Alle Zahlen in diesem Bericht wurden mit 201B7-PAX3-GFP iPSCs erzielt in denen EGFP ein Allel von der PAX3 kodierende Sequenz im Exon 1 ersetzt. Gründung der 201B7-PAX3-GFP iPSCs werden an anderer Stelle beschrieben (H. Sakurai, persönliche Kommunikation). Die statistische Signifikanz wurde mit Statistiksoftware ausgewertet. P-Werte geringer als 0,05 als signifikant angesehen wurden.
Charakterisierung von menschlichen iPSC-abgeleitete PSM und SM-Zellen
Um die Differenzierung der menschlichen iPSCs in Richtung SM durch den PSM-Staat (Abbildung 2A), FACS Analyse beurteilen wurden ICC, und RT-qPCR-Analyse durchgeführt. Wie in Abbildung 2 bgezeigt, waren mehr als 85 % der Zellen positiv für DLL1, ein Marker für PSM, aber negativ für PAX3, ein Marker für SM, nach 4 Tagen der PSM-Induktion mit menschlichen iPSCs. Anschließend wurde dieser Population PAX3 positive SM Zellen nach 4 Tagen der SM Induktion. Die PSM-SM-Übergang bestätigte auch ICC (Abbildung 2) und RT-qPCR (Abb. 2D). TBX6, MSGN1 und WNT3A, PSM Markierungen waren auf den PSM-Stand (Tag 4) angegeben, jedoch nicht auf dem SM-Stand (Tag 8) angegeben. PARAXIS, MEOX1 und PAX3, SM-Marker wurden bei SM angegeben, jedoch nicht bei PSM angegeben. Darüber hinaus angesammelt Färbung des CDH11, ein Marker für epithelialized SM, nur an der Zell-Zell-Kreuzung, nach Zugabe von SB431542 mit CHIR99021 (Abb. 2E).
Charakterisierung von SM-Derivaten aus menschlichen iPSC-abgeleitete SM Zellen induziert
Um die Differenzierung Potenz des menschlichen iPSC-abgeleitete SM zu bewerten, wurde durch ICC Analyse und PAX3 (GFP) Differenzierung gegenüber DM, MYO, D, SCL und SYN (Abbildung 3A) beurteilt-Fluoreszenz. Wie in Abbildung 3 bgezeigt, bestätigte DM Differenzierung von ALX4 und EN1 Färbung und PAX3 (GFP)-Fluoreszenz; MYO Differenzierung wurde durch MYOD, MYOG und Myosin heavy Chain (MHC) Färbung bestätigt; D Differenzierung wurde durch EN1 und PDGFRa Färbung bestätigt; SCL Differenzierung wurde durch PAX1, PAX9 und NKX3.2 Färbung bestätigt; und SYN Differenzierung wurde bestätigt durch SCX, MKX, COL1A1 und COL1A2 Färbung.
Charakterisierung der induzierten D und SYN
1. Enzym-linked Immunosorbentprobe Assay (ELISA) für Funktionsanalyse des iPSC abgeleitet D
Im menschlichen Körper ist eine der Hauptfunktionen der dermalen Fibroblasten absondern extrazelluläre Matrix (ECM) Proteine wie Kollagen und Hyaluronsäure, die Feuchtigkeit der Haut und helfen, die Struktur der Haut aufrecht zu erhalten. Um zu demonstrieren, dass eine vergleichbare Menge an Kollagen-Typ 1 und Hyaluronsäure Proteine in das Kulturmedium iPSC abgeleitet D und HDF abgesondert wurden, war ELISA durchgeführt, wie in Abbildung 4Adargestellt.
(2) mechanische dehnen Stimulation Assay für Funktionsanalyse des iPSC-abgeleitete SYN
Wie mehrere Studien bereits berichtet haben, mechanische Stimulation Sehne Entwicklung vor und nach der Geburt beeinflusst und fördert die Differenzierung von Tenocytes vom Vorläufer Zellen18,19. Daher ist es bekannt, dass die Reaktivität gegen mechanische Beanspruchung ist eines der Merkmale des Tenocytes. Um die vergleichbare Reaktivität des menschlichen iPSC-abgeleitete SYN und menschlichen Erwachsenen Tenocytes zu demonstrieren, wurde ein mechanischen Stretch Stimulation Assay durchgeführt, wie in Abbildung 4 bdargestellt.

Abbildung 1: Schematische Darstellung der hierarchische Differenzierung der achsnahen Mesoderm. Presomitic Mesoderm ist einer Zellpopulation, die vorübergehend in der frühen Embryogenese entsteht und Segmentierung Form Somiten erfährt. Sag sind eine vorübergehende Stammzell-Bevölkerung, die Anlass zu mehreren Zelltypen, wie Sklerotom, Dermomyotome, Syndetome, Dermatome und Myotome Zellen, die schließlich in Sehnen/Bänder, Knochen/Knorpel, Skelettmuskel und Dermis zu differenzieren Zellen. Bitte klicken Sie hier für eine größere Version dieser Figur.

