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方法論記事

ヒト多能性幹細胞由来腸管オルガノイドおよび結腸オルガノイドの作製、維持、および特性評価

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DOI:

10.3791/62721

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2021年7月9日

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1Department of Regenerative Medicine and Cell Biology, Medical University of South Carolina

この記事について

サマリー

ここでは、ヒト多能性幹細胞由来の小腸オルガノイドおよび結腸オルガノイドを作製、維持、および特性評価するための詳細な方法について説明します。これらの方法は、オルガノイドのプレーティングと継代に必要な作業時間を短縮し、再現性を向上させ、スケーラビリティを拡大するように設計されています。

要約

腸の地域仕様は、発達中の胃腸(GI)管の定義された領域に独自の形態と機能が付与されるプロセスを説明しています。腸内の局所的な特異性は、骨形成タンパク質(BMP)経路を含む複数の発生経路によって駆動されます。通常の地域仕様に基づき、ヒト胚性幹細胞(hES)と人工多能性幹細胞(iPSC)を含むヒト多能性幹細胞(hPSC)からヒト結腸オルガノイド(HCO)を作製する方法を開発しました。BMPシグナル伝達の3日間の誘導により、中腸/後腸管培養物を、ヒト結腸に存在するすべての主要な上皮細胞タイプを含む特別なATリッチ配列結合タンパク質2(SATB2)発現HCOに十分にパターン化し、共発達する間葉系細胞にもたらします。この重要なパターニング期間中のBMPの省略(またはBMP阻害剤NOGGINの追加)により、ヒト腸オルガノイド(HIO)が形成されました。HIOとHCOは、形態学的および分子的に、それぞれヒトの発育中の小腸と結腸に似ています。HIOとHCOはヒトの腸の発達を研究する上で有用であるにもかかわらず、HIOとHCOの生成は困難です。この論文では、HIOおよびHCOを生成、維持、および特性評価する方法を紹介します。さらに、プロトコルの重要な手順とトラブルシューティングの推奨事項も示されています。

概要

ヒトの結腸発生の研究は、ヒトの胎児組織の使用に制限があるため困難です。動物モデルは、腸の発達を研究するためのマウスの遺伝的アプローチに非常に貴重であり、歴史的に使用されてきました。しかし、マウスとヒトの腸管発生の違いにより、マウスのモデルシステムとしての適用性は限られています。例えば、マウスの小腸や結腸での陰窩形成は出生後に起こりますが、ヒトは生まれつき完全に形成された陰窩1を持っています。さらに、ヒトの小腸と結腸には、小腸のモチリン(MLN)発現腸内分泌細胞2や結腸のムチン5B(MUC5B)発現杯細胞3,4など、マウスには見られない細胞タイプが含まれています。このため、結腸発生の初期段階を定義する動的な分子イベントを正確にモデル化する細胞培養システムを持つことが重要です。したがって、結腸特性を持つ細胞を生成するようにhPSCを指示することは、ヒトの結腸発生の研究のための強力なモデルを提供します。

プロトコルは、hPSCからの腸様オルガノイド6 および結腸様オルガノイド7 の再現性5、同期的、かつ効率的な形成を促進するために開発されました。これらのプロトコルは、胎児の腸と結腸の発達を模倣した段階的な分化手順を使用します(図1)。まず、ヒト多能性幹細胞から、Nodal模倣物であるアクチビンAで処理することにより、決定的な内胚葉を作製します。決定的な内胚葉を高レベルのWNTおよび線維芽細胞成長因子(FGF)に曝露すると、CDX2+ 中腸/後腸管スフェロイドへの形態形成が誘導されます。その後、中腸/後腸スフェロイドは細胞外マトリックス(ECM)に埋め込まれ、BMPシグナル伝達の一過性操作を通じてHIOまたはHCOのいずれかにパターン化されます。NOGGINを使用してBMPシグナル伝達を阻害するか、増殖培地のみを添加すると、ヒト近位小腸に似たHIOが形成されます。

BMP2を用いてBMPシグナル伝達を活性化することにより、中腸/後腸スフェロイドはHCOにパターン化され、HCOは上皮と間葉にパターン化を保持します7。HCOは、結腸が豊富なMUC5B発現杯細胞を含み、結腸特異的インスリン様5(INSL5)発現腸内分泌細胞を産生する能力があります。HCOから単離された間葉は、ホメオボックスA13(HOXA13)とHOXD13を発現し、これらはヒトの一次結腸間葉でも発現します8。パターニングステップは、分化プロトコルの7〜10日目に発生することを覚えておくことが重要です。この3日間の期間は、長期 のin vitro 培養後も維持される結腸パターニングを誘導するのに十分です。

