이 절차는 인간의 개발 기간 동안 관찰 것과 유사한 대를 이동하여 telencephalic 뉴런을 산출. 세포는 자발적으로 차별화 할 수있는 신경 계통 기수를 밀어 요인에 노출되어 격리되며, 터미널 차별화과 성숙을 할 수 있도록 coverslips에 도금되어 있습니다.
방법 논문
이 절차는 인간의 개발 기간 동안 관찰 것과 유사한 대를 이동하여 telencephalic 뉴런을 산출. 세포는 자발적으로 차별화 할 수있는 신경 계통 기수를 밀어 요인에 노출되어 격리되며, 터미널 차별화과 성숙을 할 수 있도록 coverslips에 도금되어 있습니다.
여기 효율적으로 인간의 만능의 줄기 세포 (PSCs)에서 telencephalic glutamatergic 뉴런을 생성하기위한 stepwise 절차가 설명되어 있습니다. 차별화 과정은 세포가 정지 문화에 배치 할 때 응집체를 형성하도록 반올림 clumps에 인간 PSCs을 위반하여 시작됩니다. 집계 그 다음 자연 차별화 할 수 있도록하는 일 1-4에서 hESC 미디어에서 재배되어 있습니다. 이 기간 동안 세포는 세 세균 레이어의 될 수있는 능력을 갖추고 있습니다. 일 5-8에서 세포는 신경 계통으로 선택을 강요 신경 유도 매체에 배치되어 있습니다. 일 8 주변 셀은 6 잘 접시에 첨부되는 시간 neuroepithelial 세포 양식을하는 동안 차별화 할 수 있습니다. 이 neuroepithelial 세포는 하루에 17 격리 할 수 있습니다. 그들은 coverslips에 도금 할 준비가 될 때까지 전지 그런 다음 neurospheres로 유지 될 수 있습니다. 어떤 caudalizing 요소없이 기본적인 매체를 사용하여 neuroepithelial 전지는 specifie 아르그리고 더 효율적으로 등쪽 telencephalic progenitors과 glutamatergic 뉴런으로 차별화 할 수 있습니다 telencephalic 전구체,에 D. 전반적으로, 우리의 시스템은 이러한 뉴런의 개발과 그 영향을 미치는 질병을 연구하는 연구자에 대한 인간의 glutamatergic 뉴런을 생성 할 수있는 도구를 제공합니다.
인간 배아 줄기 세포 (hESCs)와 유도 만능 줄기 세포 (iPSCs)를 포함한 인간 만능의 줄기 세포 (PSCs)는, 뉴런 1-3을 포함하여 몸의 모든 세포 유형을 생성 할 수있는 능력을 갖추고 있습니다. 인간 PSCs의 다양한 neuronal 하위 유형의 감독 차별화 재생 의료에서 이러한 세포의 응용 프로그램에 대한 키를 보유하고 있습니다. 개발하는 동안 기능 neuronal 하위 유형의 세대는 신경 계통의 유도, rostro - 꼬리 축을 따라 지역 progenitors의 사양, 그리고 4,5 지역 progenitors에서 포스트 mitotic의 신경 세포 유형의 차별화를 포함하는 복잡한 과정이다. 2001 년부터 여러 시스템은 neuronal 하위 유형 6,7의 후속 세대를위한 플랫폼을 제공 hESCs에서 신경 계통을 생성하기 위해 설립되었습니다. 발달 원리, 이러한 척추 모터 뉴런 8-12, midbrain DOP 등 여러 신경 세포 유형에 따라aminergic의 뉴런 13-15, 그리고 신경 망막 세포는 16,17 효율적으로 인간의 PSCs에서 지정된되었습니다. 이것은 생체 개발하는 동안 이러한 신경 세포 유형의 사양에 중요한 중요한 morphogens을 적용하여 이루어졌다. 다른 프로토콜도 차별화 21 홍보하기 위해 같은 작은 분자 또는 다른 세포 유형 공동 배양하여 추가 요소 18-20를 사용하여 뉴런으로 hESCs의 분화를 촉진하기 위해 개발되었습니다.
