Hier beschreiben wir ein Protokoll für die menschliche Erzeugung induzierten pluripotenten Stammzellen von Patienten stammenden Fibroblasten-ähnlichen Synoviozyten, ein lentiviraler System ohne Feeder-Zellen.
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Methodenartikel
Hier beschreiben wir ein Protokoll für die menschliche Erzeugung induzierten pluripotenten Stammzellen von Patienten stammenden Fibroblasten-ähnlichen Synoviozyten, ein lentiviraler System ohne Feeder-Zellen.
Reife somatische Zellen in eine pluripotente Stammzelle ähnlichen Zustand mit einem definierten Satz von Reprogrammierungsfaktoren rückgängig gemacht werden. Zahlreiche Studien haben induzierte pluripotente Stammzellen erzeugt Zellen (iPS-Zellen) aus verschiedenen Zelltypen, die von vier Yamanaka Transkriptionsfaktoren transduzierenden: Oct4, Sox2, Klf4 und c-Myc. Die Studie von iPS-Zellen bleibt auf dem neuesten Stand der biologischen und klinischen Forschung. Insbesondere patientenspezifische iPSCs kann als Pionier Werkzeug für die Untersuchung von Krankheits Pathobiologie verwendet werden kann, da iPSCs aus dem Gewebe eines Individuums induziert werden. Rheumatoide Arthritis (RA) ist eine chronische entzündliche Erkrankung, die durch die Zerstörung von Knorpel und Knochenstruktur in dem gemeinsamen klassifiziert. Synoviale Hyperplasie ist einer der wichtigsten Gründe, oder Symptome, die zu diesen Ergebnissen bei RA führen. Fibroblast-wie Synoviozyten (FLSS) sind die Hauptkomponentenzellen in der hyperplastischen Synovium. FLSS in der gemeinsamen unbegrenzt vermehren, schließlich das benachbarte cartil eindringendenAlter und Knochen. Derzeit kann der hyperplastischen Synovium nur durch einen chirurgischen Eingriff entfernt werden. Das entfernte Synovium ist für RA Forschung als Material verwendet, die die entzündliche Erkrankung des Gelenks widerspiegelt. Als wichtiger Akteur in der Pathogenese der RA kann FLSS als Material verwendet werden, um die iPS-Zellen von RA-Patienten zu erzeugen und zu untersuchen. In dieser Studie verwendeten wir die FLSS eines RA Patienten iPSCs zu erzeugen. Verwendung eines lentiviralen System entdeckten wir, dass FLSS kann RA patientenspezifische iPSC erzeugen. Die iPSCs erzeugt aus FLSS kann weiter als ein Werkzeug verwendet werden, um die Pathophysiologie der RA in der Zukunft zu studieren.
Pluripotente Stammzellen sind die Plattform der nächsten Generation in verschiedenen klinischen und biologischen Bereichen. Sie sind ein vielversprechendes Werkzeug, das in Krankheitsmodelle verwendet werden können, Wirkstoff-Screening, und regenerative medizinische Therapie. Humanen embryonalen Stammzellen (hES-Zellen) wurden vor allem verwendet, um zu studieren und pluripotenten Zellen zu verstehen. Doch durch die Zerstörung des menschlichen Blastozysten isoliert, hESCs sind mit mehreren ethischen Bedenken verbunden. Im Jahr 2007 kehrte Dr. Shinya Yamanaka und sein Team die Zelle Programmierprozess und entwickelt Stammzellen aus menschlichen adulten somatischen Zellen 1,2. Deshalb, im Gegensatz zu hES, induziert-pluripotenten Stammzellen (iPS-Zellen) können aus reifen somatischen Zellen erzeugt werden, die ethischen Hürden zu vermeiden.
Üblicherweise iPSCs werden durch die Lieferung von vier exogenen Gene erzeugt: Oct4, Sox2, Klf4 und c-Myc. Diese Yamanaka Faktoren sind ursprünglich mit Lentiviren und retrovirale Systeme geliefert. Die ersten iPSCs wurden aus Maus somatischen c abgeleitetells 3. Danach wurde die Technik , um humane dermale Fibroblasten 1,2 angewendet. Nachfolgende Studien erzeugten erfolgreich iPSCs aus verschiedenen Quellen, wie beispielsweise Urin 4, Blut 5,6, Keratinozyten 7 und mehrere andere Zelltypen. Es gibt jedoch einige somatische Zellen sind, die nicht in Umprogrammierung verwendet haben, und Screening der Umprogrammierung Fähigkeiten verschiedener Zelltypen von spezifischen Geweben in Krankheitszustand, ist immer noch erforderlich.
