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Artículo de método

Un método de cultura alternativa para mantener la hipometilación genómica de células madre embrionarias del ratón usando MEK inhibidor PD0325901 y vitamina C

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DOI:

10.3791/56391

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1 de junio de 2018

 ,  , 
1State Key Laboratory of Environmental Chemistry and Ecotoxicology, Research Center for Eco-Environmental Sciences, Chinese Academy of Sciences

En este artículo

Resumen

Describimos en detalle dos protocolos basados en químicos para el cultivo de células madre embrionarias de ratón. Este nuevo método utiliza mecanismos sinérgicos de promover oxidación mediada por Tet (vitamina C) y reprimiendo la síntesis de novo de la 5-METILCITOSINA (por PD0325901) para mantener el hypomethylation de la DNA y pluripotencia de células madre embrionarias de ratón.

Resumen

Las células madre embrionarias (ES) tienen el potencial de diferenciarse en cualquiera de las tres capas germinales (endodermo, mesodermo o ectodermo) y pueden generar muchos linajes para la medicina regenerativa. ES la célula cultura en vitro ha sido objeto de preocupación generalizada. Clásicamente, se mantienen las células de ratón ES en factor inhibitorio del suero y la leucemia (LIF)-que contiene el medio. Sin embargo, bajo condiciones de suero/LIF, las células muestran heterogeneidad en la morfología y el perfil de expresión de genes relacionados con la pluripotencia y sobre todo en un estado metaestable. Por otra parte, las células cultivadas ES exhiben hipermetilación global, pero ingenuo ES las células de la masa celular interna (ICM) y células de germen primordiales (PGCs) son en un estado de hipometilación global. El estado de hypomethylated de ICM y PGCs está estrechamente relacionado con su pluripotencia. Para mejorar los métodos de cultivo de células de ratón ES, recientemente hemos desarrollado un nuevo método basado en la utilización selectiva combinada de dos compuestos de moléculas pequeñas para mantener el estado de hypomethylated y pluripotentes de ADN. Aquí, presentamos el co tratamiento de vitamina C (Vc) y PD0325901 puede borrar cerca de 90% de 5-METILCITOSINA (5mC) en 5 días en células ES de ratón. El contenido generado 5mC es comparable a la de PGCs. La investigación mecanicista demuestra que PD0325901 para arriba-regula la expresión Prdm14 para suprimir la Dnmt3b (metiltransferasa de ADNde novo ) y Dnmt3l (el cofactor de Dnmt3b), reduciendo la síntesis de novo de 5mC. VC facilita la conversión de 5mC 5-hidroximetilcitosina (5hmC) catalizado principalmente por Tet1 y Tet2, indicando la participación de demethylations de ADN activos y pasivos. Por otra parte, bajo condiciones de Vc/PD0325901, las células ES de ratón muestran morfología homogénea y estado pluripotente. Colectiva, proponemos una novela y un método de cultura química-sinergia para lograr hypomethylation de la DNA y el mantenimiento de la pluripotencia en las células ES de ratón. El método de química dependiente de molécula pequeña supera las deficiencias principales de la cultura de suero y tiene promesa de generar células de ES homogéneas para más aplicaciones clínicas e investigaciones.

Introducción

Células madre embrionarias se originan del ICM de un blastocisto1. Las células están en un estado de pluripotencia y pueden formar todos los linajes somáticos y del germline las células2. Creación de células madre embrionarias ofrece la oportunidad de investigar el desarrollo de procesos en vitro y puede generar células de importancia médica para la medicina regenerativa basada en su pluripotencia3.

