כאן, אנו מציגים pluripotent האנושי פרוטוקולים התרבות תאי גזע (hPSC), נהגו להבדיל hPSCs לתוך CD34+ אבות hematopoietic. שיטה זו משתמשת ספציפיות שלב מניפולציה של חגיגת הקנוני איתות לציין תאים באופן בלעדי לתוכנית או סופית או פרימיטיבי hematopoietic.
מאמר שיטה
כאן, אנו מציגים pluripotent האנושי פרוטוקולים התרבות תאי גזע (hPSC), נהגו להבדיל hPSCs לתוך CD34+ אבות hematopoietic. שיטה זו משתמשת ספציפיות שלב מניפולציה של חגיגת הקנוני איתות לציין תאים באופן בלעדי לתוכנית או סופית או פרימיטיבי hematopoietic.
אחת ממטרותיה העיקריות עבור רפואה רגנרטיבית היא הדור ואת התחזוקה של תאי גזע hematopoietic (HSCs) נגזר מתאי גזע pluripotent אנושי (hPSCs). עד לאחרונה, יש מאמצים כדי להתמיין hPSCs HSCs שנוצר בעיקר אבות hematopoietic כי חוסר HSC פוטנציאל, ומזכירים במקום שק החלמון hematopoiesis. אלה אבות hematopoietic המתקבלת תהיה מוגבלת השירות עבור במבחנה מידול המחלה של מבוגרים hematopoietic הפרעות שונות, בעיקר אלו של שושלות הלימפה. עם זאת, לאחרונה תארנו שיטות לייצר erythro-myelo-הלימפה multilineage אבות hematopoietic סופית hPSCs באמצעות פרוטוקול התמיינות מכוונת בשלב הספציפי, בו אנחנו כאן. דרך הדיסוציאציה אנזימטי של hPSCs על קרום המרתף מצופים מטריצה plasticware, embryoid הגופות (EBs) נוצרות. EBs מובדלים כדי והמזודרם באמצעות recombinant BMP4, אשר לאחר מכן שצוין לתוכנית hematopoietic סופית על ידי מעכב GSK3β, CHIR99021. לחלופין, hematopoiesis פרימיטיבית צוין על ידי מעכב PORCN, IWP2. Hematopoiesis הוא מונע נוסף באמצעות תוספת של רקומביננטי VEGF וציטוקינים hematopoietic תומכת. המוצא לאגס hematopoietic וכתוצאה מכך שנוצר בשיטה זו יש פוטנציאל לשמש המחלה ומודלים התפתחותית, חוץ גופית בתוך.
תאי גזע pluripotent אנושי (hPSCs) מוגדרים המקיף תאי גזע עובריים (hESCs) והן אנושית המושרה גזע pluripotent (hiPSCs), יש את היכולת הייחודית של לא רק בתהליך התחדשות עצמית תחת תנאי הגידול המתאימים, אבל גם היכולת להתמיין לכל סוגי תאים שמקורם שלושת הרבדים נבט: האנדודרם, והמזודרם ו האאקטודרם1. בשל יכולות ייחודיות אלה, hPSCs החזק הבטחה גדולה עבור רפואה רגנרטיבית, מידול המחלה, טיפולים מבוססי תא2. בעוד סוגי תאים מרובים יש כבר בהצלחה תריז hPSCs, אתגר משמעותי אחד הוא המפרט במבחנה של אך ורק למבוגרים כמו נגזר hPSC hematopoietic תאי גזע (HSCs), אבות hematopoietic סופית.
אחד סביר מכשול להתפתחות של האדם HSCs מן hPSCs היא הנוכחות של תוכניות hematopoietic מרובות בתוך העובר3. בתוכנית הראשונה שעלתה, כינה "hematopoiesis פרימיטיבית," מקורו בתוך רקמת extraembryonic שק חלמון, מאופיין בצורה הטובה ביותר שלה ארעי ייצור אבות erythroblast (EryP-CFC), מקרופאגים, megakaryocytes. ראוי לציין, תוכנית זו אינה מעניקה עלייתו HSCs, וגם זה נותן עלייה אבות הלימפה T ו- B. עם זאת, שק החלמון transiently להצמיח אבות hematopoietic סופית מוגבלת, כגון erythro-מיאלואידית המייצר (EMP4,5,6,7,8) erythroid לקויה הלימפה בשלה multipotent המייצר (LMPP9). אולם, פעימה וגם LMPPs הם multipotent באופן מלא, או מסוגל כמו HSC engraftment ב נמענים למבוגרים. לעומת זאת, מאוחר יותר בהתפתחות, התוכנית בסגנון קלאסי מוגדר hematopoietic "סופית" צוין באזור אבי העורקים-בלוטת המין-mesonephros של העובר תקין, והוליד כל שושלות hematopoietic למבוגרים, כולל את מועדון הכדורגל מונפלייה. המפרט של תאים אינטרה-עובריים אלה hematopoietic סופית מתרחשת באופן תלוי-חריץ, דרך המעבר אנדותל-אל-hematopoietic hemogenic אנדותל (הוא)3,10,11 ,12,13,14. מלבד יכולת שיחזור, multilineage פוטנציאליים חריץ-התלות של תאים אלה ניתן להשתמש כדי להבחין בין אלה אבות hematopoietic מוחלטת מן השדה האלקטרומגנטי של LMPP (נבדקה הפניות3,13 ).
