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Research Article
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Erratum Notice
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Retraction Notice
The article Assisted Selection of Biomarkers by Linear Discriminant Analysis Effect Size (LEfSe) in Microbiome Data (10.3791/61715) has been retracted by the journal upon the authors' request due to a conflict regarding the data and methodology. View Retraction Notice
이 프로토콜에서, 우리는 인간 만능 줄기 세포에서 포스트 갱글리오닉 교감 뉴런의 생성을위한 안정적이고 매우 효율적인 분화 전략을 설명합니다. 이 모델은 여러 자율 장애의 연구의 사용을 위해 뉴런을 사용할 수 있게 합니다.
인간 다능성 줄기 세포 (hPSCs)는 시험관 내에서 인간 배아 발달의 질병 모델링 및 연구를위한 강력한 도구가되었습니다. 우리는 이전에 자율 신경 병증을 가진 환자에 적용된 교감 특성을 가진 자율 신경의 파생을 위한 분화 프로토콜을 제시했습니다. 그러나, 프로토콜은 녹아웃 세럼 교체(KSR) 및 피더 기반 배양 조건에 기초하여 구축되었으며, 높은 분화 효율을 보장하기 위해, 세포 선별이 필요하였다. 이러한 요인으로 인해 가변성이 높고 비용이 높으며 재현성이 낮습니다. 또한 전기 활성을 포함한 성숙한 교감 특성은 확인되지 않았습니다. 여기서는 피더가 없고 화학적으로 정의된 배양 조건에서 PSC 배양 및 분화를 수행하는 최적화된 프로토콜을 제시합니다. 트렁크 신경 문장을 식별하는 유전 마커가 식별됩니다. 세포 선별없이 20 일 후에 후 신경절 교감 뉴런으로의 추가 분화가 달성됩니다. 전기 생리학적 기록은 기능적 뉴런 정체성을 더 나타낸다. 우리의 분화 된 뉴런에서 검출 된 발사니코틴에 의해 강화 될 수 있으며 아드레날린 수용체 길항제 프로프라놀롤에 의해 억제 될 수있다. 이 프로토콜의 중간 교감 신경 전구체는 최대 2주 동안 신경 구형으로서 유지될 수 있으며, 이는 배양을 확장할 수 있게 한다. 요약하면, 우리의 업데이트 된 교감 신경 분화 프로토콜은 이전 버전에 비해 높은 분화 효율, 더 나은 재현성, 더 많은 유연성 및 더 나은 신경 성숙을 보여줍니다. 이 프로토콜은 자율 신경계에 영향을 미치는 인간의 장애를 연구하는 데 필요한 세포를 연구원에게 제공 할 것입니다.
포스트 갱글리오닉 교감 뉴런 (symN)은 자율 신경계 (ANS)에 속하며 의식과 무관하게 신체의 항상성을 반응하고 조절하는 데 여러 가지 중요한 역할을합니다. 예를 들어, 스트레스는 심박수를 자극하고 심박수, 혈압 및 발한의 증가로 이어지는 전투 또는 비행 반응을 불러일으킵니다. SymN은 유전학, 독성/상해 또는 다른 질병의 동반자로 인해 여러 인간 장애에 영향을 받습니다. 유전 신경병증의 예로는 심민의 심한 dysregulation이 호흡 곤란을 일으키는 유년기 무질서 가족 성 Dysautonomia (FD)가 있습니다, 땀나기, 피부의 얼룩, 구토 발작, 고혈압 및불안에의해 명백한 dysautonomic 위기. 독성의 예는 화학요법 치료이며, 이는 자율 신경세포에 독성 부작용이 있는 것으로 보고되었다2. 자율적 변성 및 하이퍼-내심성 모두 파킨슨병 또는 고혈압 신장 질환과 같은 질병을 유발하거나 동반할 수 있는 것으로 알려져있다3,4. 따라서, 연구를 수행하고 질병의 맥락에서 symN 생물학 및 결함의 메커니즘을 이해할 수있는 것은 신규하고 효과적인 치료의 검색에 도움이됩니다.
