方法論記事

ヒト胚性幹細胞の神経前駆細胞への分化

2025年7月8日

この記事について

要約

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出典: Jeon, K. et al., Efficient Neural Differentiation using Single-Cell Culture of Human Embryonic Stem Cells. J. Vis. Exp.(2020年)

このビデオは、フィーダー細胞や中間ステップを使用せずに、ヒト胚性幹細胞(hESC)が直接神経前駆細胞に分化することを示しています。骨形成タンパク質またはBMPの選択的阻害およびトランスフォーミング成長因子-ベータ(TGF-β)シグナル伝達経路は、hESCの神経前駆細胞またはNPCへの分化につながります。

プロトコル

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1. ヒト胚性幹細胞(hESC)適格基底膜マトリックスコーティングプレートの調製

  1. hESC認定の基底膜マトリックス(材料表を参照)溶液を4°Cで少なくとも2〜3時間または一晩ゆっくりと解凍して、ゲルの形成を防ぎます。
  2. 基底膜マトリックスコーティングプレートを調製するには、F12(DMEM+F12)を含む冷ダルベッコのModified Eagle Mediumでマトリックスを2%の最終濃度に希釈します。よく混合し、6ウェルプレートの各ウェルを1mLの希釈マトリックス溶液でコーティングします。
  3. 基底膜マトリックスコーティングプレートを室温(RT)で少なくとも3時間、または4°Cで一晩インキュベートします。
    手記:基底膜マトリックスを含むプレートは、マトリックス溶液を除去してプレートを使用する前に、4°Cで1週間保存できます。

>2. コロニー型hESCのシングルセルhESC培養への適応

  1. 基底膜マトリックス上に増殖したコロニー型H9(WA09)hESCのフィーダーフリー培養物を継代するには、ウェルから培地を吸引します(図1A)。
  2. 1mLのDPBSで1回洗浄します。1ウェルあたり1 mLのディスパーゼ溶液(1 U/mL)を加え、37°Cで20分間インキュベー
  3. トします。
  4. ディスパーゼを取り出し、細胞を2 mLのDMEM/F12で1回穏やかに洗浄し、培地を取り出し、各プレートに2 mLのDMEM/F12を加えます。
  5. ピペッティングで静かに上下させてコロニーを静かに取り除き、15 mLチューブに移します。
  6. ペレットを370 x gで2分間遠心分離し、培地を吸引します。
  7. 細胞ペレットを単一細胞に解離するには、2 mLの細胞剥離溶液(1倍濃度、材料表を参照)を加え、37°Cで10分間インキュベートします。
  8. 細胞を370 x gで2分間遠心分離し、剥離溶液を除去します。
  9. 新鮮なmTeSR1ヒトESC培地を添加し、ピペッティングで穏やかに上下させて細胞を単一細胞に解離します。
  10. コロニー型hESCをシングルセル型培養に適合させるには、10μMのROCK阻害剤を含む2 mLのmTeSR1に、基底膜マトリックスコーティングされた6ウェルプレートの各ウェルに約1.5〜2.0 x 106 hESCを24時間プレートします(図1A)。
  11. 24時間後、hESC培地をROCK阻害剤を含まない新しいmTeSR1と交換し、hESCをシングルセルタイプとして3日間増殖させます。媒体は毎日交換してください。
  12. 4日目に、培養物がほぼ100%のコンフルエントに達したら、剥離溶液で細胞を解離し、ステップ2.6.
    の説明に従って再播種します。 手記:ROCK阻害剤は、シングルセル型hESC培養の最初の24時間における細胞生存率を改善します。

3. シングルセル型hESCのNPCへの分化(図2)

  1. NPCの分化を誘導するには、シングルセル型hESCを1 mLの剥離溶液(1x)で解離し、37°Cで10分間インキュベー
  2. トします。
  3. 細胞を370 x gで2分間遠心分離し、剥離液上清を除去します。1 mLのDMEM/F12を加え、穏やかなピペッティングで細胞を再懸濁します。
  4. 10 μM ROCK阻害剤を含む2 mLのmTeSR1中の2 mLの5細胞/ウェルで、基底膜マトリックスコーティングされた6ウェルプレート上のプレートセル。
  5. 24時間後、培養培地を神経誘導培地(1%B27からビタミンAを除いたDMEM)に1μMのドルソモルフィンと5μMのSB431542を補充して交換します。
  6. 神経誘導の最初の4日間は隔日で媒体を交換し、その後は7日目に合流に達するまで毎日交換します(図2B)。
    注:(1)ドルソモルフィンは、ALK2,3,6受容体を標的とすることによりBMP経路を阻害し、AMPKも阻害します。SB431542は、ALK5,7を標的とすることにより、TGFβ/アクチビン経路の阻害剤です。(2)同じプロトコルを別のESCライン(WA01)でテストしたところ、WA09と同様の結果が得られました。(3)私たちは一般的に基底膜マトリックスにマトリゲルを使用してきました。しかし、細胞をGeltrexで培養し、その後NPCに分化させることはでき、いくつかのNPCマーカーの発現が示すように、非常に類似した結果が得られます(図3D、E)。Geltrexは、Matregelと同じ方法で取り扱います(セクション1を参照)。

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結果

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figure-results-1
図1:コロニー型hESCのシングルセル型培養への適応。(A)2%基底膜マトリックスコーティング皿にプレーティングした後のH9 hESCの単一細胞培養の異なる時間における代表的な位相コントラスト画像。低倍率(左)と高倍率(右)。トップパネル:コロニー型hESCの代表画像。他のパネルは、シングルセル型hESCへの適応中の異なる時期における培養物の代表的な画像を示しています。(B) H9 hESCの成長曲線を、10 μM ROCK阻害剤を含む2%基底膜マトリックスコーティングプレートで、シングルセル培養条件の最初の24時間モニターした。(C,D)フローサイトメトリーによるコロニー型(C)およびシングルセル型(D)H9 hESCの細胞周...

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開示事項

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利益相反は宣言されていません。

材料

この記事で使用された材料の一覧
名前会社カタログ番号コメント
6ウェルプレートコーニング3516
アキュターゼ革新的なセル技術AT104-500細胞剥離ソリューション
アクティビンA研究開発体制338-AC-050
B27サプリメント(-Vit A)サーモフィッシャー12587010
遠心機デイモン/アイス〒428-6759
CO2インキュベーターサーモフィッシャー4110
コーニング hESC精度マトリックス(Magrigel)コーニング354277基底膜マトリックス(ここではほとんどのプロトコルに使用されます)
ディスパーズステムセルテクノロジー7923
DMEMサーモフィッシャー〒10569-010
DMEM/F12サーモフィッシャー〒10565-018
ドルソモルフィントクリス3093
ウシ胎児血清フィッシャーサイエンティフィックSH3007003HI
Geltrex マトリックスサーモフィッシャーA1569601基底膜マトリックス
グルタマックスサーモフィッシャー35050061グルタミンサプリメント、100X
H9(WA09)ヒト胚性幹細胞株ウィセルWA09
ラミニンシグマ・アルドリッチL2020
mTeSR1ステムセルテクノロジー85850hESC培地
NEAAのサーモフィッシャー11140050
ROCK阻害剤トクリス1254
SB431542トクリス1614
名 名 名 の 名 の 名 年

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BMPTGFROCKSB431542

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