Establecido dos grupos seminally las líneas de células ES de ratón en 1981 y cuando las células derivadas del embrión temprano de ratón fueron cultivadas en suero fetal bovino (FBS)-que contiene medio con fibroblastos embrionarios de ratón (MEFs) como el alimentador capa1,4 . MEFs fueron inactivadas mitotically y crecieron los platos antes de cultivar células madre embrionarias. MEFs proporcionan soporte para el accesorio de células de ratón ES y producen factores de crecimiento para promover la propagación y reprimir la diferenciación5, mientras que FBS ofrece factores tróficos esenciales y hormonas para la proliferación celular. Estudios posteriores indicaron que LIF producido por las células de alimentador estaba de la citoquina clave para la auto renovación y mantenimiento de la pluripotencia en las células ES de ratón, y la adición de LIF en el medio podría sustituir células de alimentador6. En la actualidad, el mantenimiento de las células ES de ratón en medio de la FBS/LIF en alimentadores sigue siendo el método estándar adoptado por muchos investigadores. Sin embargo, algunos problemas con este enfoque de la cultura clásica. En primer lugar, alimentador células secretan factores exceso y sin control y pueden causar contaminación patógena7. Para evitar esta interferencia, cubriendo la superficie de los platos con gelatina y la adición de LIF en suero que contiene medio son métodos alternativos para mantener las células de ratón ES sin células de la capa de alimentador. Además, las células ES de ratón cultivadas bajo condiciones de suero/LIF exhiben heterogeneidad morfológica en poblaciones de la célula e incluso en el nivel de expresión de factores relacionados con la pluripotencia8. Estudios recientes sugieren que bajo condiciones de suero/LIF, los factores de transcripción básicos relacionados con la pluripotencia (incluyendo OCT4, SOX2 y Nanog) pueden mantener la pluripotencialidad LIF y WNT de señalización; sin embargo, en particular, también activan una señal de fibroblastos factor de crecimiento (FGF) para activar la diferenciación8. Debido a la doble acción ambivalente de los factores de transcripción del núcleo, células ES de ratón cultivadas en suero presentan heterogeneidad, consistiendo en dos poblaciones intercambiables, uno similar al ICM y otro parecido al epiblasto preparado estado8. Por otra parte, las células de ratón ES en suero a menudo muestran hipermetilación global9, mientras que ICM y PGCs se encuentran en un estado de hypomethylated global, que está estrechamente vinculado con su pluripotencia9,10.

Existe una demanda considerable para desarrollar nuevos métodos para el cultivo de células ES de ratón. Se han establecido varios protocolos mejorados desde 200311 pero sigue habiendo algunas limitaciones y defectos7. Desde 2008, la utilización combinada de dos inhibidores de la cinasa de molécula pequeña, PD0325901 (inhibidor de la cinasa de proteína activada por mitógeno (MAPK) / extracelular regulada por señal quinasa (ERK) (MEK)) y CHIR99021 (el inhibidor de la glucógeno sintasa quinasa 3 (GSK3)), en N2B27 medio con LIF y sin suero ha abierto nuevas perspectivas para células de ratón cultivo ES12. Este nuevo medio definido se caracteriza por el uso de dos inhibidores (2i). Las células ES de ratón cultivadas en medio 2i/LIF son más homogéneas en poblaciones celulares y la expresión de factores de pluripotencia. Además, las células de ratón 2i/LIF-cultivadas ES objeto expuesto hypomethylation de la DNA a nivel mundial, que está más cerca de ICM-como las células9,13. Aún así, la cultura 2i tiene sus desventajas. PD0325901 y CHIR99021 son insolubles en agua y generalmente se disuelven en dimetil sulfóxido (DMSO)-basado en la solución para añadir en medio de cultivo. Los estudios han demostrado a largo plazo y dosis bajas de exposición de las células a DMSO puede llevar a citotoxicidad14.

Aquí, utilizamos dos compuestos de moléculas pequeñas y desarrolló un nuevo método de cultivo de células ES de ratón. El método de cultivo novela combina Vc y MEK inhibidor PD0325901 para promover el hypomethylation de la DNA rápidamente y con eficacia a un nivel comparable de PGC, nombrado como el protocolo de cultivo de Vc/PD0325901. Células ES de ratón en Vc/PD0325901-agregado que contiene el suero medio exhiben homogeneidad en morfología y se mantienen en un estado de tierra. En comparación con cultura de 2i, células ES de ratón cultivadas bajo condiciones de Vc/PD0325901 exhiben cinética más rápida de la desmetilación del ADN y pueden alcanzar el nivel de la hipometilación comparable a la del PGC. Además, el uso de un único inhibidor (PD0325901) disminuye la cantidad de entrada de DMSO en medio en comparación con la utilizada en 2i (PD0325901/CHIR99021) y reduce el daño a las células.

