פרוטוקול זה מתאר שיטת חיתוך מכאנית רומן המאפשרת ההתרחבות של אגרגטים גזע ותאים אב עצביים כדוריים ללא ניתוק להשעית תא בודד. שמירה על קשר תא / תא מאפשרת צמיחה מהירה ויציבה במשך 40 מעברים.
מאמר שיטה
פרוטוקול זה מתאר שיטת חיתוך מכאנית רומן המאפשרת ההתרחבות של אגרגטים גזע ותאים אב עצביים כדוריים ללא ניתוק להשעית תא בודד. שמירה על קשר תא / תא מאפשרת צמיחה מהירה ויציבה במשך 40 מעברים.
טכניקת הרחבת תא לצבור מספר גדול של תאים מדגימה אחת עבור ניסויי מחקר וניסויים קליניים תרוויח הקהילה בתאי גזע באופן משמעותי. שיטות הרחבה הנוכחיות רבות מייגע ויקרות, ואלה הקשורים ניתוק מוחלט עלולים לגרום לכמה סוגי גזע ותאים ובתאים לעבור התמיינות או הזדקנות מוקדמת. כדי להתגבר על בעיות אלה, פיתחנו שיטת passaging מכאנית אוטומטית המכונה "קיצוץ" כי הוא פשוט ולא יקר. טכניקה זו מונעת ניתוק כימי או אנזימטי לתאים בודדים, ובמקום זאת מאפשרת להרחבה בקנה מידה גדולה של תרבויות מושעים, אליפטית, כי לשמור על קשר עם תא / תא קבוע. שיטת הקיצוץ יש בעיקר נעשתה שימוש בתאים עובריים שמקורם במוח עצבי אב או neurospheres, ולאחרונה יצאה לאור לשימוש בתאי גזע עצביים שמקורם בתאי גזע pluripotent עובריים ומושרים. Involv ההליךes זריעת neurospheres על גבי צלחת פטרי תרבית רקמה ולאחר מכן עובר להב חד, סטרילי דרך תאי יעילות אוטומציה של התהליך המייגע של ידני מכאני מתנער בכל תחום. השעיית תאים בתרבית מספקת יחס שטח לנפח חיובי פני השטח; כפי שניתן גדלו מעל 500,000 תאים בתוך neurosphere אחד של פחות מ 0.5 מ"מ קוטר. בבקבוק T175 אחד, מעל 50 מיליון תאים יכולים לגדול בתרבויות השעיה לעומת רק 15 מ'בתרבויות חסיד. חשוב מכך, הליך הקיצוץ נעשה שימוש בפרקטיקת ייצור טוב הנוכחית (cGMP), המאפשר ייצור כמות המוני של מוצרי תא כיתה קלינית.
יש היסטוריה של הרחבת תאי גזע עצביים מכרסמים בתרבות כמו גם monolayer 1-3 או 4-7 neurospheres המצרפי ארוכה. בנוסף, תאים אנושיים ותאים עצביים (hNPCs) מבודדים מאזורים השונים של מערכת העצבים המרכזית מתפתחת 8-17 הורחבו במבחנה. תאים אלה הם דו עוצמה, מסוגל להבדיל לשני האסטרוציטים ונוירונים והיה כלי שימושי מאוד בלימוד התפתחות עצבית 18,19 ו20,21 מנגנון מחלה. hNPCs גם הושתל לתוך מודלים של בעלי חיים רבים ושונים של מחלות מערכת עצבים מרכזיות עם רמות משתנות של אינטגרציה, הישרדות והשפעות פונקציונליות 22-24.
באופן מסורתי, מכרסם או NPCs נגזר עוברי האנושי חשופים לגורמי גדילה - גורם לעתים קרובות אפידרמיס צמיחה (EGF) ו / או גידול פיברובלסטים גורם-2 (FGF-2) 25-28 - ושניהם 29 חסיד ושלושהמערכות אליפטית ממדיות בדרך כלל passaged באמצעות ניתוק האנזימטית לתוך השעיה תא בודד 30-34. השיטה סטנדרטית להרחבת תאים למחקר או לשימוש קליני היא כmonolayer חסיד בשל מניפולציה קלה. עם זאת, יש לנו הראינו כי hNPCs monolayer passaging וneurosphere עם האנזימטית או תמיסות כימיות הביאה להזדקנות המוקדמת 35. בנוסף, דיסוציאציה האנזימטית עלולה לגרום לרמות מוגברות של מומים בידול וkaryotypic מבוססים על נתונים הפגינו עם תאי גזע עובריים 36-38. למרות שהשיטה סטנדרטית של hNPCs passaging הפיקה בפועל ייצור טוב הנוכחיים מוצרי כיתה (cGMP) שהושקעו בשלב 1 בניסויים קליניים (בתאי גזע Inc, Neuralstem Inc), השיטה מותר רק כמה סיבובים של הגברה תא, המגביל את בנקאי פוטנציאלי.
