מאמר שיטה

התמיינות תאי גזע פלוריפוטנטיים אנושיים שאינם מהונדסים לתאי אב עצביים

8 ביולי 2025

במאמר זה

תקציר

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

מקור: Cvetkovic, C., et al. Synaptic Microcircuit Modeling with 3D Cocultures of Astrocytes and Neurons from Human Pluripotent Stem Cells. J. Vis. Exp. (2018).

סרטון זה מדגים את הדור של תאי אב עצביים מתאי גזע פלוריפוטנטיים אנושיים שאינם מהונדסים ומהונדסים. hPSCs מתמיינים לתאי אב עצביים באמצעות מדיום התמיינות עצבי. בעוד התמיינות מושרית בתאים שאינם טרנסגניים באמצעות מולקולות קטנות, hPSCs טרנסגניים מתמיינים על ידי הוספת אנטיביוטיקה המשרה את המקדם עבור גורם שעתוק ספציפי התמיינות עצבית.

פרוטוקול

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

אישורים אתיים התקבלו בעת ביצוע הניסויים.

1. תרבית תאים והכנת מגיבים

  1. מכינים צלחות מצופות לתרבית תאים.
    1. תמיסת ציפוי מטריצה חוץ-תאית מדוללת (ECM) עם מדיית תערובת F-12 (DMEM/F12) של Dulbecco להכנת תמיסת מלאי של 1 מ"ג/מ"ל. Aliquot את פתרון מלאי ECM מדולל לתוך 30 צינורות חרוטיים של 3 מ"ל כל אחד ומיד לאחסן ב -20 ° C. לפתרון עבודה, השהה מחדש 3 מ"ל של מלאי ECM ל- 33 מ"ל של מדיה DMEM/F12 מקוררת מראש, והביא את הנפח הכולל ל- 36 מ"ל לריכוז של 80 מיקרוגרם / מ"ל.
    2. מעיל 1 מ"ל לכל באר של צלחת תרבית תאים 6 בארות עם פתרון עבודה ECM. הוסף 1 מ"ל DMEM/F12 נוספים לכל באר (במידת הצורך) כדי להבטיח שפני השטח של הבאר מכוסים במלואם. אפשר לצלחות תרבית התאים המצופות 6 בארות לשבת בטמפרטורת החדר לפחות שעה אחת לפני השימוש.
      הערה: ניתן לאחסן צלחות מצופות באינקובטור או בטמפרטורה של 4°C למשך עד שבועיים.
  2. הכינו פורמולציות מדיה, גורמי גדילה ומולקולות קטנות.
    1. כדי להכין 500 מ"ל של תווך תאי גזע פלוריפוטנטיים אנושיים (hPSC), הוסף תוספי 20x ו- 500x בהתאם להוראות היצרן.
    2. כדי להכין 500 מ"ל של מדיום עצבי (NM), להוסיף הפרין לריכוז סופי של 2 מ"ג / מ"ל, 1x של פתרון אנטיביוטי/אנטי-מיקוטי, 1x תוסף B27 או 1x תוסף N2 לבקבוק 500 מ"ל של DMEM/F12 עם תוסף L-גלוטמין כפי שפורט קודם לכן.
    3. להכנת תמיסת מלאי של 10 מילימטר (1,000x) של מעכב רו-קינאז Y27632 (Y), יש להוסיף 10 מ"ג אבקה ל-3 מ"ל של מלח חוצץ פוספט (PBS). יש לעקר ולסנן בטמפרטורה של -20°C. יש להשתמש בריכוז עבודה של 10 מיקרומטר בחומרי הדפסה.
    4. להכנת תמיסת מלאי של 20 מ"מ (10,000x) של SB431542, יש להוסיף 10 מ"ג אבקה ל-1.3 מ"ל של דימתיל סולפוקסיד (DMSO). כדי להכין תמיסת מלאי של 2 mM (1,000x) של DMH1 (4-[6-(4-Isopropoxyphenyl)pyrazolo[1,5-a]pyrimidin-3-yl]quinoline, 4-[6-[4-(1-Methylethoxy)phenyl]pyrazolo[1,5-a]pyrimidin-3-yl]-quinoline), להוסיף 10 מ"ג אבקה לתוך 13.1 מ"ל של DMSO. סנון, עיקור, aliquot, ולאחסן כל פתרון ב -20 ° C. יש להשתמש בכל אחד מהם בריכוז עבודה של 2 מיקרומטר במדיה (NM + SB431542 + DMH1).
      הערה: פרוטוקול זה ממליץ על ריכוזי עבודה של 2 מיקרומטר הן של SB431542 והן של DMH1 בהתבסס על התצפיות שלנו ודיווחים של אחרים הקובעים כי ריכוז זה מקדם ביעילות אינדוקציה עצבית מתאי גזע גזעיים גזעיים. כמו כן דווח על ריכוזים גבוהים יותר. בנוסף, עם מדיה חלופית, הוכח גם כי מולקולות קטנות אינן נחוצות להמרה עצבית גבוהה. לפיכך, ריכוזי העבודה ישתנו בהתאם לסביבות תרבית תאים חלופיות, וריכוזים אופטימליים צריכים להיבדק על ידי חוקרים בודדים.
    5. כדי להכין תמיסת מלאי של דוקסיציקלין הידרוכלוריד (Dox), יש להמיס תחילה אבקה ב-DMSO ל-100 מ"ג/מ"ל ולאחסן בטמפרטורה של -20°C. לדלל אותו עוד יותר כדי ליצור תמיסת מלאי של 2 מ"ג / מ"ל (1,000x) ב- PBS ולאחסן ב -20 ° C. השתמש בריכוז עבודה של 2 מיקרוגרם / מ"ל במדיה; לדוגמה, הוסף 50 μL Dox ל- 50 מ"ל של NM (NM + Dox).
      הערה: אין להקפיא מחדש את התמיסות לאחר ההפשרה.