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Protocolo

1. preparaciones

  1. Preparar una solución de 1,0 mM PD0325901 (inhibidor de la MEK) y 3,0 mM CHIR99021 (inhibidor GSK3).
    1. Pesar 2 mg de PD0325901 y 4,15 mL de DMSO en un frasco de vidrio ámbar.
    2. Pesar 2 mg de CHIR99021 y 1,43 mL de DMSO en un frasco de vidrio ámbar.
    3. Siguiente reconstitución, almacenar alícuotas (50 μl/tubo en tubos PCR de 200 μL) a-20 ° C y protegido de la luz. Quitar un tubo que contiene el caldo congelado del congelador y descongelar a temperatura ambiente antes de usar.
  2. Pesar 0,0176 g de Vc en 1 mL de un tubo de centrífuga y reconstituir con 1 mL de agua estéril a una concentración final de antes 100 mM.
  3. Inactivar FBS: incubar 500 mL de SBF en un baño de agua a 56 ° C durante 30 minutos.
  4. Preparar 600 mL de medio de base para el cultivo de células ES de ratón.
    1. Utilice una botella de DMEM alta glucosa medio (500 mL) y saque 40 mL.
    2. Suplemento 460 mL de medio DMEM alta glucosa 20% inactivado FBS (120 mL), 1.000 U/mL LIF (60 μL de solución stock de 107 U/mL), 0.1 mM no aminoácidos esenciales (AANE) (6 mL de solución stock de 10 mM), piruvato de sodio 1 mM (6 mL de solución stock de 100 mM) , 2 mM L-glutamina (6 mL de solución stock de 200 mM), 0,1 mM β-mercaptoetanol (600 μl de solución stock de 100 mM) y 33 UI/mL penicilina y estreptomicina 33 de μg/mL (2 mL de penicilina-estreptomicina mezclada solución (10,000 UI/mL de penicilina y estreptomicina 10.000 de μg/mL)) . Definir el medio de base como medio de suero.
    3. Pipetee 50 μl de solución de PD0325901 (1,0 mM) y Vc (100 mM), respectivamente, en 50 mL de medio de suero (concentración final: 1,0 μm PD0325901 y 100 μm Vc) y definir el medio como medio de Vc/PD0325901.
      Nota: Preparar el fresco medio Vc/PD0325901 antes de su uso debido a la inestabilidad de la Vc.
    4. Mediante una pipeta, transferir 50 μl de solución de PD0325901 (1,0 mM) y CHIR99021 (3,0 mM), respectivamente, en 50 mL de medio de suero (concentración final: PD0325901 1.0 μm y CHIR99021 3.0) y definir el medio como medio de 2i.
  5. Preparar los platos recubiertos de gelatina.
    1. Preparar la solución de gelatina 0.1%: 0,3 g de gelatina se disuelven en 300 mL de agua ultrapura en un frasco de reactivo con una tapa y esterilizar en autoclave a 121 ° C por 20 min tienda la solución estéril a temperatura ambiente.
    2. Incubar los platos de cultivo celular (6 cm diámetro) con 2 mL de solución al 0.1% gelatina durante 15 min a temperatura ambiente y luego aspirar la gelatina. Secar los platos en el aire y use dentro de las 12 h.
  6. Preparar 10 mL de células de ratón ES congelación medio en un tubo de centrífuga de 15 mL: 90% FBS (9 mL) y 10% DMSO (1 mL). Usar el medio dentro de 1 día.
  7. Preparar un recipiente congelación: Añadir 100% de alcohol isopropílico a la línea de llenado del recipiente de congelación y desechar el viejo alcohol isopropílico. Añadir nuevo alcohol isopropílico directamente después de cada uso quinto.
  8. Hacer que el buffer de digestión enzimática: pesaje 1,2114 g de Tris en polvo en 100 mL de agua ultrapura para preparar 100 mM Tris solución y añadir concentrado solución HCl (aproximadamente 12 M) en la solución de Tris para ajustar el pH a 7,6 (aproximadamente 0,6 mL de solución concentrada de ácido clorhídrico).
  9. Preparar 50 mL de tampón de ensayo de inmunoprecipitación de radio (almacenador intermediario RIPA): 20 mM Tris, pH 7.4, 1 mM MgCl2, 150 mM NaCl, glicerol al 20%, 0.5% NP40, 1 mM EDTA, 1 mM EGTA. Suplemento con 1 mM DTT, 1 X inhibidor de la proteasa coctel y 1 mM antes de PMSF usar. Una vez que se agrega el PMSF, utilice el búfer dentro de 30 minutos.

