية المناعية. يتم توفير نقاط معالجة حرجة وإرشادات استكشاف الأخطاء لتقليل الانحرافات المختبرية، مما يمكن الباحثين من تكرار تمايز hPGCLC بشكل مستمر في هذا التنسيق ثنائي الأبعاد.
يتبع هذا البروتوكول إرشادات ولوائح مركز جامعة لايدن الطبي (LUMC)، وبنك LUMC الحيوي والمواد الحيوية (TCBio)، ومركز LUMC في لايدن hiPSC (بموجب BB24.037). جميع المواد وخطوط hiPSC الذكورية (XY) المستخدمة في هذا البروتوكول مدرجة في جدول المواد. تم إجراء جميع إجراءات زراعة الأنسجة في غرفة مخصصة لزراعة الأنسجة بمستوى السلامة البيولوجية 2، مجهزة بحاضنة نورتاكسيك رطبة (37 درجة مئوية، 5٪ ثاني أكسيد الكربون2)، وجهاز طرد مركزي متعدد الأغراض على سطح الطاولة (دوار دلو متحرك)، وخزانة سلامة حيوية من الفئة الثانية مع ميكروسكوب مجسم.
تحذير: ليست كل خطوط hiPSC يمكنها التمييز بين hPGCLCs26,29. ومع ذلك، إذا تم استخدام hiPSCs أخرى لتمييز PGCLC ولوحظت PGCLCs، فإن الطريقة الموضحة هنا (الشكل 1A) ستسمح بتوسيع إنتاج hPGCLC.
1. تغطية ألواح زراعة الأنسجة لزراعة العضلات العالية (hiPSC)
يصف هذا البروتوكول تغطية صفائح زراعة الأنسجة بكل من BMEx المخفف وفيترونكتين.
2. المرور لصيانة الهيبي سي سي
3. تمايز hPGCLC
4. توصيف hPGCLCs بواسطة التألق المناعي وقياس خلوية التدفق
جودة وحالة استقرار الهيPSC مهمة لمزيد من التمييز
تم الحفاظ على الهيPSCs في صفائح ذات 6 آبار على الأقل لثلاثة مقاطع (في الطلاءات المختلفة) قبل تجارب التميز والتحليل. تم تمرير hiPSCs عندما وصلت مستعمرات الخلايا إلى التقاء 70–80٪ (الشكل 1B)، وهو أيضا التقاء hiPSC الأمثل لبدء تمايز hPGCLC. أظهرت ثقافات hiPSC الصحية شكل مستعمرات موحدا دون مناطق داكنة أو متمايزة، مرئية في صور الحقل الساطعة (الشكل 1B). ومع ذلك، تأثرت جودة الخلايا العصبية العالية عندما لم تحافظ مستعمرات الخلايا على التقاء أمثل أو أظهرت علامات تمايز (الشكل 1B). عند التقاء منخفض، استمر hiPSC في الانتشار، وكان هناك حاجة إلى مزيد من الوقت لتكوين المستعمرات حتى يصبح التقاء التقاطع مناسبا لتجارب المرور أو التمايز. عند التقاء عالي، نمت الخلايا العضلية فوق بعضها البعض، بينما ظهرت مناطق متمايزة. تم تأكيد حالة تعددية القدرات لدى الخلايا الدقيقة للعظام العالية من خلال التعبير عن SOX2 أو POU5F1، وهما عاملان نسخ أساسيان للحفاظ على تعددية القدرات والتجدد الذاتي في الخلايا الثلاثية30، والأهم من ذلك، أن SOX2 لا يعبر عنه في hPGCLCs31. تم استخدام تلوين الفالويدين لتقييم تنظيم هيكل الخلايا وشكل المستعمرات، مما يدل على جودة الخلايا العضلية العضلية العالية (hiPSCs). لاحظ أن الاختلافات في شكل الخلايا مرتبطة بتقليل SOX2 أو POU5F1 (الشكل 1B).
