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방법 논문

MEK 억제제 PD0325901와 비타민 C를 사용 하 여 마우스 배아 줄기 세포의 게놈 Hypomethylation 유지 하는 대안 문화 방법

6.2K 조회수

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DOI:

10.3791/56391

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2018년 6월 1일

 ,  , 

이 논문에서

요약

우리는 마우스 배아 줄기 세포 배양에 대 한 두 개의 화학 기반 프로토콜 자세히 설명 합니다. 이 새로운 메서드 (비타민 C)에 의해 Tet 중재 산화를 촉진 하 고 DNA hypomethylation 마우스 배아 줄기 세포의 pluripotency를 유지 하기 위해 5-methylcytosine (PD0325901)에 의해의 de novo 종합 억압의 시너지 메커니즘을 활용 합니다.

초록

배아 줄기 (ES) 세포 (endoderm, mesoderm, 또는 ectoderm), 3 개의 세균 층의 구분을 하 고 재생 의학에 대 한 많은 계보를 생성할 수 있습니다. ES 세포 문화에서 체 외에 는 오랫동안 광범위 한 관심사의 주제. 마우스 ES 세포 혈 청 및 백혈병 금지 요인 (LIF)에서 유지 관리 하는 고전적인,-포함 하는 매체. 그러나, 혈 청/LIF 조건 하에서 세포 형태학 및 pluripotency 관련 유전자의 식 프로 파일에서이 표시 하 고 준 상태에서 주로. 또한, 교양된 ES 세포 전시 글로벌 hypermethylation 하지만 순진한 ES 세포는 안 세포 질량 (ICM) 및 원시 생식 세포 (PGCs)의 글로벌 hypomethylation의 상태에 있습니다. ICM과 PGCs의 hypomethylated 상태 그들의 pluripotency와 밀접 하 게 연결 됩니다. 마우스 ES 세포 문화 방법 개선, 최근 DNA hypomethylated 만능 상태를 유지 하기 위해 두 개의 작은 분자 화합물의 선택적으로 결합 된 사용률을 기반 하는 새로운 방법을 개발 했습니다. 여기, 우리는 비타민 C (Vc)의 공동 치료를 제시 하 고 PD0325901 마우스 ES 세포에서 5 일에 5-methylcytosine (5mC)의 약 90%를 지울 수 있습니다. 생성 된 5mC 콘텐츠는 PGCs에 비교. 기계 조사 보여준다는 PD0325901 최대-조절 억제 Dnmt3b Prdm14 식 (de novo DNA methyltransferase) 및 Dnmt3l (Dnmt3b의 공동 인자), 드 노 보 5mC 합성을 감소 시켜. Vc는 모두 수동 및 활성 DNA demethylations의 참여를 나타내는 5mC 5-hydroxymethylcytosine (5hmC) Tet1 및 Tet2에 의해 주로 촉매 변환 용이. 또한, Vc/PD0325901 조건에서 마우스 ES 세포 균질 형태학 및 만능 상태를 표시합니다. 샨 다, 우리 소설과 화학 시너지 문화 DNA hypomethylation 및 마우스 ES 세포의 pluripotency의 유지 보수를 달성 하기 위한 방법을 제안 합니다. 작은 분자 화학 종속 메서드 혈 청 문화, 그리고 균질 ES 세포 연구에 대 한 추가 임상 응용 프로그램 생성을 보유 약속의 주요 단점을 극복 했다.

서론

ES 세포 blastocyst1의 ICM에서 기인 된다. 셀은 pluripotency 상태에 있고 모든 계보 체세포와 생식 세포2형성할 수 있다. ES 세포의 설립 기회 개발 조사를 생체 외에서 처리 하 고 그들의 pluripotency3에 기반 하는 재생 의학에 대 한 의료 관련의 세포를 생성할 수 있습니다 제공 합니다.