2. crecer células ES de ratón en platos recubiertos de gelatina

  1. Las células de ratón previamente caliente ES (tipo salvaje, 129 SvEv) cultura medio, tripsina y solución amortiguada de fosfatos (PBS) en un baño de agua a 37 ° C.
  2. Las células de paso. Aspire el medio totalmente de la parabólica y la pipeta 2 mL de PBS a los platos para lavar las células.
    1. Quitar el PBS con una pipeta y lavar las células otra vez con 2 mL de PBS.
    2. Retirar el PBS y añadir 0,3 mL de tripsina-EDTA (0.25%) a cada plato.
    3. Cubra el plato entero con la tripsina rápidamente y retire inmediatamente.
    4. Poner el plato en una incubadora a 37 ° C durante 1 min separar las células del plato. Los platos de la incubadora y añadir 2 mL de suero precalentado medio para terminar la acción de la tripsina.
    5. Disocian las colonias de células en una suspensión unicelular de resuspender con una pipeta (punta de la pipeta de 5 mL) 10 veces.
  3. Transferencia 150 μL de 2 mL de la solución de células (células aproximadamente 190.000 contando con un hemocitómetro) en una nueva placa de cubierta de gelatina y complementar con 3 mL de medio de Vc/PD0325901 recién hecho por la placa de cultivo de 6 cm. Cultura de las células en una incubadora de 37 ° C con 5% CO2.
  4. Cada 24 h durante la incubación, retirar el medio de cultivo antiguo y añadir 3 mL de Vc/PD0325901-medio fresco en el plato de la cultura debido a la inestabilidad de la confluencia de Vc. esperar 70 – 80% después de 2-3 días.
  5. Después de llegar a 70-80% de confluencia, paso de las células y continuar a la cultura como se describe en los pasos 2.2 – 2.4.

3. congelar y descongelar las células ES de ratón

  1. Congelar las células ES de ratón.
    1. Separar las células de los platos con tripsina, siguiendo el paso 2.2.
    2. Transferir las células a un tubo de plástico de 15 mL y centrifugar a 800 x g y temperatura ambiente por 3 minutos.
    3. Volcar suavemente el sobrenadante en un vaso de precipitados y resuspender el sedimento celular con 1 mL de recién hecho medio de congelación. Preparar la congelación medio 30 min antes de este paso para que esté a temperatura ambiente antes de usar.
    4. Transferencia de las células en medio a un tubo de microcentrífuga de 1.8 mL con una pipeta 1 mL de congelación y coloque el tubo de microcentrífuga en un recipiente de congelación. Añadir alcohol isopropílico a la línea de llenado del recipiente de congelación y mantener a temperatura ambiente antes de usar.
    5. Dejar los recipientes de congelación durante la noche en un congelador de-80 ° C.
    6. Los tubos de microcentrífuga de transferencia a un contenedor de nitrógeno líquido hasta 2 – 3 años.
      Nota: No mantener las células en el medio de congelación durante mucho tiempo y transferir rápidamente las células a un congelador de-80 ° C debido a la toxicidad de DMSO.
  2. Descongelar las células ES de ratón.
    1. Pre-calentar 50 mL de medio de suero en un baño de agua de 37 ° C.
    2. Sacar un frasco que contiene la célula desde el contenedor de nitrógeno líquido y sumerja el frasco tapado en un baño de agua de 37 ° C. Agitar rápidamente en el baño de agua para descongelar. Transferir las células a un tubo de 15 mL con una pipeta de 1 mL. Añadir 2 mL de medio de cultivo con suero en el tubo para diluir el medio de congelación y luego centrifugar a 800 x g y temperatura ambiente durante 3 minutos.
    3. Quite el sobrenadante y resuspender suavemente el pellet celular con 3 mL de medio fresco de Vc/PD0325901 con una pipeta de 5 mL.
    4. Las células de transferencia del tubo de 15 mL a un plato cubierto de gelatina y las células para 24 h. cultura la cultura las células otra vez como se describe en el paso 2.

4. Extracto de la proteína Total de las células

  1. Enjuague las células recolectadas con 1 mL de PBS y luego centrifugar a 800 x g y temperatura ambiente durante 3 minutos.
  2. Aspirar el sobrenadante y resuspender el precipitado de células completamente con RIPA buffer suplementado con TDT, inhibidor de la proteasa cóctel y PMSF mediante pipeteo suave. El volumen del almacenador intermediario RIPA es cerca de 5 x que de la celda de pellets.
    Nota: Llevar a cabo la resuspensión de células en el hielo.
  3. Mantener las células en almacenador intermediario RIPA por 30 min en hielo y centrifugar a 13.000 x g y 4 ° C durante 5 minutos.
  4. Transferir el sobrenadante a un tubo nuevo y guardar en alícuotas a-80 ° C.
  5. Determinar la concentración de la proteína con un kit de análisis de la proteína de Bradford.