해부학
말초 신경계는 감각 및 자율 분열로 나뉩니다. 감각 신경계의 구심성 신경은 고통과 접촉의 감각에 책임 있는 반면, ANS는 두뇌에 모든 기관에서 정보를 중계하는 책임이 있습니다. ANS는 장신경계로 나뉘어져 있으며, 위장관, 이완에 중요한 부교감 신경계, 장기의 활성화/조절에 중요한 교감신경계(SNS)로 나뉩니다. SNS는 2개의 뉴런시스템을5. 척수에 있는 Preganglionic 교감 신경 축은 교감 신경절에 첫번째 프로젝트, 포스트 ganglionic symN 세포 바디가 있는 곳에. 이 뉴런은 바디에 있는 각 기관의 표적 조직을 안쪽에 긴 투영을 보냅니다. preganglionic 뉴런에 의해 전송 되는 신호는 해, 반면 preganglionic symN은 아드레날린 이며 따라서 표현 노르 (NE) 그들의 주요 신경 전달 물질으로. 혈관을 자극하는 것을 포함하여 해인 포스트 갱글리오닉, 교감 신경의 몇몇 주목할 만한 예외가 있습니다. 아드레날린 성 후 신경 세포는 효소 티로신 하이드록실라제 (TH), 방향족 L 아미노산 데카르박실라제 (AAAD), 도파민 β-하이드록실라제 (DBH), 모노 아민 산화효소 (MAO-A)를 발현하며, 모두 NE를 생성하고 대사하는 역할을합니다. 또한, 그들은 NE 재활용 수송기 및 / 또는 수용체 α-아드레날린 수용체 (ADRA2), β-아드레날린 수용체 (ADR2B), 노르 에피네프린 수송기 (NET1) 및 부식모아민 수송기 (VMAT1/2)를 발현합니다.
개발
배아 발달 시 심멘은 신경관과 오버레이 ectoderm6사이에 나타나는 신경 문장(NC)으로부터 유래되며, 멜라닌세포, 조골세포, 지방세포, 글리아, 장뉴런, 감각 뉴런 및 자율 신경 7을 포함하는 다중 세포 계보로 분화할 수있다. 신경 문장 세포 (NCC)는 배아를 통해서 몇몇 경로를 취하는 높게 철새 세포입니다. NC 개발의 이 초기 단계에서, 세포는 마커 SNAIL1/2, FOXD3 및 SOX108,9,,10,11을표현한다.9, 그들이 채택하는 축 위치와 함께 마이그레이션 경로는 개발할 NC 하위 유형을 결정합니다. 이러한 NC 아류형은 그들의 특이적 HOX 유전자 발현에 의해 구별될 수 있다: 두개골 NCC는 HOX 유전자를 발현하지 않으며, vagal NCC는 HOX 1-5를 발현하고, 트렁크 NCC는 HOX 6-9를 발현하고, 성례 NCC는 HOX 10-1112를발현한다. 그 중, 트렁크 NcC는 symN의 주요 소스로 인식된다. SymN 전구체는 PHOX2B14 및 INSM115의발현을 촉진하는 전사 인자 MASH1/ASCL113을발현한다. 전사 요인의 GATA 가족은 늦은 동정 발달 도중 표현됩니다. GATA2 및 GATA3는 SymN으로 표현되며, 이 시공은 DBH16을활성화합니다. 전사 계수 HAND2는 DBH 및 TH17의발현 및 유지에도 중요하다.
HPSCs(예를 들어, 배아 및 유도 만능 줄기 세포)는 발달 패러다임을 재현하고 다양한 인간 장애의 질병 모델링에 사용될 수 있는 symN을 생성하는 강력한 도구18입니다. 따라서 hPSC에서 symN을 생성하는 동안 개발 지침을 따르고 분화 과정을 따라 적절한 마커의 발현을 평가하는 것이 중요합니다.
이전 symN 프로토콜
몇몇 연구 단은 이전에 hPSCs19,,20,,21에서symN의 생성을 보고했습니다. 이러한 프로토콜을 서로 직접 비교하고 최근22일검토했습니다. 2016년23년,우리는 symN 문자를 가진 자율 뉴런의 생성을 위한 분화프로토콜을 발표했다(도 1A). 이 프로토콜은 미분화 hPSCs 및 세포 분화의 유지보수에 사용된 KSR 기반 배지를 사용하였다. 더욱이, hPSCs는 마우스 배아 섬유아세포(MEF 피더 세포)에서 유지되었다. 우리는 무질서23를모델링하기 위하여 FD를 가진 환자에게서 이 프로토콜 및 PSCs를 이용했습니다. 2019년에는 이 이전 프로토콜24의보다 자세한 버전을 설명했습니다. 요약하면, 신경 운명은 TGF-β 및 BMP 신호화를 처음 2일 동안 차단하기 위해 이중 SMAD억제(25)에 의해 유도되었다. CHIR99021을 이용한 WNT 활성화는 신경 전구를 NC 세포로 승진시켰다. 11일째에, 세포는 CD49D+ 또는+ SOX10+ 인구26,,23에대한 FACS에 의해 분류되었고, 이는 약 40%의 NC 생성 효율을 산출하였다. 따라서, 다음 분화 단계에 대한 효율 및 순도를 보장하기 위해 선별이 필요했다. NFC는 FGF2 및 CHIR의 결합된 처리와 함께 스페로이드로서 유지 및 증폭되었다. 4일 후, NC 스페로이드를 도금하고 BDNF, GDNF 및 NGF를 부여하여 symN 성숙을 완료하였습니다. 이러한 symN은 ASCL1, TH, DBH 및 PHOX2A와 같은 강한 symN 마커를 발현했지만, 니코틴 아세틸콜린 수용체(CHRNA3/CHRNB4) 및 소포 수송기(VMAT1/2)의 발현을 포함하여 보다 성숙한 symn에 대한 마커는 70일 후에도 분화의 일후에도 낮았다. 이 프로토콜에서 HOX 유전자는 공식적으로 시험되지 않았고, 세포의 전기 생리활성을 포함한 성숙한 신경 특성은 확인되지 않았다.
