이 간행물은 어린이의 코 상피 점막을 성공적으로 샘플링 및 배양하고 이러한 세포를 유도 만능 줄기 세포(iPSC)로 재프로그래밍하는 방법을 보여줍니다.
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이 간행물은 어린이의 코 상피 점막을 성공적으로 샘플링 및 배양하고 이러한 세포를 유도 만능 줄기 세포(iPSC)로 재프로그래밍하는 방법을 보여줍니다.
비강 상피 세포(NEC)는 공기 오염 물질에 반응하는 기도의 일부이며 호흡기 바이러스에 감염된 첫 번째 세포입니다. 또한 선천성 면역 반응과 면역 및 기도 기질 세포와의 상호 작용을 통해 많은 기도 질환에 관여합니다. NEC는 임상 방문 중 접근성이 높기 때문에 소아 연구에서 특히 관심이 많습니다. 인간 유도 만능 줄기 세포(iPSC)는 여러 세포 유형에서 생성되었으며 인간 발달 및 질병을 모델링하고 재생 의학에서 잠재적인 응용 프로그램을 위한 강력한 도구입니다. 이것은 연구 목적으로 소아 참가자로부터 파생된 NEC에서 iPSC를 성공적으로 생성하기 위한 방법을 제시하는 최초의 프로토콜입니다. 어린이로부터 비강 상피 세포를 얻는 방법, 이러한 샘플에서 1차 NEC 배양을 생성하는 방법, 1차 NEC를 잘 특성화된 iPSC로 재프로그래밍하는 방법을 설명합니다. 코 점막 샘플은 어린이의 대기 오염의 영향과 관련된 역학 연구에 유용하며 기도 질환을 연구하는 데 중요한 도구를 제공합니다. 1차 비강 세포와 이로부터 유래한 iPSC는 천식 및 COPD 연구를 포함한 다양한 기도 상피 생물학 분야에서 환자별 연구를 위한 무제한의 자료를 제공하는 도구가 될 수 있습니다.
인간의 샘플 (hiPSCs)에서 유도 만능 줄기 세포는 줄기 세포 연구의 빠른 개발 기술입니다. 그들은 훨씬 적은 윤리적, 도덕적 결점의 1, 2와 배아 줄기 세포 (hESC의) 연구에 대한 대안을 제공합니다. 그들은 hESCs는 3-5 성적으로 동일하지 않지만, hiPSCs 개발 및 질환 표현형을 모델링하는 독특한 방법을 제공하고이 질환 상태와 관련 5-8 조직 유래 될 수있다. 생성 hiPSCs 새로운 방법을 끊임없이 이식에 적합한 GMP 품질 iPSCs을 제조하고, 또한 리 프로그래밍 프로세스 6,9-11의 적시성 및 효율성을 증가시키는 방법으로, 시작하는 최적의 세포 유형을 식별하기 위해 탐색되고있다.
기도 상피 세포 알레르기 성 염증 (12)의 개발에 중요하며, 상피 immun와 상호 작용을 통해 알레르기 반응과기도 개형의 중요한 드라이버 인전자와 기질 세포. 기도 상피 기원과 천식과 같은 폐 질환의 지속성에 필수적인 역할을한다. 그러나, 낮은기도 상피 세포, 특히 건강 관리 환자와 어린이, 임상에서 얻을하기가 어렵습니다. 대기 오염 물질과 알레르기 항원에 대한 반응을 연구, 특히 여러 연구의 데이터는, 코 점막의 상피 세포가 낮은기도 상피 세포 13-20에 대한 유효하고 실질적인 프록시 있다는 전제를 지원합니다. 코 점막은 90 % 이상 섬모기도 상피 세포로 구성하고 다른 세포 / 조직 샘플링 기술보다 덜 침습적이고 같이이 코 점막 상피 세포 (NECs)를 샘플링하는 것은 쉽게, 연령 네다섯 한 어린 아이에서 수행 될 수있다 감염 20-23과 같은 부작용의 위험을 최소화과 관련. 그것은 긴 불필요한, 종종 고통스러운 기관지의 procedu없이 건강하고 병에 걸린 어린이 모두를 샘플링 할 수있는 신속하고 간단한 방법을 제공합니다진정 작용을 필요로 입술. 이전의 연구는 천식 심각도 습관병 아형 비점막뿐만 아니라 천식 어린이로부터 취한 기관지 세포 샘플 모두에서 구별 될 수 있음을 발견하고, 두 조직 유형 간의 유전자 발현은 비 편재 유전자 (22)의 약 90 %에서 유사 24. iPSCs의 소스로, NECs 다른 자주 사용되는 세포 유형을 통해 이점을 제공합니다. 섬유 아세포는 종종 IPSC 생성을 위해 사용되지만, 이들 세포를 쉽게 피부 생검에서 배양 될 수 있지만,이 프로세스는 일반적으로 국소 마취, 절개 봉합을 필요로하고, 감염 될 위험과 관련된다. 따라서, 생검이 유형의 환자의 동의를 얻는 것은 25 어려울 수 있습니다. 섬유 아세포에 대한 한 대안은 말초 혈 단핵 세포 (PBMC)이다. 그러나, 소아에서 IPSC 생성을위한 충분한 혈액을 얻는 것이 어려울 수있다. 또한, 다운 스트림 액세스 포인트의 제한이있다섬유 아세포 및 혈액 세포 유래 iPSCs, 특정 세포 유형 5,26 특히 분화 능력에 대한 plications. 따라서, 상대의 접근성 및 컬렉션 다음 부작용의 낮은 위험을 주어 NECs 소아 인구에서 IPSC 생성을위한 이상적인 셀 소스를 나타낸다.