ברור, ניסויי מחקר גדולים וניסויים קליניים בעתיד יכולים להפיק תועלת מהיכולתלהפיץ תאים בכמויות גדולות ועם הזדקנות מתעכבת כדי לאפשר צמיחה בקנה מידה גדולה ובבנקאות סלולרי. כדי לענות על צורך זה, פיתחנו רומן ודרך אוטומטית של neurospheres שלמות מכאנית passaging ידי "לקצוץ" אותם לקבוצות קטנות כדי לשמור על קשר תא אל התא. בשיטה זו גדלה מאוד תרבות תוחלת החיים 39 והשעיה שלהם מאפשרת שימוש יעיל יותר של שטח חממה בהשוואה לתרבויות monolayer, כפי שניתן לראות בשיטת תרבות bioreactor 3D אלטרנטיבית 40. פרוטוקול הקיצוץ בתנאי מאפשר לייצור של בנקים בקנה מידה גדולה ממדגם העובר אחד גדול יותר ממעבר 10, הישג סביר בשיטות passaging סטנדרטיות. בעוד ששיטה זו לhNPCs passaging היא בלתי שגרתית, הוא גדל ב פופולריות והיה לאחרונה, שפורסם עם סוגי תאים אחרים כגון תאי גזע עצביים שמקורם עוברי אנושי ותאי גזע pluripotent מושרה, המאפשרים התרחבות בקנה מידה גדולה עבור יישומים שונים, כולל בvדוגמנות המחלה itro 41-46. חשוב מכך, בנק תאים בדרגת cGMP hNPC כבר הופק בשיטת החיתוך, הוכחת כי הטכניקה יכולה להיות מיושמת כלפי יישומים קליניים בעתיד.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
1. הצהרה ובטיחות אתיות
2. הכנת הציוד, חומרי גלם, חומרים כימיים, ותצפיות
| בקבוק | נפח תקשורת בסך הכל | טרום צ'ופ | → | פוסט קוצצים |
| T12.5 1 | 5 מיליליטר | T12.5 1 | → | T25 1 |
| T25 1 | 10 מיליליטר | T25 1 | → | T75 1 |
| T75 1 | 20 מיליליטר | T75 1 | → | T175 1 |
| T175 1 | 40 מיליליטר | T175 1 | → | 2 T175s |
| 80 מיליליטר | 2 T175s * | → | 4 T175s | |
| * 2 T175s הוא המספר המרבי של צלוחיות שניתן קצוץ בכל פעם. קוצץ בסטים של 2 T175s ומתייחסים לשלב 7. | ||||
טבלת 1. הפרדיגמה התרחבות hNPC. תיאור של תכנית הרחבה טיפוסית לhNPCs. זהו תקן להרחבה שני לקפל volumetrically כל 7-10 ימים.
3. התקנה ופר

איור 1. פר רקמות McIlwain. א) קוצץ מיקרומטר עובי הסתגלות, בסיס זרוע B) ופר וזרוע מצורף, C) הוק על בעל צלחת לצלחת פטרי, D) ידית שחרור שולחן ומגש, E) ידית שליטת כוח הלהב, F) איפוס מתג, בעל פלייט) G, H קובץ מצורף) בורג ללהב, אבזם ואגוז, אני) ברגים אגוזים כלולים במסוק, J) אגוז להב / אבזם, אבזם להב K), L ) כפתור בקרת מהירות חיתוך אוטומטי, M) מתג הפעלה כפתור הפעלה זרוע חיתוך ידני, N).