5. extraer el ADN de las células y síntesis de ADN en un nucleósido solo usando enzimas

  1. Recoger las células con tripsina como se describe en los pasos 3.1.1 y 3.1.2.
  2. Realizar la extracción de ADN con un kit de purificación de DNA genómico siguiendo las instrucciones del fabricante.
  3. Almacenar el ADN extraído en tubos de centrífuga de 1 mL. Añada 100 μl de agua ultrapura en el tubo de centrífuga y disolver el ADN mediante pipeteo aproximadamente 15 veces. Determinar la concentración y evaluación de la calidad de la DNA por la medida de la absorbancia a 260 nm y 280 nm15. La concentración de ADN es aproximadamente 500 ng/μl.
  4. Digest 5 μg de ADN en un sistema de 50 μl de la solución: Añadir 5 μl de solución de Tris-HCl, pH 7.6 de 100 mM (concentración final: 10 mM), 2 U becerro intestinal la fosfatasa, 1 U DNasa I, 0.005 U snake venom fosfodiesterasa I y 5 μg de ADN (calcular el volumen añadido según la correcta concentración de ADN rojo, ~ 10 μl) en un tubo de centrífuga y aumentar el volumen de la solución a 50 μL con agua ultrapura. Incubar la mezcla a 37 ° C durante la noche. La solución de ADN digerida a 1.000 g y temperatura ambiente durante 1 minuto recoger la solución en la parte inferior de los tubos de centrífuga.
  5. Trasvasar la solución de ADN digerida de los tubos de centrífuga tubos de ultra filtración (un corte del peso de la molécula: 3 kDa) y centrifugar a 13.000 g y 4 ° C por 30 min eliminar las enzimas de la digestión.
  6. Preparar las muestras para análisis de 5mC y 5hmC.
    1. Para el análisis de 5hmC: pipeta 36 μl de solución de filtro a una nueva centrífuga de tubos (1 mL) y añada 4 μL de 5'-(hydroxymethyl-d3)-2'-desoxicitidina ([D3]-5hmC) con la concentración final de 3 nM.
    2. Para el análisis de la 5mC: Añadir 196 μl de agua ultrapura en un nuevo tubo de centrífuga y pipeta 4 μL de solución de filtrado al tubo (50-fold dilución), debido a la alta densidad de 5mC en la DNA genomic. 36 μl de la solución diluida de transferencia a un nuevo tubo de centrífuga y agregar 4 μL de (5'-(methyl-d3)-2'-desoxicitidina ([D3]-5mC) con la concentración final de 50 nM. Uso [D3]-5hmC y [D3]-5mC como estándar interno para calibrar 5hmC y 5mC, respectivamente.
  7. Transferir la solución de la muestra a tubos de medición y almacenar a 4 ° C. Analizar 5mC y 5hmC con ultra alto rendimiento líquido cromatografía-triple cuadrupolo espectrometría de masa con reacción múltiple monitoreo (UHPLC-MS/MS (MRM)) como se describe en un informe anterior15.