인간의 네크로은 고도로 발달과 학습, 메모리 및인지 기능 22,23에 중요한 역할을 glutamatergic 뉴런을 포함한 여러 세포 유형을 포함합니다. 문화 glutamatergic 뉴런을 생성하는 첫 번째 단계는 telencephalic 전구 세포를 지정하는 것입니다. Yoshiki Sasai의 그룹은 먼저 혈청 무료 suspensio를 사용하여 마우스 ESCs (mESCs)에서 telencephalic 전구체의 지시 차별화를보고DKK1의 존재 (Wnt 신호를 억제하는)뿐만 아니라 LeftyA (결절 신호를 억제하는) 24의 N 문화. 그 후, 우리를 포함한 여러 그룹은 혈청 무료 매체 25-27에서 인간 PSCs에서 telencephalic 전구체의 사양을보고했습니다. 인간 PSCs에서 telencephalic 전구체의 생성 외인성 morphogens 이러한 전구체를 생성의 효율성의 사용 mESCs 26,27에서보다 훨씬 높은 요구하지 않습니다. 여기 잘 장의 그룹 (7)에 의해 설립 된 신경 유도를위한 화학적으로 정의 된 시스템이 설명되어 있습니다. 외인성 caudalizing 요소의 추가없이,이 프로토콜은 효율적으로 인간의 PSCs 27 일부터 telencephalic 전구체를 생성합니다. 이 progenitors 그런 다음 Wnt와 소닉 고슴도치 (쉬이 잇)의 신호를 조절하여 등쪽이나 복부 progenitors로 구분 될 수있다. 등쪽 progenitors 더 glutamatergic 뉴런 전자로 구분할 수fficiently 27. 또한,이 프로토콜은 또한 질병의 큰 배열에 대한 작업뿐만 아니라 잠재적 인 요법의 메커니즘을 탐구하기 위해 이용 될 수있는 환자 특정 뉴런의 생성을 허용 인간의 iPSCs 28 일에서 glutamatergic 뉴런의 생성을 위해 잘 작동 . 또한, 우리의 시스템은 telencephalon에서 다양한 neuronal 유형의 개발과 사양을 탐험 할 수있는 플랫폼을 제공합니다.
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1. 인간 만능의 줄기 세포 응집체의 세대 (D1-D4)
2. Neuroepithelial 셀의 유도 (D5-D17)
3. Telencephalic Progenitors의 세대 (D17-D24)
4. Telencephalic 뉴런 (D25 +)로 더 차별화
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여기 프로토콜은 여러 중요한 단계를 telencephalic glutamatergic 뉴런에 인간 PSCs을 차별화 방법 : PSC 집계의 형성은 neuroepithelial 세포의 유도, telencephalic progenitors의 생성 및 telencephalic 뉴런에 해당 progenitors의 터미널 차별화 (그림 1)이 설명되어. 이 시스템은 telencephalic progenitors과 glutamatergic 뉴런의 생성에 강력하고 효율적이다. 예를 들어 (그림 2)으로 caudalizing 요소의 추가없이 hESCs는 신경 계통 27으로 차별화했다. 24일 게시물 차별화에 신경 전구체의 대부분은 FOXG1 (telencephalon에 의해 표현 전사 인자)에 대한 긍정적 인하지만 telencephalic progenitors이 성공적으로 (그림 2D) 생성 된 제안 HOXB4 (hindbrain와...
