L'obiettivo di questa relazione è quello di descrivere i protocolli per derivare l'epitelio pigmentato retinico (RPE) da staminali pluripotenti indotte (iPS), le cellule con diverse dimensioni di corpi embrionali.
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Articolo metodologico
L'obiettivo di questa relazione è quello di descrivere i protocolli per derivare l'epitelio pigmentato retinico (RPE) da staminali pluripotenti indotte (iPS), le cellule con diverse dimensioni di corpi embrionali.
Le cellule staminali pluripotenti possiedono la capacità di proliferare indefinitamente e di differenziarsi in quasi tutti i tipi di cellule. Inoltre, lo sviluppo di tecniche per riprogrammare le cellule somatiche in cellule staminali pluripotenti indotte (iPS) ha generato interesse ed entusiasmo verso la possibilità di una medicina rigenerativa personale personalizzata. Tuttavia, l'efficienza della differenziazione delle cellule staminali verso un lignaggio desiderato rimane bassa. Lo scopo di questo studio è quello di descrivere un protocollo per derivare l'epitelio pigmentato retinico (RPE) da cellule iPS (iPS-RPE) applicando un approccio di ingegneria tissutale per generare popolazioni omogenee di corpi embrioidi (EB), un intermedio comune durante la differenziazione in vitro. Il protocollo applica la formazione di dimensioni specifiche di EB utilizzando la tecnologia delle piastre a micropozzetti. Vengono inoltre illustrati i metodi per identificare i marcatori proteici e genici dell'RPE mediante immunocitochimica e reazione a catena della polimerasi a trascrizione inversa (RT-PCR). Infine, viene descritta l'efficienza del differenziamento in diverse dimensioni di EB monitorata mediante analisi di smistamento cellulare attivato da fluorescenza (FACS) dei marcatori di RPE. Queste tecniche faciliteranno la differenziazione delle cellule iPS in RPE per applicazioni future.
Staminali pluripotenti (iPS) cellule indotti sono un tipo di cellule staminali pluripotenti derivate riprogrammando cellule adulte con fattori estrinseci 1. Al contrario, le cellule embrionali staminali (ESC), un altro tipo di cellule staminali pluripotenti, sono generati dalla massa cellulare interna della blastocisti 2-3. Nonostante le loro diverse origini, le cellule iPS e CES sono paragonabili nella loro illimitata capacità di replicare in vitro e nella loro capacità di differenziarsi in qualsiasi tipo di cellula 4-5. Queste caratteristiche di cellule iPS li rendono candidati ideali per applicazioni in medicina rigenerativa personalizzata. I recenti sforzi di ricerca si concentrano sullo sviluppo di protocolli di differenziazione affidabili per la produzione di cellule adulte specializzate, tra epitelio pigmentato retinico (RPE) 6-11.
Per i potenziali applicazioni cliniche delle cellule iPS derivate, una differenziazione diretta di che tipo di cellula specifica indispensabile. Ci sono vari metodipubblicato per la differenziazione diretta di entrambi i CES e iPS cellule in RPE che varia notevolmente nella loro efficienza 6-7, 12-16. Noi ancora non conosciamo molti degli eventi molecolari che governano il destino delle cellule / tessuti durante lo sviluppo o il differenziamento. Negli ultimi anni, sono stati fatti sforzi per sviluppare il protocollo di differenziazione che può imitare lo sviluppo embrionale, per quanto possibile. Durante la fase di blastocisti, la popolazione non impegnati di cellule staminali sono insieme in un microambiente tridimensionale. Così, diverse strategie sono state applicate per rendere le cellule ESC / IPS assemblati insieme e crescere in tre dimensioni. Questi aggregati di cellule staminali sono chiamati corpi embrionali (EBS). Studi hanno dimostrato che EB differenziazione delle cellule staminali imitano fase iniziale di sviluppo dell'embrione e può spontaneamente dar luogo a endoderma primitivo sulla sua superficie esterna. Più tardi, lo sviluppo EB progredisce, fenotipi cellulari differenziate di tutte e tre le linee germinali appaiono 17-18. Therefore, Ebs protocolli di differenziazione basata hanno attirato molta attenzione per la differenziazione in vitro di cellule ESC / IPS e sono un buon candidato per la generazione RPE da cellule staminali pluripotenti 13.
EBs possono essere effettuate utilizzando diversi metodi di cellule / iPS ESC. Inizialmente, EBs sono state fatte da raschiando colonie aderenti e il mantenimento in coltura in sospensione non aderente. Tuttavia, questo approccio produce popolazione eterogenea di EB che provoca scarsa riproducibilità. Hanging coltura cellulare goccia e microwell formazione EBs base sono altre tecniche popolari per la formazione EBs che danno EBs omogenee di dimensioni definite che sono altamente riproducibili. Inoltre, la tecnica micropozzetti può produrre gran numero di aggregati con minor sforzo.
Differenziazione delle cellule all'interno EBS è regolata da un multiplex di spunti morfogenici dal microambiente extracellulare e intracellulare. A differenza di differenziazione in un monFormato olayer, EBs fornire una piattaforma per complesso insieme di cellule e di segnalazione intercellulare a verificarsi 17. È interessante notare, è stato osservato il numero di cellule staminali pluripotenti utilizzati per realizzare singoli EB influenzare il destino di cellule. Ad esempio, in uno studio differenziazione ematopoietica dei CES umani, è stato osservato che 500 cellule EB promosso differenziamento verso linea mieloide che 1.000 celle EB spinto verso lineage eritroide 20. In un altro studio, EBs piccoli favorito differenziazione endoderma mentre EBs grandi promosse verso neuro-ectoderma differenziazione 11, 17.
