Arricchimento di serie staminali spermatogoni e cellule progenitrici (SSC) in Cultura per la derivazione di lungo termine Lines topo adulto SSC

Summary

Un metodo semplice per ottenere e mantenere spermatogoni staminali e linee di cellule progenitrici da topi adulti è presentato qui. Il metodo utilizza cellule di alimentazione provenienti dal compartimento delle cellule somatiche del testicolo di topo adulto. Questa tecnica è applicabile ai ceppi di topi comuni, tra cui transgenici, knock-out e knock-nei topi.

Abstract

Staminali spermatogoni e cellule progenitrici (SSC) del testicolo rappresentano un classico esempio di cellule staminali di mammifero e preservare la fertilità per quasi tutta la vita dell'animale. Mentre i precisi meccanismi che governano self-renewal e la differenziazione in vivo sono difficili da studio, vari sistemi sono stati sviluppati in precedenza per propagare SSC murini in vitro utilizzando una combinazione di terreni di coltura e le cellule specializzate alimentazione ^1-3.

La maggior parte in incursioni in vitro sulla biologia della SSC hanno linee cellulari derivate da neonati, probabilmente a causa della difficoltà di ottenere linee di cellule adulte ^4. Tuttavia, il testicolo continua a maturare fino a ~ 5 settimane di età in ceppi maggior parte dei mouse. Nel primo periodo post-natale, si verificano cambiamenti drammatici nell'architettura dei testicoli e nella biologia delle cellule somatiche e sia spermatogenesi, incluse alterazioni nei livelli di espressione di cellule staminali numerosi correlatageni. Pertanto, neonatale-derivati ​​linee SSC potrebbero non ricapitolare la biologia della SSC adulti che persistono dopo che il testicolo adulto ha raggiunto uno stato stazionario.

Diversi fattori hanno ostacolato la produzione di linee per adulti SSC storicamente. In primo luogo, la proporzione di cellule staminali funzionali può diminuire durante l'età adulta, a causa di fattori intrinseci o estrinseci ^5,6. Inoltre, come con altre cellule staminali adulte, è stato difficile per arricchire SSCs sufficientemente da cellule adulte totale testicolari senza utilizzare una combinazione di immunoselezione o altre strategie di smistamento ^7. Strategie comunemente impiegati comprendono l'uso di topi criptorchidi come fonte di cellule del donatore a causa di un alto rapporto di cellule staminali per altri tipi di cellule ^8. Basata sull'ipotesi che la rimozione di cellule somatiche dalla coltura iniziale interrompe interazioni con la nicchia delle cellule staminali che sono essenziali per la sopravvivenza SSC, abbiamo precedentemente sviluppato metodi per derivare l adultoines che non richiedono immunoselezione o donatori criptorchidi ma piuttosto impiegano arricchimento di serie SSC nella cultura, di seguito denominata SESC ^2,3.

Il metodo descritto di seguito comporta una semplice procedura per derivare adulti linee SSC dissociandosi adulto donatore tubuli seminiferi, seguito da placcatura su linee di cellule comprendenti una linea di cellule stromali testicolare (JK1) ^3. Attraverso seriale passaging, fortemente aderente, contaminando le cellule germinali non sono esaurite dalla coltura con arricchimento concomitante di SSC. Culture prodotti in questo modo contengono una miscela di spermatogoni a diversi stadi di differenziazione, che contengono SSCS, basato su lungo termine capacità di rinnovamento del sé. Il punto cruciale del metodo SESC è che consente CSS per rendere la difficile transizione da self-renewal in vivo a lungo termine di auto-rinnovamento in vitro in un microambiente radicalmente diverso, produce a lungo termine linee SSC, libero di contaminarecellule somatiche, e consentendo in tal modo la successiva manipolazione sperimentale di SSC.

