Name: ヒト人工多能性幹細胞から間葉系間質細胞への分化のための2つの代表的な方法の比較 (動画) | JoVE Journal
Uploaded: 2023-10-20T13:50:00.000+00:00
Duration: 6 min 24 s
Description: 学ぶ ヒトiPS細胞から間葉系間質細胞への分化におけるモノレイヤー法と胚様体法の比較。両手法の骨形成能や多能性維持能力の違いを評価し、遺伝性疾患モデル構築への応用可能性を示す。

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過去と現在のMao and Hu Labのすべてのメンバーに、興味深い議論とプロジェクトへの多大な貢献に心から感謝しています。国立成育医療研究センターの多大なるご支援に感謝いたします。本研究は、中国国家自然科学基金会(U20A20351は毛建華、胡立丹82200784)、中国浙江省自然科学基金会(No.LQ22C070004 Lidan Hu へ)。

1. iPS細胞のメンテナンス
<ol><li>iPS細胞の解凍<ol><li>液体窒素から細胞を取り出し、37°Cのウォーターバスで細胞を速やかに融解します。融解細胞を、3 mLのiPS細胞維持培地(材料表)で調製した15 mLのチューブに移します。培地を静かに混ぜます。</li>
		<li>300 x g で5分間遠心分離します。上清を取り除き、10 μM Y-27632を含む1 mLのiPS細胞維持培地に細胞を静かに再懸濁します(細胞を上下に2〜3回ピペットで移動させます)。</li>
		<li>成長因子低減(GFR)細胞外マトリックスゲル(1:100)でコーティングした6ウェル組織培養プレートに細胞懸濁液を移し、10 μM Y-27632をあらかじめ添加したiPS細胞維持培地2 mL(約4 x 104 cells/cm2)に細胞懸濁液を移します。</li>
		<li>細胞を37°C、5%CO2 で5〜6日間(80%〜90%コンフルエント)培養し、iPS細胞維持培地を毎日交換します。</li>
	</ol></li>
	<li>ヒトiPS細胞の通過<ol><li>iPS細胞維持培地を6ウェルプレートから取り出します。iPS細胞をDPBSで一度洗浄します。</li>
		<li>700〜800μLの0.48 mM EDTA溶液を加え、室温(RT)で1分間インキュベートした後、分解溶液を除去します。37°Cの温度で3〜5分間インキュベートし続けます。</li>
		<li>細胞がシート状に消化されたら(細胞を単一細胞に消化しない)、10 μM Y-27632を含むiPS細胞維持培地1 mLを加えて消化を終了します。細胞を慎重に上下に2〜3回ピペットで移動させます。</li>
		<li>細胞懸濁液を、成長因子低減(GFR)細胞外マトリックスゲル(1:100)と10 μM Y-27632をあらかじめ添加したiPS細胞維持培地2 mLでコーティングした6ウェル組織培養プレートに移します。 注:継代比は1:6〜1:20(約4×104 細胞/cm2)の範囲で、平均凝集サイズは約50〜200μmである。</li>
		<li>37°Cで80%〜90%のコンフルエント(5〜6日)まで細胞を培養し、iPS細胞の維持培地を毎日 交換します。</li>
	</ol></li>
</ol>2. EB形成による間葉系幹細胞とiPS細胞の分化
注:この方法は、以前の文献21、22、23、24から導出されたものである。この方法の概要を 図1に示します。この方法の特徴を 表1にまとめた。
<ol><li>培地の調製<ol><li>α-MEMに1%(v/v)のGlutaMAX、10%(v/v)のFBS、10 ng/mLのFGF2、および5 ng/mLのTGFβを添加して、MSC分化培地を調製します。</li>
		<li>α-MEMに1%(v/v)のGlutMAX、10%(v/v)のFBS、および1 ng/mLのFGF2を添加して、MSC維持培地を調製します。</li>
	</ol></li>
	<li>iPS細胞の作製<ol><li>成長因子還元(GFR)細胞外マトリックスゲル(1:100)でコーティングした6ウェル組織培養プレート上のiPS細胞維持培地中で、37°C、5%CO2 で80%〜90%のコンフルエントになるまで培養hiPS細胞ライン(融解後少なくとも2〜3回継代)。</li>
