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Article de méthode

Doigt de zinc nucléase Gene meilleur ciblage dans embryonnaires humaines Cellules souches

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DOI :

10.3791/51764

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23 août 2014

Dans cet article

Résumé

des lignées cellulaires rapporteurs offrent un moyen de visualiser, de suivre et d'isoler des cellules d'intérêt à partir de populations hétérogènes. Cependant, le ciblage génique en utilisant une recombinaison homologue conventionnelle dans les cellules souches embryonnaires humaines est extrêmement inefficace. Ici, nous décrivons le ciblage CNS lieu mésencéphale spécifique Pitx3 facteur de transcription avec EGFP en utilisant doigt de zinc nucléase amélioré recombinaison homologue.

Résumé

Une limitation majeure avec les protocoles de différenciation actuels cellules souches embryonnaires humaines (ESC) est la génération de populations cellulaires hétérogènes. Ces cultures contiennent les cellules d'intérêt, mais sont également contaminés avec les CES indifférenciées, les dérivés non-neural et d'autres sous-types de neurones. Ceci limite leur utilisation in vitro et in vivo dans des applications telles que la modélisation in vitro pour la découverte de médicaments ou la thérapie de remplacement cellulaire. Pour aider à surmonter cela, des lignées de cellules rapporteurs, qui offrent un moyen de visualiser, suivre et isoler les cellules d'intérêt, peuvent être conçus. Cependant, pour atteindre cet objectif dans des cellules souches embryonnaires humaines, par recombinaison homologue conventionnelle est extrêmement inefficace. Ce protocole décrit le ciblage de la homéobox pituitaire 3 (Pitx3) locus dans les cellules souches embryonnaires humaines en utilisant des nucléases zinc des doigts conçus sur mesure, qui introduisent double-brin de cassures de l'ADN spécifique au site, avec unePitx3 - vecteur donneur d'ADN spécifique de EGFP. Suite à la génération de la lignée cellulaire rapporteur Pitx3, il peut alors être différencié en utilisant des protocoles publiés pour une utilisation dans des études in vitro telles que la modélisation de la maladie ou la thérapie de remplacement cellulaire dans la maladie de Parkinson.

Introduction

Les cellules souches embryonnaires (ESC) de différenciation des protocoles actuels conduisent à des populations de cellules hétérogènes, en particulier en ce qui concerne la dérivation de phénotypes neuronaux spécifiques. Ainsi, bien que les cultures contiennent le phénotype cellulaire souhaité, d'autres neurones, les types de cellules non-neuronales et non différenciées sont souvent présents 1. Ces caractéristiques limitent l'application de l'ESC dérivée de sources cellulaires pour une utilisation dans la thérapie de remplacement cellulaire et la modélisation de la maladie in vitro.

Des lignées ce....

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Protocole

Toutes les procédures sont effectuées dans une hotte à flux laminaire stérile. Tous les milieux et solutions sont équilibrées à 37 ° C sauf indication contraire.

1 extension de CSP humaines (CSEh et hiPSCs, WA-09 utilisé dans ce protocole) pour la transfection

Remarque: Il n'est pas nécessaire d'étendre les CSEh sur Matrigel ou Geltrex. CSEh élargis sur les fibroblastes embryonnaires de souris (MEF) peuvent être utilisés pour l'électroporation ou nucléofection après une étape d'élimination MEF (voir section 2.8).

  1. Préparer une boîte de 100 mm x 1 et x 75cm2 ballon de DR4 MEF à 2,0 x 1....

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Résultats

Après co-électroporation de la Pitx3 paire zinc-finger conçu sur mesure avec le Pitx3 - EGFP vecteur donneur d'ADN spécifique de, et la sélection à la puromycine ultérieure, les clones de CSEh positifs ont d'abord été détectés par dépistage génomique par PCR (figure 1). L'hybridation par Southern blot de ces clones positifs de PCR avec 5 'et 3' des sondes spécifiques confirmé ciblage correct à l'exon 1 du locus Pitx3 (figure 2), avec un rendement de 1.......