تأثير ركيزة صيانة hiPSC على تمايز hPGCLC
لتقييم ما إذا كان الحفاظ على hiPSCs على ركائز الطلاء المختلفة يؤثر على التمايز مع hPGCLCs، تم زراعة hiPSCs على ركائز مختلفة (Geltrex، Matrigel، Cultrex، وvitronectin) (الشكل 2). على جميع الركائز، أظهرت الخلايا الدقيقة للضغط العالي مستويات SOX2 أو POU5F1 النووية القوية والموحدة، مما يدل على حالتها متعددة القدرات. كانت مستعمرات hiPSC التي تم الحفاظ عليها على جيلتريكس، ماتريجل، وكولتريكس ذات شكل مماثل، بما في ذلك حدود المستعمرات المحددة جيدا وأشكال المستعمرات غير المنتظمة بشكل عام، مقارنة بالمستعمرات الدائرية التي تستخدم الفيترونكتين (الشكل 2). تم طلاء الخلايا العالية العالية التي وصلت إلى 70–80٪ من التقاء الخلايا بكثافة 40 كيلوباينا/سم2 وتمايزها إلى hPGCLCs على جيلتريكس26. في اليوم الخامس، أظهرت صور الحقول المضيئة مستعمرات hPGCLC مميزة في جميع الظروف (الشكل 3). علاوة على ذلك، تم تحديد SOX17/TFAP2C/PDPN الثلاثي الإيجابي أو SOX17/POUF51 hPGCLCs مزدوج الإيجابية في جميع الحالات (الشكل 3). وهذا أشار إلى أن بروتوكول التمايز يمكن استخدامه مع تزريع الخلايا العضلية العالية في ظل ظروف مختلفة.
تأثير كثافة خلايا hiPSC الأولية على تمايز hPGCLC
من المهم فحص كثافة البذر المثلى لتحقيق تمايز hPGCLC الأمثل (على Geltrex) لأن معدلات التكاثر المختلفة لأنواع hiPSC. علاوة على ذلك، في حال انخفضت كفاءة تمايز hPGCLC مع مرور hiPSCs المستمر، ينصح بتعديل كثافة خلايا البذر في hiPSC. لتقييم تأثير كثافة خلايا البذر على كفاءة تمايز hPGCLC، تم زرع hiPSCs بكثافات مختلفة، من 10K إلى 100K خلايا/سممربع (الشكل 4A). في اليوم الخامس، تم تقييم نسبة hPGCLCs بواسطة قياس تدفق الخلايا باستخدام جسمين مضادين متقارنين مختلفين لمؤشرات PGC البشرية، وهما EPCAM وإنتيجين α6 (ITGA6)32. اتبع تحليل التدفق الخلوي استراتيجية بوابات متتالية قياسية، كما أظهرت لمخلوقات HiPSC في M199 البذرة عند 40 ألف خلية/سممربع (الشكل 4B). باختصار، تم تحديد إجمالي عدد الخلايا (جميع الحالات) لاستبعاد الحطام (مساحة الجسيمات)، ثم تم اختيار الخلايا المفردة بناء على الحجم (FSC) والحبيبية (SSC)، وأخيرا، تم استبعاد الخلايا الميتة بناء على تلوين 7AAD. بعد ذلك، تم ضبط البوابة لقياس الخلايا التي تعبر عن EPCAM-cy7 وITGA6-BV421 باستخدام عينات مصبوغة وغير مصبوغة (الشكل 4B).
مقارنة كفاءة تمايز hPGCLC باستخدام كثافات خلايا البذر المختلفة واستخدام hiPSC المزروعة على ركائز مختلفة كشفت عن اتجاه يعتمد على الكثافة (الشكل 4C). عند كثافة البذور 20–40 كيلوباينا/سم2، أظهرت هيPSCs في M54 وM199 أعلى نسبة من hPGCLCs مزدوجة الإيجابية EPCAM+/ITGA6+، والتي تم تحقيقها من hiPSCs محفوظة على Geltrex وCultrex. ومن المثير للاهتمام أن الكثافات الأعلى أدت إلى كفاءة تفاضل أقل. نتائج التألق المناعي باستخدام علامات PGC SOX17/TFAP2C/PDPN أو SOX17/POUF51 على hPGCLCs أكدت نتائج قياس تدفق الخلايا (الشكل 4D). تشير هذه النتائج إلى أن تعديل كثافة البذر مع الهيPSCs المحددة أمر مهم لتحقيق كفاءة تمايز مثالية. الجمع بين الفلورية المناعية وقياس تدفق الخلايا يعزز متانة اختبار التمايز hPGCLC.