여기서는 symN(그림1B)을생성하기 위해 최적화된 프로토콜을 제시합니다. HPSC는 에센셜 8(E8)미디어(27)를사용하여 비트로넥틴(VTN) 코팅 접시상에서 피더가 없는 조건에서 유지된다. 분화 매체의 공식은 각 단계에서 수정되어 NC인구(28)의비율을 증가시킨다. symN 성숙은 CD49D+/SOX10+ 정렬되거나 정렬되지 않은 대량 NCC 모집단에서 수행할 수 있습니다. 둘 다 30일까지 높은 수준의 symN 마커 식을 보여줍니다. 더욱이, 이 프로토콜로 생성된 symN은 전기 생리학적 기록 및 symN 활성제 및 억제제 화합물을 사용한 치료에 반응한다.
참고 : H9 PHOX2B : GFP 기자 라인은 오 외19에의해 제공되었다 . 이 백서에 사용된 일부 qPCR 프라이머는 OriGene Technologies로부터 수득되었으며, 몇 가지 서열은 Frith 외20, 30에서,30수득하였다.
1. 접시 코팅, 미디어 준비 및 hPSC 유지 보수를위한 설정
2. 분화를 시작하는 시딩 hPSCs (0 일)
참고: hPSC는 안정화된 후(즉, 해동 후 2~3배 분할됨) 차별화할 준비가 되어 있어야 합니다. 식민지가 건강하고, 매끄럽고 반짝이는 가장자리와 최소한의 분화(그림2B)를가지고 있어야 합니다.
3. 신경 문장 세포 유도 (1 일째부터 10 일째, 그림 2A)
4. 신경 문장 마커 CD49D를 위한 형광 활성화 세포 분류 (FACS) 및 스페로이드에 있는 NC 세포를 응집하는
참고 : FACS 정렬의 경우, 샘플은 얼음에 보관하고 정렬 할 때까지 염색 후 빛에 노출되지 않아야합니다.
5. 스페로이드에 있는 NC 세포를 집합하기
6. NC 스페로이드 유지 보수 및 교감 선조 유도 (10 일째부터 14 일, 그림 4A)
7. SymN 분화 및 성숙 (옵션 1 : 14 일 후; 옵션 2: 28일 이후)
이 프로토콜에서는 hPSC에서 symN을 생성하는 방법에 대한 지침을 제공합니다. 여기서 입증된 배양 조건은 이전에 발표된 프로토콜23,,24(도 1A)로부터피더프리 및 화학적으로 정의된 조건으로 개선되었다(도1B). 2개의 옵션이 제공되며, 하나는 20일 이내에 심즈를 만들고 다른 하나는 NCC를 확장하여 더 많은 셀을 생성한 다음 symN으로 분화할 수있습니다(그림 1B,옵션 1 및 2).
