ここでは、膵臓・十二指腸ホメオ蛋白質 1+にひと多能性幹細胞 (hPSCs) を区別するために詳細なプロトコルを提案 (PDX1+) の非植民地型単層成長に基づいて膵臓系譜の生成のためのセル単一細胞を分離しました。このメソッドは、同種 hPSC 由来細胞、遺伝子操作、スクリーニングに適しています。
ここでは、膵臓・十二指腸ホメオ蛋白質 1+にひと多能性幹細胞 (hPSCs) を区別するために詳細なプロトコルを提案 (PDX1+) の非植民地型単層成長に基づいて膵臓系譜の生成のためのセル単一細胞を分離しました。このメソッドは、同種 hPSC 由来細胞、遺伝子操作、スクリーニングに適しています。
ひと多能性幹細胞 (hPSC)-派生膵臓細胞は、再生医療と人間の発達過程を研究するためのプラットフォームのための有望な細胞ソース。段階的発達過程を繰り返す分化、膵臓・十二指腸ホメオ蛋白質 1+を含む膵細胞を生成する主要な方法の 1 つを監督 (PDX1+) 膵前駆細胞。従来のプロトコルは、通過後すぐの小さいコロニーと分化を開始します。しかし、植民地または集計の状態で細胞が不均一性は、PDX1 への分化を妨げる可能性がありますになりやすい+細胞。PDX1 に hPSCs を区別するために詳細なプロトコルを提案するここでは、+のセル。プロトコルは 4 つのステップで構成されています、シード解離単一細胞で分化を開始します。SOX17 の誘導+ PDX1 に決定的な内胚葉細胞 2 つの原始腸チューブ マーカー、HNF1β、HNF4α、および最終的な分化の式が続いた+細胞。議定書簡単処理を提供しますと改善や内胚葉系統または PDX1 に効率的に区別するために以前に発見されたいくつかの hPSC ラインの分化効率を安定させる+細胞。
膵臓は外分泌と内分泌の細胞の主し、その機能不全またはオーバー ロードを引き起こすいくつかの疾患、膵炎、糖尿病、膵臓癌など。Pancreatopathy の病因を解明するには、発達過程と膵臓の細胞の機能を分析する必要は。また、細胞・組織の補充療法を確立する堅牢な品質と安定した供給が必要です。ひと多能性幹細胞 (hPSC)-派生膵臓細胞は、これらの目的の有望な細胞ソースと膵臓細胞へ分化プロトコルは集中的に調査1,2,3をされています。 4。膵 β 細胞の in vitro 生成における最近の進歩は、人間、大人の糖尿病モデル マウス2,3への注入時にこれらの細胞の治療効果 β 細胞の生成を模倣します。さらに、健康の誘導多能性幹細胞 (Ips) と 1 型糖尿病患者のドナーから生成された β 細胞の解析はストレス5のとき下を含む機能の相違を認めなかった。さらに、疾患表現型が部分的に患者由来の Ips または hPSCs 患者6,7と同じサイトで遺伝子変異を遺伝的に膵細胞の再現します。
膵臓の細胞を生成すると、hPSCs から、発達過程を繰り返す段階的分化を使用します。膵臓は地域 Y ボックス 17 (SOX17) を決定性を表現する初期胚の内胚葉層から派生した、フォーク ヘッド ボックス A2 (FOXA2)8。マウス研究に基づいて、内皮層は肝細胞核因子 1-β (Hnf1β) と肝細胞核因子 4 アルファ (Hnf4α) の式によってマークされている原始腸の管を形成します。原始腸の管を延長し、呼吸器、消化管や臓器に成長します。伸び後、臼歯前腸地域なる推定膵領域 1 (PDX1)8,9,10転写因子膵臓・十二指腸ホメオ蛋白質の表現によって示されるように。背側と腹側部、PDX1+ 1 (NKX6.1)8,11膵臓転写因子 1 サブユニット α (PTF1A) および NK6 ホメオ ボックスの共発現によってマークされているフォーム膵芽腸チューブが厚きます。この式は、膵の器官の形態の開始をマークします。膵臓の芽のコンポーネントである膵臓内胚葉細胞上皮構造12分岐管ネットワークを形成し、最終的にインスリン分泌 β 細胞を含む、外分泌と内分泌の細胞に分化し、グルカゴン分泌 α-細胞。PDX1 の式は全体の膵開発全体を通して観察し、β、δ 細胞9,13,14にローカリゼーションを示します推定の膵領域で最初に検出されました。ただし、Pdx1+ Ptf1a または Nkx6.1 を表現していないセル領域を胃幽門部、十二指腸、胆管、マウス9、PDX1 開発の後期段階にいくつかの腸の細胞に区別する+細胞は、人間の初期の発達段階では膵前駆細胞と見なされます。
