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Methodenartikel

Erzeugung neuronaler Zellen aus pluripotenten Stammzellen aus dem Blut

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8. Juli 2025

In diesem Artikel

Zusammenfassung

Quelle: Becker-Kojić, Z. A., et al. freie Erzeugung von neuronalen Zellen aus dem Blut. J. Vis. Exp. (2021).

Dieses Video zeigt eine Technik zur Erzeugung neuronaler Zellen aus pluripotenten Stammzellen (BD-PSCs) aus dem Blut. Die BD-PSCs werden durch die Reprogrammierung von Blutvorläuferzellen gewonnen. Die undifferenzierten BD-PSCs werden auf Zellkultursubstrat-beschichteten Deckgläsern unter Verwendung eines neuronalen Induktionsmediums und eines neuronalen Differenzierungsmediums kultiviert, wodurch die Differenzierung in Zellen mit einem neuronalen Phänotyp ausgelöst wird.

Protokoll

Ethische Genehmigungen wurden bei der Durchführung der Experimente eingeholt.

>1. Isolierung von humanen mononukleären Zellen des peripheren Blutes (PBMNCs)

  1. Stellen Sie sicher, dass alle Spender vor der Blutentnahme eine Einverständniserklärung in Übereinstimmung mit den institutionellen Richtlinien unterschrieben haben.
  2. Entnehmen Sie 30 ml Blut von gesunden Spendern durch geschultes medizinisches Personal gemäß dem Standardprotokoll.
  3. Isolierung von PBMNCs durch Dichtegradientenmedien. Verwenden Sie 10 ml Medium mit 25 ml 1:1-Blut, verdünnt mit phosphatgepufferter Kochsalzlösung (PBS), und zentrifugieren Sie 30 Minuten lang bei 300 x g.
  4. Isolieren Sie die Interphasenschicht zwischen dem Plasma und dem Dichtegradientenmedium durch Pipettieren. Waschen Sie die isolierten Zellen mit 5 mL sterilem PBS und zentrifugieren Sie sie 10 Minuten lang bei 300 x g. Wiederholen Sie dies zweimal.
  5. Zählen Sie die Anzahl der Zellen mit Standardmethoden unter Verwendung einer Zählkammer.

>2. Aktivierung von humanem Glykosylphosphatidylinositol (GPI)-verankertem Glykoprotein durch Antikörpervernetzung auf der Oberfläche von PBMNCs

  1. Legen Sie die 6 x 106 mononukleären Zellen (MNCs) in 15-ml-Röhrchen und führen Sie eine Antikörpervernetzung durch, indem Sie die Zellen 30 Minuten lang mit humanen GPI-verknüpften Membranprotein-spezifischen Antikörpern (30 μg/ml) in PBS mit 1 % Rinderserumalbumin (BSA) bei 37 °C inkubieren.
  2. Ersetzen Sie das Inkubationsmedium durch das modifizierte Dulbecco-Medium von Iscove, das mit 10 % fötalem Rinderserum (FBS) ergänzt wird.
  3. Züchten Sie die Zellen in 15 mL Polystyrolröhrchen, legen Sie die Röhrchen für 8-10 Tage (ohne Schütteln) bei 37 °C und 5 % CO2 in einen Inkubator. Geben Sie an Tag 5 (D5) zusätzlich 1-2 ml Iscove-Medium, ergänzt mit 10 % FBS, auf jedes 15-ml-Röhrchen.

>3. Sortierung neu erzeugter dedifferenzierter Zellen

  1. Zählen Sie Zellen mit einem automatisierten Zellzähler (18 μl Zellsuspension + 2 μl Fluoreszenzfarbstoff) oder in einer Zählkammer.
  2. Die kultivierte Zellsuspension (5-7 x 106) bei 300 x g für 10 min zentrifugieren und den resultierenden Überstand mit einer sterilen Pasteurpipette aspirieren.
  3. Resuspendieren Sie das Zellpellet in 90 μl vorgekühltem PBS pH 7,2, 0,5 % BSA und 2 mM Ethylendiamintetraessigsäure (EDTA).
  4. CD45-positive magnetische Kügelchen in Nanogröße (80 μl) zur Zellsuspension geben und 15 Minuten auf Eis inkubieren.
  5. Waschen Sie die Zellen, indem Sie 2 mL PBS-Puffer hinzufügen und 10 Minuten lang bei 300 x g zentrifugieren.
  6. Suspendieren Sie die Zellen in 500 μl PBS-Puffer.
  7. Waschen Sie die Säule mit 500 μl vorgekühltem PBS-Puffer und stellen Sie sie in das Magnetfeld.
  8. Legen Sie die Zellsuspension auf die Säule und waschen Sie sie mit 500 μl PBS-Puffer (zweimal) und dem Zentrifugenfluss mit CD45-negativen Zellen. Sammle sie im Medium von Iscove, das mit 1 % BSA angereichert ist.
  9. Zählen Sie die Zellen in der Zählkammer.