4. נוהל טרום קוצצים

איור 2. הכנת כדור לקיצוץ.) Lean צפחת () s נגד מתלה צינור או פריט דומה ליישב את הכדורים בפינה של בקבוק. ב ') מעבירים את הכדורים כמו בצפיפות ככל האפשר מצינור חרוטי לפטרי מנה. C) ברכת הכדורים מצינור חרוטי בtהוא אמצע צלחת פטרי. ד) סר כמו supernatant ככל האפשר מהחלק העליון של ספירות ונקווה. E) מורחים את הכדורים החוצה באמצעות הצד של קצה micropipettor פלסטיק. F) בעדינות להעביר את הכדורים אל צד אחד של הבריכה התחומים. דוגמא G) של תחומים שכבר עברו לצד אחד של הבריכה כדי להקל על הסרת תקשורת. H) תמצית פרושים על צלחת פטרי, מוכנה לקיצוץ. לחצו כאן לצפייה בתמונה גדולה יותר.
| עמודה | טור ב ' | טור ג' | העמודה D | עמודת E | העמודה F | |
| גודל בקבוק טרום צ'ופ | → | גודל פוסט קוצצים צפחת (ים) | נפח של MM הציע להעביר לבקבוק חדש (ים) מראש לקצוץ | נפח מוצע של CM להעביר לבקבוק חדש (ים) מראש לקצוץ | נפח מוצע של תחומים / תקשורת להעביר לבקבוק חדש (ים) הודעה צ'ופ | נפח סופי זורעים / בקבוק |
| T12.5 | → | T25 | 5 מיליליטר | 0 מיליליטר | 5 מיליליטר | 10 מיליליטר |
| T25 | → | T75 | 10 מיליליטר | 0 מיליליטר | 10 מיליליטר | 20 מיליליטר |
| T75 | → | T175 | 20 מיליליטר | 10 מיליליטר | 10 מיליליטר | 40 מיליליטר |
| T175 1 | → | 2 T175s | 20 מיליליטר לכל בקבוק | 15 מיליליטר לכל בקבוק | 5 מ"ל לכל בקבוק | 40 מיליליטר |
| 2 T75s | → | 4 T175s | 20 מיליליטר לכל בקבוק | 17.5 מיליליטר לכל בקבוק | 2.5 מיליליטר לכל בקבוק | 40 מיליליטר |
טבלה 2. מדריך העברת מדיה לפני / אחרי צ'ופ. כרכים הציעו להשתמש במהלך תהליך החיתוך.
5. קוצצים נוהל
6. נוהל פוסט קוצצים
. 7 וריאציות תהליך - צלוחיות מרובות
ישנם כמה הבדלים כשpassaging יותר משני T175s. הצעדים להלן שינויים של הצעד בהפניה.
8. Cryopreservation
הפרוטוקול הבא מיועד לשימור בהקפאה hNPCs.
her.within-page = "תמיד"> 
pipets פסטר איור 3. זכוכית אש ליטוש.) החזק את pipet בחלק העליון של הלהבה וספין כדי דוגמא לאופן שווה סביב שולי pipet הזכוכית. ב) pipet אש זכוכית מלוטשת גדול נשא. דוגמא ג') של pipet זכוכית אש מלוטשת בקוטר קטן.

מקפיא קצב מבוקר
| שלב | שיעור (° C) | טמפרטורת הסוף (° C) | חזק (מזער) | הדק |
| 1 | - | - | שניות 0 5 דקות | הלשכה |
| 2 | - 1.3 | - 5 | - | מדגם |
| 3 | - | - | שניות 0 1 דקות | הלשכה |
| 4 | - 45 | - 58 | - | הלשכה |
| 5 | + 10 | - 26 | - | הלשכה |
| 6 | + 3 | - 23 | - | הלשכה |
| 7 | - 0.8 | - 40 | - | מדגם |
| 8 | - 10 | - 100 | - | הלשכה |
| 9 | - 35 | - 160 | - | הלשכה |
לוח 3. צעדים להקפאת hNPCs בr מבוקראכלתי במקפיא. תכנית הציעה לשימור בהקפאת hNPC במקפיא קצב מבוקר.

איור 4. עקומת הקפאה לדוגמא. עקומת הקפאה אופיינית עבור hNPCs במקפיא קצב מבוקר.