PDX1 に hPSCs を区別するために詳細なプロトコルを提案するここでは、+細胞膵臓系譜の生成のため。播種によるプロトコル開始分化には、単一細胞15,16,17が分離されます。一般的に、画一的な hPSCs、植民地または懸濁液、接着性細胞集塊として維持されます。その結果、ほとんどのプロトコルは、通過直後に分化を開始します。しかし、植民地または集計の状態でセルが空間と転写不均質18,19,20,21,22を妨げる可能性がありますになりやすい、決定的な内胚葉の分化第一歩は PDX1 に非効率的な分化に続く+細胞。この議定書の分化効率を安定させるために改善し扱いやすさを提供するかもしれない以前発見されたいくつかの hPSC ライン内胚葉系統および PDX1 に効率的に区別するために+細胞23,24,25。
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HPSCs を用いた実験は、医学科と京都大学大学院医学研究倫理委員会で承認されました。
1 材料の準備
注:無菌環境で細胞培養のため、すべてのメディアと試薬を準備します。ウォーム アップを使用する前に室温 (RT) 基本培地。媒体の差別化は試薬のルート詳細を 6 時間以内に使用される材料のテーブルに表示されます。
2. hPSC 後部前腸細胞/膵前駆細胞への分化 (PDX1 細胞の+ )
注:生殖不能の技術を使用してすべての手順を実施します。hPSCs は、製造元の指示17,26によると hPSC 培地と hPSCs の合成表面素材を施した 6 ウェル プレートで保持されます。細胞に達する 50-80% の confluency (ステージ 0) は差別化のためそれらを使用します。
3 フローサイトメトリー (FCM)
4. 染色
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伝搬 hiPSCs (585A129,30) 凝縮と分化に適した均質な膜 (図 1 b)。画一的な hiPSCs (ステージ 0) 解離、低細胞密度 (1 〜 1.5 × 105セル/cm2) にある単一セルとして再シードします。1 h 内のセルは、プレートに取り付け、突起を表示を開始します。1 日目、セルを増殖して表面積の 80-90% をカバーする分散も。ステージ 1 b の中にメディアが死んだ細胞により曇り表示します。死んだ細胞が邪魔生存と分化細胞の下に横になっているので、非常に効率的な分化の死んだ細胞の除去が欠かせません。日 3-4 細胞はコブルス トーン外観と称される均質膜シートを形成します。この時点で、ほとんどの細胞は領域 Y ボックス 2 (SOX2)、未分化細胞のマーカーを特定するセックスを表現するを停止し、代わりに決定的な内胚葉マーカー SOX17、(図 2 ...
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PDX1 の世代+のセルが複数の手順で構成されていますしたがって、適切な時期に細胞を治療するために重要です。手順の中で決定的な内胚葉の誘導効率主最終誘導効率に影響を与える、おそらく他汚染系統の細胞 (すなわち、中胚葉と外胚葉) 増殖または分泌することができるからの干渉によって要因特定の分化を混乱させます。場合 SOX17 の割合+ 80% 未満の細胞は日 4 (ステージ 1 b)、PDX1 への効率的な誘導に+細胞が危険にさらされる可能性があります。
HPSCs の未分化状態は植民地または最適化された細胞の集合体として維持されます。ただし、コロニーまたは集計から分化を開始するメソッド苦しむことがありますの不均一性の異なる細胞接着とコロニーの密度のためこのような細胞のさまざまな段階では、中心と周縁22のように細胞周期の25。その一方で、私たちのメソッドは、単一のセルまたはすべての単一細胞での細胞密度の細胞接着の比較的均質な状...