以下で説明するプロトコルは、フィーダーフリーのhPSC培養に精通している研究者向けです。このタイプのhPSC培養に詳しくない研究者には、Stem Cell Technologiesやシンシナティ小児病院の多能性幹細胞施設(PSCF)が提供するようなhPSCに関するトレーニングコースをお勧めします。開始時のhPSCの品質は非常に重要であり、すべての下流ステップに影響を与える可能性があります。以下のプロトコルは、4日間培養され、分割の準備ができているhPSCから始まります。

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プロトコル

1. ヒト腸オルガノイドおよび結腸オルガノイドの作製

  1. ECMコーティングプレートの準備
    1. 50 mLのコニカルチューブに50 mLの冷たいDMEM培地を加えます。
    2. -80°Cの冷凍庫から4x hESC認定ECM( 材料表を参照)のアリコートを取り出し、氷上で解凍します。
      注意: 製品の分析証明書を参照して、4xストックを準備するために必要なESC認定ECMの量を決定します。
    3. hESC認定ECMが完全に解凍されていない場合は、50mLのコニカルチューブから750μLのDMEMを取り出し、ECMと混合します。
    4. DMEM/hESCで修飾されたECM混合物をDMEMで50mLコニカルチューブに移し、よく混合します。1ウェルあたり0.5 mLを4 x 24ウェル細胞培養プレートのそれぞれに加えます。
    5. プレートを振ってECMをウェル全体に均等に広げ、表面全体が覆われていることを確認します。パラフィルムを使用して、ECMコーティングされたプレートを密封し、バイオセーフティキャビネットに室温で少なくとも1時間放置します。ECMコーティングプレートは、最大2週間または必要になるまで4°Cで保管してください。
  2. hPSCsシングルセルめっき
    1. ECMコーティングされた24ウェルプレートをバイオセーフティキャビネット内に30分間置き、室温に戻します。
    2. mTeSR1完全培地、細胞剥離溶液、および高度なDMEMを37°Cのウォーターバス内に入れ、30分間ウォームアップします。
    3. hPSCが少なくとも85%コンフルエントで、微分が最小限であることを確認してください。必要に応じて、分化したセルをすべて削除します。
    4. 13 mLのmTeSR1と13 μLの10 mM Y-27632 Rho関連プロテインキナーゼ(ROCK)阻害剤13 μLで、50 mLのコニカルチューブにプレーティング培地を調製します。
      注:Y-27632はアノイキスを阻害し、単一細胞の生存率を高めます。
    5. 6ウェルプレートから細胞を採取するには、培地を3ウェルから4ウェルまで吸引し、ウェルあたり2 mLの高度なDMEMで1回洗浄します。
    6. 進行したDMEMを吸引し、1 mLの細胞解離溶液を各ウェルに分注します。プレートを5% CO2、37°Cインキュベーター内で5〜7分間インキュベートします。顕微鏡で細胞が懸濁状態にあることを確認します。
    7. 5 mLピペットを使用して4〜5回ピペッティングして、残っている細胞塊を解離します。
    8. 各ウェルに2 mLの高度なDMEMを加え、4〜5回静かにピペットで上下させ、15 mLのコニカルチューブに移します。細胞を300 × g で室温で3分間スピンダウンします。
    9. 細胞ペレットを吸引せずにチューブから培地を吸引し、調製したmTeSR1とROCK阻害剤の培地6 mLを加えます。ピペッティングで3〜4回ピペッティングして細胞を穏やかに再懸濁し、懸濁液を50mLチューブ内の残りのmTeSR1/ROCK阻害剤培地に移します。4〜5回激しく再懸濁し、血球計算盤を使用して細胞をカウントします。
    10. 細胞をプレーティングする直前に、24ウェルプレートからECMを吸引します。ピペッティングを2〜3回行って細胞を再懸濁し、各ウェルに0.5 mLの細胞懸濁液を分注します。
      注:最適なめっき密度は、実験者が決定する必要があります。ここで、最適な細胞数はウェルあたり80,000〜200,000細胞です。
    11. プレートを時計回りに3回、反時計回りに3回、前後に3回、左右に3回、穏やかに揺さぶって、細胞を均等に分散させます。
    12. プレートを37°C、5%CO2 インキュベーターに移し、24時間インキュベートします。
      注:ウェル内の細胞が適切に分散するように、最初の数時間はプレートを乱さないでください。
    13. 24時間後(図2A)、使用済み培地を吸引し、mTeSR1のウェルあたり0.5 mLを添加し、再度37°C、5%CO2 で24時間インキュベート(図2B)してから、次のステップに進みます。
  3. hPSCからの決定的内胚葉(DE)の鑑別
