2015年2月17日
本协议描述了如何制作从小鼠多能干细胞(PSC)功能性鼻窦淋巴组织。 T-BOX3(TBX3)表达以及心肌肌球蛋白重链(MYH6)启动抗生素的选择导致了高纯度的起搏细胞聚集。这些“诱导窦房结-机构”(“iSABs”)含有80%以上的起搏细胞,显示高度增加跳动的速度,并能步伐心肌体外 。
该程序的总体目标是产生高纯度的窦结节细胞。这是通过首先通过修饰培养基并制备悬滴来诱导细胞分化来实现的,从而形成确定大小的胚胎体。接下来,将胚胎体放在涂有明胶的培养皿上,以便它们形成细胞层。
然后开始抗生素选择,只有心肌细胞存活。最后,解离细胞层以获得快速跳动的单个窦房结细胞或小的窦房结体。最终,活细胞成像用于显示窦结细胞的高跳动频率。
这种方法的主要优点是您可以产生高纯度的窦结细胞,例如,用于药物测试。该方法可以帮助我们回答窦房结疾病的关键问题,因为细胞会让我们深入了解潜在的机制。该技术将由我们的博士生 Julia Yung 在实验室中介绍,她开发了该方法,从文本方案中概述的 ES 细胞系和多能干细胞开始,如文本方案中所述,在分化程序前两天通过首先吸出培养基从饲养细胞中去除 PSC。
使用 10 毫升 PBS 洗涤细胞。然后加入 7 毫升胶原酶 4 溶液,将细胞在 10 摄氏度下孵育 37 分钟。接下来,将无菌 40 微米过滤器放入 50 毫升试管中。
然后通过上下移液胶原酶溶液五次,小心地冲洗 PSC 菌落。将细胞悬液转移到过滤器中,并使用 8 毫升 PBS 冲洗过滤器 3 次。然后将过滤器翻转过来,将其倒置在培养皿中,并在过滤器底部吸取 10 毫升 PBS。
要去除 PSC 集落,现在将细胞悬液转移到 15 mL 试管中,并以 300 次离心 5 分钟。G.去除 PBS,将细胞悬浮在 1 毫升 Accutane 中,并在 37 摄氏度下孵育 5 分钟。孵育后,加入 10 毫升 PBS。
通过上下吹打 5 次混合细胞溶液,并以 300 次 G 离心 5 分钟,去除 PBS 后,使用 10 毫升细胞培养培养基重悬细胞并确定细胞编号种子。每 15, 000 个细胞在 75 平方厘米的过滤瓶中,在 37 摄氏度和 5% 二氧化碳下培养两天,此时培养瓶应为 50至 70% 汇合。根据文本方案收获细胞和 Resus 悬浮在分化培养基中后,将 20 毫升水和 5 毫升悬滴液或 HD 溶液移液到二次培养皿中,以避免 HDS 变干。
接下来,在托盘中移液最多 50 毫升的细胞悬液。然后翻转培养皿的盖子,使用 12 通道移液器将 180 个 HDS 每个含有 20 微升细胞悬液的 HDS 放在盖子上。小心地翻转盖子,将其放在培养皿上。
孵育两天后让细胞形成 ebs,小心地翻转二次培养皿的盖子,并将来自两个培养皿的 EBS 转移到 50 毫升试管中。等待 10 分钟,让 EBS 沉降到试管底部,然后吸出尽可能多的培养基。使用 10 毫升分化培养基悬浮 EBS 并将悬浮液转移到 10 厘米培养皿中。
一旦细胞悬浮培养四天,根据文本方案,将 EBS 转移到一个涂有明胶的 10 平方厘米细胞培养皿中,并在接下来的 2 到 6 天内在显微镜下孵育,检查细胞的跳动病灶和细胞开始跳动三天后细胞层的形成, 吸出培养基并加入 10 mL 新鲜分化物。每毫升含有 400 μg G 4 的培养基 4 天后 18 到细胞中。小心地去除培养基,不要吸出细胞层。
然后加入 10 毫升 PBS 洗涤细胞。小心去除 PBS 后,加入 10 毫升胶原酶 4 溶液,并将细胞转移到 50 毫升试管中。接下来,在 37 摄氏度下孵育 5 分钟后,通过上下吹打 10 次剧烈混合悬浮液,并在 37 摄氏度下再孵育细胞 5 分钟。
应存在小簇的悬浮液。然后加入 20 毫升 PBS,以 300 倍离心 10 分钟。G,小心吸出 PBS,如果产生诱导的窦房体或 sabs,使用 12 毫升分化培养基,每毫升含有 400 微克 G 4 18 复苏,悬浮细胞,并在 24 孔明胶包被板的 6 个孔上看到每毫升 2 毫升,以产生单个淋巴结细胞,而不是添加分化培养基。
去除 PBS 后,使用 5 毫升 Accutane 悬浮细胞并在 37 摄氏度下孵育 5 分钟。上下移液以用力。在 37 摄氏度下孵育 5 分钟后混合悬浮液。
加入 20 mL PBS,以 300 倍 G 离心 5 分钟,分化 12 mL。含有 G 4 18.悬浮细胞,在 24 孔明胶包被板培养物的 6 个孔中各观察 2 毫升,并根据文本方案进行细胞分析。
使用本视频中演示的方案,可以从多能干细胞中产生 isab S,跳动频率约为每分钟 450 次,如此处所示,在 isab S 解离后观察到的单细胞显示了窦房结细胞的典型形状,包括梭形细胞和蜘蛛细胞。这些细胞显示出对窦房结功能至关重要的蛋白质的高表达水平,如超极化激活的环核苷酸门控阳离子。通道 4、HCN 4、锥 4、5、锥 30.2 和 MYH 6。
当用通道阻滞剂 ZD 7 2 88 或毒蕈碱受体激动剂 caracol 处理时,isab 衍生细胞表现出显着降低的跳动频率。另一方面,β 肾上腺受体激动剂异戊二烯导致跳动频率升高。总体而言,我们的技术将为更好地了解心脏起搏器的功能和疾病铺平道路。
看完这个视频,你应该对如何从 PLU 强效干细胞生成功能齐全的窦结细胞有一个很好的了解。
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本方案描述了从小鼠多能干细胞中生成高纯度窦房结细胞的方法。该过程包括诱导分化、形成胚胎小体,以及通过抗生素处理筛选心肌细胞。
生成高纯度的小鼠起搏细胞聚集体,解决了心脏疾病建模和药物安全性筛选中的一个关键瓶颈。该方案能够规模化生产具有生理性搏动频率的功能性窦房结细胞,有助于对离子通道及自主神经调节剂的作用机制进行去风险化研究。这使得该方法成为心血管药物发现流程中临床前靶点验证和先导化合物优化的转化研究工具。
该方法适用于早期发现阶段的工作流程,可在进入临床前研究之前,通过功能性起搏细胞检测实现靶点验证和先导化合物的鉴定。