L'objectif de ce rapport est de décrire les protocoles de dériver l'épithélium pigmentaire rétinien (EPR) à partir de cellules souches pluripotentes induites (iPS) en utilisant différentes tailles de corps embryoïdes.
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Article de méthode
L'objectif de ce rapport est de décrire les protocoles de dériver l'épithélium pigmentaire rétinien (EPR) à partir de cellules souches pluripotentes induites (iPS) en utilisant différentes tailles de corps embryoïdes.
Les cellules souches pluripotentes possèdent la capacité de proliférer indéfiniment et de se différencier en presque n’importe quel type de cellule. De plus, le développement de techniques pour reprogrammer les cellules somatiques en cellules souches pluripotentes induites (iPS) a suscité de l’intérêt et de l’enthousiasme pour la possibilité d’une médecine régénérative personnelle personnalisée. Cependant, l’efficacité de la différenciation des cellules souches vers une lignée souhaitée reste faible. Le but de cette étude est de décrire un protocole pour dériver l’épithélium pigmentaire rétinien (EPR) à partir de cellules iPS (iPS-RPE) en appliquant une approche d’ingénierie tissulaire pour générer des populations homogènes de corps embryoïdes (EB), un intermédiaire commun lors de la différenciation in vitro. Le protocole applique la formation de tailles spécifiques d’EB à l’aide de la technologie des plaques à micropuits. Les méthodes d’identification des marqueurs protéiques et géniques de l’EPR par immunocytochimie et réaction en chaîne par polymérase à transcription inverse (RT-PCR) sont également expliquées. Enfin, l’efficacité de la différenciation dans différentes tailles d’EB surveillées par l’analyse de tri cellulaire activé par fluorescence (FACS) des marqueurs EPR est décrite. Ces techniques faciliteront la différenciation des cellules iPS en EPR pour de futures applications.
Souches pluripotentes (iPS) induites sont un type de cellules souches pluripotentes dérivées par la reprogrammation des cellules adultes avec des facteurs extrinsèques 1. En revanche, les cellules souches embryonnaires (CSE), un autre type de cellules souches pluripotentes, sont générés à partir de la masse cellulaire interne du blastocyste 3.2. Malgré leurs origines différentes, les cellules iPS et les CES sont comparables dans leur capacité illimitée de reproduire in vitro et dans leur capacité à se différencier en tout type de cellule 4-5. Ces caractéristiques de cellules iPS en font des candidats idéaux pour des applications en médecine régénérative personnalisée. Récents efforts de recherche sont axées sur l'élaboration de protocoles de différenciation robustes pour produire des cellules adultes spécialisées, y compris épithélium pigmentaire rétinien (EPR) 6-11.
Pour les applications cliniques potentielles de cellules iPS dérivées, une différenciation dirigée pour ce type de cellule spécifique est indispensable. Il existe différentes méthodespublié pour la différenciation dirigée des deux cellules iPS en CES et RPE qui varie grandement dans leur efficacité 6-7, 12-16. Nous ne savons pas encore beaucoup d'événements moléculaires qui régissent le sort de cellules / tissus au cours du développement ou de la différenciation. Au cours des dernières années, des efforts ont été faits pour développer le protocole de différenciation qui peut imiter le développement embryonnaire dans la mesure du possible. Pendant la phase de blastocyste, non engagé population de cellules souches sont ensemble dans un micro-environnement en trois dimensions. Ainsi, diverses stratégies ont été appliquées pour rendre les cellules ESC / iPS assemblés et les cultiver en trois dimensions. Ces agrégats de cellules souches sont appelées corps embryoïdes (EBS). Des études ont montré que la différenciation EB de cellules souches imiter stade précoce du développement embryonnaire et peut spontanément donner lieu à endoderme primitif sur sa surface extérieure. Plus tard, le développement EB progresse, les phénotypes de cellules différenciées de tous les trois lignées germinales apparaissent 17-18. Therefore, protocoles de différenciation basée EBS ont attiré beaucoup d'attention à la différenciation in vitro de cellules ESC / iPS et sont un bon candidat pour la production de l'EPR à partir de cellules souches pluripotentes 13.
EB peuvent être faites en utilisant plusieurs méthodes à partir de cellules / iPS ESC. Initialement, EB ont été faites par raclage des colonies adhérentes et les maintenir dans une culture en suspension non adhérent. Cependant, cette approche donne population hétérogène de EB qui entraîne une faible reproductibilité. Hanging culture cellulaire de chute et micropuits formation EB base existe d'autres techniques populaires pour la formation EB qui donnent EB homogènes de tailles définies qui sont hautement reproductible. En outre, la technique de microtitration peut produire un grand nombre d'agrégats avec moins d'effort.
Différenciation des cellules à l'intérieur EB est régulée par un multiplex de signaux morphogéniques de l'microenvironnement extracellulaire et intracellulaire. Contrairement à la différenciation dans un LUN.Format olayer, EBS fournir une plate-forme pour l'assemblage complexe de cellules et de signalisation intercellulaire de se produire 17. Fait intéressant, le nombre de cellules souches pluripotentes utilisés pour fabriquer EB individuels a été observée pour influencer le destin des cellules. Par exemple, dans une étude de la différenciation hématopoïétique des CES humains, il a été observé que 500 cellules EB une différenciation vers la lignée myéloïde des cellules alors que 1000 EB poussé vers lignée érythroïde 20. Dans une autre étude, les petites EB favorisé la différenciation de l'endoderme alors que les grandes EB promus vers la différenciation neuro-ectoderme 11, 17.
