마우스 배아 줄기 세포는 OP9-DL1 공동 배양 시스템을 사용하여 in vitro에서 T 세포로 분화할 수 있습니다. 이 절차를 성공적으로 수행하려면 시약/세포 유지 관리 및 주요 기술에 민감한 단계에 세심한 주의를 기울여야 합니다. 여기에서는 이러한 중요한 매개변수에 대해 논의하고 이 기술의 채택을 장려하기 위한 자세한 프로토콜을 제공합니다.
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마우스 배아 줄기 세포는 OP9-DL1 공동 배양 시스템을 사용하여 in vitro에서 T 세포로 분화할 수 있습니다. 이 절차를 성공적으로 수행하려면 시약/세포 유지 관리 및 주요 기술에 민감한 단계에 세심한 주의를 기울여야 합니다. 여기에서는 이러한 중요한 매개변수에 대해 논의하고 이 기술의 채택을 장려하기 위한 자세한 프로토콜을 제공합니다.
OP9/OP9-DL1 공동 배양 시스템은 마우스와 인간 기원의 배아 및 조혈 전구 세포에서 분화된 혈액 세포 유형을 유도하기 위한 잘 확립된 방법이 되었습니다. 현재 조혈과 관련된 점점 더 다양해지는 복잡한 유전적, 세포적, 분자적 질문을 해결하는 데 사용되고 있으며, 이러한 기본 발견을 치료 응용 분야로 전환하기 위한 노력의 최첨단에 있습니다. 절차는 간단하며 일상적으로 확실한 결과를 얻을 수 있습니다. 그러나 in vitro에서 성공적인 조혈 분화를 달성하려면 시약 및 세포 배양 유지 관리의 세부 사항에 특별한 주의를 기울여야 합니다. 또한 이 프로토콜은 어렵지는 않지만 숙달하기 위해 주의하고 연습해야 하는 기술에 민감한 단계를 특징으로 합니다. 여기에서는 마우스 배아 줄기 세포(mESC)에서 T 림프구를 분화하는 절차에 중점을 둡니다. 당사는 재현성 있게 강력한 in vitro 세포 분화를 가능하게 하는 중요한 단계와 매개변수에 대한 논의와 함께 상세한 프로토콜을 제공합니다. 이 기술은 동물 사용을 줄이고 비용을 절감하며 기본 및 중개 실험의 일정을 단축할 수 있는 잠재력이 있기 때문에 이 분야의 관심사에 부합합니다.
마우스 배아 줄기 세포(mESC)를 in vitro에서 T 세포로 분화하는 세포 배양 시스템이 확립되었습니다.1 이 시스템은 T세포 분화를 촉진하기 위해 노치 신호전달의 능력을 이용합니다. 2 OP9-DL1 세포주는 골수 유래 OP9 세포3을 Notch ligand, Delta-like 1 (DL1)로 transduction하여 생성되었습니다. 4 in vitro에서 Notch 신호 캐스케이드의 활성화는 다른 세포 계통을 배제하고 T 세포 발달을 촉진합니다. 적절한 사이토카인을 포함하는 이 시스템은 조혈 및 궁극적으로 T 세포 계통을 향한 mESC의 순차적 진행을 지원하는 세포 배양 "미세환경"을 제공합니다. 이 시스템은 흉선에서 정상 T 세포 존재발생 과정에서 볼 수 있는 다양한 발달 단계에서 T 세포의 유세포 분석을 지원합니다. T 세포 발달과 관련된 선별된 질문을 조사하기 위해 이 절차는 마우스 배아 줄기 세포 유래 조혈 전구체에서 T 세포 발달을 유도하는 데 사용되는 생체 내 전체 마우스 모델5 및 체외 태아 흉선 장기 배양 방법에 대한 매력적인 대안이 되었습니다. 6 OP9 공동 배양 시스템의 주요 장점은 표준적이고 간단한 세포 배양 기술을 포함하고 실험 동물의 지속적인 사용에 의존하지 않는다는 것입니다.