두 그룹은 seminally 1981 년에 마우스 ES 세포 라인을 설립 하 고 소 태아 혈 청 (FBS)에 셀 초기 마우스 배아에서 파생 했다 경작 하는 때-급지대 레이어1,4로 마우스 미 발달 섬유 아 세포 (MEFs)와 매체를 포함 하 . MEFs mitotically 비활성화 했다 고 미리 이전에 ES 세포를 배양 접시에 성장 했다. MEFs는 마우스 ES 셀 첨부 파일에 대 한 지원을 제공 하 고 전파를 홍보 하 여 필수적인 영양 요소와 세포 증식에 대 한 호르몬을 제공 하는 FBS 차별화5억 누르다 성장 인자를 생산. 후속 ....

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프로토콜

1입니다. 준비

  1. 1.0 m m PD0325901의 솔루션 (MEK 억제제)와 3.0 m m CHIR99021 준비 (GSK3 억제제).
    1. PD0325901의 2 밀리 그램의 무게 고 호박색 유리 유리병에 DMSO의 4.15 mL를 추가 합니다.
    2. CHIR99021의 2 밀리 그램의 무게 고 호박색 유리 유리병에 DMSO의 1.43 mL를 추가 합니다.
    3. 다음 재구성,-20 ° C에서 aliquots (200 µ L PCR 튜브에 50 µ L/튜브)를 저장 하 고 빛 으로부터 보호. 냉장고를 사용 하기 전에 실내 온도에 녹여 냉동된 주식을 포함 하는 튜브를 제거 합니다.
  2. 원심 분리기 튜브의 1 mL에 Vc의 0.0176 g의 무게와 사용 하기 전에 100 m m의 최종 농도에 살 균 물의 1 mL와 함께 그것을 다시 구성 하기.
  3. FBS 비활성화: 500ml FBS의 30 분 동안 56 ° C에서 물 욕조에 품 어.
  4. 마우스 ES 세포 배양에 대 한 기본적인 매체의 600 mL를 준비 합니다.
    1. DMEM/높은 포도 당 매체 (500 mL)의 병을 사용 하 고 40 mL를 제....

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결과

Vc/PD0325901 synergistically 마우스 ES 세포의 글로벌 삭제를 유도 한다. 혈 청에 마우스 ES 세포 pluripotent ICM 세포와 PGCs DNA 메 틸 화의 글로벌 삭제 표시 하 고 hypomethylated 상태가 그들의 pluripotency9,10에 밀접 하 게 연관 DNA hypermethylation 전시.

이전에 우리와 다른 Vc Tet 중재 5mC demethylation15,17를 향상 시킬 수 있습니다 발견. 한편, 2i 5mC 드 노 보 합성을 억제 하는 것도 발견 되었습니다. 이 발견의 맥.......

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토론

작품, 우리 시연 Vc 및 PD0325901 vc DNA demethylation를 홍보 하 고 de novo DNA 억제 시너지 행동에 의해 달성 되었다는 undifferentiated 및 hypomethylated 상태에서 마우스 ES 세포를 유지 하기 위해 결합 하는 새로운 방법 메 틸 PD0325901입니다. 또한, 마우스 ES 세포 Vc/PD0325901 문화 시스템 아래 큰 형태를 보였다.

더 나은 마우스 ES 세포의 상태는 Vc/PD0325901 문화 시스템에서을 하려면 몇 가지 중요 한 단계가 있습니다. 첫째, FBS 배치 해야 미리 발견 하 고 최고의 일괄; 재고 스크린 또한, 혈 청의 잦은 교체는 해로운 세포 증식 및 pluripotency의 유지 보수. 둘째, pipetting 셀에 셀 통로 단계에서 단일 세포 현 탁 액을 셀 식민지의 해리 하는 동안 하지 마십시오. 셋째, 세포 배양 중 trypsin의 부정적인 영향을 감소 하는 트립 신 제거.......

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공개 사항

저자는 잠재적인 충돌의 관심을 공개.

감사의 글

이 작품은 국가 자연 과학 재단의 중국 (21435008 및 호우를 21327006), 그리고 과학의 중국 아카데미의 전략적 우선 순위 연구 프로그램에 의해 지원 되었다 (호우에 XDB14030200).

....

