여기 선물이 overexpression Mef2c, GATA4, Hand2, Tbx5, 미르-1, 그리고 미르-133 (GHMT2m) TGF-β 신호 전달의 억제와 함께 통해 기능 cardiomyocytes에 기본 미 발달 섬유 아 세포를 재 설 정할 하는 강력한 방법. 우리의 프로토콜 생성 박동 cardiomyocytes 일찍 최대 60 %7 일 후 변환 효율.
방법 논문
여기 선물이 overexpression Mef2c, GATA4, Hand2, Tbx5, 미르-1, 그리고 미르-133 (GHMT2m) TGF-β 신호 전달의 억제와 함께 통해 기능 cardiomyocytes에 기본 미 발달 섬유 아 세포를 재 설 정할 하는 강력한 방법. 우리의 프로토콜 생성 박동 cardiomyocytes 일찍 최대 60 %7 일 후 변환 효율.
다른 하나의 체세포 형식의 트랜스-차별화 모델링 하 고 인간의 질병 치료 엄청난 잠재력이 있다. 이전 연구 결과 나타났습니다 그 마우스 배아, 피부, 및 심장 섬유 아 세포 기능 유도 cardiomyocyte 같은 세포 (iCMs)로 재설정 될 수 있습니다 cardiogenic 녹음 방송 요인 Mef2c, GATA4, Hand2 등의 overexpression 통해 고 Tbx5 둘 다 생체 외에서 그리고 에 비보. 그러나, 이러한 이전 연구는 상대적으로 낮은 효율을 나타났습니다. 부상 다음 심장 기능을 복원 하기 위해 심장 프로그래밍 제어 메커니즘 효율과 성숙 iCMs의 향상을 해명 한다.
우리는 이전 프로 거리 신호를 크게 저해 재활 효율을 증가 입증. 여기, 우리는 최대 60%의 재활 효율을 달성 하는 방법 선발. 또한, cytometry, immunofluorescent 이미징 및 칼슘 이미징 재활 효율과 재설정된 섬유 아 세포의 성숙 척도를 포함 하는 여러 가지 방법을 설명 합니다. 여기 상세한 프로토콜을 사용 하 여, 기계 연구 수 이루어져야 심장 프로그래밍의 긍정적이 고 부정적인 레 귤 레이 터를 결정. 이러한 연구는 재활 효율성과 성숙, 인간의 심장 질환 치료 소설 세포 치료로 이어질 수 있는 홍보 하는 대상으로 수 신호 경로 식별할 수 있습니다.
허 혈 성 심장 질환은 미국1에서 죽음의 주요 원인. 약 800000 미국인 경험을 첫 번째 또는 재발 성 심근 경색 (MI) 당 년1. 미, 다음 cardiomyocytes (CMs) 및 심장 섬유 증, 활성화 된 심장 섬유 아 세포에서의 죽음 심장 기능2,3손상. 미 다음 심장 마비의 진행 성인 CMs4,5의 가난한 재생 용량 때문 돌이킬 아니다. 현재 임상 치료 질병의 진행을 느리게 하 고 미래의 심장 이벤트6,7,,89의 위험을 감소, 아무 치료 반대로 질병의 진행 하는 무 능력 때문 CMs 후 경색10를 다시 생성 합니다. 새로운 세포 치료 치료 환자 닉 실망 하 떠오르고 있다, 지금까지 미 다음 마음에 줄기 세포를 제공 하는 임상 시험 결정적이 아닌 재생 잠재적인11,12, 나타났습니다. 13 , 14 , 15 , 16 , 17 , 18.
먼저 다카하시 & 야 마나카, 시연 4 녹음 방송 요인의 overexpression에 의해 섬유 아 세포에서 파생 하는 인간 유도 만능 줄기 세포 (hiPSCs)의 생성 세포 치료19에 새로운 돌파구를 문을 열었습니다. 이 세포는 모든 3 개의 세균 층19로 분화 할 수 있다 그리고 CMs의 많은 수를 생성 하기 위한 몇 가지 매우 효율적인 방법을 이전 표시 되었습니다20,21. HiPSC 파생 된 CMs (엉덩이-CMs) cardiomyogenesis를 공부 하는 강력한 플랫폼을 제공 하 고 상해를 따르는 마음을 고치기를 위한 중요 한 의미를 가질 수 있습니다. 그러나, 현재 기형종 형성22의 문제로 인해 변환 장애물을 직면 하는 엉덩이 CMs 그리고 그들의 미 성숙한 성격 프로 arrhythmogenic23을 수 있습니다. HiPSCs로 섬유 아 세포를 프로그래밍 직접 다른 세포 유형으로 섬유 아 세포를 프로그래밍에 관심을 촉발 시켰다. 것 외. 시연 심장 혈통, 직접 프로그래밍에 섬유 아 세포 결과에 GATA4, Mef2c, 및 Tbx5 (그리니치 표준시)의 그 overexpression 이기는 하지만 낮은 효율24. 프로그래밍 효율 Hand2 (GHMT)25의 추가 함께 개선 되었습니다. 이러한 초기 연구 이후 많은 출판물을26,27,,2829, 요인 추가 전사와 재활 요소 칵테일 변경 증명 하고있다 chromatin 한정자30,31, microRNAs32,33또는34 향상을 리드 하는 작은 분자 프로그래밍 효율 및 성숙 유도 cardiomyocyte 같은 셀 (iCMs ).
