このプロトコルは、xeno ・ フィーダー細胞フリー培養条件下でのひと多能性幹細胞から角膜輪部上皮幹細胞の差別化のための単純な 2 段階法を紹介します。ここで示した細胞培養法は、医療の質細胞、角膜上皮細胞療法の使用に適用される低コスト大量生産を有効にします。
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このプロトコルは、xeno ・ フィーダー細胞フリー培養条件下でのひと多能性幹細胞から角膜輪部上皮幹細胞の差別化のための単純な 2 段階法を紹介します。ここで示した細胞培養法は、医療の質細胞、角膜上皮細胞療法の使用に適用される低コスト大量生産を有効にします。
角膜輪部上皮幹細胞 (LESCs) は、角膜上皮を継続的に更新し、角膜の恒常性と映像の明瞭さを維持します。ひと多能性幹細胞 (hPSC)-派生 LESCs 角膜細胞補充療法の有望な細胞供給源を提供します。未定義、異種文化および分化条件は研究結果の変動を引き起こすし、hPSC から派生した治療の臨床の翻訳を妨げます。このプロトコルは、xeno ・ フィーダー細胞由来無細胞の条件の下で hPSC LESC 分化の再現性と効率的な方法を提供します。まず、組換えラミニン 521 (LN-521) と定義されている hPSC の中で画一的な hPSC の単層培養分化の高品質原料の生産のための基盤として提供しています。第二に、簡易 hPSC LESC 微分法は、わずか 24 日間で LESC 集団を生成します。このメソッドには、定義された角膜上皮分化培地での IV 型コラーゲン LN-521/組み合わせで付着性文化相が続く、小分子と懸濁液中 4 日表層外胚葉誘導が含まれています。Cryostoring と拡張分化さらにセル人口を浄化し、細胞療法製品の大量に細胞の銀行を有効にします。結果として得られる高品質の hPSC LESCs は、輪部幹細胞欠乏症 (LSCD) を治療するために角膜の表面再構成のための潜在的な新規治療戦略を提供します。
眼表面で透明な角膜、網膜に入力する光と目の屈折力の大半を提供できます。最も外側の層は、重層の角膜上皮は、輪部上皮幹細胞 (LESCs) によって継続的に再生成されます。LESCs はして角膜ジャンクション1,2輪部のニッチの基底層に存在します。LESCs は、同定推定マーカーの一連のより広範な分析が必要ですので、具体的かつユニークなマーカーを欠いています。上皮性転写因子 p63、特に N 末端切り捨てられた謄本 p63 のアルファのアイソ フォーム (ΔNp63α) は、関連する肯定的な LESC マーカー3,4として提案されています。LESCs の非対称分裂自己更新しますが、また centripetally と前方移行子孫を生成することができます。セルに向かって前進する角膜の表面に徐々 に自分の幹細胞性を失うし、最終的に末期患者が継続的に角膜の表面から失われる表層の扁平上皮細胞に区別するため。
重度の視覚障害につながることができますいずれかの角膜の層への損傷と角膜欠損を世界的な視野の損失の導く原因の 1 つ。輪部幹細胞 (LSCD) の欠乏症で、角膜が病気や conjunctivalization や角膜の混濁、ビジョン5,6のそれに続く損失につながる外傷によって破壊されました。自家および同種の輪部移植を用いた細胞補充療法は、LSCD4,7,8,9症例に対する治療戦略を提供しています。健康な眼に合併症のリスクを負う自家移植を収穫し、ドナー組織が不足します。ひと多能性幹細胞 (hPSCs)、ヒト胚性幹細胞 (hESCs)、ひと誘導多能性幹細胞 (hiPSCs)、具体的には、臨床的に関連する細胞の種類、角膜上皮細胞を含む無制限のソースとして使用できます。したがって、hPSC から派生した LESCs (hPSC-LESCs) は、眼セル置換療法のための魅力的な新しい細胞ソースを表します。
伝統的に、未分化 hPSC 培養法とその微分のプロトコル LESCs に未定義のフィーダー細胞、動物血清、エアコンのメディア、または羊膜10、11,の使用に依存しています。12,13,14,15. 最近、細胞療法製品を安全への取り組みより標準化された、無料の異種文化および分化プロトコルの検索を求めています。その結果、画一的な hPSCs の長期培養定義、xeno 無料方法はいくつかは、市販16,17,18をされます。連続体、角膜上皮の運命に hPSCs を誘導する分子手掛かりに依存するプロトコルが最近されている分化紹介19,20,21,22、 23。まだこれらのプロトコルの多くは材料、または分化のための複雑な異種の成長因子カクテルを開始としてどちらかの未定義、フィーダー ベースの hPSCs を使用しました。