2. יצירת תת-סוגים עצביים מתאים פלוריפוטנטיים המושרים על ידי בני אדם (hPSCs)

הערה: כל תרביות התאים צריכות להישמר באינקובטור עם 5% CO2 ב 37 ° C. תרביות אלה נשמרות ברמות חמצן בחדר, אם כי ניתן להשתמש ברמות נמוכות יותר.

  1. ליצור ולתחזק אבות אסטרוציטים (hAstros) מ hPSCs.
    הערה: סעיף זה מספק פרוטוקול בידול קצר ופשוט. (איור 1A, קופסה ירוקה מנוקדת).
    1. אשכולות זרעים של hPSCs (איור 1B) על צלחות 6 בארות מצופות ECM עם 2 מ"ל של hPSC בינוני + Y לכל באר. יש להאכיל את תאי הגזע מדי יום עד שהם מתלכדים בכ-50% ומתפצלים לפי הצורך.
      1. כדי לפצל hPSCs, הוסף 1 מ"ל של מגיב עובר לבארות ולשאוף לאחר 1 דקה. לדגור על תאים בטמפרטורת החדר במשך 5 דקות, להוסיף 1 מ"ל של hPSC בינוני, ולפצל אגרגטים 1:10 על בארות מצופות ECM חדשות ב 2 מ"ל של hPSC בינוני + Y לכל באר.
    2. שמור על תאי הגזע עד שהם כ 50% confluent, ולאחר מכן לשנות מדיה NM + SB431542 + DMH1 כדי לגרום התמיינות עצבית (יום 0). כאשר התאים נפגשים בכ-95%, יש לפצל ביחס של 1:6 לבארות חדשות מצופות ECM באותו תווך.
    3. ביום ה -14, נתקו את התאים עם תמיסת ניתוק והעבירו לבקבוק לא מצופה עם Y כדי לקדם היווצרות אגרגטים.
      הערה: התוספת של Y משמשת לקידום הישרדות התא ויצירת כדורים, אך אינה נכללת במהלך כל הזנה.
    4. עבור הדור של אבות עצביים ונוירונים (hNeurons), להשתמש אלה יום 14 תאים כדי להתמיין כפי שמתואר עבור תאים טרנסגניים.
  2. צור ותחזק נוירונים מושרים (iNeurons) מתאי גזע גזעיים (hPSC).
    1. זרע hPSCs טרנסגניים (עם נוירוגנין 2 יציב המושרה דוקסיציקלין) על לוחות 6 בארות מצופים ECM עם 2 מ"ל של hPSC בינוני + Y לכל באר (כמתואר לעיל עבור קווים שאינם טרנסגניים). יש להאכיל כל יום ב-2 מ"ל של מדיה לכל באר עד שהם מוכנים להרים ב-70% התמזגות. פיצול תאים כמתואר לעיל.
    2. כאשר התאים נפגשים בכ-35%, הוסיפו NM + Dox כדי לגרום להתמיינות ל-iNeurons.
      הערה: תאים יעברו לאבות עצביים, אך עדיין לא יאריכו את תאי העצב.

הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.

תוצאות

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

figure-results-1
איור 1: תיאור הדרגתי של התמיינות והיווצרות של ספירות עצביות תלת-ממדיות שמקורן ב-hPSCs. (A) ציר הזמן של שלבי מפתח בפרוטוקול. (B) אוכלוסיות טהורות של תאים עצביים יכולות להיווצר מתאי גזע פלוריפוטנטיים המושרים על ידי בני אדם (hPSCs). (C) תאי עצב מושרים (iNeurons; ראה סעיף 2.2) הנוצרים מתאי גזע גזעיים טרנסגניים באמצעות ביטוי יתר מושרה של נוירוגנין 2 מדגימ...

הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.

גילויים

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
לא הוכרז על ניגוד עניינים.

חומרים

רשימת החומרים שנעשה בהם שימוש במאמר זה
שםחברהמספר קטלוגהערות
6 צלחת בארפישר סיינטיפיק08-772-1B
15 מ"ל צינורות חרוטייםאולימפוס פלסטיק28-101
אקוטאזהסיגמאA6964-100MLפתרון ניתוק
B27תרמופישר17504044מוסף מדיה
BrainPhys מדיום עצביטכנולוגיות תאי גזע5790חלופה נוירופיזיולוגית בינונית בסיסית
DMEM/F12תרמופישר10565-042עם תוסף GlutaMAX
DMH-1טכנולוגיות תאי גזע73634סכנה: רעיל בבליעה. ריכוז עבודה: 2 מיקרומטר
דוקסיציקלין הידרוכלוריד (Dox)סיגמאD3072-1 מ"לסכנה: רעיל לנשים בהריון. ריכוז עבודה: 2 מיקרוגרם/מ"ל
Hemacytometer או מונה תאים אוטומטילייף טכנולוגיותAMQAX1000
הפאריןסיגמאH3149-50KUריכוז עבודה: 2 מ"ג / מ"ל
מטריצת קרום מטריג'לקורנינג354230פתרון ציפוי ECM. ריכוז עבודה: 80 מיקרוגרם / מ"ל. הכינו על קרח וודאו שהפיפטה, הצינורות והמדיה מקוררים מראש.
N2תרמופישר17502048מוסף מדיה
מלח חוצץ פוספט (PBS)טכנולוגיות תאי גזעCA008-300
פולי-ל-אורניתין (אש"ף)סיגמאP3655-100MGריכוז עבודה: 0.5 מ"ג / מ"ל
ReLeSRטכנולוגיות תאי גזע5872ניתוק ומגיב עובר
מעכב רו-קינאז Y27632- (Y)טוקריס1254ריכוז עבודה: 10 uM
SB431542טכנולוגיות תאי גזע72234ריכוז עבודה: 2 מיקרומטר
בקבוק תרבות T25אולימפוס פלסטיק25-207מכסים מאווררים
T75 תרבות בקבוקאולימפוס פלסטיק25-209מכסים מאווררים
TeSR-E8 בינוני בסיסיטכנולוגיות תאי גזע5940תאי גזע פלוריפוטנטיים אנושיים (hPSC) בינוניים
תוספי TeSR-E8טכנולוגיות תאי גזע5940תוספים למדיום תאי גזע פלוריפוטנטיים אנושיים
כחול טריפאןInvitrogenT10282

הדפסות חוזרות והרשאות

בקש הרשאה לשימוש חוזר בטקסט או באיורים של מאמר JoVE זה

בקש הרשאה

תגיות

מאמרים קשורים