	</ol></li>
	<li>0日目:EB形成<ol><li>iPS細胞維持培地を6ウェルプレートから取り出します。iPS細胞をDPBSで一度洗浄します。</li>
		<li>700〜800 μLの0.48 mM EDTA溶液を加え、室温で1分間インキュベートした後、消化溶液を除去します。37°Cの温度で3〜5分間インキュベートし続けます。</li>
		<li>細胞がシート状に消化されたら(細胞を単一細胞に消化しないでください)、iPS細胞維持培地(10 μMのRock阻害剤と1:100のGFR-細胞外マトリックスゲルを含む)2 mLを添加して消化を終了します。</li>
		<li>細胞を6ウェル低接着プレートに移します。組織培養プレートの2ウェルと低接着プレートのウェル1ウェルの比率で細胞を播種します。細胞をシェーカー(60 rpm/min)で37°C、5% CO2 で24時間インキュベートし、球状のEBを形成します。</li>
	</ol></li>
	<li>1日目-7日目:EBの分化<ol><li>EBをパスツールピペットで遠心分離管に移し(EBを破壊せずに)、室温でEBを5〜10分間自然に沈殿させます。次に、上澄み液を取り除きます。</li>
		<li>EB を 2 mL の MSC 分化培地を含む 6 ウェル低アタッチメントプレートに移します。EBをシェーカーで37°C、5%CO2 で7日間培養し、培地を1回交換します。</li>
	</ol></li>
	<li>8日目-17日目:EB接種<ol><li>EBをパスツールピペットで遠心チューブに移し(EBを破壊せずに)、EBを5〜10分間自然に沈殿させます。次に、上澄み液を取り除きます。</li>
		<li>EBを、2 mLのMSC維持培地を含むGFR細胞外マトリックスゲルコーティングされた6ウェルプレートに移します。細胞接着後、定期的な培地交換で90%のコンフルエント(~10日)まで培養します。</li>
	</ol></li>
	<li>18日目-27日目:MSCの成熟と拡大<ol><li>EB由来の培養物を37°Cの解離溶液で5〜10分間処理します(消化時間は細胞の種類によって異なります)。</li>
		<li>細胞の一部が単一細胞に消化されたら、MSC維持培地2 mLを添加して消化を終了させ、細胞懸濁液を遠心分離チューブに移します。残った未消化細胞をDPBSで一旦洗浄し、再度消化します。すべての細胞が単一の細胞に消化されるまで、数回繰り返します。細胞懸濁液を250 x g で5分間遠心分離し、上清を除去します。</li>
		<li>ゼラチンでコーティングした培養プレート(約2×105 細胞/cm2)に細胞を播種します。培地を定期的に交換するMSC維持培地で90%のコンフルエントになるまで培養します。この時点で、この世代のセルを継代0(P0)として指定します。</li>
		<li>MSCを純粋で成熟させるために、約6日間で1:3の分割比で細胞を2回継代し続けます。ほとんどの細胞は線維芽細胞様の形態(紡錘形)を示します。</li>
	</ol></li>
</ol>3. 単層培養による間葉系幹細胞とiPS細胞の分化
注:この方法は、以前の文献25、26、27、28から導出されたものである。この方法の概要を 図1に示します。この方法の特徴を 表1にまとめた。
<ol><li>培地の調製<ol><li>α-MEMに1%(v/v)のGlutMAX、10%(v/v)のFBS、および1 ng/mLのFGF2を添加して、MSC維持培地を調製します。</li>
	</ol></li>
	<li>iPS細胞の作製<ol><li>成長因子還元(GFR)細胞外マトリックスゲル(1:100)でコーティングした6ウェル組織培養プレート上のiPS細胞維持培地中で、50%〜60%のコンフルエントになるまで50%〜60%の濃度になるまで培養 hiPS細胞ライン(融解後少なくとも2〜3回継代)。</li>
	</ol></li>
	<li>0日目-13日目:直接単層培養による分化<ol><li>iPS細胞維持培地を6ウェルプレートから取り出します。</li>
		<li>MSC維持培地2 mLを直接添加し、培地を毎日交換しながら、37°C、5%CO2 で14日間培養します。</li>
	</ol></li>
	<li>14日目-35日目:反復継代によるMSCの成熟<ol><li>単層培養物を37°Cの解離溶液で5〜10分間処理します(消化時間は細胞の種類によって異なります)。</li>