9. הפשרת נוהל
הפרוטוקול הבא הוא עבור p cryogenically ההפשרהhNPCs שמורות.
| # של בקבוקונים | נפח כולל זריעה (מיליליטר) | בקבוק |
| 1 | 5 | T12.5 |
| 2 | 10 | T25 |
| 3 | 15 | T75 |
| 4 | 20 | T75 |
| 5 | 25 | T75 |
| 6 | 30 | T175 |
| 7 | 35 | T175 |
| 8 | 40 | T175 |
| 8 + | - | שילוב של צלוחיות |
לוח 4. גדלי בקבוק המבוססים על מספר cryovials מופשר. נפח הציע וגודל בקבוק זרע לאחר הפשרת hNPCs.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.

מספרים סלולריים איור 5. נציגי נתונים.) תחזית של hNPCs הקפוא ב p19, ולאחר מכן הפשירו והתרחבו כmonolayer חסיד באמצעות ניתוק האנזימטית בהשוואה לneurospheres passaged באמצעות שיטת החיתוך. יום 0 מייצג כאשר התאים היו מופשרים בp20. ב ') נציג תמונות של תחומים מראש לקצוץ, 10X. C) נציג תמונות של ת...
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.

איור 6. חיתוך סכמטי. הרחבת תאי גזע אליפטית / אב בתרבות בשיטת החיתוך המכני.
שלבים קריטיים
סקירה של הפרדיגמה הרחבת הקיצוץ מוצגת באיור 6. גודל כדור hNPC הוא אחד הקריטריונ...
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
יש המחברים אין לחשוף.
אנו מודים לד"ר Soshana סוונדסן לביקורת ועריכת דוח זה קריטי. עבודה זו תרמה לעל ידי NIH / NINDS 1U24NS078370-01 וCIRM DR2A-05,320.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
| שם | חברה | מספר קטלוג | הערות |
|---|---|---|---|
| , 50 מ"ל | Fisherbrand | FB-100-50 | מספר יצרנים/ספקים |
| ארון בטיחות ביולוגית, Class II | Baker | SG-603A | 4 רגל או 6 רגל דגם. דגם 6 רגל מומלץ; מספר יצרנים/ספקים |
| להבים, Double-edge Prep | Personna | 74-0002 | מספר יצרנים/ספקים. זהירות: |
| מדיה להקפאת תאים | Sigma-Aldrich | C6295-50ML | DMSO, |
| צנטריפוגה ללא סרום, דלי נדנדה עם תוספות 15 מ"ל | Eppendorf | 5810 R | מספר יצרנים/ספקים |
| צינורות חרוטיים, 15 מ"ל | Fisherbrand | S50712 | מספר יצרנים/ספקים |
| צינורות חרוטיים, 50 מ"ל | BD Falcon | 352074 | מספר יצרנים/ ספקים |
| מבוקר מקפיא | פלנר | Kryo 750 | מספר יצרנים/ספקים |
| Cryovials, 2 מ"ל | קורנינג | 430488 | מספר יצרנים/ספקים |
| בקבוק תרבות, מאוורר, T12.5 | BD Falcon | 353107 | מספר יצרנים/ספקים |
| בקבוק תרבות, מאוורר, T25 | BD Falcon | 353081 | מספר יצרנים/ספקים |
| בקבוק תרבות, מאוורר, T175 | BD Falcon | 353045 | מספר יצרנים/ספקים |
| בקבוק תרבות, מאוורר, T75 | BD Falcon | 353110 | מספר יצרנים/ספקים |
| מסנן, 0.22 ומיקרו; m, מצורפת, 1 L | Millipore | SCGPU11RE | מספר יצרנים/ספקים |
| מסנן, 0.22 ומיקרו; m, מצורפת, 150 מ"ל | Millipore | SCGVU01RE | מספר יצרנים/ספקים |
| מסנן, 0.22 ומיקרו; m, מצורפת, 500 מ"ל | Millipore | SCGPU05RE | מספר יצרנים/ספקים |
| מסנן, 0.22 ומיקרו; m, מצורפת, 50 מ"ל | Millipore | SCGP00525 | מספר יצרנים/ספקים |
| נייר סינון, 8.5 ס"מ עיגולים | Whatman/GE | 1001-085 | |
| מלקחיים, דפוס סטנדרטי - משונן/מעוקל/18 ס"מ | Fine Science Tools | 11001-18 | |
