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从小鼠胚胎干细胞产生皮质中间神经元前体

2025年7月8日

本文内容

摘要

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来源:Tischfield, DJ 等人 小鼠胚胎干细胞分化为皮质中间神经元前体。J. Vis. Exp. (2017 年)

该视频介绍了一种从小鼠胚胎干细胞生成皮质中间神经元前体的方法。该方案需要在含有特定小分子抑制剂的培养基中培养干细胞,这些抑制剂可促进干细胞增殖并聚集到拟胚体 (EB) 中。随后,EB 与酶解离并接种在涂有粘附蛋白的培养板孔上,以促进它们分化为皮质中间神经元前体。

方案

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1. 媒体准备

注意:将所有媒体加热到37 °C 在用于细胞培养之前。

  1. 小鼠胚胎成纤维细胞 (MEF) 培养基(用于制备 500 mL)
    1. 将 50 mL 胎牛血清 (FBS) 添加到 449 mL Dulbecco 改良 Eagle 培养基 (DMEM) 中,并通过 500 mL 0.22 μm 孔径过滤器单元过滤。
    2. 过滤后加入 1 mL 抗菌剂 (50 mg/mL)。将培养基在 4 °C 下储存长达 1 个月,或分装并储存在 ≤ -20 °C。
  2. N2 填料(用于制备 500 mL)
    1. 将 5 mL L-丙氨酸-L-谷氨酰胺 (100x) 和 500 μL 2-巯基乙醇 (55 mM) 添加到 489.5 mL DMEM:营养混合物 F-12 (DMEM/F-12) 中,并通过 500 mL 0.22 μm 孔径过滤器单元过滤。
    2. 过滤后加入 1 mL 抗菌剂 (50 mg/mL) 和 5 mL N2 补充剂-B。将培养基在 4 °C 下避光储存长达 1 个月。
  3. 无血清生长培养基 (KSR)(用于制备 500 mL)
    1. 将 75 mL 无血清培养基补充剂、5 mL L-谷氨酰胺 (100x)、5 mL MEM 非必需氨基酸 (MEM-NEAA) (100x) 和 500 μL 2-巯基乙醇 (55 mM) 添加到 413.5 mL 不含谷氨酰胺的非谷氨酰胺中,并通过 500 mL 0.22 μm 孔径过滤器单元过滤。
    2. 过滤后加入 1 mL 抗菌剂 (50 mg/mL)。将培养基在 4 °C 下储存长达 1 个月。
  4. 小鼠胚胎干细胞培养基(用于制备 500 mL)
    1. 将 75 mL 干细胞级 FBS、5 mL MEM-NEAA (100x)、5 mL L-谷氨酰胺 (100x) 和 500 μL 2-巯基乙醇 (55 mM) 添加到 413.5 mL 含 DMEM 的非谷氨酰胺中,并通过 500 mL 0.22 μm 孔径过滤器单元过滤。
    2. 过滤后加入 1 mL 抗菌剂 (50 mg/mL)。将培养基在 4 °C 下避光储存长达 1 个月,或分装并储存在 ≤ -20 °C。

2. 培养 mESC

  1. 将 MEF 培养基中有丝分裂失活的 MEF 饲养层细胞以 3-4 x 104 个细胞/cm2 的浓度接种到经组织培养处理的平板上。在铺板 mESC 之前,让它们在 37 °C、≥ 95% 相对湿度和 5% CO2 的细胞培养箱中沉淀至少 12 小时。如果未立即使用,请每 3 天更换一次 MEF 介质。如果在铺板后 7 天内未使用 MEF,请丢弃。
  2. 将 mESC(密度范围为 1-4 x 104 个细胞/cm2)添加到含有小鼠白血病抑制因子 (mLIF) (1,000 U/mL) 的 mESC 培养基中的 MEF 板中。将细胞在 37 °C 下≥ 95% 相对湿度和 5% CO2 下孵育。
  3. 一旦培养皿变得 ~ 70-80% 汇合或菌落开始接触,使用胰蛋白酶-EDTA(0.05% 胰蛋白酶)(1:5-1:10) 传代 mESC。这通常每 2 天进行一次,但也可能需要 4 或 5 天,具体取决于初始电镀密度。
  4. 将 mESC 维持在 mESC 培养基中的 MEF 饲养层上,以保持多能性。
  5. 在开始分化之前,将细胞至少传代一次到不含 MEF 的明胶包被平板上,以稀释 MEF。
    1. 通过在磷酸盐缓冲盐水 (PBS) 中加入 0.1% 明胶和Ca2 + / Mg2 + 添加到组织培养处理的培养皿中,并在37°C下放置至少1小时来制备明胶涂层板。板1.5-2 x 106个细胞/ 10 cm板(2.7-3.6 x 104个细胞/ cm2),并让细胞扩增2天,然后开始分化。