Rheumatoide Arthritis (RA) ist eine Erkrankung, die alle Gelenke treffen können und zu Autoimmunerkrankungen in anderen Organen führen. RA betrifft etwa 1% der Erwachsenen in der entwickelten Welt. Es ist eine ziemlich häufige Erkrankung und ihre Häufigkeit steigt jedes Jahr 8. Jedoch ist RA hart in den frühen Stadien und oncebone Zerstörung zu identifizieren auftritt gibt es keine Behandlung, die den Schaden erholen kann. Darüber hinaus unterscheidet sich die Arzneimittelwirksamkeit von Patient zu Patient, und es ist schwer, die Sanitäter zu prognostizierenine, die erforderlich ist. Daher wird die Entwicklung eines Medikaments-Screening-Verfahren benötigt wird, und ein Zellmaterial, das die Bedingungen von RA erforderlich reflektieren kann.
Fibroblast-like Synoviozyten (FLSS) sind eine aktive Mobilteilnehmer in der Pathogenese der RA 9,10. FLSS existieren in der synovialen intimale Auskleidung zwischen der Gelenkkapsel und den Hohlraum, der auch als das Synovium bezeichnet wird. Durch die gemeinsame Trägerstruktur und Nährstoffe zu den umgebenden Knorpel Bereitstellung FLSS in der Regel eine entscheidende Rolle bei der Gelenkfunktion und Wartung spielen. Allerdings FLSS in RA haben einen invasiven Phänotyp. RA FLSS haben einen Krebs-ähnlichen Phänotyp, was schließlich den umgebenden Knochen 10 durch unendliche Vermehrung zu zerstören. Mit dieser einzigartigen Charakteristik kann FLSS als vielversprechendes Material verwendet werden, das die Pathobiologie von RA reflektieren kann. Doch werden diese Zellen nur selten hergestellt und die Zelle Phänotypen verändern , wenn die Zellen durch mehrere Passagen in in vitro gehen Bedingungen. Daher kann es RA FLSS als Werkzeug zu benutzen, kompliziert sein, dass der Zustand des Patienten darstellen kann.
Theoretisch RA-Patienten stamm iPSCs (RA-iPS-Zellen) kann ein ideales Werkzeug für Wirkstoff-Screening und weitere Forschung. Erzeugte iPSCs haben Selbsterneuerungsvermögen und aufrecht erhalten und in vitro erweitert werden. Mit Pluripotenz, können diese Zellen in reife Chondrozyten und Osteozyten Abstammungslinien unterschieden werden, die Zellmaterial für spezifische Forschung in RA und anderen Knochen bedingte Krankheiten 11 beitragen kann.
In dieser Studie zeigen wir, wie FLSS von einem chirurgisch entfernt Synovium zu isolieren und zu erweitern, und wie RA-iPS-Zellen aus FLSS mit Lentiviren enthält Yamanaka Faktoren zu erzeugen.
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Ethik-Erklärung: Diese Studienprotokoll vom Institutional Review Board der Katholischen Universität von Korea (KC12TISI0861) genehmigt wurde.
1. Synoviocyte Isolierung und Expansion
2. Reprogrammierung FLSS Mit Lentiviren kodierenden Yamanaka Faktoren
3. Immunfluoreszenzanfärbung
4. Echtzeit-Polymerase-Kettenreaktion (RT-PCR)
5. Alkalische Phosphatase (AP) Staining
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In dieser Studie beschreiben wir ein Protokoll iPSCs von FLSS Verwendung eines lentiviralen System zu erzeugen. 1A zeigt ein einfaches Schema des FLS Isolierungsprotokoll. Verwendung von chirurgischen Scheren nach der chirurgischen Entfernung der Synovia wurde das Gewebe in kleine Stücke zerhackt. Kollagenase wurde zugegeben, um die Zellen aus den Gewebeklumpen zu isolieren. Die Zellen wurden für 14 Tage vor der weiteren Verarbeitung inkubiert. 1B
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Vor der Entdeckung von iPS-Zellen, vor allem Wissenschaftler verwendeten WSR Stammzellbiologie und andere Zelllinien durch Differenzierung zu untersuchen. Allerdings stammen WSR von der inneren Masse eines Blastozyste, die eine im Frühstadium Embryo ist. WSR, Zerstörung der Blastozyste zu isolieren, ist unvermeidlich, die Erhöhung ethische Fragen, die zu überwinden sind unmöglich. Darüber hinaus, obwohl WSR stemness Eigenschaften und Pluripotenz haben, können sie nicht von Personen gewonnen werden und sind manchmal nich...
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Die Autoren haben nichts offenzulegen.
Diese Arbeit wurde durch das Forschungsprogramm unterstützt, das von den Korea Centers for Disease Control and Prevention (HI13D2188) finanziert wurde.