    1. 15 mLのコニカルチューブに、13 mLのActivin Day 1培地( 材料表を参照)、13 μLの100 μg/mL Activin A、1.95 μLの100 μg/mL BMP4を加えます。37°Cのウォーターバスで培地を温めます。
    2. 24ウェルプレートからmTeSR1培地を吸引し、ウェルごとに0.5 mLのActivin Day 1培地を添加します。プレートを37°C、5%CO2 インキュベーターに置き、24時間インキュベートします。24時間後にセルを確認します。
      注: 図2Cに示すように、広範な細胞死が明らかになるはずです。単層はまばらに見えますが、細胞のコロニーは拡大しています。
    3. 12.5 μL の 100 μg/mL アクチビン A を 12.5 mL の Activin Day 2 培地 15 mL コニカルチューブに添加して、Activin Day 2 完全培地を調製します。チューブを37°Cのウォーターバスに入れます。
    4. 24ウェル分化プレートをCO2 インキュベーターから取り出し、使用済みの培地を取り出します。ウェルあたり0.5 mLの予熱したActivin Day 2培地を分注し、プレートをCO2 インキュベーター内に24時間戻します。
      注意: メディアを分配するときは注意が必要です。.ウェルの中央に直接培地を分注すると、単分子膜の細胞が剥離するため、分注しないでください。ウェルの側面に培地を慎重に分注します。翌日、細胞死はごくわずかで、細胞の単層が形成されます。これで、細胞は ~90 ~ 95% コンフルエントになるはずです(図 2D)。
    5. 15 mLコニカルチューブ内の12.5 mLのActivin Day.3培地に12.5 μLの100 μg/mLアクチビンAを加えて、Activin Day 3完全培地を調製します。チューブを37°Cのウォーターバスに入れます。
    6. 使用済みの培地を取り出し、ウェルごとに0.5 mLのActivin Day 3培地を分注します。
      注意: メディアを分配するときは注意が必要です。ウェルの中央に直接培地を分注すると、単層の細胞が剥離するため、分注しないでください。ウェルの側面に培地を慎重に分注します。翌日、単層は、この段階で細胞死がほとんどまたはまったくなく、完全なコンフルエントに達するはずです。Activin Day 3培地を追加してから24時間後に単層がコンフルエントでない場合は、中腸スフェロイドの生成を試みないでください。.DE単層の理想的な形態については、中後腸スフェロイドの生成に進む前に、 図2E を参照してください。
    7. DE分化を最適化する際には、forkhead box A2タンパク質(FOXA2)および性決定領域Y(SRY)-box転写因子17(SOX17)の発現のために、単層の免疫蛍光染色(IF)を行います。
  4. DEの中腸スフェロイドへの分化
    1. 50 mLのコニカルチューブに、FGF4(CHIR99021なし)を含む中腸誘導培地25 mLを加え、37°Cのウォーターバスに30分間入れます。
    2. 完全な中後腸誘導培地を調製するには、培地が温まった後に7.5μLのCHIR99021を追加します。
    3. 使用済みの培地を取り出し、ウェルあたり0.5 mLの中部後腸誘導培地を分注し、37°C、5%CO2 で24時間インキュベートします。
    4. 翌日に単分子膜内の細胞の凝縮が発生した後(図3A)、使用済みの培地を新鮮な中腸誘導培地と交換し、プレートを37°C、5%CO2 インキュベーターに24時間戻します。
      注: 図3Bに示すように、中部後腸誘導の48時間後に管状構造が顕著になります。中腸スフェロイドは、 図3Cに示すように、3日目に単層から出芽し始めます。
    5. 培地交換中に浮遊スフェロイドが廃棄されるのを避けるため、古い培地を15 mLチューブに移し、300 × g で1分間遠心分離します。スフェロイドを12.5 mLの新鮮な中後腸誘導培地に再懸濁し、同じ24ウェルプレートにウェルあたり0.5 mLを加え、37°C、5%CO2 で24時間インキュベートします。
    6. 後腸誘導の4日目(図3D)に、培地を15 mLチューブに集めてプレートウェルから浮遊スフェロイドを回収し、続いて300 × g で1分間遠心分離します。ECMに中腸スフェロイドを埋め込むための次のステップに進みます。
  5. ECMにおける中腸/後腸スフェロイドのプレーティングとパターニング
    1. ECM基底膜マトリックスを4°Cで一晩解凍してから、埋入します。
      注: この ECM は、hESC 認定の ECM とは異なります。ECMは氷上に置く必要があり、適切な量のECMを氷上で予め冷却した1.5mL微量遠心チューブに分注できます。 表 1 には、ECM ボリュームに関する情報が含まれています。スフェロイドが埋め込まれる液滴中のECMの体積が少なくとも75%であることを確認してください。
    2. 24ウェルプレートを37°Cのインキュベーターで温めます。