여기 우리는 높은 효율 iCMs 마우스 미 발달 섬유 아 세포 (MEFs)에서 생성 하는 상세한 프로토콜을 제공 합니다. 우리 이전 보여주었다 GHMT 칵테일 1 미르와 미르-133 (GHMT2m)의 추가 함께 크게 개선 하 고 더욱 향상 프로-거리 경로 변형 성장 인자 (TGF-β) β 신호를 포함 하 여 신호 또는 관련 단백질 키 니 아 제 (바위) 신호 통로 저해35. 이 프로토콜을 사용 하 여, 우리 보여 심장 분 T (cTnT)를 표현 하는 세포의 약 60%, 약 50% α-actinin, 표현 및 높은 구타 셀 수 빠르면 하루 11 프로그래밍 요소와 치료의 변환에 따라 관찰 될 수 있다 TGF-β와 내가 입력 수용 체 억제제 A-83-01. 또한, 이러한 iCMs 갭 정션 단백질 connexin 43 등을 표현 하 고 자연 스러운 수축 및 칼슘 과도. 이전 연구에 비해 효율을 프로그래밍 향상을 표시이 심장 후 경색에 남아 있는 생 세포 인구에서 CMs를 재생성을 보여줍니다.
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동물을 요구 하는 모든 실험 기관 동물 관리 및 사용 위원회 UC 덴버 Anschutz 의료 캠퍼스에 의해 승인 되었다.
1입니다. MEFs의 격리
2. 레트로 바이러스와 MEFs의 변환의 생산
참고:이 섹션의 모든 단계 됩니다 실행 한다 Biosafety 수준 2 캐비닛에. 때문에이 프로토콜 활용 retroviral 변환, 그 안전 주의 모든 바이러스 성 미디어 프로그래밍에 대 한 타임 라인에 대 한 적어도 20 분 그림 1B 를 참조에 대 한 10% 표 백제와 함께 포함 된 낭비 치료 등을 확인 합니다.
3. 심장 마커 Cytometry
4입니다. 재설정된 MEFs Immunostaining
5. 칼슘 이미징
참고: 경우 10 배 확대에서 이미징, 표준 셀 문화 요리와 접시는 칼슘 이미징에 적합. 높은 확대에 이미징 셀 유리 coverslips 또는 유리 하단 접시에 도금 될 필요 합니다.
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그림 1B에서 위에 설명 된 재활 전략을 사용 하 여, 약 심장 분 T를 표현 하는 세포의 70%와 심장 α-actinin, cytometry 하루 9에 의해 계량을 표현 하는 세포의 약 55 %iCMs 생성 GHMT2m의 변환에 따라 (그림 2A , B). 또한, 대부분의 세포 표현 심장 분 T, 분, 그리고 심장 α-actinin으로 갭 정션 마커 Connexin 43 하루 14 다음 변환 (그림 2C , D)에. 높은 확대와 함께 영상 잘 정의 된 sarcomere 구조 형성 및 간격 접속점 사이 인접 셀 (흰색 화살표, 그림 2D) 형성을 보여준다. 또한, 자발적 수축 및 칼슘 과도 iCMs ...