우리는 이 접근 방식을 사용하여 실험에서 이전에 발표된 상세한 프로토콜을 따릅니다. 7 우리는 이 기술을 활용하여 조작되지 않은 mESC 클론, 키메라 배아8을 만들기 위해 직접 선별된 고품질 mESC 클론 및 약물 선택에서 직접 나오는 안정적으로 transfection된 ESC 클론의 조혈 분화 산물을 조사했습니다. 9 우리는 이 모델에서 mESC에서 중배엽 유사 콜로니로의 초기 시험관 내 분화의 시간적 동역학이 개별 클론 간에 가변적일 수 있다는 점에 주목했습니다. mESC-OP9 공동 배양은 중배엽으로의 진행을 육안으로 평가할 수 있습니다. 이 작업은 일반적으로 공동 배양 5일째까지 완료되지만, 개별 클론의 경우 하루나 이틀 정도 지연될 수 있습니다. 최적의 조혈전구세포(HPC) 형성과 강력한 림프구형성을 얻기 위해서는 이식 전에 정량적(~80-90%) 중배엽 형성이 이루어져야 합니다. 따라서 여러 mESC 클론으로 작업할 때 이 "5일차" 통로는 모든 클론이 중배엽 유사 콜로니로의 전이를 완료할 때까지 지연하는 것이 가장 좋습니다. 이것은 조혈 분화 조건으로 전달된 후 클론 간의 후속 발달의 동기화를 가능하게 합니다. 80-90% 중배엽 형성을 통과한 지 3일 후, OP9 단층에서 HPC를 수집합니다. HPC는 새로운 OP9 세포에 파종되어 단핵구, 적혈구 및 B 세포 계통을 구별할 수 있습니다. 또는 HPC를 OP9-DL1 세포에 파종하여 T 세포 발달로 유도할 수 있습니다. 모든 시험관 내 분화 배양물은 5일째부터 Flt-3L을 제공하고, IL-7은 8일째부터 추가로 제공됩니다. 실험 중 다양한 시점에서 수행된 유세포 분석을 통해 조혈 분화 및 T 세포 발달의 단계와 계통을 통한 진행 상황을 모니터링할 수 있습니다. CD4/CD8 이중 양성(DP) T 세포는 공동 배양 16일째부터 나타나기 시작하며, DP 및 CD8 단일 양성(SP) 세포는 모두 20일째까지 풍부합니다. 공동 문화의 일반적인 결과와 견고성은 발생하는 중요한 발달 전환점의 완료를 시각적으로 확인하는 능력에 크게 좌우됩니다. 이 프로토콜은 성공적인 차별화의 핵심인 이러한 이정표와 다른 중요한 매개변수를 인식하기 위한 가이드가 되는 것을 목표로 합니다.
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문화 미디어, 사이토 카인 및 젤라틴 판의 1 준비
2 준비 및 피더 세포 및 마우스 배아 줄기 세포의 유지 보수 (MESC)
주 : 5 % CO 2 가습 37 ° C 배양기에서 모든 세포를 품어.
3 OP9-DL1 공동 배양 절차
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LIF의 존재 MEFs에 성장하면 mESCs는 미분화 상태로 유지 될 수있다. 이상적인 조건에서, 그들은 위상차 현미경에 빛나는 후광에 둘러싸인 세포의 소형 식민지 (그림 1)로 나타납니다. 이러한 문화는 매일 모니터링해야합니다. 세포의 합류에 따라 미디어가 변경 될 수 있거나 세포를 분리 할 수있다. 이웃 MESC 식민지는 서로의 접점에 와서는 안된다. 미분화 mESCs의 정상적이고 건강한 배양은 시험 관내 T 세포 분화를위한 필수적인 출발점이다. 공 배양을 시작하면, 그것은 세포가 혼잡하지 않고 완전히 합류하는 것이 좋습니다. OP9 단일 층에 세포를 파종 수확 세포의 대부분이 (오히려 피더 세포보다) MESC 그래서입니다. 합류의 주요 차이 일 0에서 차별화 할 수있는 다양한 MESC 클론 사이에서 관찰되는 경우가 TIS에 미리 부착하여 MEFs을 제거하는 가장 좋은 것입니다공동 문화 시드를위한 mESCs를 계산하기 전에 (전체 ES 세포 미디어를 사용하여 단계 3.4.3...