| תא הקפאה, איזופרופיל אלכוהול | Nalgene | 5100-0001 | "Mr. Frosty" |
| אינקובטור, 37 & deg; C/5% CO2 | Forma | 370 סדרה | מספר יצרנים/ספקים |
| Hemacytometer, Phase | Hausser Scientific | 1475 | מספר יצרנים/ספקים |
| McIlwain קוצץ רקמות | Lafayette Instruments | TC752-PD | נדרש שינוי צלחת פטרי. זהירות: להב נע וחד. |
| מיקרופיפטור 1-10 ו-mu; l | גילסון | F144562 | מספר יצרנים/ספקים |
| Micropipettor, 100-1,000 μ l (ערכת התחלה) | Gilson | F167700 | מספר יצרנים/ספקים |
| Micropipettor, 2-20 μ l (ערכת התחלה) | Gilson | F167700 | מספר יצרנים/ספקים |
| Micropipettor, 20-200 μ l (ערכת התחלה) | גילסון | F167700 | מספר יצרנים/ספקים |
| Nutdriver, ניתן לחיטוי, 5/16 אינץ' | Steritool | 10302 | |
| פיפט פסטר, Fisherbrand מחובר כותנה | 13-678-8B | מספר יצרנים/ספקים | |
| צלחת פטרי, זכוכית, חיטוי | קורנינג | 3160-100 | |
| פיפט אייד | דראמונד | 4-000-101 | מספר יצרנים/ספקים |
| דיסק שים | מקמאסטר-קאר | משתנה | מספר יצרנים/ספקים טיפים |
| לפיפט מחסום סטרילי, 10 μ l | AvantGuard | AV10R-H | מספר יצרנים/ספקים |
| טיפים לפיפט מחסום סטרילי, 1,000 μ l | AvantGuard | AV1000 | מספר יצרנים/ספקים |
| טיפים לפיפט מחסום סטרילי, 20 μ l | AvantGuard | AV20-H | מספר יצרנים/ספקים |
| טיפים לפיפט מחסום סטרילי, 200 μ l | AvantGuard | AV200-H | מספר יצרנים/ספקים |
| פיפטות חד פעמיות סטריליות, ניילון נצמד, 10 מ"ל | פישרברנד | 13-676-10J | מספר יצרנים/ספקים |
| פיפטות חד פעמיות סטריליות, עטיפת פלסטיק, 2 מ"ל | פישרברנד | 13-675-3C | מספר יצרנים/ספקים |
| פיפטות חד פעמיות סטריליות, ניילון נצמד, 25 מ"ל | פישרברנד | 13-676-10K | מספר יצרנים/ספקים |
| פיפטות חד פעמיות סטריליות, עטיפת פלסטיק מלאה, 5 מ"ל | Fisherbrand | 13-676-10H | מספר יצרנים/ספקים |
| שקיות עיקור, 19 x 33 ס"מ | Crosstex | SCL | מספר יצרנים/ספקים |
| מסננת, 40 ומיקרו; m | BD Falcon | 352340 | |
| כלי תרבית רקמות, 60 מ"מ | BD Falcon | 351007 | |
| מתלים צינורות, משתלבים ארבעה כיוונים | Fisherbrand | 03-448-17 | |
| Water Bath | Fisherbrand | S52602Q | מספר יצרנים/ספקים |
| אב עצבי עיבוד ספציפי לתאים ריאגנטים | |||
| תאי גזע עצביים מדיום הרחבה (קו גבעול) | סיגמא-אולדריץ' | S3194-500ML | חשוב להשתמש במותג Stemline |
| גורם גדילה אפידרמלי אנושי רקומביננטי (EGF) | Millipore | GF316 | מספר יצרנים/ספקים |
| גורם מעכב לוקמיה אנושית רקומביננטית (LIF) | Millipore | LIF1010 | מספר יצרנים/ספקים |
| טריפאן כחול (0.4%) | סיגמא-אולדריץ' | T8154-100ML | מספר יצרנים/ספקים |
| TrypLE Select (1x) | Life Technologies | 12563-011 |
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
בקש הרשאה לשימוש חוזר בטקסט או באיורים של מאמר JoVE זה
בקש הרשאהA correction was made to A cGMP-applicable Expansion Method for Aggregates of Human Neural Stem and Progenitor Cells Derived From Pluripotent Stem Cells or Fetal Brain Tissue. The corresponding author was changed from:
Brandon C. Shelley
to:
Clive Svendsen