6. analizar la 5mC y 5hmC usar UHPLC-MS/MS15

  1. Configurar varios parámetros para el análisis de 5mC y 5hmC utilizando el software MS UHPLC.
    1. Establecer un nuevo método. Abra el software y haga clic en "archivo | Nuevo | Método". Exponer el cuadro de mensaje del Editor de métodos de"" el contenido "desea guardar los cambios para el método actual" y haga clic en "No".
    2. Construir los parámetros del muestreador. Haga clic en "Sampler | Configuración | Inyección". Entrada "a 5 μL en el volumen de inyección" y seleccione "Inyección estándar".
    3. Construir los parámetros de la bomba en UHPLC.
      1. Haga clic en "BinPump2 | Setup"para construir los parámetros de la bomba. Configurar el "Flujo" en "0.25 mL/min" y "Detener el tiempo" en "15 minutos".
      2. Configurar "Solvente B en 5%" y "Límites de la presión" en el "bar Max 600".
      3. Haga clic en "BinPump2 | Calendario"para construir la isocrática parámetros de elución para análisis de 5mC. Haga clic en "Añadir" para agregar una fila. Entrada "0.00" en el "Tiempo" y "5.0" en el "B %". Haga clic en "Añadir" una vez más para agregar una nueva fila. Entrada "15.00" en el "Tiempo" y "5.0" en el "B %".
      4. Haga clic en "BinPump2 | Calendario"para la construcción de los parámetros de elución gradiente para el análisis de 5hmC. Haga clic en "Append para agregar una fila. Entrada de 0.00 en el tiempo y 5.0 "B %". Haga clic en "Añadir" una vez más para agregar una nueva fila. Entrada "3.00" en el "Tiempo" y "5.0" en el "B %". Haga clic en "Añadir" para que otro 6 veces agregar 6 hileras. Entrada "3.01" en "Tiempo" y "15.0" en "% B", "6.00" en "Tiempo" y "15.0" en "% B", "6.01" en "Tiempo" y "100" a "B %", "10.00" en "Tiempo" y "100.0" en "% B", "10.01" en "Tiempo" y "5.0" en el "B %", "15.00" en el "Tiempo" y "5.0" en el "B %" en secuencia.
        Nota: Realice el análisis de 5mC y 5hmC individualmente debido a las condiciones de separación diferente de UHPLC.
    4. Construir los parámetros de la temperatura del compartimiento columna (TCC) en UHPLC.
      Haga clic en "TCC | Configuración | temperatura (izquierda) "y"30 ° C".
    5. Establecer los parámetros de la QQQ-MS/MS.
      1. Haga clic en "MS QQQ | Detener el tiempo | Sin límite/As de la bomba"," fuente de Ion | ESI"," tiempo de filtrado | Anchura máxima: 0,07 min ". Configurar "segmentos de tiempo: hora de Inicio: 0"; "Tipo de exploración: MRM"; "Valor de Div: MS"; "Delta EMV (+): 200" y "Delta EMV (-): 0".
      2. Construir los parámetros de control de las transiciones de 5mC, D3-5mC, CC, 5hmC y D3-5hmC
        1. Haga clic en "MS QQQ | Adquisición | Analizar los segmentos: Moran: 90"; "Fragmentor: 90"; "Energía de la colisión: 5"; "Voltaje de acelerador de la célula: 4" y "polaridad: positiva".
        2. Entrada "5mC" en"compuesto", "242" en "Precursor Ion", "126" en "Producto Ion" para el análisis de la 5mC. Haga clic en el botón derecho y seleccione "Agregar fila" para agregar una nueva fila. Entrada "D3-5mC" en"compuesto", "245" a "Precursor Ion", "129" a "Producto Ion" para D3-análisis de 5mC.
        3. Otro suplemento tres filas utilizando el mismo modo. Entrada "dC" en"compuesto", "228" a "Precursor Ion", "112" a "Producto Ion" para el análisis dC. Entrada "5hmC" en"compuesto", "258" en "Precursor Ion", "142" a "Producto Ion" para el análisis de 5hmC. Entrada D3-5hmC en el nombre compuesto "261" en "Precursor Ion", "145" a "Producto Ion" para D3-análisis de 5hmC.
      3. Construir los parámetros de la fuente del gas. Haga clic en "MS QQQ | Fuente | Fuente de los parámetros: temperatura del Gas: 300 ° C "; "Flujo de gas: 11 L/min"; "Nebulizador: 15 psi"; "Positivo-tubo capilar: 3500 V".
      4. Guardar el método propuesto. Haga clic en "MS QQQ | Instrumento | Guardar método como". Seleccione un camino para el método propuesto por el "Directorio" y dar un nombre para el método de introducir el contenido en el "Método", por ejemplo: Análisis de 5mC y 5hmC.
  2. Separación de UHPLC y MS/MS análisis de mononucleosides
    1. Preparar la fase móvil de 5mC y citosina (C) análisis: forma de la fase móvil de solución A y B. solución A: 500 mL de agua ultrapura con 500 μl de ácido fórmico (concentración final: 0,1%) y solución B: 500 mL de metanol al 100%. Mezclar solución A y B en el 95: 5 (v: v) como fase móvil a fin de eluir 5mC y C (definido en el paso 6.1.3.3). Fijar el caudal de 0.25 mL/min (ubicado en paso 6.1.3.1).
    2. Preparar la fase móvil por disolventes A y B para el análisis de 5hmC. A solvente es solución acuosa de los3 de 2.0 mM NH4HCO (pH 9.0) (500 mL), y B es 100% metanol (500 mL). 5hmC separados por una elución gradiente optimizado: 0-3 min, B el 5.0% y 95% A (v: v); 3-6 min., 15.0% B y 85% A; 6-10 min, 100% B; 10-15 min, B el 5.0% y 95% un (sistema de paso 6.1.3.4). Fijar el caudal de 0.25 mL/min (ubicado en paso 6.1.3.1).
  3. Utilizar electrospray MS/MS con MRM modo (en el paso 6.1.5.1) para analizar la elución de la columna y adoptar el modo de ion positivo (definido en el paso 6.1.5.2.1).
    1. Seguimiento de las transiciones: 5mC, 242→126 de m/z (energía de la colisión, 5 eV); [D,3]-5mC, 245→129 de m/z (eV 5); dC, 228→112 de m/z (eV 5); 5hmC, 258→142 de m/z (eV 5); [D,3]-5hmC, 261→145 de m/z (eV 5) (fije en paso 6.1.5.2.2).
    2. Las tensiones capilares y fragmento en +3,500 V (definido en el paso 6.1.5.3) y 90 V (ubicado en paso 6.1.5.2.1), respectivamente.
    3. El volumen de inyección en 5 μl y analizar cada muestra 3 veces (definidos en el paso 6.1.2). Emplean las correspondientes curvas estándar para evaluar la cantidad de 5mC y 5hmC.
      1. Establecer la curva estándar de 5mC: transferir 1 – 50 nM (1, 5, 10, 20, 50 nM, concentración final) solución estándar de 5mC en centrífuga de tubos y añadir 50 nM [D3]-5mC para tubos. Suplemento del volumen total de 50 μl. realizar el análisis de 5mC estándar siguiendo las instrucciones de la 5mC muestra (paso 6).
      2. Construir la curva estándar de 5hmC: transferir 1-20 nM (1, 2, 5, 10, 20 nM, concentración final) solución estándar de 5hmC a tubos de centrífuga y añadir 3 nM [D3]-5hmC a los tubos. Suplemento del volumen total de 50 μl. realizar el análisis de 5hmC estándar siguiendo las instrucciones de la muestra 5hmC (paso 6).