		<li>細胞が単一細胞に消化されたら、2 mLのMSC維持培地を添加して消化を終了させ、細胞懸濁液を遠心分離チューブに移します。残った未消化細胞をDPBSで一旦洗浄し、再度消化します。すべての細胞が単一の細胞に消化されるまで、数回繰り返します。細胞懸濁液を250 x g で5分間遠心分離し、上清を除去します。</li>
		<li>ゼラチンでコーティングした培養皿(約2 x 105 cells/cm2)に細胞を播種します。培地とMSC維持培地で90%のコンフルエントになるまで培養し、定期的に交換します。この時点で、この世代のセルを継代0(P0)として指定します。</li>
		<li>MSCを純粋で成熟させるために、約18日間に1:3の分割比で細胞を6回継代し続けます。ほとんどの細胞は線維芽細胞様の形態(紡錘形)を示します。</li>
	</ol></li>
</ol>4. フローサイトメトリーによるヒト-PS細胞増殖幹細胞の表面抗原解析
注:骨髄由来MSCの表面抗原と同様に、iPS細胞を駆動するMSCはCD105、CD73、CD90を発現するが、CD45、CD34は発現しない29。また、ヒトiPS細胞はネガティブコントロール細胞としても利用することができます。フローサイトメトリーによるヒトiPS細胞駆動型幹細胞およびiPS細胞の表面抗原解析を 図2に示します。
<ol><li>iPS細胞駆動型MSCを解離液で37°Cで2〜3分間処理します。ヒトiPS細胞を0.48 mM EDTA解離試薬で処理し、室温で1分間インキュベートした後、解離試薬を除去します。37°Cの温度で3〜5分間インキュベートし続けます。</li>
	<li>細胞が単一細胞に消化されたら、培地(MSCにはMSC維持培地、iPS細胞にはiPS細胞維持培地)を加えて消化を終了します。</li>
	<li>細胞懸濁液を350 x g で5分間遠心分離し、上清を除去します。</li>
	<li>細胞を冷たいDPBSで一度洗浄し、350 x g で5分間遠心分離した後、上清を除去します。</li>
	<li>細胞をカウントし、10 x 106 cells/mL の冷たい 10% FBS-DPBS (v/v) 溶液に再懸濁し、100 μL/チューブの細胞懸濁液 (1 x 106 cells/tube) を 1.5 mL 遠心チューブに分配します。</li>
	<li>100 μLの細胞懸濁液に5 μLのヒトFc受容体遮断溶液を加えます。室温で5〜10分間インキュベートして、非特異的ブロッキングを実行します。</li>
	<li>350 x g で5分間遠心分離し、上清を除去します。細胞を冷たい2%FBS-DPBS(v/v)溶液で2回洗浄します。</li>
	<li>細胞を100μLの2%FBS-DPBS(v/v)溶液に再懸濁します。</li>
	<li>100 μLの細胞に5 μL(1試験)の抗CD34-FITCおよび5 μL(1試験)の抗CD45-APCを加えます 停止。抗CD73-APC5 μL(1試験)、抗CD90-FITC5 μL(1試験)、抗CD105-PE5 μL(1試験)を別の100 μL細胞懸濁チューブに加えます。5 μL のヒト IgG1 アイソタイプコントロール FITC、ヒト IgG1 アイソタイプコントロール PE、およびヒト IgG1 アイソタイプコントロール APC を 3 本目の 100 μL 細胞懸濁チューブに加えます。暗闇の中で氷の上で15〜20分間インキュベートします。その間に、単一染色ビーズを準備します。</li>
	<li>細胞を冷たい2%FBS-DPBS(v/v)溶液で2回洗浄します。</li>
	<li>300 μLの冷たい2%FBS-DPBS(v/v)溶液を加えて細胞を再懸濁し、200メッシュスクリーンフィルターでろ過します。</li>
	<li>フローサイトメトリーを用いてサンプルを解析します。アイソタイプコントロール抗体で染色した細胞懸濁液を分析し、ゲートを設定します。次に、標的抗体で染色した細胞懸濁液を分析します。</li>
</ol>5. ヒトリヒトiPS細胞を駆動する間葉系幹細胞の骨形成分化
注:ヒトiPS細胞を駆動するMSCは、骨形成分化能を有する(図3A、B)。骨形成分化のプロトコルは以下に示されています。
<ol><li>α-MEMに10%FBS、100 nMデキサメタゾン、10 mMベータ-グリセロリン酸、および100 μMアスコルビン酸を添加して、骨形成誘導培地を調製します。</li>