הבנת את mechanism(s) המסדירים פרימיטיביים ומוחלטת מפרט hematopoietic מ- hPSCs סביר קריטי לייצור לשחזור של אבות hematopoietic סופית על פני מגוון רחב של קווי hPSC. עד לאחרונה, פרוטוקולים של בידול hPSC יכול להפריד אבות hematopoietic multipotent פרימיטיבית ומוחלטת לא היה קיים15,16,17,18, 19,20,21,22,23,24,25. גישות רבות שימוש בסרום שור עוברית (FBS) ו/או תרבות משותפת סטרומה תחילה בקווים כלליים את הפוטנציאל hematopoietic של בידול hPSC, עם תערובות של פרימיטיביים ומוחלטת hematopoietic פוטנציאליים15,16, 17,19,22,23,25. זה עוד רחוק, פרוטוקולים ללא סרום hematopoietic רבים תיארו את האות דרישות המפרט של והמזודרם של hPSCs זה בנמלים hematopoietic פוטנציאליים18,20,21, 24. עם זאת, כמו שיטות אלה עדיין הולידה תערובות הטרוגניות של שתי התוכניות, השימוש בהם במסגרת מנגנוני התפתחות ההבנה ויישומים קליניים עלולה להיות מוגבלת.
לאחרונה בנינו על מחקרים אלה, נתקל בקווים כלליים את דרישות ספציפיות שלב אות עבור ACTIVIN/NODAL והאיתות ונ ט במפרט hematopoietic פרימיטיבית ומוחלטת מ נגזר hPSC והמזודרם18,26 . האחרון היה ייחודי במיוחד, בזכות השימוש הספציפי הבמה ונ ט אות מניפולציה מאפשר עבור המפרט באופן בלעדי פרימיטיבי או באופן בלעדי סופית אבות hematopoietic26. במהלך והמזודרם מפרט, עיכוב של חגיגת הקנוני איתות עם החומר המדכא PORCN IWP2 תוצאות במפרט של CD43+ EryP-CFC ואת אבות מיאלואידית, עם פוטנציאל הלימפה לזיהוי. בניגוד חריף, גירוי של קנוניקל ונ ט איתות עם החומר המדכא GSK3β, CHIR99021, בשלב זהה של בידול, גרמו העדר מוחלט של CD43 לזיהוי+ EryP-CFC, בזמן בו זמנית שהוביל אל מפרט של CD34+CD43− הוא. אוכלוסייה זו דיבוק מיאלואידית, HBG-ביטוי erythroid, ואת הפוטנציאל T-הלימפה. ניתוחים לאחר מכן זיהה זה הוא כמו חסר ההבעה של27,CD7328 , CD18428, הפוטנציאל hematopoietic היה תלוי חריץ-28. ניתוחים נוספים, תא בודד המשובטים הוכיח כי אלה שושלות hematopoietic סופי יכול להיגזר תאים בודדים multipotent28. יחדיו, מחקרים אלה מציינים כי שלב ספציפי ונ ט איתות מניפולציה ניתן לציין טהור פרימיטיביים אבות hematopoietic, או multipotent תלויי-דרגה סופית hematopoietic אבות.
כאן, אנחנו חלוקה לרמות אסטרטגיית הבידול שלנו המניבה אבות hematopoietic באופן בלעדי פרימיטיבי או סופי, באמצעות מניפולציה של חגיגת הקנוני איתות במהלך המתבנת mesodermal, השושלת hematopoietic במורד הזרם שלהם מבחני. פרוטוקול זה הוא בעל ערך רב לחוקרים המעוניינים בייצור של אבות hematopoietic פרימיטיבי או מוחלטת של hPSCs עבור רפואה רגנרטיבית יישומים.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
1. ריאגנטים
משתית OP9-DL42. הבידול והמזודרם של hPSCs
3. מפרט של CD34 + אבות Hematopoietic
4. אנזימטי דיסוציאציה של EBs ובידוד קדמון Hematopoietic
רכבת תחתית5. המעבר אנדותל-אל-hematopoietic
6. CFC Assay
7. תא T Assay כדי לקבוע סופית Hematopoietic פוטנציאליים
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
שרטוט המתאר את אינדוקציה של פרימיטיביים ומוחלטת אבות hematopoietic מן hPSCs מודגם באיור1. והמזודרם תכנים על ידי קנוניקל ונ ט איתות מתרחשת בימים 2-3 של בידול, ואחריו קדמון hematopoietic מפרט.