분화 된 세포의 symN 특성을 적절하게 모니터링하기 위해, PHOX2B-eGFP WA09 리포터 라인과 부모 WA09 PSCs 라인19. 모든 분화는 적어도 3개의 생물학적 반복에서 수행되었고, 적어도 하나의 항계 후 독립적인 분화 실험으로 정의되고/ 또는 세포의 갓 해동된 바이알로부터 유래하였다. 미분화 hPSCs의 합류가 80%-90%에 도달했을 때 분화가 유도되었다. hPSC 식민지는 둥글고, 반짝이고 매끄러운 가장자리와 거의 또는 전혀 차별화가 없었다. 식민지는 서로 만지지 않아야합니다(그림 2B, 일 0). 이전에 neurectoderm 유도에 사용되었던 전형적인 이중 SMAD 억제25대신, WnT 및 BMP4 신호와 결합된 TGF-β 억제는 초기 신경 문장 마커 AP2a의 강력한 발현으로 이어졌다. 신경 문장 마커 SOX10은 4일째부터 10일째까지 발현되었다(도2B). NCC는 6일부터 조밀하고 어두운 능선에서 나타났다. 이러한 능선은 SOX10(그림 2B,화살표)을 표현했다. 이전에 NCC 단계에서 SOX10이 세포 표면 마커 CD49D23,,26및 따라서 CD49D와 상관관계가 있음을 나타내었으며, 따라서 CD49D는 SOX10 궤적으로부터 어떠한 형광포를 보고하지 않는 NC 세포를 분류하는데 이용될 수 있다. 도 2C는 시간이 지남에 따라 NCC 마커 유전자의 발현을 나타낸다. 도 2D는 당사의 분화 효율이 80% 이상임을 나타냅니다. 나머지 세포의 동일을 확인하기 위해, qRT-PCR은 BryT 발현 중배엽, SOX17 발현 내배엽 및 PAX6 발현 신경내피동을 포함하는 세포 유형을 오염시키는 시험하기 위해 사용되었다; 모든 것이 결석하거나 매우 낮은 수준에서 표현된 것으로 나타났습니다(표시되지 않은 데이터; 모든 프라이머에 대한 보충 표 1 참조). 그러나, 일부 SIX1/EYA1+ 플라코드는 나머지 세포 유형의 소스일 수 있는(데이터가 표시되지 않음)으로 검출되었다.+ 추가적으로, 나머지 세포 유형은 이미 더 분화된 NCC 유도체일 수 있다. NCC의 HOX 코드는 이 단계에서평가되었다(도 2E). 그러나, 이 초기 단계에서 HOX 신호는 매우 낮았다 (규모 참고), 이러한 NCC는 두개골 - NC 문자 중 하나 또는 아직 NCC 하위 문자문자를 채택하지 않은 것을 시사.
10일째에 NCC는 약 80% CD49D+ NCC(그림2D)를산출한 FACS를 사용하여 정제될 수 있었다. 일반적인 게이팅 전략의 예는 그림 2D에표시됩니다. 선별 후, 세포를 NC 스페로이드로서 응집하였다(도3A). NCC를 확장하고 트렁크-NC-유사 특성을 유도하기 위해, 세포는 FGF2 및 CHIR의 조합으로 처리하였다. 우리는 CD49D+ 인구에 대한 정렬이 나중에 더 나은 또는 더 순수한 symN 의 문화를 산출하는지 테스트했습니다. 그림 3B는 정렬되지 않은 것과 정렬된 CD49D+ 정렬된 셀모집단을 비교합니다. 왼쪽에, 그것은 긍정적 인 정렬 및 정렬되지 않은 인구가 유사한 방식으로 NC 스페로이드를 만든 것을 볼 수 있습니다, 부정적인 정렬 된 세포가 제대로 집계하지 않은 반면, 둥근하지 않았다, 부드럽고 건강한 찾고 스페로이드와 3-4 일 이내에 사망. 더욱이, NC 전구마커에 대한 qRT-PCR을 통해 14일째에 NC 스페로이드를 비교했을 때, 정렬된 세포와 정렬되지 않은 세포 사이의 유의한 차이는 검출될 수 없었다. 눈에 띄게, 이 시점에서 교감 전구 마커의 발현은 여전히 낮았고 SOX10 수준은 여전히 높은 상태를 유지했으며, 이는 스페로이드가 여전히 NC 특성을 가진 세포로 구성되었다는 것을 시사한다. 도금 후 1일(15일째), PO/LM/FN 접시에 잘 부착된 미분류 및 CD49D+ 스페로이드와 신경질성 자성장을 명확하게 관찰할 수 있었다(그림3B,D15 및 도 3C,D29). 정렬되지 않은 문화어와 정렬된 문화어는 35일째에 병렬로 더 수행되었지만 큰 차이는 보이지 않았습니다(데이터가 표시되지 않음). 따라서 정렬 단계가 symN 생성에 필수적이지 않으므로 이 프로토콜의 선택적 단계라고 결론지을 수 있습니다. 그러나 80% CD49D+ 셀을 생성하지 않는 덜 효율적인 차별화의 경우 정렬 절차를 권장합니다.
다음으로, 이러한 NC 스페로이드가 NC 정체성을 잃지 않고 유지될 수 있는지 테스트했습니다(그림3A,옵션 2). NCC는 최대 2주 동안 스페로이드로 배양하였다(도3C). 29일째에 28일째 스페로이드 및 도금 세포의 형태는 옵션 1의 14일 및 15세포와 비교했을 때 유사하였다. 28일째, SOX10 발현은 14일째와 유사한 수준으로 유지되었다. 그러나, 초기 동정선 마커(즉, ASCL1, PHOX2B, 및 GATA3)의 발현이증가(도 3C,오른쪽), FGF2, WNT 및 RA 시그널링에서 확장배양이 성숙 및 후방화로 이어졌다는 것을 시사한다(도4C 및 F). 유사한 효력은 이전에 Kirino 외21에의해 보고되었습니다.
