Ein Abonnement von JoVE ist erforderlich, um diesen Inhalt anzuzeigen. Melden Sie sich an oder beginnen Sie noch heute mit einer kostenlosen Testphase.

Methodenartikel

Ableitung von T-Zellen In-vitro- Aus embryonalen Stammzellen der Maus

10.9K Aufrufe

⸱

DOI:

10.3791/52119

⸱

14. Oktober 2014

In diesem Artikel

Zusammenfassung

Embryonale Stammzellen der Maus können in vitro mit dem OP9-DL1 Co-Kultursystem zu T-Zellen differenziert werden. Der Erfolg dieses Verfahrens erfordert eine sorgfältige Beachtung der Reagenzien-/Zellpflege und der wichtigsten technikabhängigen Schritte. Hier diskutieren wir diese kritischen Parameter und stellen ein detailliertes Protokoll zur Verfügung, um die Einführung dieser Technologie zu fördern.

Zusammenfassung

Das OP9/OP9-DL1 Co-Kultursystem ist zu einer etablierten Methode geworden, um differenzierte Blutzelltypen aus embryonalen und hämatopoetischen Vorläuferzellen sowohl mausischen als auch menschlichen Ursprungs zu gewinnen. Es wird heute eingesetzt, um eine wachsende Vielfalt komplexer genetischer, zellulärer und molekularer Fragen im Zusammenhang mit der Hämatopoese zu beantworten, und steht an der Spitze der Bemühungen, diese grundlegenden Erkenntnisse in therapeutische Anwendungen zu überführen. Die Verfahren sind unkompliziert und führen routinemäßig zu robusten Ergebnissen. Um eine erfolgreiche hämatopoetische Differenzierung in vitro zu erreichen, ist jedoch ein besonderes Augenmerk auf die Details der Reagenzien- und Zellkulturpflege erforderlich. Darüber hinaus enthält das Protokoll technikabhängige Schritte, die zwar nicht schwierig sind, aber sorgfältig und übbar zu beherrschen sind. Hier konzentrieren wir uns auf die Verfahren zur Differenzierung von T-Lymphozyten aus embryonalen Stammzellen der Maus (mESC). Wir stellen ein detailliertes Protokoll zur Verfügung, in dem die kritischen Schritte und Parameter erläutert werden, die eine reproduzierbar robuste zelluläre Differenzierung in vitro ermöglichen. Es liegt im Interesse des Feldes, eine breitere Einführung dieser Technologie in Betracht zu ziehen, da sie das Potenzial hat, den Einsatz von Tieren zu reduzieren, die Kosten zu senken und die Zeiträume sowohl für grundlegende als auch für translationale Experimente zu verkürzen.

Einleitung

Es wurde ein Zellkultursystem eingerichtet, in dem embryonale Stammzellen (mESC) der Maus in vitro zu T-Zellen differenziert werden.1 Dieses System nutzt die Fähigkeit des Notch-Signalwegs, die T-Zell-Differenzierung voranzutreiben. 2 Die OP9-DL1-Zelllinie wurde durch Transduzieren von aus dem Knochenmark stammenden OP9-Zellen3 mit einem Notch-Liganden, Delta-like 1 (DL1), hergestellt. 4 Die Aktivierung der Notch-Signalkaskade in vitro erleichtert die Entwicklung von T-Zellen unter Ausschluss anderer Zelllinien. Unter Einbeziehung geeigneter Zytokine bietet dieses System eine "Mikroumgebung" der Zellkultur,....

Zugriff eingeschränkt. Bitte melden Sie sich an oder starten Sie eine Testversion, um diesen Inhalt anzuzeigen.

Protokoll

1. Herstellung von Kulturmedien, Zytokine und Gelatinierte Platten

  1. Bereiten ES-Zell-Medien mit Dulbecco modifiziertes Eagle-Medium (DMEM) mit hoher Glukose und Natrium Pyruvat. Fügen Sie 20% ESC qualifiziert Fetal Bovine Serum (FBS), 1% Penicillin / Streptomycin, 1% L-Glutamin, 1% HEPES-Puffer, 1% nicht-essentielle Aminosäuren, 0,1% Gentamicin (50 mg / ml) und 0,1% ( 55 uM) β-Mercaptoethanol. Sterilisieren ES-Zellmedium durch Filtration.
  2. Vorbereitung OP9 Medien, indem 1 l Alpha Minimum Essential Medium (α-MEM) aus Pulver nach den Anweisungen des Herstellers. Mit 20% fötalem Rinderserum (FBS) und 1% Penicillin / Streptomycin. Kehren Sie zu mischen....

Zugriff eingeschränkt. Bitte melden Sie sich an oder starten Sie eine Testversion, um diesen Inhalt anzuzeigen.

Ergebnisse

Wenn auf MEFs in Gegenwart von LIF wachsen kann mESCs in einem undifferenzierten Zustand aufrechterhalten werden. Unter idealen Bedingungen als kompakte Kolonien von Zellen durch ein leuchtender Ring im Phasenkontrast-Mikroskopie umgeben (Abbildung 1) erscheinen sie. Diese Kulturen muss täglich überwacht werden. Je nach dem Zusammenfluss der Zellen, können Medien verändert oder Zellen können geteilt werden. Benachbarte MESC Kolonien nicht bis zur Berührung miteinander kommen. Eine normale, gesunde Kultu.......