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신경 분화 과정에서 몇 가지 중요한 단계가 있습니다. 그것은 그렇지 않으면 세포가 이미 비 neuronal 혈통이되는 방향으로 편향 될 수 있기 때문에 인간 PSCs이 만능 있는지 확인하는 것이 중요합니다. 이것은 같은 Oct4, Sox2, Nanog, 그리고 Tra-1-60 1-3로 pluripotency 마커에 대한 항체와 인간의 PSCs 얼룩으로 확인 할 수 있습니다. 인간 PSCs들을 passaging 후 잘 부착하지 않은 경우, ROCK 억제제 (Y27632)가 도움을 추가 할 수 있습니다. 자신의 세포를 만능를 유지에 문제가있는 경우, 몇 가지 잠재적 인 문제가 품질 / 밀도 MEF 세포뿐만 아니라, 일괄 배치에 변화가있을 수 있으므로 사용되는 KOSR의 많은입니다. MEF 피더 세포는 위의 프로토콜에 PSCs를 유지하는 데 사용 된 있지만,이 방법은 피더 - 무료 시스템을 사용하여 배양 아르 PSCs에 적용됩니다.
세포는 PSC의 응집체를 형성...
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제작자들은 더 경쟁 금융 이익이 없다는 점 선언합니다.
저자는 넉넉한 FOXG1 항체를 제공하기 위해 박사 Y. Sasai 감사드립니다. 이 작품은 코네티컷 줄기 세포 연구 기금 (08-SCB-UCHC- 022 및 11-SCB24)과 경직 하반신 마비 재단에 의해 지원되었다.
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| 이름 | 회사 | 카탈로그 번호 | 댓글 |
|---|---|---|---|
| Dulbecco의 변형된 독수리 매체와 F12 영양 혼합물 (DMEM/F12) | Gibco | 11330-032 | |
| Knockout Serum Replacer | Gibco | 10828-028 | |
| L-glutamine (200 mM) | Gibco | 25030 | |
| Non Essential Amino Acids | Gibco | 1140-050 | |
| 2-Mercapt– 탄올 (14.3 M) | Sigma | M-7522 | |
| Neurobasal medium | Gibco | 21103-049 | |
| N2 | Gibco | 17502-048 | |
| B27 | Gibco | 12587-010 | |
| Heparin | Sigma | H3149 | |
| Poly-L-ornithine hydrobromide (polyornithine) | Sigma | 116K5103 | |
| Laminin (human) | Sigma | L-6274 | |
| Laminin (mouse) | Invitrogen | 23017-015 | |
| FBS | Gemini | 100-106 | |
| 소 혈청 알부민 (BSA) | Sigma | A-7906 | |
| Dispase | Gibco | 17105-041 | |
| Collagenase | Invitrogen | 17104-019 | |
| Accutase | Innovative Cell Technologies | AT104 | |
| ROCK 억제제 | 줄기 | 04-0012 | |
| SB431542 | 줄기 형태 | 04-0010 | |
| 도르소모르핀 | 줄기 | 04-0024 | |
| 섬유아세포 성장 인자 2 (FGF2, bFGF) | 인비트로젠 | 13256-029 | |
| 트립신 억제제 | Gibco | 17075 | |
| 0.1% 젤라틴 | Millipore | ES-006-B | |
| Foxg1 항체 | Dr. Y. Sasai | ||
| Hoxb4 항체 (1:50) | 발달 연구 Hybridoma Bank | I12 | |
| Pax6 항체 (1:5000) | 발달 연구 Hybridoma Bank | PAX6 | |
| Nkx2.1 항체 (1:200) | Chemicon | MAB5460 | |
| Tbr1 항체 (1:2000) | Chemicon | AB9616 | |
| vGLUT1 항체 (1:100) | 시냅스계 | 135302 | |
| Brain derived neurotrophic factor (BDNF) | PrepoTech Inc. | 450-02 | |
| 신경교세포 유래 신경영양인자(GDNF) | PrepoTech Inc. | 450-10 | |
| 인슐린 성장 인자 1 (IGF1) | PrepoTech Inc. | 100-11 | |
| 사이클릭 AMP (cAMP) | 시그마 | D-0260 | |
| 소닉 고슴도치 (SHH) | R& D | 1845-SH | |
| 50 ml 튜브 | Becton Dickinson (BD) | 352098 | |
| 15 ml 튜브 | BD | 352097 | |
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| 24 웰 플레이트 | BD | 353047 | |
| T25 플라스크 (처리되지 않은) | BD | 353009 | |
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| 6 cm 페트리 접시 | BD | 353004 | |
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