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현재 연구 직접 프로 거리 신호 통로의 억제와 함께 요소를 프로그래밍 하는 GHMT2m의 배달을 통해 기능 iCMs에 섬유 아 세포를 재 설 정할 고효율 전략을 설명 합니다. Cytometry, immunofluorescent 이미징, 이미징, 및 셀 카운트, 우리는이 프로토콜에 대부분 셀의 표시 치고 칼슘을 사용 하 성공적인 프로그래밍 받 다 고 CM 혈통 운명 채택. 우리는 반대로 거리의 추가 화합물 TGF-β 유형 포함 나 수용 체 억제제 약 6-fold 박동 iCMs 나타내는 혼자, GHMT2m와 변환에 비해 수 증가 생성 하는 A-83-01 이전 나타났습니다. 프로 거리 신호 심장 프로그래밍에 강한 생 장벽입니다. 이 시스템 따라서 약 cardiomyogenesis;를 관리 하는 메커니즘을 조사 하기 위해 심사 무력화 수 있습니다, A-83-01 함께 작은 분자의 추가 cardiomyogenesis의 부정적인 레 귤 레이 터를 밝히기 수 있습니다. 반대로, GHMT2m 혼자 하는 작은 분자의 추가 cardiomyogen...
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저자는 공개 없다.
이 연구는 Boettcher 재단의 웹 주의 생물 의학 연구 프로그램, 미국 심장 협회 과학자 개발 그랜트 (13SDG17400031), 콜로라도의 대학 학과 의학 뛰어난 초기 경력에서에서 기금에 의해 지원 되었다 학자 프로그램, 콜로라도 사단의 심장 Barlow Nyle 기부금의 대학 및 NIH R01HL133230 (캔사스)에. A.S.R 섬유 증 연구 및 번역 (CFReT)에 대 한 NIH/NCATS 콜로라도 CTSA 보조금 번호 TL1TR001081와 콜로라도 대학 컨소시엄에서 미리 박사 친목에 의해 지원 되었다. 이 연구는 암 센터 지원 그랜트 (P30CA046934), 피부 질환 연구 코어 그랜트 (P30AR057212), 그리고 콜로라도의 대학 Anschutz 의료 캠퍼스에서 Flow Cytometry 코어에 의해 또한 지원 되었다.
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| 이름 | 회사 | 카탈로그 번호 | 댓글 |
|---|---|---|---|
| C57BL/6 마우스 | Charles River's Laboratory | 027 | MEF 분리용 |
| Platinum E(PE) 세포 | Cell Biolabs, INC | RV-101 | 레트로바이러스 생산용 |
| DMEM High Glucose | Gibco | SH30022. iCM | , PE 및 성장 매체의 FS 구성 |
| 요소 매체 199 | Life Technologies | 11150-059 | iCM 매체의 구성 |
| 소 태아 혈청 | 쌍둥이 자리 | 100106 | iCM, PE 및 성장 매체의 구성 요소 |
| 기증자 말 혈청 | 쌍둥이 자리 | 100508 500 | iCM 매체의 구성 |
| 요소 MEM 필수 아미노산, 50X | Life Technologies | 11130051 | iCM의 구성 요소 미디어 |
| 피루브산 나트륨 용액, 100X | Life Technologies | 11360070 | iCM 미디어 구성 요소 및 칼슘 이미징 |
| MEM 비필수 아미노산, 100X | Life Technologies | 11140050 | iCM 미디어 |
| 구성 요소 MEM 비타민 솔루션, 100X | Life Technologies | 11120-052 | iCM 미디어 구성 요소 |
| 인슐린-트랜스페린-셀레늄 | Gibco | 41400045 | iCM 매체의 구성 요소 |
| B27 | Gibco | 17504-044 | iCM 매체의 구성 요소 |
| 페니실린-스트렙토마이신 | Gibco | 15140-122 | iCM, PE 및 성장 매체의 구성 |
| 요소 GlutaMAX (L-글루타민 보충제) | Gibco | 35050-061 | iCM, PE 및 성장 매체의 구성 |
| 요소 Blasticidin-HCl | Life Technologies | A11139-03 | PE 매체의 구성 요소 |
| Puromycin dihydrochloride | Life Technologies | A11138-03 | PE 배지 |
| 0.25% 트립신/EDTA | Gibco | 25200-056 | 배양 접시에서 세포 분리용 |
| A-83-01 | R& D Systems - Tocris | 2939/10 | TGF-&beta를 억제하도록 세포를 치료합니다. 신호 전달 - 고효율 재프로그래밍을 촉진합니다. 0.5 &마이크로에서 사용; M |
| DMSO | Thermo Scientific | 85190 | A-83-01 및 Freeze Medium |
| SureCoat Cellutron | SC-9035 | 용 MEF 플레이트용 | |
| 코팅 접시 FuGENE 6 Transfection 시약 | Promega | E2692 | Transfection 시약 |
