פרוטוקול זה מתאר אינדוקציה יעילה של אנדותל המוגני ואבות המטופויאטיים רב-פוטנציאליים מתאי גזע פלוריפוטנטיים אנושיים באמצעות ביטוי מאולץ של גורמי שעתוק.
הרשמה ל-JoVE נדרשת לצפייה בתוכן זה. התחברו או התחילו בגרסת ניסיון בחינם.
מאמר שיטה
פרוטוקול זה מתאר אינדוקציה יעילה של אנדותל המוגני ואבות המטופויאטיים רב-פוטנציאליים מתאי גזע פלוריפוטנטיים אנושיים באמצעות ביטוי מאולץ של גורמי שעתוק.
במהלך פיתוח, תאי hematopoietic נובעים ממשנה מיוחד של תאי האנדותל, האנדותל hemogenic (HE). פיתוח מודלים הוא במבחנה הוא חיוני למחקרים מכניסטית של מעבר אנדותל-hematopoietic ומפרט hematopoietic. כאן, אנו מתארים שיטה לזירוז יעיל של HE מתאי אנושיים pluripotent גזע (hPSCs) בדרך של ביטוי יתר של קבוצות שונות של גורמי שעתוק. השילוב של ETV2 וGATA1 או GATA2 TFS משמש כדי לגרום לו עם פוטנציאל פאן-מיאלואידית, תוך שילוב של GATA2 וגורמי שעתוק TAL1 מאפשר לייצורו עם erythroid ופוטנציאל megakaryocytic. התוספת של LMO2 לGATA2 ושילוב TAL1 משמעותית מאיצה בידול ומגבירה את ייצור תאי erythroid וmegakaryocytic. שיטה זו מספקת אמצעי יעיל ומהיר של האינדוקציה HE מhPSCs ומאפשרת לתצפית של האנדותל-hematopoietiמעבר ג בצלחת תרבות. הפרוטוקול כולל נהלי התמרה hPSCs וניתוח שלאחר התמרה-שלו ואבות דם.
היכולת הייחודית של תאי גזע pluripotent האנושיים (hPSCs) לעצמית לחדש ולהתמיין לתאים של שלוש השכבות נבט, כוללים דם, לגרום להם כלי רב ערך עבור המחקרים מכניסטית של פיתוח hematopoietic, מודלים של מחלות דם, הקרנת סמים, מחקרים רעילים, והפיתוח של טיפולים סלולריים. בגלל היווצרות דם בתמורת העובר מהאנדותל hemogenic (HE) דרך מעבר hematopoietic אנדותל 1,2, הדור של HE בתרבויות תהיה חיוני כדי ללמוד את המנגנונים המולקולריים המסדירים את המעבר לאנדותל hematopoietic ומפרט hematopoietic. שיטות נוכחי ללימודים של HE מבוססות על האינדוקציה של בידול hematoendothelial באגרגטים (EBS) עם התוספת של ציטוקינים hematopoietic 3-5, וcoculture של hPSCs עם תאי סטרומה hematopoiesis-תומך 6,7 או בתרבויות דו ממדים עם תאי מטריצות וגytokines 8,9. שיטות הבחנה הקלאסיות אלה מבוססות על ההיכרות של אותות חיצוניים הפועלים על פני השטח של התאים וייזום מפלי מסלולים מולקולריים שסופו של דבר יובילו להפעלה של תכנית תעתיק המנחה פיתוח hematoendothelial. לפיכך, את היעילות של בידול hPSCs במערכות אלה מסתמך על אינדוקציה יעילה של אותות אלה, הולכים אותות לגרעין, והפעלה של רגולטורי תעתיק ספציפיים וכתוצאה מכך. בנוסף, המחקר של HE בתרבויות בידול קונבנציונליים דורש צעד נוסף של בידוד HE תאים באמצעות מיון תא. כאן, אנו מתארים פרוטוקול פשוט לזירוז הישיר שלו ודם על ידי ביטוי יתר של גורמי שעתוק hematopoietic. שיטה זו מאפשרת לאינדוקציה היעילה של HE בצלחת ותצפית ישירה של האנדותל למעבר hematopoietic ללא הצורך בבידוד של HE באמצעות הליך מיון תא מסורבל.