3. 将 mESC 区分为 MGE 样端脑祖

细胞
  1. 分化日 (DD) 0 ="浮细胞"
    1. mESC 在明胶包被板上生长 2 天后,吸出培养基并用不含 Ca2+/Mg2+ 的 PBS 洗涤细胞一次。添加足够的胰蛋白酶-EDTA(0.05% 胰蛋白酶)以覆盖板表面(通常一个 10 cm 组织培养皿使用 4 mL 胰蛋白酶-EDTA),并将细胞放回 37 °C 的培养箱中≥95% 相对湿度和 5% CO2 4 分钟。
    2. 4 分钟后,用 2 倍体积的 mESC 培养基淬灭胰蛋白酶-EDTA。将细胞转移到适当大小的离心管中,并以 200 x g 的速度离心细胞 5 分钟。5 分钟后,取出试管并吸出培养基,而不会干扰沉淀。将沉淀重悬于含有 BMP 抑制剂 LDN-193189 (250 nM) 和 Wnt 抑制剂 XAV-939 (10 μM) 的 1 mL KSR:N2 培养基 (1:1) 中。
    3. 使用血细胞计数器或自动细胞计数仪测量细胞浓度。在非贴壁组织培养皿中加入含有 LDN-193189 (250 nM) 和 XAV-939 (10 μM) 的 KSR:N2 培养基 (1:1),以 75,000 个细胞/mL 的比例开始培养细胞为胚状体 (EB)。将细胞在 37 °C 下≥ 95% 相对湿度和 5% CO2 下孵育。
  2. 在 DD1 上,通过在 37°C、≥ 95% 相对湿度下用聚-L-赖氨酸(10 μg/mL,含 Ca2+/Mg2+的 PBS)包被组织培养处理的培养皿过夜 (O/N) 或至少 1 小时,为细胞"登陆"做准备。
  3. 在 DD2 上,吸出聚-L-赖氨酸,并在 37 °C 下用层粘连蛋白(10 μg/mL,含 Ca2+/Mg2+)O/N 包被板≥相对湿度><为 95%。 注意:虽然 O/N 是最佳的,但短至 2 小时可能就足够了。如果第二天未使用平板,吸出层粘连蛋白,用不含 Ca2+/Mg2+ 的 PBS 替换,并在 4 °C 下储存长达 2 周。
  4. DD3 ("陆地细胞")
    1. 在开始 EB 解离之前,吸出层粘连蛋白并让板在组织培养罩中完全干燥。不要使用看起来有光泽或明显潮湿的印版。将含培养基的 EB 转移到 15 mL 试管中,以 15 x g 的离心速度离心 3-4 分钟,或直到 EB 沉淀。
  5. 吸出培养基,加入 3 mL 含有 DNase (2 U/mL) 的细胞分离溶液,并在 37 °C 下≥ 95% 相对湿度和 5% CO2 孵育 15 分钟。每 3 分钟轻轻弹动试管以帮助 EB 解离。
  6. 一旦 EB 不再可见或已过 15 分钟,加入 6 mL 含有 DNase (1 U/mL) 的 KSR:N2 (1:1),并以 200 x g 离心 5 分钟。
  7. 将细胞接种在含有 LDN-193189 (250 nM)、XAV-939 (10 μM) 和 ROCK 抑制剂 Y-27632 (10 μM) 的 KSR:N2 (1:1) 中,浓度为 4.5-5 x 104 个细胞/cm2

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材料

<表格border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always"> 本文使用的材料清单 姓名 公司 目录编号 评论 小鼠胚胎成纤维细胞 (CF-1 MEF IRR 7M) MTI-全球干细胞 GSC-6101G 系列 1 小瓶 7M MEF 足以用于四个 10 cm TC 板。 胎牛血清 (FBS) 亚特兰大生物制剂 S11150H Primocin (初生霉素) Invivogen 公司 蚂蚁-pm-2 也称为抗菌剂。不要使用基础介质过滤 - 过滤后添加。 N2 补充剂-B 干细胞技术 7156 不要使用基础介质过滤 - 过滤后添加 谷氨酰胺 (100x) 赛默飞世尔 35050061 也称为 L-丙氨酸-L-谷氨酰胺。 KnockOut 血清替代物 (KSR) 赛默飞世尔 10828028 也称为无血清培养基补充剂。 L-谷氨酰胺 (100x) 赛默飞世尔 25030081 内存-NEAA (100x) 赛默飞世尔 11140050 2-巯基乙醇 赛默飞世尔 21985023 敲除 DMEM 赛默飞世尔 10829018 Hyclone 胎牛血清 (FBS) VWR 82013-578 也称为干细胞级 FBS。 组织培养处理的培养皿 (10cm) BD 猎鹰 353003 非粘附无菌培养皿 (10cm) VWR 25384-342 白血病抑制因子 (mLIF) 化学图标 ESG1107 请勿冷冻,储存在 4°C 下。 DMEM/F12 系列 赛默飞世尔 11330032 0.1% 明胶溶液 ATCC ATCC PCS-999-027 层粘连蛋白 西格马 L2020 年 聚-L-赖氨酸 西格马 货号 P6282 胰蛋白酶-EDTA (0.05%) 赛默飞世尔 25300054 Accutase 赛默飞世尔 A1110501 也称为不含胰蛋白酶的细胞解离试剂。 RQ1 无 RNase 的 DNase 普罗梅加 货号 M610A 编号:LDN-193189 Stemgent (词干) 1974 年 4 月 重悬于 DMSO 中,并在 -80'C 下以一次性等分试样储存 XAV939 系列 Stemgent (词干) 1946 年 4 月 重悬于 DMSO 中,并在 -80'C 下以一次性等分试样储存 ROCK 抑制剂 (Y-27632) 托克里斯 1254 元 重悬于 DMSO 中,并在 -80'C 下以一次性等分试样储存

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