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著者が明らかに何もありません。
この仕事はから資金援助によって日本社会のための科学振興) Scientific Research (C) (日本学術振興会科研費補助金 Number15K09385 と 18 K 08510) を通じてに科研費と技術移転、日本学術振興会研究員 (日本学術振興会科研費助成番号の部分で支えられました17J07622) A.K.、および医学研究開発 (アメッド) その研究を通じて機構に k. o. に「iPS 細胞研究、再生医療実現に向けた研究センター ネットワークの中核拠点」を付与著者が原稿を読んで博士ピーター Karagiannis をありがちましょう。
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| 名前 | 会社 | カタログ番号 | コメント |
|---|---|---|---|
| 3-ケト-N-アミノエチル-N′-アミノカプロイルジヒドロシンナモイル シクロパミン | トロントリサーチケミカル | K171000 | CYC |
| 4-[(E)-2-(5,6,7,8-テトラヒドロ-5,5,8,8-テトラメチル-2-ナフタレニル)-1-プロペニル]-安息香酸 | Santa Cruz Biotechnology | SC-203303 | TTNPB |
| 50 mL 円錐形滅菌ポリプロピレン遠心分離管 | サーモフィッシャーサイエンティフィック 339652 | ||
| 抗CDX2抗体 [EPR2764Y] | アブカム | Ab76541 | 抗CDX2, × 1/1000 |
| B-27 Supplement (50 回;) | サーモフィッシャーサイエンティフィック | 17504-044 | 無血清サプリメント |
| BD FACSAria II セルソーター | BD バイオサイエンス | フローサイトメトリー用 | |
| バイオメディカルフリーザー | SANYO | MDF-U538 | -30 °C; |
| TC10/TC20用セルカウンティングスライド セルカウンター、デュアル | チャンバーBIO-RAD | 1450011 | 計数スライドグラス |
| 細胞培養マルチウェルプレート、6ウェル、PS、クリア | グライナーバイオワン | 657165 | 分化培養用/6ウェルプレート |
| 遠心分離機 | タカラト | ミーAX-310 | 細胞培養用 |
| 遠心分離機 | タカラト | ミーMX-305 | RT-qPCR用 |
| CHIR99021 | Axon Medchem | Axon 1386 | |
| クリーンベンチ | 昭和化学 | S-1601PRV | クリーンベンチ |
| Corning CellBIND 6ウェルプレート | Corning | 3335 | hPSCs/6ウェルプレートのフィーダーフリー培養用 |
| Corning Matrigel Basement Membrane Matrix Growth Factor Reduced | Corning | 354230 | Basement membrane matrix |
| Corning Synthemax II-SC Substrate | Corning | 3535 | hPSCs/hPSC用合成表面材料のフィーダーフリー培養用 |
| クライオスタット | ライカ | ライカ CM1510 S | 凝集体の免疫染色用。 |
| Cytofix/Cytoperm Kit | Becton Dickinson | 554714 | Perm/Wash bufferは 透過化/洗浄バッファー。Cytofix/Cytopermバッファーは、固定および透過化バッファーです。 |
| Dako pen | Dako | S2002 | |
| dNTP mix (10 mM) | Thermo Fisher Scientific | 18427-088 | RT-qPCR |
| Donkey anti-Goat IgG (H+L) Cross-Adsorbed Secondary Antibody, Alexa Fluor 488 | Thermo Fisher Scientific | A11055 | Secondary Antibody, × 1/500 dilution |
| Donkey anti-Mouse IgG (H+L) Highly Cross-Adsorbed Secondary Antibody, AlexaFluor 546 | Thermo Fisher Scientific | A10036 | 二次抗体 × 1/500 希釈 |
| Donkey anti-Rabbit IgG (H+L) 高交差吸着二次抗体 Alexa Fluor 546 | Thermo Fisher Scientific | A10040 | 二次抗体 × 1/500 希釈 |
| Donkey Serum | Merck Millipore | S30 | Donkey serum |
| D-PBS(-) CaまたはMg | Nacalai tesque | なし14249-95 | DPBS |
| エッセンシャル 8 ミディアム | サーモフィッシャー サイエンティフィ | A1517001 | hPSCs/hPSC メンテナンス培地のフィーダーフリー培養用 |
| ファルコン 5 mL 丸底ポリスチレン試験管、セルストレーナー付き スナップキャップ | コーニング | 352235 | 5 mL 丸底ポリスチレンチューブ、セルストレーナー付き |
| フィルターチップ、1,000 & マイクロ;L | Watoson | 124-1000S | ピペットと一緒に使用 |
| フィルターチップ、20 & マイクロ;L | Watoson | 124-P20S | ピペットと一緒に使用 |
| フィルターチップ、200 & マイクロ;L | Watoson | 124-P200S | ピペットと一緒に使用 |