	<li>1 x 105 MSCをゼラチンでコーティングした48ウェルプレートに播種し、60%〜70%のコンフルエントになるまで培養します。</li>
	<li>培地を除去し、0.3 mLの骨形成誘導培地を添加します。細胞を骨形成誘導培地中で37°C、5%CO 2で14日間培養し、 培地を3日ごとに交換します。</li>
	<li>培地を取り出し、一度DPBSで洗浄してください。</li>
	<li>0.3 mL の 4% PFA を加え、室温で 30 分間インキュベートします。</li>
	<li>PFA を除去します。細胞を0.3 mLのDPBSで10分間室温で洗浄し、3回繰り返します。</li>
	<li>DPBSを除去し、0.2 mLのアリザリンレッド染色溶液を加え、室温で30分間インキュベートします。</li>
	<li>染色液を除去し、0.3 mL DPBSで細胞を室温で10分間リンスし、3回繰り返します。</li>
	<li>カルシウム沈着の染色を光学顕微鏡で観察します。</li>
</ol>6. ヒトiPS細胞駆動型幹細胞の脂肪分化
注:ヒトiPS細胞を駆動する間葉系幹細胞は、脂肪分化能を持っています(図3C、D)。脂肪形成の微分のためのプロトコルは次与えられる。
<ol><li>α-MEMに10%FBS、1 μMデキサメタゾン、1μMのIBMX、10 μg/mLのインスリン、および100 μMのインドメタシンを添加して、脂肪誘発培地を調製します。α-MEMに10%FBSおよび10μg/mLのインスリンを添加することにより、脂肪形成維持培地を調製します。</li>
	<li>1 x 105 MSCをゼラチンでコーティングした48ウェルプレートに播種し、細胞密度が90%に達するまで培養します。</li>
	<li>培地を取り除き、0.3 mLの脂肪誘発培地を加えます。細胞を脂肪誘導培地中で37°C、5%CO2で4日間培養し続けます。</li>
	<li>培地を除去し、0.3 mLの脂肪形成維持培地を添加します。細胞を脂肪形成維持培地中で37°C、5%CO2で3日間培養し続けます。</li>
	<li>脂肪細胞の分化と成熟まで、手順6.3と6.4を2〜3回繰り返します。</li>
	<li>培地を取り出し、一度DPBSで洗浄してください。</li>
	<li>0.3 mL の 4% PFA を加え、室温で 10 分間インキュベートします。PFAを除去し、DPBSで2回すすぎます。</li>
	<li>メーカーの指示に従ってOli Red O染色剤を塗布し、光学顕微鏡で脂質滴を観察します。</li>
</ol>7. ヒトiPS細胞を駆動する間葉細胞の軟骨分化
注:ヒトiPS細胞を駆動する間葉系幹細胞は、軟骨形成分化能を有する(図3E、F)。軟骨形成分化のプロトコールは以下に示す。
<ol><li>α-MEMに10%FBS、100 nMデキサメタゾン、1%インスリン-トランスフェリン-セレン(ITS)、10 μMアスコルビン酸、1 mMピルビン酸ナトリウム、50 μg/mLプロリン、0.02 nMトランスフォーミング成長因子β3(TGFβ3)、および0.5 μg/mL骨形成タンパク質6(BMP-6)を添加して軟骨芽細胞誘導培地を調製します。</li>
	<li>2.5 x 105 iPS細胞駆動型MSCを採取し、150 x g で5分間遠心分離した後、上清を除去します。細胞を1 mLのα-MEMに懸濁し、150 x g で5分間遠心分離します。</li>
	<li>上清を除去し、細胞を0.5 mLの軟骨形成誘導培地に懸濁します。細胞を150 x g で5分間遠心分離します。</li>
	<li>蓋を直接緩め、軟骨誘発培地を3日ごとに37°C、5%CO2で21日間培養します。遠心分離管を静かにはじいて、軟骨分化中は毎日軟骨形成ペレットを(軟骨形成ペレットを破壊することなく)懸濁させます。</li>
	<li>上清を取り除き、0.5 mLのPBSで2回洗浄します。</li>
	<li>0.3 mL の 4% PFA を加え、24 時間固定します。</li>
	<li>パラフィンは軟骨形成ペレットを包埋し、それらを切片化します(3 μm)。切片をトルイジンブルー(1%)で30分間染色します。</li>
	<li>細胞外軟骨細胞マトリックスを光学顕微鏡で観察します。</li>
</ol>