NC 팽창 후(옵션 1 또는 옵션 2), 스페로이드를 PO/LM/FN 코팅 접시에 도금하고 symN을 성숙시키기 위해 여러 신경 인자를 함께 제공하였다(그림4A). 20일째와 35일째(옵션 1 및 2에서 도금 후 1주일) 신경구는 부착된 스페로이드로부터 연장되는 방사형 패턴으로 관찰되었다(도4A,오른쪽). 더욱이, 노르에피네프린(NE) 합성 및 수송(즉, TH, AAAD, DBH)과 관련된 마커를 발현하였다(도4B). 오염된 세포 유형의 존재를 여기에서 다시 검사하였고, 부교감 뉴런을 나타낼 수 있는 ChAT의 발현이 발견되었다(도4B,E). 그러나, ChAT는 또한 해 심민으로 표현된다. VIP의 매우 낮은 수준, 또 다른 부교감 마커, 검출 되었다 (데이터는 도시되지 않음). 더욱이, BRN3A, ISL1 및 RUNX1의 낮은 수준이 검출되었다(그림 4B,E),이는 감각 뉴런 또는 삼차 뉴런, 즉 플라코드의 유도체를 나타낼 수 있었다. 최소 EDNRB(장뉴런 표시) 및 OLIG2(마킹 모터뉴런)가 검출되었다(데이터는 표시되지 않음). 비 신경 세포의 신원은 불분명 남아있다. 그러나, 우리의 이전 symN 프로토콜23의결과에 기초하여, 그들은 가장 가능성이 αSMA+ 근섬유 아세포였다. HOX 유전자의 발현은 재검사되었고, HOX5-9가 발현되어 트렁크 정체성을 시사하는 것으로 나타났다. HOX10(성례-NC를 나타내는)은 발현되지않았다(도 4C, F). 마지막으로, 니코틴 아세틸콜린 수용체(CHRNA3/4) 및 아드레날린 수용체(ADRA2A/B2) NE 수송기(NET, SCL6A2) 및 소포 수송기(VMAT1)를 포함하는 성숙한 마커를 발현하였다(도4D,G). 옵션1(도 4E-G)과비교하여 옵션 2로 유도된 세포에서 이들 유전자의 발현에서 유의한 차이가 발견되지 않았다.
또한 H9-PHOX2B:GFP 리포터 라인에서 이 프로토콜을 수행하여 결과를확인했습니다(그림 5). 20일까지, 세포는 뉴런의 조밀한 잔디를 형성하고 훨씬 더 높은 밀도의 클러스터로 응집되어 매우 높은 분화 효율을나타낸다(도 5A,맨 위 행). 염색은 대부분의 symN이 이러한 클러스터에서 덩어리가 되는 것으로 나타났으며, 이는 전체 적인 분화 효율의 평가 및 정량화를 어렵게 만들었다. 특정 symN 마커의 염색 및 공동 지역화를 강조하기 위해 클러스터 외곽의 덜 조밀한 영역에 중점을 두어 중점을 두어 중점을 두어 클러스터 의 외곽에 초점을 맞췄습니다(그림 5A, 오른쪽의 노란색 상자 참조). 이것은 또한 대부분의 오염세포가 있던 곳에, 그래서 전반적인 효율성을 판단하기 위하여 좋은 지역이 아니었습니다. 그럼에도 불구하고, 전형적인 symN 마커; 주변경막(PRPH), ASCL1, TH, PHOX2B, TUJ1(팬 뉴런), DBH 및 NET1(심핀 바디 및 축색을 따라 점으로 표현됨, 도 5A,하단); 감지되었습니다. 다중 전극 어레이(MEA) 접근법은 전기 적 활성을 측정하기 위해 사용되었으며, 미분화 hPSCs의 음성 제어에 비해 초당 약 3-5 개의 스파이크에서 발사된 20 개의 symN이 발견되었습니다(그림 5B). 각 전극(도 5B,밝은 필드의 검은 점)을 제대로 기록하기 위해 세포를 웰에 고르게 분포하는 것이 중요합니다. 20일에서 30일째심은 또한 1 μM 니코틴으로 자극되었고, 이는 생체 내에서 심근의 프리갱글리온 신호를 모방하고 세포내 평균 발사 속도를 증가시켰습니다. 뉴런의 억제도 측정되었다. β2-아드레날린 수용체(ADRB2)는 symN 축슨 단말에 위치하며, NE분비(29)에대한 양성 피드백 루프를 생성한다. 1 μM 프로프라놀롤(β2-아드레날린 수용체 길항제)으로 symn을 치료하는 것은 그들의 활성을 억제하였다(도5C,오른쪽). 이러한 결과는 이 프로토콜에서 생성된 symN이 기능적으로 활성화되어 있음을 시사합니다.