الشكل 1: سير عمل التمايز في hPGCLC وجودة ال hiPSCs. (أ) مخطط سير العمل المستخدم في هذه الدراسة. تم الحفاظ على hiPSCs (في وسط الزرعة) ووصلت إلى 60–80٪ في يوم التمايز (اليوم 0، D0). في D0، تم تفكيك الخلايا الهيPSCs إلى خلايا مفردة وطلاؤها بكثافة البذور المطلوبة (في وسط الطبق). في اليوم التالي، عولجت الخلايا بوسط تمايز (D1–D3)، تلاه وسط تبديل (D3–D5). على D5، استخدمت hPGCLCs للفلورة المناعية أو قياس خلوية التدفق. (ب) صور برايتفيلد (الصف العلوي - تكبير 4x)؛ التألق المناعي لمادة SOX2، وتلوين الفالودين، والتلوين بتقنية DAPI (الصف الأوسط)؛ وبالنسبة ل POU5F1، وتلوين الفالودين، وتلوين DAPI (الصف السفلي) الذي يظهر وجود حلقات hiPSC مع تداخل مختلف. أشرطة المقياس = 50 ميكرومتر. تم إنشاء الرسومات في الشكل 1A بواسطة المؤلفين باستخدام أدوات الرسم الأساسية في Adobe Illustrator؛ لم يتم استخدام أي برامج أو أدوات مدفوعة. لذا، لم تكن هناك حاجة لترخيص حقوق النشر. يرجى الضغط هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الشكل.

الشكل 2: تأثير ركائز الطلاء المختلفة أثناء زراعة hiPSC. صور برايتفيلد (الصف العلوي)؛ التألق المناعي لمادة SOX2، وتلوين الفالودين، والتلوين بتقنية DAPI (الصف الأوسط)؛ وبالنسبة ل POU5F1، وتلوين بالفالودين، وتلوين DAPI (الصف السفلي) الذي يظهر وجود hiPSCs مزروعة على ركائز طلاء مختلفة. أشرطة المقياس = 50 ميكرومتر. يرجى الضغط هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الشكل.

الشكل 3: تأثير ركائز الطلاء المختلفة أثناء زراعة hiPSC على تمايز hPGCLCs. صور برايتفيلد (الصف العلوي بتكبير 10 أضعاف); التألق المناعي لأنظمة SOX17، TFAP2C، PDPN، وتلوين DAPI (الصف الأوسط)؛ وللصبغة POU5F1 وSOX17 وDAPI (الصف السفلي) لتمایز hPGCLCs (باستخدام Geltrex) في اليوم الخامس، بدءا من الهيPSCs المزروعة على ركائز طلاء مختلفة. يبرز الخط الأصفر المتقطع المناطق التي تحتوي على hPGCLCs. أشرطة السلم = 25 ميكرومتر (الصف العلوي) و50 ميكرومتر (الصفوف الوسطى والسفلى). يرجى الضغط هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الشكل.

الشكل 4: تأثير كثافة بذور hiPSC على تمايز hPGCLCs. (أ) صور برايتفيلد في اليوم الأول (D1) وD3 لتمايز hPGCLCs باستخدام كثافات بذر hiPSC مختلفة (40K خلايا/سم2، 60K خلايا/سم2، 80K خلايا/سم2). أشرطة المقياس = 250 ميكرومتر. تكبير 4x. (ب) مخططات قياس تدفق الخلايا التمثيلية تظهر استراتيجية البوابات لقياس نسبة EPCAM+/ITGA6+ hPGCLCs. لهذا الغرض، تم استخدام حلقات HiPSC من نوع M199 (على Geltrex) بكثافة بذور تبلغ 40 كيلو خلية/سممربع. (ج) مخطط شريطي يوضح نسب ال EPCAM+/ITGA6+ hiPGCLCs عند D5 عند استخدام hiPSCs (M199 وM54) المزروعة على طلاءات مختلفة ومزروعة بكثافات مختلفة. (د) الفلورة المناعية لصبغة SOX17، TFAP2C، PDPN، وتلوين DAPI (اللوحات اليسرى); وتلوين SOX17 وPOU5F1 وDAPI (اللوحات اليمنى) عند D5 لتمايز hPGCLCs باستخدام hiPSCs (M199 وM54، على Geltrex) التي تم بذرها عند 40K و80K خلايا/سم2. أشرطة المقياس = 50 ميكرومتر. يرجى الضغط هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الشكل.