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| Name | Unternehmen | Katalognummer | Kommentare |
|---|---|---|---|
| 100 mm Schale | TPP | 93100 | |
| 6-Well-Platte | TPP | 92006 | |
| 50 ml Cornical Tube | SPL | 50050 | |
| 15 mlL Cornical Tube | SPL | 50015 | |
| 10 ml Einwegpipette | Falcon | 7551 | |
| 5 ml Einwegpipette | Falcon | 7543 | |
| 12-Well-Platte | TPP | 92012 | |
| FLS Isolationsmaterialien | |||
| Chirurgische Schere | |||
| Chirurgische Zange | |||
| DPBS | Life Technologies | 14190-144 | |
| DMEM | Life Technologies | 11995-073 | |
| Penicilin Streptomycin | Sigma Aldrich | P4333 | |
| Fötales Rinderserum (FBS) | Life Technologies | 16000-044 | |
| Kollagenase | Sigma Aldrich | C6885-100MG | |
| Parafilm | Sigma Aldrich | 54956 | |
| PBS/1 mM EDTA | Life Technologies | 12604-039< | |
| strong>iPSC Generation Materials | |||
| DMEM | Life Technologies | 11885 | |
| MEM Lösung für nicht-essentielle Aminosäuren (100x) | Life Technologies | 11140-050 | |
| β-Mercaptoethanol | Sigma Aldrich | M3148 | |
| Polybren | Chemicon | TR-1003-G | |
| Penicilin Streptomycin | Life Technologies | P4333 | |
| Fötales Rinderserum (FBS) | Life Technologies | 16000-044 | |
| DPBS | Life Technologies | 14190-144 | |
| Lentivirus | |||
| DMEM/F12, HEPES | Life Technologies | 11330-057 | iPSC-Medieninhaltsstoff (500 ml) |
| Natriumbicarbonat | Life Technologies | 25080-094 | iPSC-Medieninhaltsstoff (Konz.: 543 μ g/ml) |
| Natriumselenit | Sigma Aldrich | S5261 | iPSC Medienbestandteil (Konz.: 14 ng/mL) |
| Humaner Transfferin | Sigma Aldrich | T3705 | iPSC-Medienbestandteil (Konz.: 10,7 μ g/ml) |
| Basic FGF2 | Peprotech | 100-18B | iPSC Medienbestandteil (Konz.: 100 ng/ml) |
| Human Insulin | Life Technologies | 12585-014 | iPSC-Medienbestandteil (Konz.: 20 μ g/ml) |
| Menschliches TGFβ 1 | Peprotech | 100-21 | iPSC-Mediums (Konzentration: 2 ng/ml) |
| Ascorbinsäure | Sigma Aldrich | A8960 | iPSC-Wirkstoff (Konz.: 64 μ g/ml) |
| Polybrene | Chemicon | TR-1003 | |
| Natriumbutyrat | Sigma Aldrich | B5887 | |
| Vitronectin | Life Technologies | A14700 | |
| ROCK Inhibitor | Sigma Aldrich | Y0503 | |
| Guality Control Materials | |||
| 18 mm Deckglas | Superior | HSU-0111580 | |
| 4% Paraformaldyhyd (PFA) | Tech & Innovation | BPP-9004 | |
| Triton X-100 | BIOSESANG | 9002-93-1 | |
| Rinderserumalbumin (BSA) | Vector Lab | SP-5050 | |
| Anti-SSEA4 Antikörper | Millipore | MAB4304 | |
| Anti-Oct4 Antikörper | Santa Cruz | SC9081 | |
| Anti-TRA-1-60 Antikörper | Millipore | MAB4360 | |
| Anti-Sox2 Antikörper | Biolegend | 630801 | |
| Anti-TRA-1-81 Antikörper | Millipore | MAB4381 | |
| Anti-Klf4 Antikörper | Abcam | ab151733 | |
| Alexa Fluor 488 Ziege Anti-Maus IgG (H+L) Antikörper | Molekulare Sonde | A11029 | |
| Alexa Fluor 594 Ziege Anti-Kaninchen IgG (H+L) Antikörper | Molekulare Sonde | A11037 | |
| DAPI | Molecular Probe | D1306 | |
| Prolong Gold Antifading-Reagenz | Invitrogen | P36934 | |
| Objektträgerglas, beschichtet | Hyun Il Lab-Mate | HMA-S9914 | |
| Trizol | Invitrogen | 15596-018 | |
| Chloroform | Sigma Aldrich | 366919 | |
| Isoprypylalkohol | Millipore | 109634 | |
| Ethanol | Duksan | 64-17-5 | |
| RevertAid Erststrang cDNA Synthese Kit | Thermo Scientfic | K1622 | |
| i-Taq DNA Polymerase | iNtRON BIOTECH | 25021 | |
| UltraPure 10x TBE Buffer | Life Technologies | 15581-044 | |
| loading star | Dyne Bio | A750 | |
| Agarose | Sigma-Aldrich | 9012-36-6 | |
| 1 kb (+) DNA-Leitermarker | Enzynomics | DM003 | |
| Alkalische Phosphatase | Millipore | SCR004 |
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