그림 1: symN 분화 프로토콜의 개략적 그림 및 비교. (A)젤트너 등의 이전 프로토콜 등23. (B)최적화된 프로토콜. 옵션 1은 20일 길이이며 NC 스페로이드 배양량은 4일만 포함되어 있습니다. 옵션 2는 35일 길이이며 더 많은 NC 세포를 생산할 수 있는 2주 NC 스페로이드 팽창 단계를 포함합니다. VTN = vitronectin, PO = 폴리-L-오르니틴, LM = 라미닌, FN = 피브로넥틴, SB = SB 431542, CHIR = CHIR 99021, RA = 레티노산, AA = 아스코르브산, NFs = NGF+BDNF+GF. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.

그림 2: NC 유도. (A)0일째부터 10일째까지 NC 유도에 대한 타임라인 및 트리트먼트. (B)밝은 현장 현미경으로 2일마다 NC 능선의 형태 및 형성을 모니터링하였다. 세포는 2일째 이후 각 시점에서 AP2A(적색) 및 SOX10(녹색)에 대해 공동 염색하였다. 모든 면역형광 사진은 DAPI로 반염색되었다. 빨간색 화살표는 능선의 구조를 나타냅니다. (C)2일부터 10일까지 NC 마커의 발현 프로파일에 대한 qRT-PCR 분석. (D)CD49D+ NC 인구(왼쪽)에 대해 10일째에 FACS 정렬의 대표적인 플롯. 일반적인 게이팅 전략 및 등각형 제어는 처음 네 개의 플롯에 표시됩니다. 10일째에 CD49D+ 세포 백분율의 정량화도 수행되었다.+ (E)2-10일째부터 HOX 유전자의 발현 프로파일에 대한 qRT-PCR 분석. NC = 신경 문장. 오차 바는 n ≥ 3 생물학적 반복의 데이터에서 유래, 적어도 하나의 분할 된 PSC 문화에서 별도의 일에 수행 독립적 인 분화 실험으로 정의. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.

그림 3: 신경 문장 유지 보수 및 확장. (A)10일~14일 동안 NC 확장을 위한 타임라인 및 트리트먼트 옵션 10일~10일~28일 문화 옵션 2. (B)NC 스페로이드 형성은 11일째(스페로이드 형성 후 1일)부터 14일째(즉, 도금일)까지 밝은 현장 현미경검사법에 의해 모니터링되었다. 분류되지 않은, CD49D+및 CD49D-인구를 비교했다.- 15일째에 도금된 세포도 도시된다. 세포는 CD49D에서 스페로이드를 제대로 형성하지못하였다- 그룹 및 도금 후 사망했다. 14일째 세포는 symN 전구체의 발현 프로파일에 대한 qRT-PCR 분석(오른쪽)에 의해 조사되었다. 정렬되지 않은 CD49D+ 모집단을 비교하였다(n ≥ 3). (C)NC 스페로이드는 최대 2주 동안 유지될 수 있다. 스페로이드는 15일째부터 28일째(착륙일)까지 밝은 현장 현미경검사법에 의해 모니터링되었습니다. 29일째에 도금된 세포도 도시되어 있다. 28일째 스페로이드는 symN 전구체(오른쪽)의 발현 프로파일에 대한 qRT-PCR 분석에 의해 조사되었다. 정렬되지 않은 CD49D+ 모집단을 풀(n ≥ 3)했다. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.

그림 4: SymN 분화 및 성숙. (A)14일째에 도금 후 의회 및 트리트먼트 옵션 1 또는 28일 옵션 2. 밝은 필드 현미경 사진 (오른쪽)은 20 일과 35 일째에 각각 symn을 보여줍니다 (두 옵션 에 대한 도금 후 1 주). (B–D) 20-30일 사이의 symN 속성의 발현 프로파일에 대한 옵션 1 qRT-PCR 분석. 정렬되지 않은 및 CD49D+ 모집단이 풀로 정렬되었습니다. (E–G) 35일 이후의 symN 속성의 발현 프로파일에 대한 옵션 2 qRT-PCR 분석. 정렬되지 않은 CD49D+ 모집단을 풀(n ≥ 3)했다. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.