تشكل التكوين الأمشاجي في المختبر منصة تجريبية قوية للتحقيق في تطور الخط الجرثومي البشري، والسمية التناسلية، والعقم تحت ظروف الزراعة المسيطر عليها وعلى أساس كل مريض. على الرغم من الإبلاغ عن عدة بروتوكولات لتمييز hPGCLCs عن hiPSCs18، إلا أن التقدم في المجال أعاق بسبب محدودية توفر الأساليب الموحدة والقابلة للتوسع والقابلة للتكرار عبر المختبرات. وصفت الدراسات الحديثة طرقا مبسطة وفعالة لتحفيز hPGCLC، بما في ذلك التمايز الدقيق المعتمد على BMP427، ومنصة أحادية الطبقة ثنائية الأبعاد سريعة تتيح توليد hPGCLC خلال 3.5 يوماو28 يوما، ونظام زراعة ثلاثي الأبعاد يحاكي تطور الغرس المحيط بالغرس والإشارات المتخصصة الباراكرينية33. على الرغم من أن هذه البروتوكولات دعمت تمايز hPGCLC بكفاءة، إلا أنها لا تزال تفتقر إلى القدرة على العمل كمنصات عالية الإنتاجية. لكي تكون الدراسات القائمة على hPGCLC قابلة للتطبيق على نطاق واسع، لا سيما في الفحوصات السمومية التناسلية، يجب أن تكون البروتوكولات قوية، وسهلة الفهم تقنيا، ومتوافقة مع الاختبارات الكمية اللاحقة. هنا، يعرض تحليل خطوة بخطوة لبروتوكول التفاضل BMEx في hPGCLCs، مع التركيز على المعايير التقنية الحيوية التي تحدد قابلية التكرار والأداء.
عامل رئيسي في التمايز الناجح هو الحالة الأولية للتعددية لدى الخلايا المفرطة المنخفضة (hiPSC). يمكن أن تؤثر أرقام الممر، وصحة الخلية، والخصائص الخاصة بالخط، وظروف الزراعة قبل التمايز على نتائج تمايز hPGCLC. في البداية، أثناء صيانة hiPSC، يمكن التركيز على ركيزة الطلاء، كثافة خلايا البذر، وشكل صفيحة الزراعة، والتي تحدد معا بنية المستعمرة وبيئات الإشارة عند بداية تمايز hPGCLC. تظهر الدراسة الحالية تأثير استخدام hiPSCs المزروعة على طلاءات مختلفة وكثافات بذور مختلفة على تمايز hPGCLCs (على Geltrex). أظهرت كلتا خطي hiPSC التي تم اختبارها هنا أقصى كفاءة تمايز عند كثافة بذور 20,000–40,000 خلية/سممربع . وهذا يؤكد الحاجة إلى تحديد كثافات البذور المثلى عند إدخال خطوط خلايا جديدة، أو بعد مرور ممتد، أو تغيير التخطيطات التجريبية أو صيغ ألواح الزراعة. حتى التغيرات الطفيفة الظاهرة في نسب مساحة السطح إلى الحجم أو حركية النمو قد تحتاج إلى تحسين للحفاظ على كفاءة التفاضل العالية. وبناء عليه، ينصح المستخدمون بإجراء تجارب تجريبية صغيرة النطاق أولا لتحديد الظروف المثلى لتمايز hPGCLC.
على الرغم من متانتها، فإن الطريقة لها قيود يجب الاعتراف بها. على الرغم من توافقها مع عدة طلاءات وكثافة، إلا أن كفاءة التمايز لا تزال حساسة للخصائص الجوهرية لتقنية hiPSC، بما في ذلك الحالة فوق الجينية وتاريخ الممر، والتي لا يمكن التحكم بها بالكامل. يبدو أن عدة منافذ hiPSC تم اختبارها غير قادرة على التمييز بين hPGCLCs26. والأهم من ذلك، وعلى عكس الفيترونكتين، وهو منتج معرف بالكامل، فإن BMEx هو منتج مشتق من حيوان يخضع للتغيرات من دفعة إلى دفعة، مما قد يؤثر على قابلية التكرار. على الرغم من أن دفعات مختلفة من ماتريجيل وكالتريكس وجيلتريكس قد تم اختبارها سابقا وأسفرت عن نتائج متسقة26، إلا أن هذا لا يزال مصدر قلق، ويجب النظر في بدائل محددة بالكامل ل BMEx لضمان قابلية التكرار والنقل في المستقبل. هنا، تم استخدام خطين ذكريين (XY) لخط hiPSC، لكن تم اختبار هذا البروتوكول مع كل من الخط الأنثوي (XX) والذكور (XY)26. وأخيرا، بينما أسفر البروتوكول عن hPGCLCs، التي ثبت أنها متشابهة من حيث النسخ مع hPGCs ولديها القدرة على تطوير أكثر26,34، لم يتم التطرق إلى النضج الإضافي إلى مراحل الخلايا الجرثومية اللاحقة هنا. على الرغم من إثبات قابلية التوسع في تطبيقات بأسلوب الفحص، فإن التكيف القائم على الأتمتة والتحقق بين المختبرات عبر مجموعة أوسع من خطوط hiPSC سيعزز فائدة الترجمة.