hiPSC駆動MSCにおける表面抗原と増殖能の特性評価

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<li>Dupuis, V., Oltra, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Methods+to+produce+induced+pluripotent+stem+cell-derived+mesenchymal+stem+cells%3A+Mesenchymal+stem+cells+from+induced+pluripotent+stem+cells%5BTitle%5D)+AND+%22World+Journal+of+Stem+Cells%22%5BJournal%5D)">Methods to produce induced pluripotent stem cell-derived mesenchymal stem cells: Mesenchymal stem cells from induced pluripotent stem cells.</a> World Journal of Stem Cells. 13 (8), 1094-1111 (2021).</li>
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<li>Kubben, N., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Repression+of+the+antioxidant+NRF2+pathway+in+premature+aging%5BTitle%5D)+AND+%22Cell%22%5BJournal%5D)">Repression of the antioxidant NRF2 pathway in premature aging.</a> Cell. 165 (6), 1361-1374 (2016).</li>
<li>Duan, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((PTEN+deficiency+reprogrammes+human+neural+stem+cells+towards+a+glioblastoma+stem+cell-like+phenotype%5BTitle%5D)+AND+%22Nature+Communications%22%5BJournal%5D)">PTEN deficiency reprogrammes human neural stem cells towards a glioblastoma stem cell-like phenotype.</a> Nature Communications. 6, 10068(2015).</li>
<li>Zhang, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Exosomes+released+from+human+induced+pluripotent+stem+cells-derived+MSCs+facilitate+cutaneous+wound+healing+by+promoting+collagen+synthesis+and+angiogenesis%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Translational+Medicine%22%5BJournal%5D)">Exosomes released from human induced pluripotent stem cells-derived MSCs facilitate cutaneous wound healing by promoting collagen synthesis and angiogenesis.</a> Journal of Translational Medicine. 13, 49(2015).</li>
<li>Hu, G. W., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Exosomes+secreted+by+human-induced+pluripotent+stem+cell-derived+mesenchymal+stem+cells+attenuate+limb+ischemia+by+promoting+angiogenesis+in+mice%5BTitle%5D)+AND+%22Stem+Cell+Research+%26+Therapy%22%5BJournal%5D)">Exosomes secreted by human-induced pluripotent stem cell-derived mesenchymal stem cells attenuate limb ischemia by promoting angiogenesis in mice.</a> Stem Cell Research & Therapy. 6 (1), 10(2015).</li>
<li>Kang, R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Mesenchymal+stem+cells+derived+from+human+induced+pluripotent+stem+cells+retain+adequate+osteogenicity+and+chondrogenicity+but+less+adipogenicity%5BTitle%5D)+AND+%22Stem+Cell+Research+%26+Therapy%22%5BJournal%5D)">Mesenchymal stem cells derived from human induced pluripotent stem cells retain adequate osteogenicity and chondrogenicity but less adipogenicity.</a> Stem Cell Research & Therapy. 6 (1), 144(2015).</li>
<li>Wang, L. T., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Differentiation+of+mesenchymal+stem+cells+from+human+induced+pluripotent+stem+cells+results+in+downregulation+of+c-Myc+and+DNA+replication+pathways+with+immunomodulation+toward+CD4+and+CD8+cells%5BTitle%5D)+AND+%22Stem+Cells%22%5BJournal%5D)">Differentiation of mesenchymal stem cells from human induced pluripotent stem cells results in downregulation of c-Myc and DNA replication pathways with immunomodulation toward CD4 and CD8 cells.</a> Stem Cells. 36 (6), 903-914 (2018).</li>
<li>Dominici, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Minimal+criteria+for+defining+multipotent+mesenchymal+stromal+cells.+The+International+Society+for+Cellular+Therapy+position+statement%5BTitle%5D)+AND+%22Cytotherapy%22%5BJournal%5D)">Minimal criteria for defining multipotent mesenchymal stromal cells. The International Society for Cellular Therapy position statement.</a> Cytotherapy. 8 (4), 315-317 (2006).</li>
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</ol>

著者は何も開示していません。

このプロトコルでは、ヒトiPS細胞をMSCに鑑別する2つの代表的な方法を検討しました20,21,22,23,24,25,26,27,28,30。どちらの方法も、iPS細胞からMSCを誘導することができました。ヒトiPS細胞由来のMSCは、細胞形態(図1)、表面抗原(図2<...