iPSCs 소설 질병 모델을 인간 개발 연구 생성 플랫폼으로 최근에 많은 주목을 받아 맞춤 치료를위한 세포의 잠재적 인 소스로했다. 이 기술의 잠재력이 실현 될 수 있기 전에, 프로그래밍 과정의 분자 토대가 설명 될 필요가 있지만, 지금이 프로토콜 내에서 설명 된 절차를기도 노출에 집중 조사 연구 해명 것임은 물론위한 플랫폼을 제공하는 iPSCs 관련된 개인화 된 의약품의 효과를 연구.
여러 연구소의 공동 작업은 generatio하게되었다코 점막을 샘플링뿐만 아니라, NECs를 배양하고, iPSCs (23)이 세포를 재 프로그램뿐만 아니라에 대한 성공적인 기술의 N. 이 문서에서는 최적의 샘플링, 배양 및 프로그래밍 환경을위한 프로토콜의 개요를 제공합니다.
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다음 프로토콜은 기관 인간의 연구 윤리위원회의 지침을 따릅니다.
1. 코 점막을 샘플링
참고 : 호흡기 바이러스 감염의 흔적이없는 피사체에서 샘플을 얻습니다.
2. 세포 수와 Cytospin
3. 시드 셀
주 : 적절한 인증 조직 문화의 모든 세포 배양 과정을 수행후드 무균 기술을 사용.
4. 세포 배양
5.과 Passaging 세포
iPSCs 6. 재 프로그래밍
참고 : iPSCs를 생성하기 전에 생성과 인간 iPSCs의 사용을 규제하는 모든 기관 규정 준수를 보장합니다. 배양 배지는 통상적으로 항생제를 함유하지 않는 멸균 기술은 IPSC 배양에 특히 중요하다. NECs 건강 표시하고 견고 성공적인 프로그래밍에 대한 증식있는 것이 중요합니다.
7. 문화 iPSCs 유지
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코 전정 불리는 코 초기 부분, 연골 조직 (29)으로 둘러싸인 영역이다. 브러쉬 코 밸브 (소공의 internum 또는 비공 뒷면에서 본 "블랙홀") 이상, 코이 영역을지나 원활하게 진행해야하고, 시료 비갑개 (도 1)로부터 얻어진다. 비강 비갑개은 코 (29)의 표면적을 증가 샘플링 그들에게 최적 위치를 결정 뼈 구조이다. 이 지역은 또한 밀접하게 하부기도의 라이닝과 유사한 환경 노출에 대한 면역 반응 또한 활성화되어 혈관 점막 조직에 의해 줄 지어있다.
올바른 조직을 샘플링 재 프로그램 된 세포가 상피 세포임을 보장합니다. 이것은, 또한 배양 세포를 관찰하여 초기 셀 카운트 및 cytospin 의해 평가 될 수있다. 그만큼cytospin가 한 번, 스핀 다운 건조하고,...
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코 점막 상피 세포 (NECs)는기도 질환 연구를위한 액세스 플랫폼, 그리고 NEC-iPSCs 질병 개발, 치료 및 치료 1,31,32을 탐구하는 흥미로운 수단을 제공합니다. NECs 쉽게 스트레스 또는 잠재적으로 유해한 절차 6,23없이 얻을 수있다. 우리의 경험에 의하면,이 프로토콜에 설명 된대로 코 점막의 샘플링은 스트레스를 덜하고 더 나은 어린이를위한 채혈보다 인식이 나타납니다. 따라서,이 방법은기도 질환 연구에 특히 소아 환자 집단에서 유용하고 관련이있을 수 있습니다. NECs의 또 다른 장점은 문화에 한 번, 상피 세포는 미디어와 문화 조건으로 선택하고 균일하게된다는 것이다. 이는 혈액 세포로 복합 조직을 사용하는 것보다 유리하고 쉽게 transcriptomic 및 후생 유전 학적 방법을 사용하여 IPSC 라인 얻어진 세포 기원의 영향을 평가한다.
언제비점막 샘플링, 대부분의 상피 세포가 검색되도록 현미경 (도 ...
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저자는 공개할 이해 상충이 없습니다.
저자는 다 능성 줄기 세포 시설 신시내티 아동 병원에서 공 촛점 이미징 코어를 인정하고 싶습니다. 이 작품은 R21AI119236 (HJ), R21AI101375 (HJ), NIH / NCATS 8UL1TR000077-04 (HJ), U19 AI070412 (HJ) 및 2U19AI70235 (GKKH)에 의해 지원되었다.