그림 5: symN의 기능적 특성화. (A, 맨 위 행) 20일째에 symN 클러스터의 밝은 필드 이미지와 PRPH 및 TH 이중 양성 세포를 나타내는 스테인드 이미지는 주로 클러스터에 위치한다. (A, 하단) 다중 symN 마커(분리된 채널)는 20일째에 면역형광 염색에 의해 확인되었다. 노르에피네프린 수송기(NET1)는 세포체 표면뿐만 아니라 축색과 모수석을 따라 위치했다. 그것은이 배율에 점으로 나타났다. 모든 면역형광 사진은 DAPI로 반염색되었다. (B)20일째(위)에 symN에 대한 다중전극 어레이(MEA) 분석의 대표적인 히트맵. 밝은 필드 그림(아래쪽)은 심넨의 밀도와 전극 분포(8개의 검은색 점)를 보여줍니다. 정렬되지 않은 CD49D+ 모집단이 여기에 풀로 되어 있습니다. (C)1 μM 니코틴 및 1 μM 프로프라놀롤의 처리하에 20-30일 동안평균 발사율을 각각 5분(오른쪽)으로 정량화하였다. 정렬되지 않은 CD49d 양성 집단으로부터의 결과를 풀화하였다(n ≥ 3). 웰치의 보정, p 값:*<0.05와 짝이 없는, 두 꼬리 t-테스트. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.

도 6: 분화를 진행하기에 부적절한 조건하에서 세포의 예. (A) B-E. (B)hPSCs (a) 건강한 콜로니및 많은 분화 세포를 가지며, (b) 0일째에 일부 콜로니 들 사이에 병합 및 분화된 테두리를 갖는다. 빨간색 화살표는 병합된 영역을 나타냅니다. (C)산등성이에 거품 같은 물집이 있는 10일째에 NCC. 빨간색 화살표는 맨 위 행의 물집을 나타냅니다. 맨 아래 행은 더 높은 배율을 나타냅니다. 우리는 물집의 세포 정체성을 확인할 수 없었습니다. 그러나, 더 많은 물집의 존재는 더 낮은 SOX10/CD49D 표현과 상관관계가 있는 것처럼 보입니다. (D)14일째에는 가장자리가 매끄럽고 둥근 모양이 결여된 불규칙한 스페로이드. (E)20일째에 건강에 해롭고 죽어가는 심미인. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.
저자는 공개 할 것이 없다.
이 프로토콜에서, 우리는 인간 만능 줄기 세포에서 포스트 갱글리오닉 교감 뉴런의 생성을위한 안정적이고 매우 효율적인 분화 전략을 설명합니다. 이 모델은 여러 자율 장애의 연구의 사용을 위해 뉴런을 사용할 수 있게 합니다.
우리는 원고의 비판적 독서와 편집에 대한 하이디 울리히스에게 감사드립니다.
| 100mm 세포 배양 접시 | Falcon | 353003 | |
| 15mL 원뿔형 조직 배양 튜브 | VWR/Corning | 89039-664 | |
| 24웰 조직 배양 플레이트 | Falcon | 353047 | |
| 24웰 초저 부착 플레이트 | Corning | 07 200 601 및 07 200 602 | |
| 5% CO2/20% O2 조직 배양 인큐베이터 | Thermo Fisher/Life Technologies | Heracell VIOS 160i | |
| 50ml 원뿔형 조직 배양 튜브 | VWR/Corning | 89039-656 | |
| 6웰 조직 배양 플레이트 | Costar | 3516 | |
| Accutase | Innovation Cell Technologies | AT104500 | 세포 해리 솔루션 |
| Anti-AP2a 항체 | Abcam | ab108311 | 숙주: 토끼;1:400 희석 |
| 항-Ascl1 항체 | BD Pharmingen 556604 | 숙주: 마우스 IgG1; 1:200 희석 | |
| 항-CD49D 항체 | BioLegend | 304313 | 숙주: 마우스 IgG1; 5 μ 100 &mu에 있는 l/백만 개의 세포; l 볼륨 |
| 안티 CD49D 항체 (isotype) | BioLegend | 400125 | 숙주 : 마우스 IgG1; 5 & 100 &mu에 있는 l/백만 개의 세포; l volume |
| DAPI dye | Sigma | D9542 | 1:1000 희석 |
| Anti-DBH 항체 | Immunostar | 22806 | 숙주: 토끼; 1:500 희석 |
| Anti-GFP 항체 | Abcam | ab13970 | 숙주: Chicken; 1:1000 희석 |
| Anti-HOXC9 항체 | Abcam | ab50839 | 숙주: 마우스; 1:100 희석 |
| Anti-NET1 항체 | Mab | NET17-1 | 호스트: 마우스; 1:1000 희석 |
| Anti-PRPH 항체 | Santa Cruz Biotechnology | SC-377093/H0112 | 호스트: 마우스 IgG2a; 1:200 희석 |
| Anti-SOX10 항체 | Santa Cruz Biotechnology | sc-365692 | 호스트: 마우스 IgG1; 1:100 희석 |
| Anti-TH 항체 | Pel-Freez | P40101- 150 | 호스트: 토끼; 1:500 희석 |