| Opti-MEM Reduced Serum Media | Gibco | 11058-021 | Transfection 시약 |
| pBabe-X Myc-GATA4 | 플라스미드 함유 리프로그래밍 인자 | ||
| pBabe-X Myc-Hand2 | 플라스미드 함유 재프로그래밍 인자 | ||
| pBabe-X Myc-Mef2c | 플라스미드 함유 재프로그래밍 인자 | ||
| pBabe-X Myc-Tbx5 | 플라스미드 함유 재프로그래밍 인자 | ||
| pBabe-X miR-1 | 플라스미드 함유 재프로그래밍 인자 | ||
| pBabe-X miR-133 | 리프로그래밍 인자 | ||
| GFP | 플라스미드 함유 리프로그래밍 인자 | ||
| 폴리브레네(헥사디메트린 브로마이드) | 시그마 | H9268-5G | 바이러스 유도용. 6 µ의 농도에서 사용하십시오. g/mL |
| 진공 필터 + 병(0.22 &마이크로; m 모공) | Nalgene | 569-0020 | 미디어 필터링용 |
| 주사기 | Bd Vacutainer Labware | 309654 | 바이러스 여과 |
| 0.45 &마이크로를 위해; m 필터 | Celltreat | 229749 | 바이러스 여과용 |
| 70 &마이크로; m 세포 여과기 | Falcon | 352350 | MEF 분리 및 유세포 분석용 |
| Cytofix/Cytoperm 솔루션 | BD | 554722 | 용 세포의 고정 및 투과화용 |
| BD | 554723 | 세포 세척용 유세포 분석 | |
| DPBS 1X | Gibco | 14190-250 | 세포 세척용 |
| 소 혈청 알부민 | VWR | 0332-100g | 유세포 분석 및 칼슘 이미징용 |
| 염소 혈청 | 시그마 | G9023 | 유세포 분석 세포 차단용 |
| 동키 세럼 | 시그마 | D9663-10mg | 유세포 분석 |
| 마우스 트로포닌 T | Thermo Scientific | ms-295-p | 1:400 IF, 1:200 유세포 분석 |
| 마우스 α-actinin | Sigma | A7811L | 1:400 IF, 1:200 유세포 분석 |
| Rabbit Connexin 43 | Sigma | C6219 | 1:400 IF |
| 토끼 트로포닌 I | PhosphoSolutions | 2010-TNI | 1:400 IF |
| Hoechst | Life Technologies | 62249 | 1:10000 IF |
| Alexa 488, 토끼 | Life Technologies | A-11034 | 1:800 |
| IF Alexa 555, 마우스 | Life Technologies | A-21422 | 1:800 |
| IF Alexa 647, 마우스 | Life Technologies | A-31571 | 1:200 유세포 분석 |
| 27색 ZE5 유세포 분석기 | FACS용 | Bio-RAD | |
| 파라포름알데히드 | 시그마 | P6148-500mg | 용 세포 고정용 |
| 용 세포의 투과화 | |||
| 용; FL 컬러 이미징 시스템 | Thermo Scientific | AMEFC4300 | For IF |
| NaCl | RPI | S23020-5000 | 칼슘 이미징 |
| KCl VWR | 395 | 칼슘 이미징 CaCl | |
| 2 | Fisher | C614-500 | 칼슘 이미징 |
| MgCl2 | VWR | 97061-352 | 칼슘 이미징 |
| 글루코스 | 시그마 | G7528-250g | 칼슘 이미징 |
| HEPES | 시그마 | H4034-500g | 칼슘 이미징 |
| Fura-2 AM | Life Technologies | F1221 | 칼슘 이미징 |
| Fluronic F-127 | Sigma | P2443-250g | 칼슘 이미징 |
| Nifedipine | Sigma | N7634-1G | iCM에서의 붕괴 칼슘 과도 상태 - 10 & 마이크로; M |
| Isoproterenol | 시그마 | I6504-1g | iCMs에서 칼슘 과도 현상 증가 - 1-2 &마이크로에서 사용; M |
| Marianas Spinning Disk 컨포칼 현미경 | 3i | 칼슘 이미징 | |
| 에탄올 | Decon Laboratories | 2801 | |
| 표백제 | Clorox | ||
| 50mL 원뿔형 튜브 | GREINER BIO-ONE | ||
| 227261 15mL 원뿔형 튜브 | GREINER BIO-ONE | ||
| 188271 15cm 세포 배양 접시 | Falcon | ||
| 10cm 세포 배양 접시 | Falcon | 353003 | |
| 60mm 세포 배양 접시 | GREINER BIO-ONE | 628160 | |
| 6 웰 세포 배양 접시 | GREINER BIO-ONE | 657160 | |
| 12 웰 세포 배양 플레이트 | GREINER BIO-ONE | 665180 | |
| 24 웰 세포 배양 플레이트 | GREINER BIO-ONE | 662160 |
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