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재료

이 논문에 사용된 재료 목록
이름회사카탈로그 번호댓글
소 태아 혈청 호주 출처Corning35-076-CV마우스 ES 세포 매체
DMEM/고포도HycloneSH30022마우스 ES 세포 매체
LIFMilliporeESG1107마우스 ES 세포 배지 구성 요소
비필수 아미노산(NEAA)Gibco11140050마우스 ES 세포 배지
나트륨 피루브산Gibco11360070마우스 ES 세포 매체
L-글루타민Gibco25030081마우스 ES 세포 매체
페니실린 스트렙토 마이신 용액Gibco15140122마우스 ES 세포 매체
구성 요소 PBS시그마P5493세포 린스
트립신HycloneSH30042세포 해리
젤라틴시그마48722접시 코팅
PD0325901Stemolecule04-0006-10세포 배양을 위한 저분자 화학물질
CHIR99021Stemolecule04-0004세포 배양을 위한 소분자 화학물질
비타민 CSinopharm 화학물질 시약 주식회사 세포 배양을 위한 XW00508171 저분자 화학물질
Ultra Bioscience 정수 시스템PurelabUltraUltra Water
DMSOSigmaD8418세포 동결 매체
원심분리기Eppendorf5427RDNA 및 단백질 추출
프로테아제 억제제 칵테일SigmaP8340RIPA 완충액
PMSF 프로테아제 억제제ThermoFisher Scientific36978RIPA 완충액
구성 요소 DTTSigma43815RIPA 완충
구성 요소 EGTASigmaE3889RIPA 완충액
구성 요소 게놈 DNA 정제 키트 PromegaA1125게놈 DNA 추출
NanoDrop 2000ThermoFisher ScientificNanoDrop 2000DNA 농도 측정
송아지 장 인산가수분해효소New England BiolabsM0290DNA 분해
DNase INew England BiolabsM0303DNA 분해
뱀 독 포스포디에스테라제 ISigmaP4506DNA 소화
Nanosep 3K OmegaPallOD003C35소화된 DNA
1290 UHPLC 시스템Agilent의 여과;1290UHPLC 분리
G6410B 삼중 사중극자 질량 분석기Agilent G6410BMS/MS 분석
Zorbax Eclipse Plus C18 컬럼Agilent Zorbax Eclipse Pluscolume for UHPLC separation
5-methylcytosineSolarbio 생명 과학SM8900 표준 5mC
5-하이드록시메틸시토신(표준)토론토 연구 화학 물질M295900표준 5hmC
Prdm14 항체bioworldBS7634웨스턴 블롯 분석-1차 항체
Dnmt3a 항체bioworldBS6587웨스턴 블롯 분석-1차 항체
Dnmt3b 항체abcamab13604웨스턴 블롯 분석-1차 항체
Dnmt3l 항체abcamab3493웨스턴 블롯 분석 - 1 차 항체
Dnmt1 항체abcamab13537웨스턴 블롯 분석 - 1 차 항체
및 베타 - 튜불린 항체bioworldBS1482MH웨스턴 블롯 분석 - 1 차 항체
염소 항 토끼 IgGabcamab6721웨스턴 블롯 분석 - 2 차 항체
염소 안티 마우스 IgGabcamab6789웨스턴 블롯 분석 - 2 차 항체
TrizolInvitrogen15596-026RNA 추출
역전사 시스템PromegaA3500RNA 역전사
GoTaq qPCR 마스터 믹스PromegaA6001RT-PCR
StemTAG 알칼리성 포스파타제 염색 및 활성 분석 키트세포 바이오랩, Inc.CBA-302  알칼리성 인산가수분해효소 염색 분석
마우스 ES 세포: WT, 129 SvEvGuoliang Xu 교수 제공(Shanghai Institutes for Biological Sciences, Chinese Academy of Sciences, Shanghai, China)마우스 ES 세포의 세포 균주
현미경ZeissLSM510세포 관찰
GraphPad Prism 5.0 GraphPad PrismSoftware Inc.5.0통계 분석
당 구성 요소의 구성 요소액

참고문헌

  1. Evans, M. J., Kaufman, M. H. Establishment in culture of pluripotential cells from mouse embryos. Nature. 292 (5819), 154-156 (1981).
  2. Smith, A. G. Embryo-derived stem cells: of mice and men. Annu. Rev. Cell Dev. Biol. 17, 435-462 (2001).
  3. Murry, C. E., Keller, ....

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