    3. 1000 μLピペットを使用してすべての24ウェルからフローティングスフェロイドを回収し、15 mLのコニカルチューブに移します。スフェロイドを300 × g で室温で1分間スピンダウンします。媒体の大部分を吸引しますが、めっきに必要な量を残します(表1)。
    4. 1000 μLと200 μLのピペットチップの端を切って準備します。予熱した24ウェルプレートを取り出します。
    5. 浮遊するスフェロイドを混合し、氷上に置いたECMチューブに適切な量を移し、ピペッティングでスフェロイドとECMを再懸濁してよく混合します。
    6. スフェロイドとECMの混合物65 μLをカットした200 μLピペットチップに取り、24ウェルプレートの各ウェルの中心にロードします。良好なECM液滴が形成されていることを確認するために、混合物が分注されている間、ピペットを穏やかかつゆっくりと持ち上げます。
      注:ウェルあたり30〜100個のスフェロイドをプレート化します。
    7. プレートを37°C、5%CO2 インキュベーターに静かに移し、5分間インキュベートします。
    8. プレートを逆さまにして15〜25分間インキュベートすると、ECM液滴がドーム状の構造を維持するのに役立ちます。
    9. インキュベーション中に、必要な培地を準備して温めます。ECMが固まったら、各ウェルに0.5 mLのHIOまたはHCOパターニング培地を加え、37°C、5%CO2でインキュベートします。ECMのスフェロイドの画像については、 図3E を参照してください。
    10. スフェロイドをパターニング培地で3日間培養します。
    11. 3日後、HIOまたはHCOパターニング培地を通常の増殖培地に交換し、37°C、5%CO2でインキュベートします。
      注:この時点(10日目)のオルガノイドは初期段階のオルガノイドです。プロジェクトの目標に基づき、セクション2で詳述するように、一部の初期オルガノイドを早期パターニング分析に使用することができます。
  6. ヒト腸および結腸オルガノイドの増殖と継代
    1. 10日目以降、成長培地を3日ごとに交換します。
      注:めっき密度とオルガノイドの成長によっては、より頻繁な培地交換が必要になる場合があります。培地の交換は、培地中のフェノールレッド(pH指示薬)が黄色になる前に行う必要があります。
    2. オルガノイドを21日目までインキュベートします(図3F)。
      注:BMP2治療により、スフェロイドから増殖するオルガノイドの数が減少します(HIOの~3倍)。したがって、HCOの生成には、より多くのスフェロイドをプレーティングする必要があります。
  7. 21日目のオルガノイドの分割
    1. オルガノイドを検査します。
      注:ECMはオルガノイドの成長と拡大により21日目までにほぼ分解されるため、オルガノイドは21日目に分割する必要があります。
    2. 1000 μLおよび200 μLのピペットチップの端を切って準備します。
    3. 24ウェルNuncプレートを37°Cのインキュベーターで温めます。
    4. 予冷した1.5 mLチューブに適切な量のECMを分注します(表1)。
    5. 1000 μLのピペットチップでオルガノイドでECM液滴を優しくこすり落とし、混合物を数回上下にピペットで動かしてECMを分解します。
    6. 混合物を60 mmのペトリ皿に移し、顕微鏡でオルガノイドを確認します。必要に応じて、滅菌鉗子を使用してオルガノイドを互いに分離します。分離がオルガノイドの上皮を損傷しないことを確認してください。
    7. オルガノイドを15 mLのコニカルチューブに移し、300 × g で30秒間遠心分離します。上清を吸引し、チューブ内に~1 mLの培地を残します。
      注:培地の容量は、実験の目的に基づいて変更できます。ECM液滴ごとにより多くのオルガノイドが必要な場合は、培地の量を減らすことができます。ただし、必要なオルガノイドの数が少ない場合は、培地の容量を増やすことができます。
    8. オルガノイドをよく混合し、氷上に置いたECMチューブに適切な量を移し、オルガノイドとECMをピペッティングで再懸濁してよく混合します。
    9. カットした200 μLピペットチップを使用して、スフェロイドとECMの混合物を65 μLを24ウェルプレートの各ウェルの中央に加えます。
      注:ピペッティング中に最初にオルガノイドを取り込み、次にECMを取り出します。したがって、混合物を分注する間、オルガノイドはECM液滴の上部にあります。
    10. プレートを37°C、5%CO2 インキュベーターに5分間入れます。
    11. プレートをさらに15〜25分間逆さまにして、ECM液滴がドーム状の構造を維持するのを助けます。
    12. 各ウェルに0.5 mLのHIO/HCO伸長培地を加え、37°C、5% CO2でインキュベートします。
      注:パターニング後の伸長培地は、HIOとHCOの両方で同じです。
    13. 35日目まで2〜3日ごとに培地を交換します(図3G)。