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Discussion

La génération de lignées cellulaires rapporteurs offre un moyen puissant pour suivre, visualiser et d'isoler les cellules d'intérêt à partir d'une population hétérogène provenant de CSEh. Cependant, le ciblage génique par recombinaison homologue classique s'est avérée être extrêmement inefficace pour CES de l'homme 3. Dans ce protocole, nous décrivons une technique relativement simple pour introduire un RP dans l'exon l'un des locus Pitx3, dans CSEh en utilisant un vecteur.......

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Déclarations de divulgation

Les auteurs n'ont rien à divulguer.

Remerciements

Travaux décrits dans ce protocole a été rendue possible grâce au financement du gouvernement de Victoria dans le cadre d'une alliance de collaboration avec l'Institut californien pour la médecine régénérative (CIRM).

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Matériaux

Liste des matériaux utilisés dans cet article
NomEntrepriseNuméro de catalogueCommentaires
Fibroblastes embryonnaires de souris (DR4)GlobalStemGSC-6004G
GelatinSigmaG1393-100ML
HBSS, sans calcium, sans magnésium, sans rouge de phénol (HBSS)Life Technologies14175-095
DispaseStemCell Technologies7923
Grattoir cellulaireCorning3008
AccutaseLife TechnologiesA11105-01
Y27632Axon MedchemAxon 1683
Crépine cellulaire - 40 &mu ; mBD Biosciences352340
33 mm - 0,22 &mu ; m filterMilliporeSLGP033RS
rhFGF2R& D Systems233-FB-025/CF
ÉlectroporateurBioRad165-2661
Cuvette d’électroporation 0,4 cmBioRad165-2088
Humain TV-hPITX3-construction de ciblage avantAddgene31942
ZFN Kit ; Humain PITX3Sigma-AldrichCKOZFN1050-1KT
PuromycinInvivoGenant-pr-1
MatrigelBD Biosciences354277
GeltrexLife TechnologiesA1569601
NaClSigma-AldrichS3014
Dulbecco’s Modified Eagle Medium (DMEM)Life Technologies10566-016
Sérum fœtal de bovin, qualifié, inactivé par la chaleur, origine américaine (FBS)Life Technologies16140-071
Pen/StrepLife Technologies15070-063
Mélange de milieu et de nutriments modifié Dulbecco’s Eagle F-12 (DMEM/F12)Life Technologies11320-033
Remplacement de sérum KnockOut (KSR)Life Technologies10828-028
Acides aminés non essentiels MEM  ; (NEAA)Life Technologies11140-050
GlutaMAXLife Technologies35050-061
ß ;-mercaptoéthanolLife Technologies21985-023
N-Lauroylsarcosine solution de sel sodique (Sarcosyl) (30 %)Sigma-Aldrich61747
EDTASigma-AldrichE9884
Trizma HydrochlorideSigma-AldrichT3253
Proteinase K solution (20 mg/ml)Bioline AustraliaBIO-37084
Expand Long Template PCR SystemRoche Australia11681834001
hPITX3 L arm gen. F (amorce) : 5' TGTCCTAAGGAGAATGGGTAACAGACA 3'GeneWorks, Australie
hPITX3 L bras GFP R (amorce) : 5' ACACGCTGAACTTGTGGCCGTTTA 3'GeneWorks, Australie
HyperLadder 1 kb  ;Bioline AustralieBIO-33025
GelRedJomar Bioscience, Australie41003

Références

  1. Nefzger, C. M., et al. Lmx1a Allows Context-Specific Isolation of Progenitors of GABAergic or Dopaminergic Neurons During Neural Differentiation of Embryonic Stem Cells. Stem Cells. 30 (7), 1349-1361 (2012).
  2. Zeng, W. R., Fabb, S. R. A., Haynes, J. M., Pouton, C. W.

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Réimpressions et autorisations

Étiquettes

Rapporteur PITX3ÉlectroporationSouthern BlotCriblage par PCRCo-culture de MEFDissection de coloniesSélection antibiotique