このプロトコルの目的は、信頼性の高い、最適化された、xeno を提供するために-hPSC のフィーダー フリー培養法と角膜 LESCs へのそれに続く分化。ラミニン 521 (LN-521) 行列 (具体的には不可欠な 8 フレックス) 定義、アルブミン無料 hPSC 中に多能性 hPSCs の単層培養により分化の均質な出発物質の迅速な生産ができます。その後、単純な 2 段階差別化戦略は懸濁液、LESCs に、付着性の分化に続く表面の外胚葉運命に向かって hPSCs をガイドします。> 65% が ΔNp63α を表現する細胞集団は 24 日以内に取得されます。Xeno とフィーダー フリー プロトコルは、セルの行の特定の最適化の必要はなく、いくつかの hPSC ライン (hESCs と hiPSCs の両方) のテストされています。週末無料メンテナンス、継、cryostoring、hPSC LESC フェノタイピングここで説明のためのプロトコルのための高品質 LESCs の大規模なバッチの生産を有効に臨床や研究の目的。
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タンペレ大学は、ヒト胚の研究を実施するフィンランド (Dnro 1426/32/300/05) 法医学的事務局の承認です。研究所では、派生、文化、および悪名高くライン (Skottman/R05116) を差別化して眼の研究 (Skottman/R14023) によるラインに使用するピルカンマー病院地区の倫理委員会の支持のステートメントもあります。この研究のため派生した新しい細胞ラインはありません。
注: 説明されたプロトコルは、特定の市販 hPSC 角膜上皮分化等に基づいています。材料表、メーカー/サプライヤーの情報、カタログの数を参照してください。
1. Xeno とフィーダー フリー hPSC 文化を確立します。
2. 監督の分化と hPSC 由来 LESCs の凍結保存
3. hPSC 由来の LESCs の表現型解析
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HPSC LESCs に hPSCs から
FF hPSCs cryostoring hPSC LESCs への分化誘導から全体のプロセスは、約 3.5 週間をかかります。その主な手順を強調表示微分法の概要は、図 1 aにされます。図 1 bは、プロトコルの異なるフェーズでセル人口の典型的な形態を示しています。発表データは、Regea08/017 hESC ラインと UTA.04607.WT によるライン、派生し、26,27,28を前述のようにフィンランド、タンペレ大学の特徴の両方が得られます。
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このプロトコルの期待される結果は、約 3.5 週間以内 FF hPSC の単一細胞懸濁液から LESCs の成功で堅牢な世代です。表面の外胚葉29から角膜上皮が発展すると、プロトコルの最初のステップはこの系譜に向かって hPSCs のステアリングを目指しています。増殖因子 β (TGF-β) 拮抗薬、SB 505124 と bFGF の変換と短い 24 h 誘導、48 h 中胚葉性の BMP 4 キューへ表面の外胚葉細胞をプッシュする続いて外胚葉の分化を誘導するために使用されます。化学的に定義された分化培地とともにコル IV/LN-521 組み合わせ行列に次付着性の分化手順は、さらに LESCs への分化をガイドに使用されます。
原料 (FF hPSCs) の高品質差別化の成功にとって重要です。のみ FF hPSC 文化と合流点付近と画一的な表現型のほぼ 100% を使用してください。HPSCs 増殖と分化の利点30につながる核型異常に素因単一細胞継と、通常 hPSC karyotypi...