2. 逆転写定量的ポリメラーゼ連鎖反応(RT-qPCR)によるオルガノイドのパターニングの検証

  1. RNAを収集する前に、製造元の指示に従って1x RNA溶解バッファーを調製してください。
  2. 使用済みの培地を廃棄し、350 μL の溶解バッファーを 24 ウェルプレートの各ウェルに加えます。オルガノイドを溶解するには、1 mLピペットを使用してピペッティングで上下します。より良い溶解のために、最高速度で5秒間短時間ボルテックスします。
  3. RNA抽出の準備が整うまで、すべてのサンプルを-80°Cに保ちます。準備ができたら、-80°Cの冷凍庫からRNAサンプルを取り出し、氷上で10分間解凍します。チューブを室温で10〜15分間激しくボルテックスし、サンプルが完全に溶解するようにします。
  4. サンプルを再び氷上に置いて、製造元の指示に従ってRNA抽出に進みます。次のステップに進む準備ができていない場合は、RNAサンプルを-80°Cのフリーザーに移します。
  5. 標準的な方法論を使用して、RNA抽出、DNAse処理、cDNA合成、およびRT-qPCRを実行します。プライマーの名称と配列のリストについては、 表2 を参照してください。

3. 免疫蛍光法によるオルガノイドのパターニングの検証

  1. オルガノイドの収集と固定
    1. 適切なウェルからHIOまたはHCO培地を吸引し、各ウェルに1 mLの氷冷リン酸緩衝生理食塩水(PBS)を加えます。カットされた200 μLピペットチップを使用して、ECMからオルガノイドを解離します。ピペットで上下に動かして、ECMの大きな塊をオルガノイドから解離させます。
    2. オルガノイドを15mLの円錐形チューブに移し、チューブの残りの部分に氷冷したPBSを充填し、チューブを反転させて穏やかに混合します。オルガノイドが重力によって沈降するのを待ち、PBSを吸引します。
      注:オルガノイドが重力によって沈降しない場合は、300 × g で1分間遠心分離します。
    3. PBSを吸引し、氷冷ECM分解溶液1mLを加えます。チューブを回転するプラットフォームで10〜15分間氷の上に置いて、穏やかに振ってください。
      注:チューブを45°の角度に傾けて、オルガノイドと細胞回収溶液が適切に混合されるようにします。10〜15分後、オルガノイドはチューブの底に落ち着き、ECMの完全な消化を示します。
    4. チューブに冷たいPBSを最大15mL追加します。チューブを数回反転させてよく混ぜます。オルガノイドがチューブの底に落ち着いたら、PBSを吸引し、予冷した4%パラホルムアルデヒド1 mLを加えてオルガノイドを固定します。オルガノイドを4%パラホルムアルデヒドと氷上で1時間インキュベートします。
    5. チューブの残りの部分に氷冷したPBSを充填し、4°Cのロッキングプラットフォームに水平に一晩置きます。翌日、パラホルムアルデヒド/ PBSを指定された廃棄物容器に廃棄し、ステップ3.1.2で説明されているように、15 mLの氷冷PBSで1回洗浄します。
    6. PBSを吸引し、PBS中の30%スクロースをチューブに充填します。チューブを4°Cのロッキングプラットフォームに水平に一晩置きます。
    7. 翌日、オルガノイドをOCT培地で7 mm x 7 mm x 5 mmのベースモデルに埋め込み、ドライアイス/エタノール浴を使用して急速凍結します。
    8. ブロックを実験室用ワイプで乾かし、ペーパータオルで包み、-80°Cの冷凍庫で一晩保管します。翌日、クライオスタットを使用して顕微鏡スライド上に5 μm切片をカットします。スライドは-80°Cで保管してください。
  2. オルガノイドの免疫蛍光染色
    1. -80°Cの冷凍庫からスライドを処理し、標準プロトコルを使用してIF染色を行います。
    2. スライドにカバースリップを貼り、室温で乾燥させ、少なくとも2時間または一晩光から保護してからイメージングします。
    3. 共焦点顕微鏡の25倍対物レンズを使用してスライドを画像化します。

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結果

中腸/後腸誘導期におけるスフェロイドの生成の成功は、パターニングの成功を示しています。浮遊スフェロイドおよび単層上のCDX2のIF染色を行い、パターニングが正しいことを確認します。決定的な内胚葉(DE)段階での染色はDE誘導の有効性を示すことができますが、効率的なDE誘導なしにはスフェロイドの生成は不可能です。DE誘導の効率をテストするには、FOXA2およびSOX17のIF染色および/またはRT-qPCRを実施します。

パターニングの段階に続いて、HOX因子の発現は、パターニングが成功したことを示す最良の指標です。HOX因子は、主に腸および結腸間葉8,9で発現されます。したがって、HOX因子の発現は間葉のパターン化を反映します。前部HOX因子HOXD3のmRNAの発現は、NOGGINで処理されたHIOで最も高く、上皮成長因子(EGF)で処理されたHIOでは少なく、BMPで処理されたHCOで最も低いはずです。逆に、HOXA13および...