ניתוח cytometric תזרים נציג והמושבה ויוצרים מבחני methylcellulose של תרבויות, נגזר hPSC בידול hematopoietic מוצגים באיור2. בידול שטופלו IWP2 תרבויות תניב CD34 ברורים של+C...
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
פרוטוקול זה מתאר שיטה מהירה, ללא סרום, נטולת משתית הבידול של אבות hematopoietic פרימיטיבי או סופית. מפרט mesodermal של אבות hematopoietic פרימיטיבי או סופית תושג באופן אמין באמצעות פרוטוקול שלנו, המנצלת באופן ייחודי מעכבי מולקולה קטנה של איתות ונ ט הקנוני. ההפעלה ונ ט בשלב הספציפי על ידי החומר המדכא GSK3β CHIR9902133 נותן עלייה והמזודרם hematopoietic מוחלטת, ואילו חגיגת עיכוב על ידי החומר המדכא PORCN IWP234 מציין פרימיטיביים והמזודרם hematopoietic26....
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
המחברים מצהירים כי יש להם אינטרסים כלכליים אין מתחרים.
עבודה זו בתמיכתם של המחלקה לרפואה פנימית, המחלקה להמטולוגיה, באוניברסיטת וושינגטון בית הספר לרפואה. תקליטור נתמכה על ידי T32HL007088 מן הלאומי ללב, ריאות, מכון דם. CMS נתמכה על ידי האגודה האמריקאית של המטולוגיה מלומד בפרס.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
| שם | חברה | מספר קטלוג | הערות |
|---|---|---|---|
| Iscove's Modified Dulbecco's Medium (IMD) | Corning | 10-016 | |
| סרום בקר עוברי (FBS), תאי ES בדירוג תאי | Gemini Bioproducts | 100-500 | |
| סרום בקר עוברי (FBS) | Hyclone | SH30396.03 | |
| L-גלוטמין, תמיסת 200 מ"מ | Life | 25030-081 | |
| פניצילין-סטרפטומיצין | Technologies | 15070-063 | |
| 0.25% Trypsin-EDTA | Life Technologies | 25200056 | |
| 0.05% Trypsin-EDTA | Life Technologies | 25300054 | |
| ג'לטין, עור חזיר, סוג A | סיגמא-אולדריץ' | G1890 | |
| Alpha-MEM | Life Technologies | 12000-022 | |
| DMEM-F12 | קורנינג | 10-092-CV | |
| תחליף סרום נוק-אאוט | Life Technologies | 10828028 | "KOSR" |
| חומצות אמינו לא חיוניות (NEAA) | Life Technologies | ||
| , תמיסה של 55 מ"מ | Life Technologies | 21985023 | |
| חומצה הידרוכלורית | סיגמא-אולדריץ | H1758 | |
| Fraction V, סרום בקר אלבומין | פישר Scientific | BP1605 | |
| Ham's F12 | Corning | 10-080 | |
| N2 תוסף | תזונה Life Technologies | 17502048 | |
| B27, ללא ויטמין A | Life Technologies | 12587010 | |
| Stempro-34 (SP34) | Life Technologies | 10639011 | "SP34" |
| גורם גדילה מופחת מטריגל | קורנינג | 354230 | "MAT" |
| L-חומצה סופגת | סיגמא-אולדריץ | A4403 | |
| טרנספרין סרום אנושי | סיגמא-אולדריץ' | 10652202001 | |
| מונותיוגליצרול (MTG) | סיגמא-אולדריץ' | M6145 | |
| קולגנאז B | רוש | 11088831001 | |
| קולגנאז II | Life Technologies | 17101015 | |
| DNaseI | Calbiochem | 260913 | |
| פוספט חוצץ מלח (PBS) | Life Technologies | 14190144 | |
| bFGF | R& D Systems | 233-FB | |
| BMP4 | מו"פ D Systems | 314-BP | |
| Activin A | R& D Systems | 338-AC | |
| VEGF | R& D Systems | 293-VE | |
| SCF | מו"פ D Systems | 255-SC | |
| IGF-1 | מו"פ D Systems | 291-G1 | |
| IL-3 | מו"פ די מערכות | 203-IL | |