Protocol

1. Preparazione di cellule feeder Si noti che tutti i reagenti descritti di seguito devono essere preparati in modo sterile (vedi tavole 1 e 2). Questo protocollo utilizza la linea JK1 cella (Cell Biolabs, Inc., catalogo # CBA-315) come alimentatori che è un derivato trasformata di topo adulto testicolari cellule somatiche ed è stato descritto altrove 3. Si noti inoltre che tutte le procedure di polizia devono essere eseguite in c…

Representative Results

La comparsa di passaggio per lo zero di tipo selvatico, adulti colonie SSC dopo 7 giorni è mostrato in Figura 1. Tridimensionali colonie sono costituiti da uno strato di cellule piatte attaccate agli alimentatori o della matrice extracellulare underling depositati dagli alimentatori con strati multipli di SSCs crescono sopra. Mentre SSCs sani sono luminose e rifrangenti uniformemente 11-12 micron di diametro, i bordi delle celle sono difficili da distinguere e la dimensione delle colonie possono essere…

Discussion

Questo metodo per derivare SSC adulti con adulti testicolo derivate da cellule di alimentazione è robusto ed è riuscita quando comuni background genetico (ad esempio FVB, C57Bl6 e misti 129SV/C57Bl/6) e diversi ceppi mutanti sono stati impiegati ^2,3,7,14. Infatti, il microambiente creato dal sistema di coltura è sufficiente a superare alcune delle barriere genetiche per mantenere SSCs adulti in vivo (ad esempio nel caso di PLZF ^{– / –} animali) ^7. Mentre impieghiamo JK…

Materials

Name of Reagent/ Material	Company	Catalog Number	Comments
DMEM	Corning	10-013	Diluent for dissociation buffer
Trypsin/EDTA	Mediatech	25-051-CI
Stem cell base medium (StemPro-34)	Life Technologies	10639-011	Requires supplementation as per Shinohara et al. (2003)*
Stem cell medium supplements	various	see Table 3	Requires supplementation as per Shinohara et al. (2003)*
JK1 cells	Cell Biolabs, Inc.	CBA-315	Can substitute with adult testicular stromal cells as per Seandel et al. (2007)
mitomycin-C (CAUTION)	Sigma-Aldrich	M4287	Toxic; Handle with care.
Gelatin	Sigma-Aldrich	G1890	0.4% solution in water
EVOS xl digital inverted microscope	Advanced Microscopy Group	–
			Table 1. Specific reagents and equipment. *See Table 3
DMEM	Corning	10-013	Diluent for dissociation buffer
trypsin (1:250)	Life Technologies	27250-018	Dissociation buffer: Final 0.05% wt/vol
collagenase, type I, 235 U/ml	Worthington	CLS1 235	Dissociation buffer: Final 0.03% wt/vol
DNAse I	Sigma-Aldrich	DN25	Dissociation buffer: Final 80 U/ml
bovine serum albumin	ICP Bio	ABRE-100g	Dissociation buffer: Final 0.5% wt/vol
			Table 2. Dissociation buffer
StemPro-34 SFM	Life Technologies	10639-011
StemPro-34 Nutrient supplement	Life Technologies	10639-011
Additional supplements**
Non-essential amino acids	Sigma-Aldrich	M7145	1X
MEM Vitamin solution	Life Technologies	11120-052	1X
L-glutamine	Mediatech	25-005	2 mM
bovine serum albumin	ICP Bio	ABRE	0.50%
Antibiotic-Antimycotic Solution	Mediatech	30-004-CI	1X
D(+)glucose	Sigma-Aldrich	G8769	6 mg/ml
β-estradiol	Sigma-Aldrich	E2758	30 ng/ml
progesterone	Calbiochem	5341	60 ng/ml
fetal bovine serum	variable	n/a	1%
bovine holo-transferrin	Sigma-Aldrich	T1283	100 μg/ml
insulin	Gemini Bio-Products	700-112P	25 μg/ml
human GDNF	Life Technologies	PHC7041	10 ng/ml
human bFGF	Life Technologies	PHG0023	10 ng/ml
mouse EGF	Life Technologies	PHG0313	20 ng/ml
putrescine	Research Organics	0778P	60 μM
sodium Selenite	Sigma-Aldrich	S5261	30 nM
pyruvic acid	Alfa Aesar	A13875	30 μg/ml
DL-lactic acid	J.T. Baker	0196-04	1 μg/ml
β-mercaptoethanol	Life Technologies	21985-023	50 μM
ascorbic acid	Sigma-Aldrich	A4544	100 μM
D-biotin	Sigma-Aldrich	B4639	10 μg/ml
			Table 3. Stem cell medium
			*Note: Add supplements below before using medium. Filter sterilize and keep it at 4 °C. The medium is stable for at least 2 weeks.
			**We have employed different manufacturers, formulations, and/or lot numbers of these reagents without any apparent deleterious effects. In general, cell culture grade reagents should be employed.