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ディスカッション

hPSCをHIOとHCOに区別することは、各ステップで品質管理を必要とする複雑なプロセスです。開始時の hPSC は、DE への分化を開始する前に、最小限の分化を行う必要があります。DE分化のために播種されたhPSCの密度を最適化することは、プロトコールの成功にとって重要です。DE分化の品質を確保するには、FOXA2とSOX17のIFを実行して、DE分化の効率を決定します。DEの分化により、処理した細胞の80%以上がFOXA2およびSOX17に陽性で染色されるはずです。最適な密度が確立されると、この同じ密度を複数の実験に使用でき、同様の成功を収めることができます。DEの分化が成功した後、中腸/後腸誘導は非常に効率的であるはずです。ECMでプレーティングした後、中腸/後腸スフェロイドにBMP2をパターニングすると、スフェロイドからのオルガノイド形成効率が低下します(~15%)。したがって、HCO生成のためのECMバブルあたりのスフェロイドは、HIOと比較して2〜3倍多くなります。

DE分化の最適な密度は、細胞株によっ...

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開示事項

著者には、開示すべき利益相反はありません。

謝辞

Múnera 研究室は、NIH/NCI 5U54CA210962-02 South Carolina Cancer Disparities Research Center (SC CADRE)、NIH/NIGMS P20 GM130457-01A1 COBRE in Digestive and Liver Disease、NIH/NIDDK 1P30 DK123704-01 MUSC Digestive Disease Research Core Center から資金提供を受けています。

