כאן נתאר שיטת מדרגיים, באמצעות שילוב פשוט של Activin A ו- Id1 בתיווך lentivirus-ביטוי, כדי ליצור אבות לב שדה דמויי הלב הראשון וחדרית דמוי cardiomyocytes מתאי גזע pluripotent אנושי.
הרשמה ל-JoVE נדרשת לצפייה בתוכן זה. התחברו או התחילו בגרסת ניסיון בחינם.
מאמר שיטה
* These authors contributed equally
כאן נתאר שיטת מדרגיים, באמצעות שילוב פשוט של Activin A ו- Id1 בתיווך lentivirus-ביטוי, כדי ליצור אבות לב שדה דמויי הלב הראשון וחדרית דמוי cardiomyocytes מתאי גזע pluripotent אנושי.
הדור של כמויות גדולות של pluripotent האנושי פונקציונלי תאי גזע-derived לב אבות, cardiomyocytes הלב מוגדרים שדה המקור הוא מהווה דרישה מוקדמת עבור טיפולים לב מבוססת תא ומודלים המחלה. אנחנו לאחרונה הראו כי מזהה גנים הדרושים והן מספיקות לציין אבות הראשון של שדה לב במהלך הפיתוח חוליות. פרוטוקול בידול זה ממנף את הממצאים הללו ומשתמש Id1 ביטוי בשילוב עם Activin כמו רמזים ציון חזק כדי לייצר הראשון הלב כמו שדה (FHF-L) אבות. חשוב, וכתוצאה מכך אבות להבדיל ביעילות (~ 70-90%) לתוך cardiomyocytes דמוי חדרית. כאן אנו מתארים שיטה מפורטת ליצירה 1) hPSCs Id1 overexpressing 2) להבדיל כמויות מדרגי של אבות FHF-L cryopreservable חדרית דמוי cardiomyocytes.
ייצור בקנה מידה גדול של תאי גזע pluripotent אנושי (hPSCs)-נגזר לב אבות, cardiomyocytes זה מהווה דרישה מוקדמת עבור טיפולים מבוססי תאי גזע1, מחלת מידול2,3 ואפיון מהירה הרומן משעולים ויסות בידול לב4,5,6 , פיזיולוגיה7,8. למרות מספר מחקרים9,10,11,12,13,14,15 יש שתואר קודם לכן יעיל ביותר פרוטוקולים בידול לב hPSCs, אף אחד לא שלח המקור תחום הלב של cardiomyocytes וכתוצאה מכך, למרות הזיהוי של הבדלים משמעותיים מולקולרי בין שמאל (שדה הלב הראשון) ימינה (שדה הלב השני) cardiomyocytes חדרית16 וקיומו של הלב ספציפיים לשדה מחלות לב מולדים; קרי, שמאלי תסמונת17 או arrhythmogenic דיספלזיה חדרית18. לפיכך, הדור של לב אבות, cardiomyocytes ממוצא שדה מוגדר הלב של hPSCs הופך להיות הכרח כדי להגביר את הרלוונטיות שלהם כמו טיפולית ומחלות כלי מידול.
פרוטוקול זה מסתמך על ביטוי המכונן של Id1, שזוהה לאחרונה5 הראשון לב ציון שדה רמז אשר בשילוב עם Activin A, הן חיוני ומספיק ליזום cardiogenesis ב hPSCs. ראוי לציין, קנינגהם. et al. (2017) 5 מראים כי אבות Id1-induced במיוחד להביע בשדה הלב הראשון (HCN4, TBX5) אבל לא שני סמנים לב שדה (SIX2, ISL1) כפי הם עוברים התמיינות הלב. בנוסף, המחברים גם מראים כי עוברי העכבר הטרנסגניים חסר לכל המשפחה מזהה של גנים (Id1-4), לפתח ללא ויוצרים הראשון הלב שדה לב אבות, בזמן (אבות לב המדיאלי, אחורי נוסף לב השדה השני) יכולים ליצור עדיין, ובכך רומז כי מזהה חלבונים חיוניים ליזום הראשון הלב שדה cardiogenesis ויוו. בנוחות, אבות הנוצרות על-ידי Id1 יכול להיות cryopreserved, להבדיל באופן ספונטני לתוך cardiomyocytes הצגת מאפיינים כמו חדרית, כולל ביטוי סמנים ייחודיים חדרית (IRX4, MYL2), פוטנציאל פעולה כמו חדרית.