7. analizar la significación estadística

  1. Realizar el análisis estadístico utilizando el software.
    1. Abra el software y seleccione "Columna" en "nueva tabla y gráfico". Establecer los parámetros como sigue: "datos de la muestra | Inicio con una tabla de datos vacía"; "Elige un gráfico, el primer modo"; "Gráficas repeticiones o barras de error | Parcela | Significa con SEM".
    2. Haga clic en "Crear" para introducir las tres repeticiones del grupo Control y Vc/PD0325901-tratada en la línea "A" y "B", respectivamente. Seleccionar los seis datos y haga clic en "Analizar" en el "análisis".
    3. Seleccione "pruebast (y pruebas no paramétricas)" en "Análisis de columnas" y haga clic en "Aceptar" para entrar en la siguiente interfaz.
    4. Establecer los parámetros como sigue: "prueba de elegir | Nombre de prueba | Prueba t ; Opciones | Dos colas"; "Intervalos de confianza: 95%"; «Dígitos | Mostrar 4 dígitos". Haga clic en "Aceptar" para adquirir el valor de p entre el tratamiento Control y Vc/PD0325901.
  2. Evaluar la significación estadística entre el control y los grupos experimentales empleando dos colas y del estudiante t-pruebas16.
    Nota: p < 0.05 denota la diferencia que posee significación estadística. * p < 0.05, ** p < 0.01, *** p < 0.001.

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Resultados

VC/PD0325901 había inducido sinergia global de eliminación de las células ES de ratón. Mouse ES cells en suero exhiben hipermetilación del ADN, mientras que células ICM pluripotentes y PGCs muestran borrado global de metilación del ADN y el estado de hypomethylated está estrechamente relacionado con su pluripotencia9,10.

Anteriormente, nosotros y otros encontraron que Vc...

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Discusión

En el trabajo, hemos demostrado un nuevo método de la combinación de capital y PD0325901 para mantener las células de ratón ES en un estado indiferenciado y hypomethylated, que fue alcanzada por una acción sinérgica de promover la desmetilación del ADN por Vc y supresión de novo de DNA metilación de PD0325901. Por otra parte, las células ES de ratón demostraron gran morfología bajo el sistema de cultivo de Vc/PD0325901.

Para sustentar mejor el estado de las células de ratón ES en el s...

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Divulgaciones

Los autores no divulgar conflictos de interés.

Agradecimientos

Este trabajo fue financiado por la nacional Ciencias naturales Fundación de China (21435008 y 21327006 a H.W.) y el programa de investigación prioridad estratégica de la Academia China de Ciencias (XDB14030200 a H.W.).