Zugriff eingeschränkt. Bitte melden Sie sich an oder starten Sie eine Testversion, um diesen Inhalt anzuzeigen.

Diskussion

Die OP9-DL1 Co-Kultursystem wurde verwendet, um die Rolle der verschiedenen Genprodukte bei der Entwicklung von Blutzelltypen aus Stammzellen zu untersuchen. 8,12,13 Es wurde auch ein effektives Modell, um die Funktion des Gens regulatorischen DNA zu untersuchen erwiesen während der zellulären Differenzierung. 9,14 Mit diesem Ansatz als Alternative zum gesamten Mausmodelle können erhebliche Einsparungen an Zeit und Kosten für die Experimente, die viele grundlegende Fragen der Hämatopoese-Adresse zu.......

Zugriff eingeschränkt. Bitte melden Sie sich an oder starten Sie eine Testversion, um diesen Inhalt anzuzeigen.

Offenlegungen

Die Autoren haben nichts offenzulegen.

Danksagungen

Wir danken Joon Kim für die fachkundige Unterstützung bei der Durchflusszytometrie. Die Forschung in den Labors der Autoren wird durch das SCORE-Programm der National Institutes of Health (Stipendium SC1-GM095402 an B.D.O) und der Canadian Institutes of Health Research (an J.C.Z.P.) unterstützt. J.C.Z.P. wird von einem kanadischen Forschungslehrstuhl für Entwicklungsimmunologie unterstützt. Die biomedizinische Forschungsinfrastruktur des Hunter College wird teilweise durch das Programm NIH Research Centers in Minority Institutions (RCMI) über Zuschüsse MD007599 unterstützt. Wir danken auch dem New York State Stem Cell Science Program (NYSTEM) für seine Unterstützung d....

Zugriff eingeschränkt. Bitte melden Sie sich an oder starten Sie eine Testversion, um diesen Inhalt anzuzeigen.

Materialien

Liste der in diesem Artikel verwendeten Materialien
NameUnternehmenKatalognummerKommentare
DMEMCorning15-013-CV
Stammzell-qualifiziert FBSGemini100-125Hitzeinaktiviertes
Penicillin/StreptomycinCorning30-002-CI
L-Alanyl L-GlutaminCorning25-015-CI
HEPES PufferMilliporeTMS-003-C
Nicht-essentielle AminosäurenThermoScientificSH30853.01
Gentamicin Regent Lösung (50 mg/ml)Life Technologies 15750-060
β-Mercaptoethanol (55 mM) in DPBSLife Technologies 21985-023
FiltereinheitMilliporeSCGPU05RE0,22 μ m PES-Membran
Wasser in ZellkulturqualitätCorning25-055-CM&
alpha;-MEM Life Technologies 12000-022Pulver, rekonstituiert gemäß Herstellerempfehlung
Natriumbicarbonat SigmaS5761-500G
FBSThermoScientificSH 30396.03Prüfung einzelner Chargen erforderlich 
Dimethylsulfoxid SigmaD2650
Rekombinanter humaner Flt-3-LigandR& D Systems308-FK
Rekombinante Maus IL-7PeproTech217-17
LIF MilliporeESG1107
Utrapure-Wasser mit 0,1 % GelatineMilliporeES-006-B
MEFs Mitomycin C behandeltMilliporePMEF-CFAlle mitotisch arretierten MEFs können verwendet werden
DPBSCorning21-031-CV
Zellsieb (40 μ m)Fisher22363547
Gewebekulturschale 100 x 20 mmBD Falcon353003
Multiwell 6-wellBD Falcon 353046
1,5 ml MikrozentrifugenröhrchenUSA Scientific1615-5500
15 ml ZentrifugenröhrchenBD Falcon352096
50 ml ZentrifugenröhrchenBD Falcon352070
5 ml Polystyrol-Rundbodenröhrchen mit ZellsiebkappeBD Falcon352235Röhrchen für FACS 
ES R1-ZellenATCCSCRC-1011
OP9-ZellenZellen können aus dem Riken Laboratory Cell Repository (Japan) bezogen werden.
OP9-DL1 Zellen       Zellen können bei der Zú ñ iga-Pflü CKER-Laboratorium.
FlowJo Software Tree StarFACS Datenanalysen
DurchflusszytometerBDFACScan, FACSCalibur und FACSVantage eingesetzt
In unserem Labor wurden

Referenzen

  1. Schmitt, T. M., et al. Induction of T cell development and establishment of T cell competence from embryonic stem cells differentiated in vitro. Nat Immunol. 5, 410-417 (2004).
  2. Pui, J. C., et al. Notc....

Zugriff eingeschränkt. Bitte melden Sie sich an oder starten Sie eine Testversion, um diesen Inhalt anzuzeigen.

Nachdrucke und Genehmigungen

Tags

T-Zell-DifferenzierungOP9-Kokultursystemhämatopoetische Vorläuferzellenflusszytometrische AnalyseZellkulturpflegestromaler ZellmonolayerT-LymphozytenentwicklungIn-vitro-ModellCD4 CD8 doppelt positiv