| Ascorbic acid | Sigma | A8960-5G | 재고 농도: 100 mM |
| B27 보충제 | Thermo Fisher/Life Technologies | 12587-010 | 재고 농도: 50x |
| BDNF | R& D 시스템 | 248-BD | 재고 농도 : 10 & g/mL |
| BMP4 | R& D Systems | 314-BP | 재고 농도: 6 mM |
| 세포 계수기 | Thermo Fisher/Life Technologies | Countess II | |
| 세포 계수 챔버 슬라이드 | Invitrogen | C10312 | |
| 원심분리기 | Eppendorf | 57021& 5424R | |
| CHIR99021 | R& D Systems | 4423 | 재고 농도: 6mM |
| Cryo-vial | Thermo Fisher/Life Technologies | 375353 | |
| dbcAMP | Sigma | D0627 | 재고 농도: 100mM |
| DMEM | Thermo Fisher/Life Technologies | 10829-018 | 재고 농도: 1x |
| DMEM/F12 | Thermo Fisher/Life Technologies | 11330-057 | 재고 농도: 1x |
| DMSO | Thermo Fisher/Life Technologies | BP231-100 | |
| E6 매체 | gibco | A15165-01 | |
| E8 매체 | gibco | A15169-01 | 재고 농도: 1x |
| E8 supplement | gibco | A15171-01 | 재고 농도: 50x |
| EDTA | Sigma ED2SS | 재고 농도: 0.5 M | |
| 전기생리학 플레이트(AXION cytoview MEA96) | Axion BioSystems | M768-tMEA-96W | |
| FACS 기계 | , Beckman Coulter | CytoFLEX(FACS용) | |
| FACS 기계 | , Beckman Coulter | MoFlo Astrios EQ(분류용) | |
| FACS 튜브(파란색 필터 캡) | Falcon | 352235 | |
| FACS 튜브(흰색 캡) | Falcon | 352063 | |
| 태아 소 혈청 (FBS) | Atlanta Biologicals | S11150 | |
| GDNF | PeproTech | 450 | 재고 농도: 10 μ g/mL |
| Geltrex | Invitrogen | A1413202 | 기저막 매트릭스; 재고 농도: 100x |
| hPSCs | Thomson et al., (1998) | WA09 | |
| hPSCs | Oh et al. (2016) | H9-PHOX2B::eGFP | |
| Human fibronectin (FN) | VWR/Corning | 47743-654 | 재고 농도: 1 mg/mL |
| L-glutamine | Thermo Fisher/Gibco | 25030-081 | 재고 농도: 200 mM |
| LN 탱크 | 맞춤형 바이오 제닉 시스템 | V-1500AB | |
| MEA 리더 | Axion BioSystems | Maestro Pro | |
| 마우스 라미닌 I (LM) | R& D Systems | 3400-010-01 | 재고 농도: 1 mg/mL |
| N2 보충제 | Thermo Fisher/Life Technologies | 17502-048 | 재고 농도: 100x |
| Neurobasal medium | gibco | 21103-049 | 재고 농도: 1x |
| NGF | PeproTech | 450-01 | 재고 농도: 25 μ g/mL |
| 인산염 완충 식염수(PBS) | Gibco | 14190-136 | 재고 농도: 1x |
| 폴리-L-오르니틴 브롬화 수소화물(PO) | Sigma | P3655 | 재고 농도: 15mg/mL |
| 프리모신(항생제) | InvivoGen | ANTPM1 | 재고 농도: 50mg/mL |
| qPCR 기계 | Bio-Rad Laboratories | C1000 Touch | |
| qPCR 플레이트 | Bio-Rad Laboratories | HSP9601 | |
| 재조합 FGF2 | R& D Systems | 233-FB / CF | 재고 농도 : 10 & g/mL |
| 레티노산 | 시그마 | R2625 | 재고 농도: 1mM |
| SB431542 | Tocris/R& D Systems | 1614 | 재고 농도: 10mM |
| Trypan blue | Corning | MT-25-900-CI | |
| Vitronectin (VTN) | Thermo Fisher/Life Technologies | A14700 | 재고 농도: 0.5mg/mL |
| 수조 | VWR/Corning | 706308 | |
| Y27632 | R& D Systems | 1254 | 재고 농도: 10 mM |