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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
1%ウシ血清アルブミン(BSA)溶液該当なし該当なし該当なし
15 mL Corningチューブ隼21008-918該当なし
30% ショ糖該当なし該当なしPBS製。
5%ノーマルロバ血清ジャクソン免疫研究所017-000-121該当なし
50 mL Corningチューブ隼21008-951該当なし
アキュターゼサーモサイエンティフィックA1110501細胞剥離溶液;5 mLのアキュターゼを合計20本のチューブの10 mLチューブにアリコートし、-20°Cで保存します。Cは最長6ヶ月間。4度に配置します。使用前にCを一晩。
アクチビンA細胞誘導システムGFH6-100x10凍結乾燥粉末を100µで再構成します。0.1% ウシ血清アルブミン (BSA) を含む滅菌 PBS 中の g/mL。アリコート38&マイクロ;LのアクチビンAを予冷した微量遠心チューブに入れ、-80°Cで保存します。C(チューブの有効期限は受領日から12ヶ月です)。
アクチビン 1 日目培地 (RPMI 1640)コーニングMT10041CV非必須アミノ酸(NEAA、Corning 11140050)を使用し、4°Cで保存します。基本1日目の培地:500 mLのRPMI 1640および500 mLのNEAA。アクチビン1日目培地を調製するときは、13 mLの塩基性1日目培地、13およびマイクロを加えます。l アクチビン A (100 & micro;g/mL)、および2µBMP4 の l (100 & micro;g/mL)。ベース培地は最大3週間安定ですが、成長因子を添加した直後に使用する必要があります。
アクチビン 2 日目培地 (RPMI 1640、0.2% FBS vol/vol)ハイクローンSH30070.03トン非必須アミノ酸(Corning 11140050)を使用し、4°Cで保存します。塩基性2日目培地:RPMI 1640 500 mL、NEAA 500 mL、0.2%血清1 mL。アクチビン2日培地を調製するときは、12.5 mLの塩基性2日目培地と12.5&マイクロを加えます。LのアクチビンA(100µg/mL)。ベース培地は最大3週間安定ですが、成長因子を添加した直後に使用する必要があります。
アクチビン 3 日目培地 (RPMI 1640、2% FBS vol/vol)ハイクローンSH30070.03トン非必須アミノ酸(Corning 11140050)を使用し、4°Cで保存します。塩基性3日目培地:RPMI 1640 500 mL、NEAA 500 mL、および2%血清10 mL。アクチビン3日目培地を調製するときは、12.5 mLの塩基性3日目と12.5日目&マイクロを加えます。LのアクチビンA(100µg/mL)。ベース培地は最大3週間安定ですが、成長因子を添加した直後に使用する必要があります。
Alexa Fluor 488 ロバアンチヤギサーモサイエンティフィックA110551:500希釈(二次抗体)
Alexa Fluor 488 ロバ アンチラビットサーモサイエンティフィックA212061:500希釈(二次抗体)
Alexa Fluor 546 ドンキーアンチマウスサーモサイエンティフィックA100361:500希釈(二次抗体)
Alexa Fluor 647 ロバアンチマウスサーモサイエンティフィックA315711:500希釈(二次抗体)
ベース金型漁夫22-363-552該当なし
基本的な腸内培地(高度なDMEM)ギブコ12491015 塩基性腸内培地を調製するときは、500 mLのDMEM、500 mLのN2(Gibco 17-502-048)、500 mLのB27(Gibco)、500 mLのL-グルタミンを加えて2 mM L-グルタミン(Corning A2916801)、5 mLの100 U / mLペニシリン-ストレプトマイシン(Gibco 15-140-122)、および7.5 mLの 1 M HEPES で 15 mM HEPES が得られます。ベース培地は最大3週間安定ですが、成長因子を添加した直後に使用する必要があります。
Biorad CFX96 タッチリアルタイムPCR検出システムバイオラッド該当なし他のqRT-PCRシステムも使用できます。
細胞回収ソリューションコーニング354253ECM劣化ソリューション
CHIR99021リプロセル40004102.15 mLのDMSOを10 mMで添加して再構成します。50&マイクロを用意します。Lアリコートし、-20°Cで保存します。粉末を4度で保管します。C、光から保護されています。
CTRL HIOパターニング媒体該当なし該当なし塩基性腸培地と100 ng / mL EGF。
DAPIのシグマ・アルドリッチD95421:100希釈(二次抗体)
DE単層該当なし該当なし単層は前のステップで生成されました(セクション4.4)。
分散ギブコ17105041凍結乾燥粉末をアドバンスドDMEM(Gibco MT15090CV)に最終濃度1 mg/mLに再懸濁します。ミリポアフィルター滅菌チューブを使用して真空吸いして滅菌用の溶液をろ過します。10 mLのアリコート(1 mg / mL)を作成し、-20°Cで保存します。Cは最長6ヶ月間。4度に配置します。使用前にCを一晩。
EGFのサーモサイエンティフィック236-EG-01M100 ng/mL EGF を調製する場合、500 & micro を再構成します。滅菌PBS中のg / mL。次に、2 mLの滅菌PBSを1 mg EGFに加え、500µg/mL EGF 溶液。アリコート100&マイクロ;20本のチューブに入ったLのEGF。
フィッシャーブランド 6cmシャーレ 透明蓋付き漁夫FB0875713A該当なし
フィッシャーブランドセルリフター漁夫08-100-240該当なし
フィッシャーブランド クラス B 透明ガラスねじ付きバイアル、クロージャー付き漁夫03-338B該当なし
Fisherbrand 使い捨てホウケイ酸ガラスパスツールピペット漁夫〒13-678-2D0該当なし
Fluoromount G スライド封入媒体VWRの100241-874該当なし
Gibco アドバンスド DMEMギブコ12-491-023該当なし
ヤギ抗E-カドヘリンR&DシステムAF6481:400希釈(一次抗体)
ヤギ用抗SOX17R&DシステムAF19241:500希釈(一次抗体)