مقارنة باستراتيجيات التمايز الحالية في hPGCLC، يقدم هذا البروتوكول عدة مزايا. على عكس الأساليب المتخصصة للغاية أو المقيدة بالمصفوفات، فإنه يستوعب ركائز صيانة hiPSC الشائعة الاستخدام وصيغ ألواح الزراعة، مما يقلل من الحواجز التقنية. التركيز على تحسين الكثافة والتحكم في الجودة في المراحل المبكرة يحسن من قابلية التكرار، وهو تحد مستمر في مجال تكوين الأمشاج في المختبر .
الإطار المنهجي الموضح هنا ذو صلة خاصة بعلم السموم التناسلية، ونمذجة العقم، وعلم الأحياء التطوري. تسمح توافقها مع الصيغ القابلة للتوسع بفحص مركب متوسط إلى عالي الإنتاجية، بينما تدعم قابليته للتكرار مقارنات الدراسات المشتركة وجهود الاتحادات التعاونية. بشكل أوسع، سيكون التوحيد المنهجي لبروتوكولات تحفيز hPGCLC عبر المختبرات، مع مقارنة التوصيف ونقاط النهاية الوظيفية18,35، ضروريا لدفع تكوين الأمشاج في المختبر نحو منصات تنبؤية ذات صلة بشرية.
لا يوجد لدى المؤلفين أي تضارب مصالح للإعلان والتأكيد على عدم استخدام أي أدوات ذكاء اصطناعي في إعداد هذه المخطوطة.
نود أن نشكر الأعضاء الحاليين والسابقين في مجموعة تشوفا دي سوزا لوبيز على النقاشات الملهمة؛ ومرفق القياس الخلوي الجاري في LUMC، وفندق LUMC hiPSC، ومرفق التصوير التابع ل LUMC تقديرا لخبرتهم. وقد دعمت هذه الدراسة مؤسسة نوفو نورديسك (NNF21CC0073729، reNEW to EK وCLdM وSMCSL)، وEC (هورايزن-MSCA-2023-DN MSCA 101169308-IMPLANTEU إلى SL وSMCSL)؛ مجلس منح الصين (CSC 20230920054 إلى CF وCSC 202308410196 إلى DW)، والمنظمة الهولندية للأبحاث والتنمية الصحية (ZonMW PSIDER-2021-10250022120001) إلى MP وSMCSL.
| الاسم | الشركة | رقم فهرسي | التعليقات |
|---|---|---|---|
| 7AAD Viability Staining Solution | BioLegend | 420403 | Dilution 1:200 |
| Accutase | STEMCELL Technologies | 7920 | |
| Advanced RPMI 1640 Medium | Gibco | 12633012 | |
| Alexa Flour 488 donkey anti-mouse IgG | Invitrogen | A21202 | Dilution 1:500 |
| Alexa Flour 594 donkey anti-rabbit IgG | Invitrogen | A21207 | Dilution 1:500 |
| Alexa Flour 647 donkey anti-goat IgG | Invitrogen | A21447 | Dilution 1:500 |
| Alexa Fluor Phalloidin 594 | Invitrogen | A12381 | Dilution 1:400 |
| Alexa Fluor Phalloidin 647 | Invitrogen | A30107 | Dilution 1:400 |
| Antibody anti-CD49f (ITGA6), Brilliant Violet 421 | Biolegend | 313624 | Dilution 1:200 |
| Antibody anti-CD326 (EPCAM1), PE/Cyanine7 | Biolegend | 324222 | Dilution 1:200 |
| Antibody anti-SOX2, rabbit polyclonal | Merck | ab5603 | Dilution 1:200 |
| Antibody anti-SOX17, goat polyclonal | R&D Systems | AF1924 | Dilution 1:500 |
| Antibody anti-OCT3/4 (POU5F1), mouse monoclonal | Santa Cruz Biotechnology | SC-5279 | Dilution 1:200 |
| Antibody anti-Podoplanin (PDPN), mouse monoclonal | Abcam | ab256561 | Dilution 1:200 |
| Antibody anti-AP-2γ (TFAP2C), rabbit polyclonal | Cell Signaling Technology | 2320S | Dilution 1:300 |
| B-27 Supplement, serum free | Gibco | 17504044 | Diltuion 1:100 |
| BD FACSCanto | BD Biosciences | Equipment for flow cytometry | |
| BD FACSDiva software version 9.0 | BD Biosciences | Software | |