היווצרות הוא והדם מתאי גזע pluripotent אנושיים יכולים להיגרם ביעילות על ידי overexpressing רק כמה גורמי שעתוק (TFS). שילוב האופטימלי של TFS מסוגל גרימת hematopoiesis פאן-מיאלואידית החזקה מhPSCs כולל וGATA1 או GATA2 ETV2. לעומת זאת, שילוב של GATA2 וTAL1 גורם erythromegakaryocytopoiesis 10. תכנות hPSCs דרך ביטוי יתר של גורמים אלה מבדיל hPSCs ישירות לVE-CAD + CD43 - CD73 - הוא תאים שירכשו את הפנוטיפ hematopoietic שהוגדר על ידי הביטוי של CD43 סמן hematopoietic מוקדם 7 בהדרגה. שיטה זו מבוססת על lentiviral לתכנות הישיר של שיטת תאי גזע pluripotent האנושית היא ישימה עבור הדור שלו ותאי דם למחקרים מכניסטית, מחקרים של האנדותל למעבר דם, ורגולצית תעתיק של פיתוח ומפרט hematopoietic. למרות גפרוטוקול urrent מתאר ייצור דם באמצעות ביטוי מכונן של transgenes, ניתן להשיג תוצאות דומות באמצעות mRNA שונה 10.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
1. הכנות וירוס וצירופי גורם שעתוק
2. hPSCs תרבות פרוטוקול
3. אינדוקציה של Hematoendothelial Pprecursors מhPSCs (יום 0, התמרה של hPSCs)
4. אינדוקציה של Hematoendothelial מבשרי מhPSCs (יום 1-7)
5. ניתוח של שלב האנדותל (HE) Hemogenic של בידול.
6. ניתוח של מבשרי Hematopoietic המושרה
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
התרשים סכמטי של הוא ואינדוקצית דם מhPSCs ידי ביטוי יתר של גורמי שעתוק מוצג באיור 1. ETV2 עם שילוב GATA1 או GATA2 גורם hematopoiesis פאן-מיאלואידית, בעוד GATA2, TAL1 +/- שילוב LMO2 גורם hematopoiesis בעיקר erythro-megakaryocytic. שני שילובי TF ישירות מושרה תאיו שהפכו בהמשך לאבות דם עם ספקטרום שונה של בידול hematopoietic. בידול של hPSCs ממדינת pluripotent לדם הפקה הוא לוקח על 4 ימים בממוצע. תאי דם עגולים יוצאים ראשון ביום 5 של בידול. בהמשך לכך, תאי דם צפים רבים מופי...
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
השיטה מתוארת לעיל לבידול hematopoietic של hPSCs ידי ביטוי יתר של TFS, מייצגת גישה מהירה ויעילה לייצור הוא ואבות מיאלואידית וerytho-magakaryocytic מhESCs וiPSCs, ובכך לאפשר את ייצור תאי דם עד 30 מיליון מ תאי גזע pluripotent מיליון 10. שיטה זו הציגה בידול עקבי בקווי hESC וiPSCs מרובים 10. במהלך בידול על ידי ETV2 וGATA2, גורמי GATA1 כמו גם גורמי GATA2 וTAL1, תאי האנדותל דם יוצרים הפקה, הוא ולעבור האנדותל למעבר hematopoietic. היווצרות הוא בדרך כלל נצפתה בין ימים ...
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
IS היא בעל מניות מייסדים ויועץ לCynata.
אנו מודים למאט ריימונד על עזרת העריכה. עבודה זו נתמכה על ידי כספים מהמכון הלאומי לבריאות (U01HL099773, R01HL116221 ו-P51 RR000167) וקרן שרלוט גייר.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
| שם | חברה | מספר קטלוג | הערות | |||
|---|---|---|---|---|---|---|
טבלה 1. אינדוקציה של התמיינות hPSCs עם גורמי טרנקריפטציה וניתוח של אנדותל ותאי דם המוגניים. | ||||||
| pSIN4-EF1a-ETV2-IRES-Puro | Addgene | פלסמיד #61061 | וקטור לנטי-ויראלי | |||
| pSIN4-EF1a-GATA2-IRES-Puro | Addgene | Plasmid #61063 | וקטור לנטי-ויראלי | |||
| pSIN4-EF1a-GATA1-IRES-Puro | Addgene | פלסמיד #61062 | וקטור לנטי-ויראלי | |||
| pSIN4-EF1a-TAL1-IRES-Puro | Addgene | פלסמיד #61062 | וקטור לנטי-ויראלי | |||
| pSIN4-EF1a-LMO2-IRES-Puro | Addgene | פלסמיד #61064 | וקטור לנטי-ויראלי | |||