間葉系間質細胞(MSC)は、中胚葉由来の成体多能性幹細胞です1。MSCは、ほとんどすべての結合組織に存在します2。MSCが1970年代に初めて発見され、1987年にFriedensteinらによって骨髄からの単離に成功して以来3,4,5、骨、軟骨、腱、筋肉、脂肪組織、造血支持間質などのさまざまなヒト体細胞組織(胎児および成人を含む)がMSCの単離に使用されてきました1,2,6,7.MSCは、多くの体細胞系統に分化するための高い増殖能力と可塑性を示し、損傷組織や炎症組織に移動する可能性があります2,8,9。これらの特性により、MSCは再生医療の候補となる可能性があります10。しかし、体細胞組織由来MSC(st-MSC)は、提供が限られていること、細胞増殖能力が限られていること、品質のばらつき、およびドナーからの病原体の伝播の可能性に対するバイオセーフティー上の懸念によって制限されている11,12。
ヒト人工多能性幹細胞(iPS細胞)は、胚性幹細胞と同様の機能を持つ転写因子(Oct4、Sox2、Klf4、c-Myc)でリプログラミングした成体細胞に由来します13,14。iPS細胞は、ST-MSCと比較して、供給量が無制限で、低コスト、高純度、品質管理の利便性、スケール生産や遺伝子改変が容易であるという利点があります15,16,17。
iPS細胞-MSCのこれらの利点により、iPS細胞からMSCを駆動する方法がいろいろと報告されています。これらの分化法は、(1)胚様体(EB)の形成と(2)単層培養の使用という2つの培養方法論を中心としています11,18,19,20。本明細書では、2つの方法論のそれぞれに対する代表的なアプローチを特徴づけた。さらに、時間、コスト、増殖能、MSCバイオマーカーの発現、およびin vitroでの分化能力に基づく2つの代表的なアプローチの比較もアクセスしました。

<table><tbody><tr><td>アリザリンレッド染色キット</td><td>Beyotime&nbsp;バイオテクノロジー</td><td>C0148S</td><td></td></tr><tr><td>反ヒト-CD105 (PE)</td><td>バイオレジェンド</td><td>323206</td><td></td></tr><tr><td>抗ヒト-CD34 (FITC)</td><td>バイオレジェンド</td><td>343503</td><td></td></tr><tr><td>反ヒト-CD45 (APC)</td><td>バイオレジェンド</td><td>304011</td><td></td></tr><tr><td>反ヒト-CD73 (APC)</td><td>バイオレジェンド</td><td>344006</td><td></td></tr><tr><td>反ヒト-CD90 (FITC)</td><td>バイオレジェンド</td><td>328108</td><td></td></tr><tr><td>アスコルビン酸</td><td>Solarbio</td><td>A8100</td><td></td></tr><tr><td>BMP-6</td><td>Novoprotein</td><td>C012</td><td></td></tr><tr><td>二酸化炭素レベルシェーカー</td><td>クリスタル</td><td>CO-06UC6</td><td></td></tr><tr><td>補償ビーズ</td><td>BioLegend</td><td>424601</td><td></td></tr><tr><td>CryoStor CS10</td><td>STEMCELL技術</td><td>07959</td><td></td></tr><tr><td>デキサメタゾン</td><td>Beyotime&nbsp;バイオテクノロジー</td><td>ST1254</td><td></td></tr><tr><td>DMEM/F12&nbsp; 中</td><td>Servicebio</td><td>G4610</td><td></td></tr><tr><td>ウシ胎児血清</td><td>博多</td><td>HS-FBS-500</td><td></td></tr><tr><td>FGF2</td><td>幹細胞</td><td>78003.1</td><td></td></tr><tr><td>ゼラチン</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>G2500-100G</td><td></td></tr><tr><td>GlutaMAX</td><td>Gibco</td><td>35050061</td><td></td></tr><tr><td>ヒト IgG1 アイソタイプコントロール APC</td><td>BioLegend</td><td>403505</td><td></td></tr><tr><td>ヒト IgG1 アイソタイプコントロール FITC</td><td>BioLegend</td><td>403507</td><td></td></tr><tr><td>ヒト IgG1 アイソタイプコントロール PE</td><td>BioLegend</td><td>403503</td><td></td></tr><tr><td>ヒト TGF-&β;1</td><td>Stemcell</td><td>78067</td><td></td></tr><tr><td>Human TruStain FcX&nbsp;</td><td>バイオレジェンド</td><td>422301</td><td></td></tr><tr><td>IBMX</td><td>Beyotime&nbsp;</td><td>バイオテクノロジーST1398</td><td></td></tr><tr><td>インドメタシン</td><td>Solarbio</td><td>SI9020</td><td></td></tr><tr><td>インスリン</td><td>Beyotime&nbsp;バイオテクノロジー</td><td>P3376</td><td></td></tr><tr><td>iPSC メンテナンス培地</td><td>STEMCELL Technology</td><td>85850</td><td></td></tr><tr><td>ITS 培地サプリメント</td><td>Beyotime&nbsp;バイオテクノロジー</td><td>C0341-10mL</td><td></td></tr><tr><td>マトリゲル、成長因子低減</td><td>BD Corning</td><td>354230</td><td></td></tr><tr><td>Oli Red O 染色キット</td><td>Beyotime&nbsp;</td><td>バイオテクノロジーC0158S</td><td></td></tr><tr><td>プロリン</td><td>Solarbio</td><td>P0011</td><td></td></tr>ピル<tr><td>ビン酸ナトリウム</td><td>サーモフィ</td><td>ッシャー11360-070</td><td></td></tr><tr><td>TGF&beta;3</td><td>Novoprotein</td><td>CJ44</td><td></td></tr><tr><td>トルイジンブルー染色キット</td><td>Solarbio</td><td>G2543</td><td></td></tr><tr><td>TrypLE Express Enzyme(1x)&nbsp;</td><td>Gibco</td><td>12604013</td><td></td></tr><tr><td>超低アタッチメント 6 ウェルプレート</td><td>Costar</td><td>3471</td><td></td></tr><tr><td>Versene</td><td>Gibco</td><td>15040-66</td><td></td></tr><tr><td>Y-27632</td><td>Stemcell</td><td>72304</td><td></td></tr><tr><td>&-MEM</td><td>Hyclone</td><td>SH30265</td><td></td></tr><tr><td>&-glycerophosphate</td><td>Solarbio</td><td>G8100</td><td></td></tr></tbody></table>