Questi studi precedenti suggeriscono che il numero di cellule ESC / iPS utilizzati per rendere le singole EB influisce EBS differenziazione in base a qualsiasi tipo di cellule. Tuttavia, a nostra conoscenza, non ci sono studi in corso che hanno chiarito l'impatto di dimensioni EBs nella sua propensione a differenziare verso RPE. L'obiettivo di questo studio è quello di caratterizzare l'influenzaDimensioni EB su indotte pluripotenti staminali (cellule iPS) - retinico pigmentato (iPS-RPE) differenziazione e di individuare il numero di cellulare ottimale per fare EBS per la differenziazione diretta verso RPE lignaggio.
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1. Preparazione dei reagenti Cultura e piastre di coltura
2. iPS Cultura
3. Passaging di cellule iPS
4. Generazione di EBs Uso micropiastra
5. placcatura EBs e avvio di differenziazione
6. RNA Estrazione e PCR
7. Immunocitochimica
8. colorazione per l'analisi FACS
Isolation 9. iPS-RPE e Cultura
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In questo esperimento, le cellule iPS sono state coltivate e differenziate nel lignaggio RPE da EBS. EBs di dimensioni controllati, sono stati formati utilizzando micropiastra. Come si vede nella figura 1 formazione EB era omogeneo nelle micropiastre. Questi EBs stati poi raccolti e piastrate su piastre da 6 pozzetti (Figura 2).
RPE può essere identificato con la loro classica esagonale morfologia, pigmentazione, e l'espressione di marcatori RPE. Dopo 12...
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Per realizzare pienamente le potenzialità delle cellule staminali pluripotenti per terapia cellulare, è necessario regolare la loro differenziazione in modo coerente e riproducibile. Questo rapporto descrive i protocolli per formare EB dimensioni controllato utilizzando la tecnologia micropiastre, avviare differenziazione verso RPE e identificare proteine e geni marcatori di RPE. Per sincronizzare la differenziazione in vitro, misure omogenee di EBs erano formate da un numero noto di cellule iPS centrifugati ...
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Gli autori non hanno nulla da rivelare.
Le opinioni o le affermazioni contenute nel presente documento sono opinioni private degli autori e non devono essere interpretate come ufficiali o come riflettenti le opinioni del Dipartimento dell'Esercito o del Dipartimento della Difesa. Questa ricerca è stata condotta mentre gli autori Alberto Muñiz, Ramesh R Kaini, Whitney A Greene e Jae-Hyek Choi tenevano una borsa di ricerca post-dottorato del Consiglio Nazionale delle Ricerche presso l'USAISR. Questo lavoro è stato supportato dal Programma di ricerca sulla medicina riabilitativa clinica dell'esercito degli Stati Uniti (CRMRP) e dal Programma di ricerca sulla medicina operativa militare (MOMRP).
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| Nome | Azienda | Numero di catalogo | Commenti |
|---|---|---|---|
| mTeSR1 media + 5x integratore | Stem Cell Technologies | 5850 | |
| Y-27632 (Inibitore della roccia) | Stem Cell Technologies | 72304 | |
| DMEM/F12 | Life Technologies | 11330-032 | |
| 2-Mercaptoetanolo | Sigma | M-7154 | |
| Aminoacidi non essenziali | Hyclone(Fisher) | SH30853.01 | |
| Siero di ricambio knockout | Life Technologies | 10828-028 | |
| Gentamicina | Life Technologies | 15750-060 | |
| L-Glutammina | Life Technologies | 25030-081 | |
| MEM media | Life Technologies | 10370-021 | |
| N1 integratore | Sigma | N-6530-5ML | |
| Taurina | Sigma | T-8691-25G | |
| Idrocortisone | Sigma | H0888-1G | |
| Fetale bovino siero | Hyclone(Fisher) | SH3008803HI | |
| Triiodo-L-tironina sodio sale | Sigma | T6397 | |
| Idrossido di sodio | Sigma | S5881 | |
| Dispase | Life Technologies | 17105-041 | |
| Matrigel | BD Biosciences | 354277 | |
| Soluzione salina tamponata con fosfato | Hyclone (Fisher) | 10010-023 | |
| Tecnologie delle cellule staminali | su piastra Aggrewell 400 | 27940 | |
| cellule staminali | medie AggreWell | 5893 | |
| Tecnologie delle cellule staminali | accutasi | 7920 | |
| Kit di fissazione/permeabilizzazione BD Cytofix/Cytoperm BD | Biosciences | 554714 | |
| anticorpi anti-PAX6 sui topi | Banca degli ibridomi | ||
| Coniglio Anticorpo Anti-RX | Abcam | Ab23340 | |
| Topo Anticorpo anti-MITF | Thermo Scientific | MS-772-P | |
| Coniglio Anticorpo anti-ZO-1 | Invitrogen | 40-2200 | |
| RNeasy plus mini kit | Qiagen | 74134 | |
| PCR master mix | Promega | M7502 | |
| Kit da RNA a cDNA ad alta capacità | Life Technologies | 4387406 |
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