| IL-6 | מו"פ די מערכות | 206-IL | |
| IL-7 | מו"פ די מערכות | 207-IL | |
| IL-11 | מו"פ D Systems | 218-1L | |
| TPO | R& D Systems | 288-TP | |
| EPO | Peprotech | 100-64 | |
| Flt-3 ligand (FLT3-L) | R& D Systems | 308-FK | |
| CHIR99021 | Tocris | 4423 | |
| IWP2 | Tocris | 3533 | |
| Angiotensin II | Sigma-Aldrich | A9525 | |
| Losartan Potassium | Tocris | 3798 | |
| CD4 PerCP Cy5.5 Clone RPA-T4 | BD Biosciences | 560650 | דילול 1:100; בדיקת תאי T |
| CD8 PE שיבוט RPA-T8 | BD Biosciences | 561950 | דילול 1:10; בדיקת תאי T |
| CD34 APC Clone 8G12 | BD Biosciences | 340441 | דילול 1:100; בדיקת EHT |
| CD34 PE-Cy7 שיבוט 8G12 | BD Biosciences | 348801 | דילול 1:100; אנדותל המוגני |
| CD43 FITC Clone 1G10 | BD Biosciences | 555475 | דילול 1:10; אנדותל המוגני |
| CD45 APC-Cy7 שיבוט 2D1 | BD Biosciences | 557833 | דילול 1:50; בדיקת תאי T |
| CD45 eFluor450 Clone 2D1 | BD Biosciences | 642284 | דילול 1:50; בדיקת EHT |
| CD56 APC שיבוט B159 | BD Biosciences | 555518 | דילול 1:20; בדיקת תאי T |
| CD73 PE Clone AD2 | BD Biosciences | 550257 | דילול 1:50; אנדותל המוגני |
| CD184 APC שיבוט 12G5 | BD Biosciences | 555976 | דילול 1:50; אנדותל המוגני |
| 4',6-דיאמידינו-2-פנילינדול (DAPI) | BD Biosciences | 564907 | דילול 1:10,000; בדיקת תאי T |
| תאי OP9 DL4 הולמס | , ר. וג'יי סי זוניגה-פלוקר. קולד ספרינג הארב פרוטוק, 2009. 2009 (2): p. pdb prot5156 | ||
| MethoCult H4034 | Stemcell Technologies | 4034 | "MeC" |
| Milli-Q מערכת טיהור מים | EMD Millipore | ||
| 5% CO2 | חממה מוגדרת ב 37 C | ||
| חממת | מוגדרת ב 37 C, 5% CO2, 5% O2 | ||
| 6 צלחת תרבית רקמות | קורנינג | 353046 | |
| צלחת תרבית רקמות 24 באר | קורנינג | 353226 | |
| 6 צלחת תרבית רקמות עם הידבקות נמוכה | היטב קורנינג | 3471 | |
| 24 צלחת תרבית רקמות עם הידבקות נמוכה | קורנינג | 3473 | |
| 35 מ"מ | קורנינג | 353001 | |
| מחט קהה, 16 מד | קורנינג | 305198 | |
| 3 סמ"ק מזרקים | קורנינג | 309657 | |
| מבחנה פוליפרופילן 5 מ"ל מבחנה | קורנינג | 352063 | |
| 5 מ"ל פוליסטירן מבחנה | קורנינג | 352058 | |
| 15 מ"ל פוליפרופילן חרוטי | 430791 | ||
| 50 מ"ל פוליפרופילן חרוטי | קורנינג | 430921 | |
| 2 מ"ל פיפטה סרולוגית | קורנינג | 357507 | |
| פיפטה סרולוגית 5 מ"ל | קורנינג | 4487 | |
| 10 מ"ל פיפטה סרולוגית | קורנינג | 4488 | |
| 25 מ"ל פיפטה סרולוגית | קורנינג | 4489 | |
| מגרדי תאים | קורנינג | 353085 | |
| 2.0 מ"ל קריוביאלים | קורנינג | 430488 | |
| מבחנה 5 מ"ל עם 40 ומיקרו; מסננת תאים M | קורנינג | 352235 | |
| 40 ומיקרו; מסננת תאים M | Corning | 352340 | |
| צנטריפוגה | |||
| מכסה מנוע | |||
| FACS AriaII או שווה ערך | |||
| LSRii או שווה ערך | |||
| סט ב-37 מעלות צלזיוס | |||
| 0.22 ומיקרו; מערכת סינון M | |||
| אוטוקלאב | |||
| צלזיוס-מקפיא | |||
| מעלות-80 מעלות |
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
בקש הרשאה לשימוש חוזר בטקסט או באיורים של מאמר JoVE זה
בקש הרשאה