Ces études antérieures suggèrent fortement que le nombre de cellules ESC / iPS utilisés pour fabriquer EB individuels affecte les EB différenciation en fonction de tous les types de cellules. Cependant, à notre connaissance, il ne existe pas d'études actuelles qui ont élucidé l'impact de la taille EB dans sa propension à se différencier vers RPE. Le but de cette étude est de caractériser l'influence deEB taille sur souches pluripotentes induites (iPS) - l'épithélium pigmentaire rétinien (iPS-RPE) différenciation et d'identifier le nombre de cellules optimale pour faire EBS pour la différenciation dirigée vers RPE lignée.
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1. Préparation des réactifs culture et la culture Plaques
2. iPS Culture
3. Le repiquage des cellules iPS
4. Génération d'EBS Utilisation Micropuits Plaques
5. Placage EB et différenciation Initier
6. Extraction de l'ARN et PCR
7. Immunocytochimie
8. coloration pour l'analyse FACS
9. iPS-RPE Isolement et culture
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Dans cette expérience, les cellules iPS ont été cultivées et différenciées dans la lignée de l'EPR d'EBS. EbS de tailles contrôlées ont été formés en utilisant des plaques micropuits. Comme on le voit sur la figure 1 la formation EB était homogène dans les plaques de microtitration. Ces EB ont ensuite été recueillies et étalées sur des plaques à 6 puits (figure 2).
RPE peuvent être identifiées par leur morphologie hexagonale classique, la pigmentat...
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Pour réaliser pleinement les promesses des cellules souches pluripotentes pour la thérapie cellulaire, il est nécessaire de réglementer leur différenciation d'une manière cohérente et reproductible. Ce rapport décrit les protocoles pour former EB grandeur contrôlée en utilisant la technologie de la plaque micropuits, engager la différenciation vers EPR et identifier des marqueurs de protéines et de gènes de RPE. Pour synchroniser la différenciation in vitro, tailles homogènes d'EBS ont été formés par un...
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Les auteurs n’ont rien à divulguer.
Les opinions ou affirmations contenues dans ce document sont les opinions personnelles des auteurs et ne doivent pas être interprétées comme officielles ou comme reflétant les vues du ministère de l’Armée ou du ministère de la Défense. Cette recherche a été réalisée alors que les auteurs Alberto Muñiz, Ramesh R Kaini, Whitney A Greene et Jae-Hyek Choi occupaient une bourse d’associé de recherche postdoctorale du Conseil national de recherches du Canada à l’USAISR. Ce travail a été soutenu par le programme de recherche en médecine clinique de réadaptation (CRMRP) et le programme de recherche en médecine opérationnelle militaire (MOMRP) de l’armée américaine.
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| Nom | Entreprise | Numéro de catalogue | Commentaires |
|---|---|---|---|
| Milieu mTeSR1 + supplément 5x | Stem Cell Technologies | 5850 | |
| Y-27632 (inhibiteur de roche) | Stem Cell Technologies | 72304 | |
| DMEM/F12 | Life Technologies | 11330-032 | |
| 2-Mercaptoethanol | Sigma | M-7154 | |
| Acides aminés non essentiels | Hyclone(Fisher) | SH30853.01 | |
| Sérum de remplacement Life | Technologies | 10828-028 | |
| Gentamicin ; | Life Technologies | 15750-060 | |
| L-Glutamine | Life Technologies | 25030-081 | |
| MEM media | Life Technologies | 10370-021 | |
| N1 supplément | Sigma | N-6530-5ML | |
| Taurine | Sigma | T-8691-25G | |
| Hydrocortisone | Sigma | H0888-1G | |
| Fœtus bovins sérum | Hyclone(Fisher) | SH3008803HI | |
| Triiodo-L-thyronine sodium ; sel | Sigma | T6397 | |
| Hydroxyde de sodium | Sigma | S5881 | |
| Dispase | Life Technologies | 17105-041 | |
| Matrigel | BD Biosciences | 354277 | |
| Saline tamponnée au phosphate | Hyclone(Fisher) | 10010-023 | |
| Aggrewell 400 plaque | Stem Cell Technologies | 27940 | |
| AggreWell medium | Stem Cell Technologies | 5893 | |
| Accutase | Stem Cell Technologies | 7920 | |
| BD Cytofix/Cytoperm Fixation/Perméabilisation Kit | Biosciences | 554714 | |
| souris Anti-anticorps PAX6 | Études de développement Hybridoma Bank | ||
| Rabbit Anticorps anti-RX | Abcam | Ab23340 | |
| Souris ; Anticorps anti-MITF | Thermo Scientific | MS-772-P | |
| Rabbit Anticorps anti-ZO-1 | Invitrogen | 40-2200 | |
| Mini kit RNeasy plus | Qiagen | 74134 | |
| PCR master mix | Promega | M7502 | |
| Kit ARN à ADNc haute capacité | Life Technologies | 4387406 |
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