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著者が明らかに何もありません。
調査は技術と革新のフィンランド (許可番号 297886) のアカデミー、フィンランド技術庁、フィンランドの資金配分機関の人間スペアパーツ プログラムによってサポートされたフィンランドの目およびティッシュ銀行財団とフィンランド文化財団。著者は、優秀なテクニカル サポートと細胞培養への貢献のために医学の技工 Outi Heikkilä エマ Vikstedt、ハンナ Pekkanen Outi Melin をありがとうございます。教授 Katriina アアルト Setälä は、蛍光イメージングのための機器を提供するため使用ことラインと BioMediTech イメージングの中核施設を提供するために認められています。
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| Name | Company | Catalog Number | Comments |
|---|---|---|---|
| 材料/試薬 | |||
| 1x DPBS containing Ca2+ and Mg2+ | Gibco | #14040-091 | |
| 1x DPBS without Ca2+ and Mg2+ | Lonza | #17-512F/12 | |
| 100 mm cell culture | dish Corning CellBIND | #3296 | 接着性hPSC-LESC用の培養容器フォーマット分化 |
| 12ウェルプレート | Corning CellBIND | #3336 | IFサンプル用培養容器フォーマット |
| 24ウェルプレート | Corning CellBIND | #3337 | IFサンプル用培養容器フォーマット |
| 2-メルカプトエタノール | Gibco | #31350-010 | |
| 6ウェルプレート、超低付加 | Corning Costar | #3471 | 懸濁液中誘導用培養容器フォーマット培養 |
| Alexa Fluor 488 抗マウス Ig | ThermoFisher Scientific | #A-21202 | IF |
| Alexa Fluor 488 抗ウサギ Ig Ig | ThermoFisher Scientific | #A-21206 | IF |
| Alexa Fluor 568 抗ヤギ Ig | Ig ThermoFisher Scientific | #A-11057 | |
| Alexa Fluor 568 抗マウス Ig | ThermoFisher Scientificの二次抗体 | #A-10037 | IF |
| 塩基性線維芽細胞増殖因子(bFGF、ヒト) | ペプロテック | #AF-100-18B | アニマルフリー組換えヒトFGF-塩基性 (154 a.a.) |
| BD Cytofix/Cytoperm Fixation/Permeabilization Solution | BD Biosciences | #554722 | フローサイトメトリー用固定・透過化ソリューション |
| BD Perm/Wash Buffer | BD Biosciences | #554723 | Washing buffer for flow cytometry |
| Blebbistatin | Sigma-Aldrich | #B0560 | |
| Bone morphogenetic protein 4 (BMP-4) | PeproTech Inc. | #120-05A | |
| ウシ血清アルブミン (BSA) | Sigma-Aldrich | #A8022-100G | |
| サイトケラチン12抗体 | Santa Cruz Biotechnology | #SC-17099 | IF |
| サイトケラチン14抗体 | R&D Systems | #MAB3164 | IF用一次抗体 |
| サイトケラチン15抗体 | ThermoFisher Scientific | #MS-1068-P | IF用一次抗体 |
| CnT-30 | CELLnTEC Advanced Cell Systems AG | #Cnt-30 | 接着性hPSC-LESC 分化用培地 |
| コラーゲンIV型(ヒト) | Sigma-Aldrich | #C5533 | ヒトIV型プラセンタコラーゲン |
| CoolCell LX凍結容器 | Sigma-Aldrich | #BCS-405 | |
| CryoPure チューブ | Sarsted | #72.380 | hPSC-LESC 凍結保存用 1.6 mL クライオチューブ |
| 特定トリプシン阻害剤 | Gibco | #R-007-100 | |
| エッセンシャル 8 フレックス メディウム キット | サーモフィッシャーサイエンティフィック | #A2858501 | |
| GlutaMAX | Gibco | #35050061 | |
| ラミニン521 | ラミナ | #Ln521 | ヒト組換えラミニン521 |
| &デルタ;NP63&アルファ;antibody | BioCare Medical | #4892 | IF |
| OCT3/4 | R&D Systems | #AF1759 | 一次抗体 for IF |
| p63&; antibody | Cell Signaling Technology | #ACI3066A | 一次抗体 for IF |
| p63-α(D2K8X)XP Rabbit mAb (PE Conjugate) | Cell Signaling Technology | #56687 | p63-αフローサイトメトリー用PE標識抗体 |
| PAX6抗体 | Sigma-Aldrich | #HPA030775 | 一次抗体 IF |
| ペニシリン/ストレプトマイシン | Lonza | #17-602E | |
| パラホルムアルデヒド (PFA) | Sigma-Aldrich | #158127 | |
| ProLong Gold Antifade Mountant with DAPI | Thermo Fisher Scientific | #P36931 | DAPI Mountant for hardIF |
| PSC 凍結保存キット | Thermo Fisher Scientific | #A2644601 | |
| TrypLE Select Enzyme | Gibco | #12563-011 | |
| KnockOut Dulbecco'修正されたイーグル」中程度 | Gibco | #10829018 | |
| KnockOut SR XenoFree CTS | Gibco | #10828028 | |
| MEM 非必須アミノ酸 | Gibco | #11140050 | |
| SB-505124 | Sigma-Aldrich | #S4696 | |
| Triton X-100 | Sigma-Aldrich | #T8787 | 用 透過化剤 |
| #H-1200 | I | ||
| >名 | 会社 | カタログ番号 | コメント |
| Equipment | |||
| Cytocentrifuge, e.g. CellSpin II | Tharmac | ||
| フローサイトメーター、例: BD Accuri C6 | BD Biosciences | ||
| 蛍光顕微鏡、例:Olympus IX 51 | Olympus |
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