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| 이름 | 회사 | 카탈로그 번호 | 댓글 |
|---|---|---|---|
| 15ml 원뿔 | Fisher Scientific | 14-959-49D | 프로토콜 단계 1.1. |
| BEGM | Lonza | CC-3170 | 프로토콜 1.1단계. |
| Penn/Strep/Fungicide | Life Technologies | 15240-062 | 프로토콜 단계 1.1. |
| Penn/Strep | Life Technologies | 15140-122 | 프로토콜 단계 4.a. |
| cytosoft cytology brush | Fisher Scientific | 22-263-357 | 프로토콜 단계 1.2. |
| trypan 블루 | 피셔 사이언티픽 | MT-25-900-CI | 프로토콜 단계 2.1. |
| 혈구계 | Fisher Scientific | 02-671-54 | 프로토콜 단계 2.1. |
| PBS | Fisher Scientific | BP2438-4 | 프로토콜 2.2단계. |
| 세포학 깔때기 클립 | Fisher Scientific | 10-357 | 프로토콜 단계 2.2. |
| 사이토스핀 깔때기 | Fisher Scientific | 23-640-320 | 프로토콜 단계 2.2. |
| 사이토스핀 4 | Fisher Scientific | A78300003 | 프로토콜 2.2단계. |
| 블랭크 슬라이드 | Fisher Scientific | S95933 | 프로토콜 단계 2.2. |
| hema 3 stain kit | Fisher Scientific | 22-122-911 | 프로토콜 단계 2.2. |
| 소 진피 콜라겐, 유형 1 | 생명 기술 | A1064401 | 프로토콜 단계 3.2. |
| T25 플라스크 | Fisher Scientific | 08-772-45 | 프로토콜 단계 3.3. |
| Trypsin | Lonza | CC-5012 | 프로토콜 5.2 단계. |
| 트립신 중화 용액 | Lonza | CC-5002 | 프로토콜 5.2단계. |
| 소 태아 혈청 (FBS), 65 °에서 열 살균; C 30분 동안 | Sigma-Aldrich | F2442 | 프로토콜 5.5단계. |
| 디메틸 설폭사이드 Hybri-Max™, 멸균 여과, BioReagent, 하이브리도마에 적합, ≥ 99.7% | Sigma-Aldrich | D2650 | 프로토콜 5.5단계. |
| 폴리시스톤 렌티바이러스* | 예: Millipore | SCR511 | 프로토콜 단계 6.4. reprogramming vector의 상업적 소스가 나열되어 있습니다. 당사는 Voelkel 등(PMID: 20385817)이 보고한 4-in-1 플라스미드를 일상적으로 사용하여 사내에서 VSV-G pseudotyped polycistronic 재프로그래밍 렌티바이러스를 생성합니다. 이 플라스미드는 |
| polybrene | Santa Cruz Biotechnology | sc-134220 | 프로토콜 단계 6.4. |
| 방사선 조사된 CF1 MEFs | GlobalStem | GSC-6301G | 프로토콜 6.4단계. |
| hESC media | 프로토콜 단계 6.11 | 에 포함된 레시피를 참조하십시오 | |
| SB431542 | Stemgent | 04-0010 | 프로토콜 단계 6.11. |
| PD0325901 | Stemgent | 04-0006 | 프로토콜 단계 6.11. |
| 티아조비빈 | 형태소 | 04-0017 | 프로토콜 6.11단계. |
| hESC 인증 Matrigel | BD Biosciences | 354277 | 프로토콜 Step 6.13. |
| 코닝 플레이트, 6웰 | 피셔 사이언티픽 | 08-772-1B | 프로토콜 단계 6.13. |
| mTeSR1 | StemCell | 5850 | 프로토콜 6.13단계. |
| 250ml 일회용 필터 플라스크(0.22 &마이크로; m) | 피셔 | SCGP-U02-RE | |
| StemCell | 7923 | 프로토콜 배포 7.3단계. | |
| DMEM/F12 | Life Technologies | 11320-033 | 프로토콜 7.3단계. |
| 세포 리프터 | Fisher Scientific | 08-100-240 | 프로토콜 7.4단계. |
| hESC Media** | 프로토콜 Step 6.11. 성분을 혼합한 후 필터 멸균해야 합니다. 미디어는 4 °로 유지할 수 있습니다. C를 최대 2주 동안 사용할 수 있습니다. 매체를 데울 때 37°C로 두지 마십시오. C 15분 이상 | ||
| DMEM-F12 50/50 미디어 | Invitrogen | 11330-032 | 최종 농축 |
| KO 교체 혈청 (KO-SR) | Invitrogen | 10828-028 | 0.2 |
| 200 mM L-glutamine | Invitrogen | 25030-081 | 1 mM |
| 55 mM ß-mercaptoethanol | Invitrogen | 21985-023 | 0.1 mM |
| 100x 비필수 아미노산 | Invitrogen | 11140-050 | 1x |
| 2 µ g/ml 염기성 섬유아세포 성장 인자 (b-FGF) | Invitrogen | 13256-029 | 4 ng/ml |
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