| Bovine Serum Albumin (BSA), fractie V | Roche | 10735086001 | Dissolve in PBST |
| CELLSTAR 12 Well Cell Culture Plate | Greiner | 665180 | |
| CELLSTAR 15 mL Tube | Greiner | 188271 | |
| CELLSTAR 6 Well Cell Culture Plate | Greiner | 657160 | |
| Corning 40 µm Cell Strainers | Corning | 431750 | |
| Cultrex Stem Cell Qualified, Reduced Growth Factor Basement Membrane Matrix | R&D systems | 3434-101-02 | Dilute to in cold DMEM-F12 |
| DAPI (4′,6-Diamidino-2-Phenylindole) | Invitrogen | D3571 | Dilution 1:500 |
| DMEM:F12, GlutaMAX supplement | Gibco | 31331028 | |
| DPBS, no calcium, no magnesium | Gibco | 14190144 | |
| EVOS M5000 | Invitrogen | Equipment for imaging | |
| EVOS M5000 software version 1.3.660.548 | Invitrogen | Software | |
| Falcon 5 mL Round Bottom Polystyrene Test Tube, with Cell Strainer Snap Cap | Corning | 352235 | |
| FlowJo software version 10.10.0 | BD Biosciences | Software | |
| Geltrex Reduced-Growth Factor Basement-Membrane Matrix, LDEV-Free, stem-cell qualified | Gibco | A1413302 | Dilute to in cold DMEM-F12 |
| GlutaMAX Supplement | Gibco | 35050061 | Dilution 1:100 |
| FlowJo software version 10.10.0 | BD Biosciences | Software | |
| Geltrex Reduced-Growth Factor Basement-Membrane Matrix, LDEV-Free, stem-cell qualified | Gibco | A1413302 | Dilute to in cold DMEM-F12 |
| GlutaMAX Supplement | Gibco | 35050061 | Dilution 1:100 |
| hiPSCs M54 | LUMC hiPSC Core Facility | LUMC0054iCTRL03 | hiPSCs can be distributed upon request with MTA |
| hiPSCs M199 | LUMC hiPSC Core Facility | LUMC0199iCTRL01 | hiPSCs can be distributed upon request with MTA |
| LUNA-II Automated Cell Counter | Logos Biosystems | Equipment for cell counting | |
| LUNA-II software version 2.3.5 | Logos Biosystems | Software | |
| Matrigel hESC-Qualified Matrix, LDEV-free | Corning | 354277 | Dilute to in cold DMEM-F12 |
| MEM Non-Essential Amino Acids Solution | Gibco | 11140050 | Dilution 1:100 |
| mTeSR Plus | STEMCELL Technologies | 100-0276 | |
| MycoZap Plus-CL | Lonza | VZA-2011 | Dilution 1:1000 |
| Paraformaldehyde (PFA) | Sigma-Aldrich | 1040051000 | Dissolve to 8% PFA in water first; and dilute to 4% (1:1) with 0.2 M phosphate buffer |
| PIPETMAN P1000, 100–1000 µL, Metal Ejector | Gilson | F144059M | |
| PIPETMAN P200, 20–200 µL, Metal Ejector | Gilson | F144058M | |
| PIPETMAN P10, 1–10 µL, Metal Ejector | Gilson | F144055M | |
| Recombinant Human BMP4, CF | R&D Systems | 314-BP-050 | Stock concentration of 100 µg/mL in 4 mM HCL containing 0.1% BSA |
| Recombinant Human EGF, CF | R&D Systems | 236-EG-200 | Stock concentration of 50 µg/mL in PBS |
| Recombinant human LIF | Gibco | 300-05 | Stock concentration of 100 µg/mL in 0.1% BSA |
| Recombinant Human SCF, CF | R&D Systems | 11010-SC-100 | Stock concentration of 100 µg/mL in PBS |
| ReLeSR | STEMCELL Technologies | 5872 | |
| RevitaCell Supplement | Gibco | A26445-01 |
طلب إذن لإعادة استخدام النص أو الأشكال في مقالة JoVE هذه
طلب إذن