2016年7月30日
この研究で提示されたプロトコルは、フローサイトメトリー分析を使用して、正および負の多能性幹細胞マーカーの動的測定によって再プログラミングの進行をリアルタイムでモニタリングするための方法を記載しています。プロトコルは、IPSCの生成時形態、およびマーカーまたはレポーター発現のイメージングに基づく評価を含みます。
これらの手順の全体的な目標は、体細胞のリプログラミングの人工多能性幹細胞またはiPS細胞への進行を視覚化し、追跡することです。この方法は、使用する体細胞組織、適用されるリプログラミング技術、それに使用されるマトリックスと培地の組み合わせによって、リプログラミング速度論とリプログラミング効率がどのように変化するかなど、iPS細胞分野の重要な疑問に答えるために使用できます。この方法の主な利点は、細胞表面マーカーを利用して体細胞からiPS細胞への移行を観察することで、この技術を使用してリプログラミングイベントをリアルタイムで監視できることです。
形質導入後7日目に、ウェルあたり2ミリリットルのDPBSで線維芽細胞を洗浄し、各ウェルに0.5ミリリットルの37°C 05%EDTAを加えて、37°Cで3〜5分間インキュベートします。細胞が丸くなったら、ウェルごとに摂氏37度の線維芽細胞培地2ミリリットルで反応を停止し、各ウェルの底に培地を静かにピペットで移動させて細胞を取り除きます。各ウェルからの線維芽細胞を個々の15ミリリットルの円錐管に移し、遠心分離によってそれらを回収します。
ペレットを2ミリリットルの新鮮な37°C線維芽細胞培地に再懸濁し、各培養条件からの細胞をカウントします。次に、10〜5番目の細胞を6ウェル組織培養プレート内の予め調製したフィーダーに依存しないコンディショニングウェルに1回播種し、形質導入した細胞を細胞培養インキュベーターで一晩インキュベートします。翌日、各ウェルの培地を細胞アプリケーションに適した培地と交換します。
次に、プレートをイメージャーにセットし、ソフトウェアを設定して、次の14日間、6〜8時間ごとに各ウェルの連続的な全ウェル位相コントラストおよび蛍光画像をキャプチャします。リプログラミング実験の最後に、2ミリリットルの摂氏37度のDMEM / F12培地でウェルを1回洗浄します。洗浄液を廃棄し、インキュベーター内で新鮮なDMEM/F12培地に適切な一次抗体のウェルあたり1ミリリットルを注入し、摂氏37度で45分間細胞を標識します。
インキュベーションの終了時に、細胞を37°CのDMEM/F12培地で2回洗浄します。次に、洗浄液を廃棄し、37°CのDMEM/F12培地に1ミリリットルの適切な二次抗体を37°Cで30分間、37°Cで標識します。インキュベーションの終了時に、DMEM/F12培地で細胞をさらに2回洗浄します。
次に、各ウェルの洗浄液を2ミリリットルの新鮮な摂氏37度のDMEM / F12培地と交換します。皿をイメージャーに入れ、イメージングソフトウェアを開きます。イメージングシステムソフトウェアでスキャンを設定するには、まず使用するトレイの位置を選択し、スキャンするディッシュの種類を選択します。
次に、目的のウェルをスキャンするためのパターン、および目的の表面マーカーをリアルタイムで同定するための適切な蛍光チャネルであるホールウェルイメージングを選択します。次に、スキャンする実験にラベルを付け、毎日スキャンするサンプルの時点と間隔を設定します。スキャンされた一連の実験を分析するには、目的の実験を選択し、[新しい分析ジョブの起動] を選択します。
次に、イメージングに使用するチャンネルに応じて、分析のタイプに適した処理定義(PSC Phase Colony Countなど)を選択します。分析ジョブに名前を付けます。そして、分析の時間範囲と分析するウェルを選択します。
次に、分析ジョブを起動します。個々のウェルから目的のリプログラミングタイムポイントを測定するには、目的のウェルを2ミリリットルのDPBSで1回洗浄します。次に、洗浄液を1ミリリットルの予熱した摂氏37度05%トリプシン-EDTA溶液と交換します。
摂氏37度の5分後、トリプシンをウェルの底にフラッシュして細胞を単一細胞懸濁液に解離し、細胞を15ミリリットルの円錐管に移します。3ミリリットルのDPBSを使用して、ウェルから残りの細胞のいずれかを洗い流し、15ミリリットルのチューブに引き込みます。さらに10ミリリットルのDPBSを細胞に加え、遠心分離によりスピンダウンします。
ペレットを1ミリリットルのDMEM/F12培地に再懸濁してカウントします。次に、細胞懸濁液を1ミリリットルあたり6個の細胞の10分の1の濃度に希釈し、チューブあたり1ミリリットルの細胞を適切な数のサンプル分注します。次に、目的の一次抗体で細胞を1ミリリットルのDMEM/F12培地に室温で30〜45分間混合しながら標識します。