כאן אנו מתארים שיטה פשוטה, וניתן להרחבה כדי ליצור הראשון הלב כמו שדה (FHF-L) אבות לב וחדרית דמוי cardiomyocytes מתוך Id1 overexpressing hPSCs. תכונה חשובה של פרוטוקול זה הוא האפשרות לנתק לב דור מייצור cardiomyocyte הבאים באמצעות צעד הקפאה קריוגנית נוח. לסיכום, פרוטוקול זה מפרט את הצעדים הדרושים (1) ליצור hPSCs Id1 overexpressing (2) ליצור את אבות לב FHF-L מ- hPSCs, (3) cryopreserve אבות וכתוצאה מכך, (4) לחדש את הבידול לב FHF-L וצור מאוד מועשר (> 70-90%) להכות cardiomyocytes דמוי חדרית.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
1. Id1 וירוס והכנה זיהום
2. hPSCsId1 תחזוקה
3. הכנה של hPSCsId1 בידול
4. הבידול של hPSCsId1 לתוך הלב הראשון שדה דמוי לב אבות (CPs FHF-L)
5. הקפאה קריוגנית של CPs FHF-L
6. FHF-L בידול CP לתוך Cardiomyocytes דמוי-חדרית
7. העברת ותחזוקה של Cardiomyocytes דמוי-חדרית
הערה: מאת ביום 14 – 16, טפט להידבקות באופן ספונטני כמו חדרית cardiomyocytes צריכה להתקבל. בשלב זה, הוא הציע מביצועם של מחדש צלחת cardiomyocytes כדי homogenize את התרבות ולמנוע תאים ניתוק מהצלחת.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
דור של hPSCs Id1 קווים
hPSCs נגוע lentivirus תיווכה ביטוי Id1 (איור 1א'). ברגע hPSCId1 נוצרים, transgene ביטוי לכמת על ידי לרביעיית-PCR (איור 1B). רק hPSCId1 שורות לבטא Id1 mRNA ברמות גדול מ- 0.005 קיפול של GAPDH צריך לשמש עבור בידול.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
Differentiations מוצלח, ודא לעקוב מקרוב אחר ההוראות המפורטות לעיל. בנוסף, כאן אנחנו מדגישים פרמטרים מרכזיים אשר משפיעים מאוד על תוצאות בידול. לפני שמתחילים הבחנה, להתייחס הפרמטרים הבאים מורפולוגי שלושה: מורפולוגיה גזע של hPSCsId1, דחיסה גבוהה הסלולר ועל זרימה גבוהה (> 90%) של התרבות ביום 0. בהקשר הזה, תנאים אופטימליים בידול נוצרים בצורה הטובה ביותר על ידי ציפוי הפומבית hPSCsId1 כמו תאים בודדים, המאפשר להם טופס בחוזקה התקבצו monolayers לגדול כדי הנהרות ~ 90% במהלך 2-3 ימים. לעומת זאת, אם hPSCId1...
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
המחברים אין לחשוף.
אנו מודים חברי המעבדה קולה לדיונים מועיל, ביקורות קריטי של כתב היד. מחקר זה נתמך על ידי NIH/NIEHS R44ES023521-02, CIRM DISC2-10110 מעניקה ד ר קולה.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
| שם | חברה | מספר קטלוג | הערות |
|---|---|---|---|
| נוגדן ACTC1 | Sigma | A7811 | |
| Activin A | טכנולוגיות תאי גזע | Hu Recom Activin A | |
| אנטיביוטיקה אנטי-מיקוטית (אנטי) | Thermo Fisher Scientific | 15240062 | |
| B27 | Thermo Fisher Scientific | 17504044 | |
| תוסף B27 ללא אינסולין | Thermo Fisher Scientific | A1895601 | |
| תוסף B27 ללא ויטמין A | Thermo Fisher Scientific | 12587001 | |
| נוגדן CDH5 | R& D Systems | AF938 | |
| CryoStor CS10 | Stem Cell Technologies | 7930 | מגיב לשימור בהקפאה |
| DMEM גלוקוז גבוה | Mediatech | 10-013-CV | |
| DPBS עם Ca & Mg | Corning | 21-030-CV | |
| EDTA | Thermo Fisher Scientific | 15575-038 | |
| FBS | VWR | 89510-186 | |
| ערכת פוטנציאל ממברנה FluoVolt | Thermo Fisher Scientific | F10488 | לרכישת פוטנציאל פעולה אופטית, עיין ב-McKeithan et al. 2017 |
| החלפת סרום נוקאאוט | Gibco | 10828010 | |
| Matrigel, גורם גדילה מופחת | Corning | 356231 | ציפוי ריאגנט |
| mTeSR1 ערכת מדיה | Stem Cell Technologies | 5850 | |
| PBS w/o Ca & מ"ג | קורנינג | 21-040-CV | |
| פניצילין-סטרפטומיצין | ג'יבקו | ||
| פורומיצין | Acros | 227422500 | |
| ReLeSR | Stem Cell Technologies | 5872 | מגיב דיסוציאציה ללא אנזים |
| RPMI 1640 | Thermo Fisher Scientific | 11875-093 | |
| נוגדן TAGLN | Abcam | ab14106 | |
| Thiazovivin | Stem Cell Technologies | 72254 | מעכב מסלול RHO/ROCK |
| TrypLE Express | Thermo Fisher Scientific | 12605 -010 | 1X מגיב דיסוציאציה המכיל אנזים |
| Tyrodes תערובת תמיסות חבילות | Sigma | T2145-10X1L | (לרכישת פוטנציאל פעולה אופטית, עיין ב-McKeithan et al. 2017) |
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.