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OP9-DL1 공동 배양 시스템은 줄기 세포에서 혈액 세포 유형의 개발시 각종 유전자 산물의 역할을 연구하기 위해 이용되어왔다. 8,12,13 또한 유전자 조절 DNA의 기능을 연구하기위한 효과적인 모델을 입증 세포 분화 과정. 9,14 시간 및 조혈 많은 기본적인 질문을 해결 실험에서 상당한 비용 절감 효과를 얻을 수있는 전체적인 마우스 모델의 대안으로이 방법을 사용. 그러나 이러한 목적으로이 프로토콜의 적응이 절차에 사용되는 MESC 클론 사이의 잠재적 인 변동성 대해 인식이 필요합니다. 게시 된 프로토콜의 타임 라인이 평균에서 기대할 수있다, 잘 유지, 비 조작 MESC 라인. 7 또한, MESC 복제는 일반적으로 더 높은 품질의 아르와 OP9 공동 문화에 매우 견고하게 수행 키메라 생쥐의 발생으로 선택 . 한편, MESC 클론은 안정로부터 직접 나오는ectopically 통합 형질 전환 유전자를 가진 형질 전환은 평균에서 평균 이하에 이르기까지 초기 분화 효율의...
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유세포분석 전문가의 도움을 주신 Joon Kim님께 감사드립니다. 저자 연구실에서의 연구는 미국 국립보건원(National Institutes of Health)의 SCORE 프로그램(B.D.O에 SC1-GM095402 보조금)과 캐나다 보건 연구소(Canadian Institutes of Health Research, J.C.Z.P.에 보조금)의 지원을 받고 있습니다. J.C.Z.P.는 캐나다 발달 면역학 연구 의장의 지원을 받고 있습니다. Hunter College의 생물 의학 연구 인프라는 보조금 MD007599를 통해 NIH RCMI(Research Centers in Minority Institutions) 프로그램의 일부 지원을 받습니다. 우리는 또한 보조금 C023048를 통해 Hunter College에서 줄기 세포 연구를 시작할 수 있도록 지원한 뉴욕주 줄기 세포 과학 프로그램(NYSTEM)에 감사드립니다.
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| 이름 | 회사 | 카탈로그 번호 | 댓글 |
|---|---|---|---|
| DMEM | Corning | 15-013-CV | |
| 줄기세포 인증 FBS | Gemini | 100-125 | 열 비활성화 |
| 페니실린/스트렙토마이신 | Corning | 30-002-CI | |
| L-알라닐 L-글루타민 | Corning | 25-015-CI | |
| HEPES 완충액 | Millipore | TMS-003-C | |
| 비필수 아미노산 | ThermoScientific | SH30853.01 | |
| 겐타마이신 리젠트 솔루션 (50 mg/ml) | Life Technologies | 15750-060 | |
| β-머캅토에탄올(55mM) in DPBS | Life Technologies | 21985-023 | |
| 필터 유닛 | Millipore | SCGPU05RE | 0.22 μ m PES 멤브레인 |
| 세포 배양 등급 물 | 코닝 | 25-055-CM | |
| &알파;-MEM | 라이프 테크놀로지 | 12000-022 | 분말, 제조 권장 사항에 따라 재구성 |
| 중탄산 나트륨 | Sigma | S5761-500G | |
| FBS | ThermoScientific | SH 30396.03 | 개별 로트 테스트 필요 |
| 디메틸 설폭사이드 | 시그마 | D2650 | |
| 재조합 인간 Flt-3 리간드 | R& D 시스템 | 308-FK | |
| 재조합 쥐 IL-7 | PeproTech | 217-17 | |
| LIF | Millipore | ESG1107 | |
| 0.1% 젤라틴이 함유된 Utrapure 물 | Millipore | ES-006-B | |
| MEFs 미토마이신 C 처리 | Millipore | PMEF-CF | 모든 유사분열 정지된 MEFs는 |
| DPBS | Corning | 21-031-CV | |
| Cell strainer (40 μ m) | Fisher | 22363547 | |
| 조직 배양 접시 100 x 20 mm | BD Falcon | 353003 | |
| Multiwell 6-well | BD Falcon | 353046 | |
| 1.5 ml 마이크로 원심분리기 튜브 | USA Scientific | 1615-5500 | |
| 15 ml 원심분리기 튜브 | BD Falcon | 352096 | |
| 50 ml 원심분리기 튜브 | BD Falcon | 352070 | |
| ml 폴리스티렌 라운드 바텀 튜브 셀 스트레이너 캡 | BD 팔콘 | 352235 | 튜브 for FACS |
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