インキュベーションの終了時に、細胞を37°CのDMEM/F12培地で2回洗浄します。ペレットを1ミリリットルのDPBSに再懸濁し、サンプルを個々のFACSチューブに移します。再プログラムされたプレートのフローサイトメトリープロファイルを取得します。
次に、FCSファイルをコンピューターに転送し、ファイルを適切な分析ソフトウェアにインポートします。最初の制御ファイルを前方散布図で開き、y 軸を対数スケールに設定します。次に、生きている人口の周りに多角形のゲートを作成します。
次に、生細胞との散布図高さプロットによる側散乱領域を作成し、ダブレットを除外する長方形のゲートを設定します。次に、これらのゲートを使用して、適切な蛍光チャネルで実験サンプルファイルを分析して、それぞれの象限で関心のある集団を特定します。BJ線維芽細胞を仙台リプログラミングウイルスでリプログラミングすると、DF1線維芽細胞とは異なる速度でSSEA4+CD44細胞が生成され、多能性幹細胞様SSEA4+CD44細胞の割合を早期に比較することで、リプログラミングの進行を追跡できることが実証されました。
フローサイトメトリーの時間経過では、CD24-CD44+およびEpCAM陰性CD44+線維芽細胞はダブルネガティブ集団を形成し、その後、それぞれCD24+CD44およびEpCAM陽性CD44多能性幹細胞様細胞様細胞に移行し、リプログラミングの進行をさらに概説します。再播種後のリプログラミング培養物のリアルタイムイメージングは、それらのコンフルエンスの対数増加に対応する緩やかなコロニー形成を示し、リプログラミングの完了時に最終的な多能性陽性および線維芽細胞陰性マーカー発現を示しています。さらに、レポーター遺伝子を使用すると、位相コントラストの下でコンフルエンスを測定することができ、全コンフルエンスと比較して観察されるGFPコンフルエンスがより緩やかに増加します。
実際、この代表的な実験では、19日目のGFPコンフルエンスは、完全なリプログラミングに対応する全コンフルエンスの半分未満でした。この手法を習得すれば、リプログラミングイベントに関する情報を解明し、ヒト線維芽細胞のリプログラミングの動態を追跡するために使用できる可能性があります。この手法は、さまざまな開始体細胞組織、使用されるリプログラミング技術、およびリプログラミングイベントを解明するための培地マトリックスの組み合わせを調べるためにも使用できます。
このビデオを見れば、ヒト線維芽細胞のiPS細胞へのリプログラミングを追跡するためのリアルタイムモニタリングと細胞表面マーカー発現の活用方法について十分に理解できるはずです。
完全なトランスクリプトを表示し、数千本の科学動画にアクセス
この研究は、フローサイトメトリーを用いた体細胞の誘導多能性幹細胞(iPSC)への再プログラミングのリアルタイムモニタリングのプロトコルを提示します。iPSC生成中の多能性幹細胞マーカーの運動学的測定とイメージングベースの評価を重視しています。
Real-time kinetic measurement of somatic reprogramming enables biopharma R&D to quantitatively assess iPSC generation efficiency across diverse cell sources and reprogramming technologies. This approach supports target validation and mechanistic de-risking by providing predictive confidence in reprogramming outcomes, informing portfolio decisions on cell therapy development. The method enhances translational continuity by linking early discovery metrics to preclinical validation through standardized, reproducible readouts.
The method integrates into the discovery continuum from hypothesis testing through lead identification to preclinical work by providing quantitative, time-resolved data on reprogramming progression.