HCOパターニング培地該当なし該当なし塩基性腸内培地、100 ng/mL EGFおよび100 ng/mL BMP2。BMP2を調製するときは、1 mLの滅菌4 mM HCl 0.1%BSAをBMP2バイアル(100µアリコート25&マイクロ;4本のチューブに入ったLのBMP4溶液。ベース培地は最大3週間安定ですが、成長因子を添加した直後に使用する必要があります。
血球計算器シグマ・アルドリッチZ359629該当なし
ヒト多能性幹細胞(hPSC)多能性幹細胞施設該当なしマトリゲルでコーティングされた24ウェルプレート(Thermo Scientific 73520-906)に細胞を播種しました。
氷冷4%パラホルムアルデヒド溶液(PFA)該当なし該当なし該当なし
氷冷リン酸緩衝生理食塩水(PBS)該当なし該当なしpHは7.4でなければなりません。
ImmEdge 疎水性バリアペンベクター研究所101098-065該当なし
人工多能性幹細胞(iPSC)多能性幹細胞施設(シンシナティ小児病院医療センター)該当なし他のhESCまたはiPS細胞株を使用することもできますが、プロトコルは細胞株ごとに最適化する必要があります。
ライカミクロトーム該当なし該当なし該当なし
LSM880共焦点顕微鏡
マトリゲル基底膜マトリックスコーニング354234該当なし
Matrigel hESC認定マトリックスコーニング3542774 x 6ウェルディッシュに十分な希釈マトリゲルを作るのに十分な量に対応する4 xマトリゲルアリコートを準備します。
中後腸誘導培地(RPMI 1640)コーニングMT10041CV非必須アミノ酸 (Corning 11140050)、2% FBS vol/vol (Hyclone SH30070.03T)、3 &M CHIR99021および500 ng / mL FGF4。ベース培地は最大3週間安定ですが、成長因子を添加した直後に使用する必要があります。
中央後腸スフェロイド該当なし該当なし該当なし
MilliporeSigma Steriflip滅菌使い捨て真空フィルターユニットミリポアシグマSCGP00525該当なし
マウス抗CDX2バイオジェネックスMU392-UCシリーズ1:300希釈(一次抗体)
マウスアンチFOXA2アブノヴァ/ノバスH00003170-M011:500希釈
mTeSR1完全増殖培地幹細胞技術85870100 mLのmTeSRサプリメント(85870)を1つの400 mL mTeSR培地(85870)に加え、汚染を避けながら50 mLチューブにアリコートします。4°で保管してください。使用までC。
マレーのクリアソリューション(BABBとも呼ばれます)マレーズ該当なし1:2安息香酸ベンジルとベンジルアルコール。
NOG HIOパターニング培地該当なし該当なし塩基性腸培地、100 ng/mL EGFおよび100 ng/mL NOGGIN(ディスペンス25&マイクロ;250&マイクロのNOGGINのg。l 0.1% BSA を含む滅菌 PBS)。
ヌクレオスピンRNAタカラ740955.25他のRNA単離キットを使用することもできます。
Nunclon delta表面組織培養皿24ウェル(Nunc)サーモサイエンティフィック73521-004該当なし
マトリゲルでコーティングされたNunclon delta表面組織培養皿24ウェルサーモサイエンティフィック73521-004該当なし
Nunclon デルタ表面組織培養皿 6ウェル(Nunc)サーモサイエンティフィック73520-906該当なし
Nunclon delta表面組織培養皿 でコーティングされた6ウェル;マトリゲル。サーモサイエンティフィック73520-906該当なし
HIO、CTRL HIO、およびHCOの成長培地該当なし該当なし塩基性腸培地および100 ng / mL EGF(最終濃度)
リン酸緩衝生理食塩水、0.5% Triton X (PBS-T)該当なし該当なし該当なし
プライマーインテグレーテッドDNAテクノロジーズ株式会社(IDT)該当なしプライマーは、プロトコルの表2にリストされています。
ウサギ用抗CDX2セル マークEPR22764Y1:100希釈(一次抗体)
ウサギ用抗SATB2セル マーク第281話1:100希釈(一次抗体)
組換えヒトBMP-4タンパク質R&Dシステム314-BP-010凍結乾燥粉末を100µで再構成します。0.1% ウシ血清アルブミン (BSA) を含む滅菌 4 mM HCl 中の g/mL。4.17 mL HCl 溶液を 45.83 mL 分子水に加え、合計 50 mL の 1 M HCl に加えます。次に、200 & micro を追加します。L の 1 M HCl から 49.8 mL の分子グレードの水、合計 50 mL の 4 mM HCl に相当します。次に、50 mLの4 mM HClに0.05 g BSAを加え、ろ過して滅菌します。滅菌4 mM HCl 0.1%BSAを33マイクロ遠心チューブに分注し、-20°Cで保存します。100&μmを追加します。l の滅菌 4 mM HCl 0.1% BSA を BMP4 バイアル (10 & micro;g)100µでBMP4溶液を作る。g/mLです。
組換えヒトFGF-4タンパク質R&Dシステム235-F4-01M100µで再構成します。0.1%ウシ血清アルブミンを含む滅菌PBS中のg / mL。50 mLのPBSに0.05 gのBSAを加えて、0.1%BSAを作ります。フィルター 0.22 & マイクロ;BSAを滅菌するためのM BSA。10 mLの0.1%BSAを5本のチューブにアリコートします。10 mLの滅菌0.1%BSAに1 mgのFGF-4を加えます。アリコート250&マイクロ;Lを予冷した40本の微量遠心チューブに入れ、-80°Cで保存します。
ROCK阻害剤 Y-27632トクリス1254最終濃度は10 mM(10 mmol / L)です。DMSOに10 mMで再懸濁し、フィルター滅菌します。各バイアルに3 mLの滅菌PBSを加えます。アリクアウト 100 & マイクロ;L の ROCK 阻害剤を 30 チューブに入れ、-20 °C で保存します。
SuperScript VILO cDNA合成キットサーモサイエンティフィック11-754-250該当なし
SuperFrost Plus顕微鏡スライド
Tissue Tek OCT コンパウンドVWRの25608-930該当なし

参考文献

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