ヒト人工多能性幹細胞から間葉系間質細胞への分化のための2つの代表的な方法の比較

Comparison of Two Representative Methods for Differentiation of Human Induced Pluripotent Stem Cells into Mesenchymal Stromal Cells

間葉系間質細胞(MSC)は、再生医療で広く利用されている成体多能性幹細胞です。体細胞組織由来のMSCは、提供が限られていること、品質のばらつきがあること、バイオセーフティーによって制限されているため、過去10年間で、ヒト人工多能性幹細胞(iPS細胞)からMSCを作製する取り組みが大幅に増加しています。ヒトiPS細胞を間幹細胞に分化させるためのこれまでの取り組みは、(1)胚様体(EB)の形成と(2)単層培養の2つの培養方法が中心でした。このプロトコルでは、iPS細胞からMSCを誘導する際のこれら2つの代表的な方法について説明します。それぞれの方法には、時間、コスト、細胞増殖能、MSCマーカーの発現、 in vitroでの分化能力など、長所と短所があります。このプロトコルは、どちらの方法もiPS細胞から成熟した機能的なMSCを導き出すことができることを示しています。単層法は低コスト、操作の簡便さ、骨形成の分化の容易さを特徴とし、EB法は時間消費が少ないという特徴があります。

プロトコール(図1A)に従い、iPS細胞をEB形成法および単層培養法でMSCに分化させました。分化中、細胞は異なる代表的な形態を示しました(図1B、C)。
図1Bに示すように、iPS細胞コロニーは、分化前は典型的なコンパクトな形態を示し、細胞が密集した明確な境界を示しています。iPS細胞が解離し、シェーカー上で24時間培養した後、均一な球状のEBが形成されました。MSC分化培地での培養1日目から7日目にかけて、EBの滑らかなエッジが粗くなり、EBの体積が大きくなりました。8日目から17日目にかけて、EBをGFR細胞外マトリックスゲルコーティングされた6ウェルプレートに移した後、EBは徐々にプレートに付着し、多くの接着単層細胞がEBの周囲に広がりました。18日目に細胞のコンフルエント度が90%に達したら、細胞を消化し、ゼラチンでコーティングした培養プレートに播種しました。1...

このプロトコルでは、ヒトiPS細胞を間葉系間質細胞(MSC)に分化させるための2つの代表的な方法を説明し、比較します。単層法は、低コスト、操作の簡便さ、骨形成の分化の容易さを特徴としています。胚様体(EB)法は、時間消費が少ないという特徴があります。

Mesenchymal stromal cells (MSCs) are adult pluripotent stem cells which have been widely used in regenerative medicine. As somatic tissue-derived MSCs are ...

本研究は、遺伝性疾患のメカニズムと治療戦略の研究です。私たちの研究は、細胞株、iPS細胞、オルガノイド、マウスなどのマルチレベルの疾患モデルに基づいています。iPS細胞には、他のモデルに比べて明確な利点があります。患者さんのiPS細胞、およびその後の派生細胞やオルガノイドは、患者さんと同じゲノムを共有しているため、多くの疾患の患者細胞やモデルが豊富に揃っています。また、患者さんからのiPS細胞の確立方法もかなり成熟しています。iPS細胞を特定の細胞やオルガノイドに分化させる方向には多くの課題が残されており、現在の開発における発生メカニズムの理解が深まることが現場では起こっています。

comparison-two-representative-methods-for-differentiation-human

Research

JoVE Journal

Biology

生物学

このビデオでは、ヒト人工多能性幹細胞(iPSC)からマクロファージを生成するためのin...