>4. Vorbereitung von Zellkulturschalen für die neuronale Differenzierung neu erzeugter Stammzellen

  1. Beschichten Sie die Kulturgefäße mit Poly-L-Ornithin und Laminin für das Wachstum neuronaler Zellen.
  2. Legen Sie die Deckgläser in 4-Well-Platten und beschichten Sie sie mit 1:5 verdünntem Poly-L-Ornithin (0,1 mg/mL in doppelt destilliertem Wasser [ddH2O]) in ddH2O. Legen Sie die Deckgläser für 1 h in einen 37 °C Inkubator. Anschließend mit ddH2O waschen.
  3. Tauen Sie Laminin (0,5-2,0 mg/ml) langsam auf und geben Sie es auf die Oberseite der Deckgläser. Inkubieren Sie es bei 37 °C für 2 h.
  4. Bereiten Sie das neuronale Induktionsmedium N2 vor, bestehend aus 49 mL des modifizierten Eagle-Mediums/Nährstoffgemisches F-12 (D-MEM/F12) von Dulbecco, 500 μL N2-Supplement, 400 μL nicht-essentiellen Aminosäuren (NEAA), basischer Fibroblasten-Wachstumsfaktor-Lösung (FGF) in einer Endkonzentration von 20 ng/ml (hergestellt aus 100 μg/ml-Stammlösung) und Heparin in einer Endkonzentration von 2 ng/ml.
  5. Entfernen Sie überschüssiges Laminin durch Pipettieren und geben Sie das neuronale Medium N2 in Kulturschalen.

>5. Kultivierung neuronaler dedifferenzierter Blutzellen

  1. Aus BD gewonnene CD45-negative Zellen auf laminin/ornithinbeschichteten Glasdeckgläsern für 2 Tage in einem Inkubator bei 37 °C und 5 % CO2 in N2-Medium kultivieren, um eine neuronale Differenzierung von neu BD-generierten Zellen zu initiieren.
  2. Kultivieren Sie Zellen weiter in neuronalem Differenzierungsmedium, bestehend aus 48 mL neurobasalem Medium, 500 μl L-Glutamin, 1 mL B27 Supplement, 500 μl NEAA, 50 μl rekombinantem humanem glial-abgeleitetem neurotrophem Faktor (GDNF) bei 5 μg/250 μl in PBS/0,1 % BSA und 50 μl rekombinantem humanem hirnabgeleiteten neurotrophen Faktor (BDNF) bei 5 μg/200 μl in PBS/0,1 % BSA und 50 μl μl Ascorbinsäurelösung 2,9 g/50 ml in PBS. Die Platten bei 37 °C und 5 % CO2 in einen Inkubator stellen.

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Offenlegungen

Es wurden keine Interessenkonflikte angegeben.

Materialien

Liste der in diesem Artikel verwendeten Materialien
NameUnternehmenKatalognummerKommentare
Albumin-Fraktion VRothNr. T8444.4
AO/PI Kit für die Lebensfähigkeit von ZellenBiozym872045Biozym wird eingestellt. Das Produkt wird von Logos Biosystems hergestellt.
Ascorbinsäure-2-phosphat-ÄquivalenteSigma AldrichA8960-5G
B27 Serum frei 50xFisher Scientific (Gibco)11530536
Grundlegende FGF-LösungFisher Scientific (Gibco)10647225
BiocollMerck MilliporeL6115-BCMedien mit Dichtegradienten
BSA Frac V 7,5 %Gibco15260037
CD45 MikroperlenMiltenyiTel.: 130-045-801Magnetische Kügelchen in Nanogröße
Zellzählfolien LunaBiozymArtikel-Nr.: 872010Biozym wird eingestellt. Das Produkt wird von Logos Biosystems hergestellt.
D-MEM/F12Merck MilliporeFG4815-BC
FBSMerck MilliporeNr. S0115/1030Bunterbrochen. Verfügbar unter: TMS-013-B
GDNF rekombinanter MenschFisher Scientific (Gibco)10679963
GlutaMax 100xGibco35050038L-Glutamin
Heparin-Natrium-ZelleSigma-AldrichH3149-50KU
Menschliches BDNFFisher Scientific (Gibco)11588836
Iscove (IMDM)BiochromNr. FG0465
Laminin-MausFisher Scientific (Gibco)10267092
Luna FL Automatisierter ZellzählerBiozymArtikel-Nr.: 872040Biozym wird eingestellt. Das Produkt wird von Logos Biosystems hergestellt.
MACS-PufferMiltenyiTel.: 130-091-221
MEM NEAA 100xGibco11140035
MiniMACS TrennsäulenMiltenyiArtikel-Nr.: 130-042-201
Multiplatte Nunclon 4 VertiefungenFisher Scientific10507591
N2 Ergänzung 100xFisher Scientific (Gibco)11520536
Neurobasales MediumGibco10888022
PBS sterilRoth9143.2
Poly-L-OrnithinSigma-AldrichNr. P4957-50ML
kg

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