Abbildung 2: FACS, RT-qPCR und ICC Analyse der menschlichen iPSC-abgeleitete PSM und infrarotem (A) schematische Darstellung eines Protokolls für SM Differenzierung durch PSM. (B) repräsentative Dot Plot DLL1 Färbung und PAX3 (GFP)-Fluoreszenz am Tag 4 der PSM-Induktion und Tag 4 (Tag 8 von iPSC) von SM-Induktion. (C) Vertreter Immunocytochemical Bilder und PAX3 (GFP)-Fluoreszenz am Tag 4 der PSM-Induktion und Tag 4 (Tag 8 von iPSC) von SM-Induktion. Zellen waren voller Flecken mit Anti-TBX6, PARAXIS und MEOX1 Antikörper (rot) und Co gebeizt mit DAPI (blau) oder mit PAX3 (GFP) erkannt-Fluoreszenz (grün). (D) RT-qPCR Analyse Marker für PSM und SM zu iPSC, PSM und SM. Die Mittel ± Standardfehler (S.E) aus drei Experimente werden angezeigt. (E) Vertreter Immunocytochemical Bilder an Tag 4 (Tag 8 von iPSC) cm, kultiviert in S10I10 (Kombination von SB431542 und IWR1, ein Inhibitor der WNT-Signal), S10 (SB431542) und S10C5 (Kombination von SB431542 und CHIR99021) Bedingungen. Zellen waren fleckig mit Anti-CDH11 Antikörper (rot) und Co mit DAPI (blau) gefärbt. iPS, induzierte pluripotente Stammzellen; PSM, presomitic Mesoderm; SM, Somiten; S10, SB431542 10 ΜM; C5, CHIR99021 5 ΜM; I10, IWR1 10 ΜM; Skalieren von Balken = 50 μm. Diese Zahl wurde von Nakajima Et Al. (2018)15geändert. Bitte klicken Sie hier für eine größere Version dieser Figur.

Abbildung 3: ICC-Analyse von DM, MYO, D, SCL und SYN unterschieden von menschlichen iPSC-abgeleitete Körperlänge (A) schematische Darstellung der Protokolle für SM Derivate Differenzierung. (B) Vertreter Immunocytochemical Bilder und PAX3 (GFP)-Fluoreszenz auf Tag 3 (Tag 11 von iPSC) von DM Induktion, Tag 30 (41. Tag aus iPSC) der MYO Induktion, Tag 9 (Tag 20 von iPSC) der D-Induktion, Tag 3 (Tag 11 von iPSC) des SCL-Induktion und Tag 21 (32. Tag von iPSC) der SYN-Induktion. DM, Zellen waren befleckt mit Anti-ALX4 und EN1 Antikörper (rot) und Co gebeizt mit DAPI (blau) oder mit PAX3 (GFP) erkannt-Fluoreszenz (grün); MYO, Zellen waren voller Flecken, mit Anti-MYOD, MYOG (rot) und MHC (Cyan) Antikörper, auch Co gebeizt mit DAPI (blau); D, Zellen waren fleckig mit Anti-EN1 (rot) und PDGFRa (Cyan) Antikörper und Co gebeizt mit DAPI (blau); SCL, Zellen waren befleckt mit Anti-PAX1, PAX9 und NKX3.2 (rot) Antikörper, und Co befleckt mit DAPI (blau); SYN, Zellen waren befleckt mit Anti-SCX, MKX, COL1A1 und COL1A2 (rot) Antikörper, und gemeinsam mit DAPI (blau) befleckt. DM, Dermomyotome; MYO, Myotom; D, Dermatome; SCL, Sklerotom; SYN, Syndetome; Skalieren von Balken = 50 μm. Diese Zahl wurde von Nakajima Et Al. (2018)15geändert. Bitte klicken Sie hier für eine größere Version dieser Figur.

Abbildung 4: funktionelle Assay induzierte D und Sy (A) die Menge an Kollagen-Typ 1 und Hyaluronic Säure, die Proteine in das Kulturmedium von ELISA analysiert wurden. (B) die Wirkung der mechanische Dehnung Stimulation induzierte SYN und menschlichen Erwachsenen Tenocytes wurde von RT-qPCR bewertet. Die Mittel ± Standardfehler (S.E) aus drei Experimente werden angezeigt. * p < 0,05; ** p < 0,01; p < 0,001 Dunnett mehrere Vergleiche t-Test im Vergleich zur Strecke (-); n.s, nicht signifikant, HDF, menschlichen Erwachsenen dermalen Fibroblasten. Diese Zahl wurde von Nakajima Et Al. (2018)15geändert. Bitte klicken Sie hier für eine größere Version dieser Figur.