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Materiales

Lista de materiales utilizados en este artículo
NombreEmpresaNúmero de catálogoComentarios
suero fetal bovino fuente de AustraliaCorning35-076-CVComponente del medio de células madre embrionarias de ratón
DMEM/glucosa altaHypclonaSH30022Componente del medio de células madre embrionarias de ratón
LIFMilliporeESG1107Componente de aminoácidos no esenciales del medio de células madre embrionarias de ratón
(NEAA)Gibco11140050Componente del medio
piruvato de sodioGibco11360070Componente del medio de células madre embrionarias de ratón
L-glutaminaGibco25030081Componente del medio de células madre embrionarias de ratón
Solución de penicilina estreptomicinaGibco15140122Componente del medio celular ES de ratón
PBSSigmaP5493Enjuague de células
tripsinaHicclonaSH30042Disociación celular
gelatinaSigma48722Recubrimiento de placas
PD0325901Stemolecule04-0006-10producto químico de molécula pequeña para cultivo celular
CHIR99021Stemolecule04-0004producto químico de molécula pequeña para cultivo celular
vitamina CSinopharm Chemical Reagent Co.,Ltd XW00508171producto químico de molécula pequeña para cultivo celular
Ultra Bioscience sistema de purificación de aguaPurelabUltraUltra agua
DMSOSigmaD8418Centrífuga de medio de congelación celular
Eppendorf5427Rextracción de ADN y proteínas
SigmaP8340Componente del tampón
PMSF Inhibidor de la proteasaThermoFisher Scientific36978Componente del tampón
RIPA DTTSigma43815Componente del tampón RIPA
EGTASigmaE3889Componente del tampón RIPA
Kit de purificación de ADN genómico PromegaA1125Extracción de ADN genómico
NanoDrop 2000ThermoFisher ScientificNanoDrop 2000Determinación de la concentración de ADN
fosfatasa intestinal de terneroNew England BiolabsM0290Digestión de
ADN DNasa INew England BiolabsM0303Digestión de ADN
serpiente fosfodiesterasa ISigmaP4506Digestión de ADN
Nanosep 3K OmegaPallOD003C35filtración de ADN digerido
1290 Sistema UHPLCAgilent 1290Separación UHPLC
G6410B espectrómetro de masas de triple cuadrupoloAgilent G6410BAnálisis MS/MS
Zorbax Eclipse Plus C18 columnaAgilent Zorbax Eclipse Pluscolum para separación
de UHPLC 5-metilcitosinaSolarbio Life SciencesSM8900 estándar 5mC
5-hidroximetilcitosina (estándar)Toronto Research ChemicalsM295900estándar 5hmC
Prdm14 anticuerpobioworldBS7634Western blot analysis-anticuerpo
primario Dnmt3aanticuerpo bioworldBS6587Western blot analysis-anticuerpo primario
Dnmt3b anticuerpoabcamab13604Western blot analysis-anticuerpo primario
Anticuerpo Dnmt3labcamab3493Análisis de Western blot-anticuerpo
primario Dnmt1anticuerpo abcamab13537Western blot analysis-anticuerpo
primarioβ-tubulina anticuerpobioworldBS1482MHWestern blot analysis-anticuerpo primario
anti-conejo IgGabcamab6721Western blot analysis-anticuerpo secundario
anti-ratón de cabra IgGabcamab6789Análisis de Western blot-anticuerpo secundario
TrizolInvitrogen15596-026 Sistema deextracción de ARN
PromegaA3500Transcripción inversa de ARN
GoTaq qPCR Master MixPromegaA6001RT-PCR
StemTAG kit de ensayo de tinción y actividad de fosfatasa alcalinaCélulas Biolabs, Inc.CBA-302  análisis de tinción de fosfatasa alcalina
células madre embrionarias de ratón: WT, 129 SvEvproporcionado por el profesor Guoliang Xu (Institutos de Ciencias Biológicas de Shanghái, Academia China de Ciencias, Shanghái, China)cepa celular de células madre
embrionarias de ratón microscopioZeissLSM510células
Prisma GraphPad 5.0Prisma GraphPad Software Inc.5.0Análisis estadístico
de células madre embrionarias de ratón Cóctel inhibidor de proteasa de RIPA veneno de cabra transcripción inversa de observación

Referencias

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Hipometilación del ADNtratamiento con vitamina Canálisis por UHPLC-MS/MSdetección de 5-metilcitosinaanálisis de 5-hidroximetilcitosinaexpresión de Prdm14supresión de Dnmt3bprotocolo de cultivo celular
Un método de cultura alternativa para mantener la hipometilación genómica de células madre embrionarias del ratón usando MEK inhibidor PD0325901 y vitamina C
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