| Hexadimethrine bromide (פוליברן) | Sigma-Aldrich | 107689-10G | פולימר קטיוני המשמש להגברת יעילות הזיהום | |||
| Y-27632 (דיהידרוכלוריד) מעכב ROCK | STEMCELL Technologies | 72302 | מעכב מסלול RHO/ROCK מעכב ROCK | |||
| StemPro Accutase Cell Dissociation Reagent | Life Technologies | A11105-01 | מגיב | |||
| מדיום תרבית לא שלם (ללא גורם גדילה) mTeSR1 נוסחה מותאמת אישית | מכון המחקר WiCell (מדיסון, ויסקונסין) | MCF | human SCF | Peprotech | 300-07 | פרימיום כיתה |
| אנושית TPO | Peprotech | 300-18 | דרגת מחקר | |||
| אנושי FGF-basic | Peprotech | 100-18B | פרימיום כיתה | |||
| CD144 (VE-cad) FITC | BD Biosciences | 560411 | סמן אנדותל (FACS) | |||
| CD226 PE | BD Biosciences | 338305 | Hematopoietic ( FACS) | |||
| CD43 PE | BD Biosciences | 560199 | Hematopoietic (FACS) | |||
| CD73 APC | R& D Systems | FAB5795A | סמן אנדותל (FACS) | |||
| CD45 APC | BD Biosciences | 555485 | Hematopoietic (FACS) | |||
| 7AAD | Life Technologies | A1310 | בדיקה חיה/מתה (FACS) | |||
| פרפורמלדהיד | סיגמא-אולדריץ' | P6148-500G | קיבוע תאים | |||
| טריטון X-100 | סיגמא-אולדריץ' | T9284-500ML | פרמיביליזציה | |||
| FBS | Fisher Scientific | SH3007003 | סרום בקר עוברי | |||
| עכבר אנטי אנושי CD43 | BD Biosciences | 551457 | נוגדן טהור וראשוני לצביעת אימונופלואורסצנציה (IF) | |||
| ארנב אנטי-אנושי VE-cadherin | BenderMedSystem | BMS158 | ראשוני (IF) | |||
| אנטי-ארנב Alexa Fluor 488-מצומד | JacksonResearch | 715-486-152 | משני (IF) | |||
| אנטי עכבר Alexa Fluor 594-מצומד | JacksonResearch | 715-516-150 | משני (IF) | |||
| צבע חומצת גרעין DAPI | Life Technologies | D1306 | בדיקת חי/מת (IF) | |||
| מדיום קלונוגני MethoCult H4435 מועשר | STEMCELL Technologies | 4435 | CFC-assay | |||
| תמיסת כתמים רייט | סיגמא -Aldrich | 32857 | צביעת ציטוספינים | |||
טבלה 2. hPSCs culture. | ||||||
| תאי גזע פלוריפוטנטיים אנושיים (hPSCs) | מכון המחקר של WiCell (מדיסון, ויסקונסין) | hESCs (WA01, WA09) תאי גזע עובריים אנושיים; iPSCs (DF-19-9-7T, DF-4-3-7T) תאי גזע פלוריפוטנטיים מושרים ללא טרנסגנים | hPSCs מסוגלים להתחדש בעצמם ולהתמיין לתאים של שלוש שכבות נבט | |||
| מדיום שלם ללא סרום לתרבית של hPSCs מדיית mTeSR1 | מכון המחקר WiCell (מדיסון, ויסקונסין) | M500 | ללא סרום בינוני עם גורמי גדילה לתרבית נטולת מזין של ESC/iPSCs | |||
| מטריגל | BD Biosciences/ קורנינג | מטריצת 356234 לתחזוקת גזעי ESC/iPSCs אנושיים | ||||
| DMEM/F-12, אבקה | Life Technologies | 12500-062 | מדיום בסיסי | |||
| אבקת PBS של HyClone Dulbecco | פישר סיינטיפיק | dSH30013.04 | PBS | |||
| Dispase II, powder | Life Technologies | 17105-041 | פרוטאז ניטרלי, דיסוציאציה | |||
טבלה 3. פריימרים לזיהוי אינטגרציה גנומית של נגיף. | ||||||
| שם הפריימר | <חזק>פורוורד (Fwd) 5' -->3' | <חזק>הפוך (סיבוב) 5'-->3' | <חזק>תיאור | |||
| pSIN EF1a Fwd | TTC CAT TTC AGG TGT CGT GA | -- | EF1a רצף מקדם | |||
| GATA1 Rev | -- | TCC CTG TAG GCC AGT GC | אזור קידוד | |||
| GATA2 Rev | -- | GGT TGG CAT AGT AGG GGT TG& | nbsp; אזור קידוד | |||
| TAL1 Rev | -- | AGG CGG AGG ATC TCA TTC TT | אזור קידוד | |||
| LMO2 Rev | -- | GGC CCA GTT TGT AGT AGA GGC | אזור קידוד | |||
| ETV2 Rev | -- | GAA CTT CTG GGT GCA GTA AC | אזור קידוד |
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.