ヒト誘導多能性幹細胞のマクロファージへの分化

物品を効率よく選択的に集団の均質性および同一性を評価するための基準マーカーのフローサイトメトリー分析を行っWnt経路を変調することにより、心筋細胞へのヒト多能性幹細胞を分化するための詳細な方法論を記載している。...

フローサイトメトリーによる高効率心筋細胞へのヒト多能性幹細胞の分化と特性

分化したヒト神経幹細胞(hNSC)上のmiRNAの変化を特徴づける目的で、3次元システム上でのhNSC分化、miRNA...

三次元培養、マイクロRNAの分析と推定標的遺伝子上のヒト神経幹細胞株の分化

ヒト多能性幹細胞（hPSCs）は差別化した別個の組織パターンに自己組織化するための固有の能力を持っています。これは、空間的な環境勾配の提示を必要とするが。我々はHPSC分化パターンを制御するための生化学的および機械的な勾配を生成するためのシンプルかつ堅牢な方法としてステンシル微細を提示します。...

分化運命の空間組織を探るためのヒト多能性幹細胞のステンシルマイクロパターニング

ここで、我々は、ヒト臍帯（UC）および臍帯に胎児胎盤サンプル単離のための（CL）、ウォートンゼリー（WJ）、臍帯胎盤接合（CPJ）、および胎児胎盤（FP）裏地の解剖のためのプロトコルを提示しますそして外植片培養技術を用いて、間葉系間質細胞（MSC）の特徴付け。...

ヒト臍帯及び胎児胎盤由来間葉系間質細胞の単離および特徴付け

ここでは、機能、契約、心筋細胞のような細胞を生成するために若いヒト間葉系幹細胞源の心臓微分の潜在性を効率的に活用する方法を提案するの in vitro...

体外ヒト間葉系幹細胞の心筋細胞のような細胞への分化

ヒト多能性幹細胞(hPSC)から分化した細胞型を生成することは、大きな治療上の約束を持っていますが、依然として困難なままです。PSCは、多くの場合、適切な信号のセットで刺激された場合でも、区別することができない固有の不能を示します。ここでは、さまざまな PSC...

DMSOを用したヒト多能性幹細胞の一過性治療による分化を促進

本プロトコルでは、ヒト多能性幹細胞からの神経節後交感神経ニューロンの生成に対する安定した、高効率な分化戦略を説明する。このモデルは、複数の自律神経障害の研究の使用のためにニューロンを利用可能にします.

フィーダーフリーおよび化学的に定義された培養条件下でのヒト多能性幹細胞を用いた後神経節系交感神経ニューロンの効率的な分化

この研究では、フローサイトメトリーと2つの蛍光レポーターまたは抗体による二重染色に基づいて複数のミトコンドリア機能パラメーターを測定し、ミトコンドリア体積、ミトコンドリア膜電位、活性酸素種レベル、ミトコンドリア呼吸鎖組成、およびミトコンドリアDNAの変化を検出する新しいアプローチを報告しています。...

ヒト人工多能性幹細胞における複数のミトコンドリアパラメータとその神経およびグリア誘導体のフローサイトメトリー解析

このプロトコルにより、人工多能性幹細胞(iPSC)から純粋な脂肪細胞集団を作製することができます。レチノイン酸は、iPS細胞を脂肪細胞の産生に使用される間葉系幹細胞(MSC)に分化させるために使用されます。次に、ナイルレッド染色に基づくソーティングアプローチを使用して、純粋な脂肪細胞を取得します。...

脂肪細胞関連疾患を研究するためのヒトiPS細胞を純粋な脂肪細胞集団に確実に分化させる(英語)

このプロトコルは、人工多能性幹細胞(iPS細胞)からのヒト破骨細胞の微分を示し、破骨細胞および破骨細胞の前駆細胞の性格描写のための方法を記述する。...

ヒト人工多能性幹細胞からの破骨細胞の分化と特性評価

学ぶ ヒトiPS細胞から間葉系間質細胞への分化におけるモノレイヤー法と胚様体法の比較。両手法の骨形成能や多能性維持能力の違いを評価し、遺伝性疾患モデル構築への応用可能性を示す。

ヒト人工多能性幹細胞から間葉系間質細胞への分化のための2つの代表的な方法の比較

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