| 蛍光顕微鏡 | Keyence | BZ-X700 | 免疫染色用 |
| Forma Steri-Cycle CO2インキュベータ | サーモフィッシャーサイエンティフィック | 370A | インキュベータ |
| ー HNF-1β抗体 (C-20) | Santa Cruz Biotechnology | sc-7411 | Anti-HNF1β, × 1/200 dilution |
| HNF-4α抗体 (H-171) | Santa Cruz Biotechnology | sc-8987 | Anti-HNF4α, × 1/200 dilution |
| Hoechst 33342 | Thermo Fisher Scientific | H3570 | For nucleus staining, × 1/200 dilution |
| Human Pancreas Total RNA | Ambion | AM7954 | For RT-qPCR |
| Human PDX-1/IPF1 Antibody | R&D Systems | AF2419 | Anti-PDX1, goat IgG, × 1/200 dilution |
| Human SOX17 抗体 | R&Dシステムズ | AF1924 | アンチSOX17 × 1/200 |
| 改良型MEM 亜鉛オプション 中 | サーモフィッシャーサイエンティフィック | 10373-017 | iMEM |
| インキュベーションチャンバー | コスモバイオ | 10DO | 凝集体の免疫染色用 |
| ラテックス検査用手袋 | 足立 | ||
| MASコーティングスライドガラス | 松波ガラス | 83-1881 | 凝集体の免疫染色 |
| MicroAmp Fast 96ウェル反応プレート | Applied Biosystems/Thermo Fisher Scientific | 4346907 | RT-qPCR |
| 顕微鏡 | オリンパス | CKX41N-31PHP | 細胞培養用 |
| マイクロチューブ | Watoson | 131-515CS | |
| モノクローナル抗抗体--フェトプロテイン | SIGMA | A8452 | アンチAFP, × 1/200希釈 |
| Nanodrop 8000 | Thermo Fisher Scientific | For RT-qPCR | |
| Oligo dT | FASMAC | カスタムメイドオリゴ | 配列のRT-qPCRの場合、"TTTTTTTTTTTTTTTTTT"です。 |
| パラホルムアルデヒド、粉末 | Nacalai tesque | 26126-54 | PFA、固定剤、DPBS |
| 医薬品冷蔵庫 | で希釈 SANYO | MPR-514 | For 4 °C |
| はPIPETMAN P | ギルソン | ピペット | |
| 組換えヒトKGF / FGF-7 | R&Dシステム | ズ251-KGKGF | |
| 組換え人間Noggin | PeproTech | 120-10C | NOGGIN |
| 組換えヒト/マウス/ラットアクチビンA | R&D Systems | 338-AC | アクチビン A |
| ReverTra Ace (100 U/μL) | 東洋紡 | TRT-101 | RT-qPCR |
| RNaseフリーDNaseセット (50) | QIAGEN | 79254 | RT-qPCR |
| RNeasyミニキット | QIAGEN | 74104 | RT-qPCR RPMI |
| 1640 L-GLN | Nacalai tesque | 30264-85 | RPMI 1640 |
| シーリングフィルム リアルタイム用 | タカラ | NJ500 | RT-qPCR |
| 血清ピペット用 10 mL | Costar/Corning | 4488 | 細胞培養用 |
| セロロジカルピペット 25 mL | Costar/Corning | 4489 | 細胞培養用 |
| セロロジカルピペット 5 mL | Costar/Corning | 4487 | 細胞培養用 |
| Sox2 (D6D9) XP Rabbit mAb | 細胞シグナル伝達 | 3579S | Anti-SOX2, × 1/200 希釈 |
| StepOnePlus | Applied Biosystems/Thermo Fisher | RT-qPCRのための | |
| スクロース | Nacalaiのtesque | 30406-25 | 凝集体の免疫染色のためにTB |
| の緑 プレミックスEx Taq II | タカラ | RR820B | RT-qPCR |
| TC20自動セルカウンター | BIO-RAD | 1450101J1 | 自動セルカウンター |
| Tissue-Tek OCT化合物 4583 | Sakura Finetechnical | 4583 | 骨材の免疫染色用 |
| Tissue-Tek Cryomold Molds/Adapters | Sakura Finetechnical | 4566 | 骨材の免疫染色用 |
| Triton X-100 | Nacalai tesque | 35501-15 | |
| Trypan Blue | BIO-RAD | 1450021 | |
| 超低温冷凍庫 | SANYO | MDF-U33V | -80°C;C UltraPure |
| 0.5M EDTA, pH 8.0 | Thermo Fisher Scientific | 15575-038 | DPBSで希釈して0.5 mM EDTA |
| Veriti Thermal Cycler | Applied Biosystems/Thermo Fisher Scientific | For RT-qPCR | |
| Y-27632 | 和光 | 251-00514 |
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