| Medium/Lösung | Reagant | Konzentration |
| CDM basal medium | Die Iscove geändert Dulbecco Medium/Ham F12 | 1:1 |
| Penicillin/Streptomycin | 0,5 % |
| Chemisch definiert Lipid-Konzentrat | 1 % |
| APO-transferrin | 15 mg/mL |
| Monothioglycerol | 450 mM |
| Rinderserumalbumin | 5 mg/mL |
| Insulin | 7 mg/mL |
| CTK-Lösung | Wasser | - |
| Trypsin | 0,25 % |
| Kollagenase IV | 0,1 mg/mL |
| Kalzium-Chlorid | 1 mM |
| Ko-SR | 20 % |
| D-Induktion-medium | CDM basal medium | - |
| CHIR99021 | 5 ΜM |
| BMP4 | 10 ng/mL |
| DM-Induktion-medium | CDM basal medium | - |
| CHIR99021 | 5 ΜM |
| BMP4 | 10 ng/mL |
| ECM-Lösung | Künstliche extrazelluläre matrix | 0,3 mg/mL |
| DMEM/F12 | - |
| FACS-Puffer | PBS | - |
| Rinderserumalbumin | 0,1 % |
| Feeder-freie Zellkulturmedium | mTeSR1 | - |
| Penicillin/Streptomycin | 0,5 % |
| HDF Kulturmedium | DMEM | - |
| Fetale Rinderserum | 10 % |
| hESC medium | Primate ES Zelle medium | - |
| Penicillin/Streptomycin | 0,5 % |
| FGF2 | 4 ng/mL |
| MYO-Induktion-medium | CDM basal medium | - |
| CHIR99021 | 5 ΜM |
| PSM Induktion medium | CDM basal medium | - |
| SB431542 | 10 ΜM |
| CHIR99021 | 10 ΜM |
| DMH1 | 2 ΜM |
| FGF2 | 20 ng/mL |
| SCL-Induktion-medium | CDM basal medium | - |
| SAG | 100 nM |
| LDN193189 | 0,6 ΜM |
| SM-Induktion-medium | CDM basal medium | - |
| SB431542 | 10 ΜM |
| CHIR99021 | 5 ΜM |
| SYN Induktion Medium-1 | CDM basal medium | - |
| FGF8 | 20 ng/mL |
| SYN Induktion Medium-2 | CDM basal medium | - |
| BMP7 | 10 ng/mL |
| TGFΒ3 | 10 ng/mL |
Tabelle 1: Medien und Lösung Rezepte.
| NAME | vorwärts | Rückwärts |
| ACTB | CACCATTGGCAATGAGCGGTTC | AGGTCTTTGCGGATGTCCACGT |
| COL1A1 | GGACACAGAGGTTTCAGTGGT | GCACCATCATTTCCACGAGC |
| MEOX1 | GAGATTGCGGTAAACCTGGA | GAACTTGGAGAGGCTGTGGA |
| MSGN1 | GGAGAAGCTCAGGATGAGGA | GTCTGTGAGTTCCCCGATGT |
| PARAXIS | TCCTGGAGAGCTGTGAGGAT | CACACCCTGTCACCAACAGT |
| PAX3 | AGGAAGGAGGCAGAGGAAAG | CAGCTGTTCTGCTGTGAAGG |
| SCX | CCCAAACAGATCTGCACCTTC | GCGAATCGCTGTCTTTCTGTC |
| TBX6 | AGCCTGTGTCTTTCCATCGT | AGGCTGTCACGGAGATGAAT |
| TNMD | CCCTTCATGCTGAAGCCACTT | CTCACTTTCAGCAGAATTGGGG |
| WNT3A | CAAGATTGGCATCCAGGAGT | ATGAGCGTGTCACTGCAAAG |
Tabelle 2: Primer-Sequenzen für RT-qPCR-Analyse.
| | Konzentration |
1. Antikörper | ALX4_Goat | 1/50 |
| CDH11_Mouse | 1/1000 |
| COL1A1_Rabbit | 1/100 |
| COL2A1_Mouse | 1-2 μg/mL |
| EN1_Rabbit | 1/50 |
| MEOX1_Rabbit | 1/50 |
| MHC_Rabbit | 1/200 |
| MKX_Rabbit | 1/50 |
| MYOD_Rabbit | 1/500 |
| MYOG_Mouse | 1/400 |
| NKX3.2_Rabbit | 1/50 |
| PARAXIS_Rabbit | 1/50 |
| PAX1_Rabbit | 1/50 |
| PAX9_Rabbit | 1/50 |
| PDGFRa_Goat | 1/100 |
| SCX_Rabbit | 1/50 |
| TBX6_Goat | 1/50 |
2. Antikörper | Esel anti-Ziege IgG(H+L) sekundäre antibody555 | 1/500 |
| Esel anti-Ziege IgG(H+L) sekundäre antibody647 | 1/500 |
| Ziege anti-Maus IgG(H+L) sekundäre antibody555 | 1/500 |
| Ziege anti-Kaninchen-IgG(H+L) sekundäre antibody555 | 1/500 |
| Ziege anti-Kaninchen-IgG(H+L) sekundäre antibody647 | 1/500 |
Tabelle 3: Erster und zweiter Antikörper für ICC.