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방법 논문

인간 배아 줄기 세포 유래 망막 색소 상피 세포의 최적 단계에서 동결 보존

1.4K 조회수

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DOI:

10.3791/65888

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2023년 11월 3일

* These authors contributed equally

이 논문에서

요약

이 연구는 인간 줄기세포 유래 망막 색소 상피 세포의 효율적인 동결 보존을 위한 자세한 프로토콜을 제공합니다.

초록

인간 배아 줄기 세포(hESC)에서 유래한 망막 색소 상피(RPE) 세포는 망막 퇴행성 질환이 있는 개인의 세포 교체 요법을 위한 우수한 세포 공급원입니다. 그러나 이러한 치료 세포의 안정적이고 안전한 뱅킹에 대한 연구는 드뭅니다. 동결 보존 후 RPE 세포의 매우 가변적인 세포 생존율과 기능적 회복은 가장 일반적으로 발생하는 문제입니다. 본 프로토콜에서는 원래의 실험 조건을 기반으로 최적의 동결 세포상을 선정하여 해동 후 최고의 세포 회수율을 달성하는 것을 목표로 했습니다. 5-ethynyl-2′-deoxyuridine 라벨링 분석을 사용하여 결정된 지수 단계에서 세포를 동결하여 해동 후 세포 생존율과 회수율을 개선했습니다. 안정적이고 기능적인 세포는 긴 분화 과정과 무관하게 해동 직후에 얻어졌습니다. 여기에 설명된 방법을 사용하면 hESC 유래 RPE 세포의 간단하고 효율적이며 저렴한 보존 및 해동이 가능합니다. 이 프로토콜은 RPE 셀에 초점을 맞추지만, 이 동결 전략은 다른 많은 유형의 분화된 셀에 적용될 수 있습니다.

서론

망막 색소 상피(retinal pigment epithelium, RPE)는 망막의 적절한 기능을 유지하는 데 필요한 세포의 색소 단층이다1. RPE 기능 장애 및 사망은 연령 관련 황반 변성, 색소 망막염 및 Stargardt 질병을 포함한 많은 망막 퇴행성 질환과 밀접한 관련이 있습니다 2,3. RPE 대체 요법은 이러한 질병에 대한 가장 유망한 치료 요법 중 하나입니다 4,5,6,7. 공여체 RPE 세포의 안정적인 공급은 세포 치료에 필수적입니다. 인간 배아 줄기 세포(hESC) 유래 RPE 세포는 일차 RPE 세포의 기능을 모방하고 이론적으로 무제한으로 공급할 수 있기 때문에 세포 치료에 이상적인 세포 공급원입니다8. 그러나 분화 과정은 힘들고 얻어진 RPE 세포의 저장 수명은 후속 상피-중간엽 전이(EMT)로 인해 상대적으로 짧습니다. 따라서 hESC 유래 RPE 세포....

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프로토콜

1. 세포 해리

  1. 앞서 설명한 대로 RPE 셀을 유지17,22.
    참고: 모든 세포는 프로토콜 기간 동안 37% CO5 분위기에서 2°C에서 성장합니다.
  2. 필요한 양의 PBS 및 배양 배지를 37 ° C 수조에서 준비하고 세포 해리 시약을 실온에 둡니다.
  3. 배양 용액을 버리고 웰당 1mL의 예열된 PBS로 플레이트를 두 번 세척합니다.
  4. 세포 해리 시약 1mL를 6-웰 플레이트에 추가하고 37°C에서 15분 동안 세포를 분해합니다. 배양 후 수축하고 가장자리에서 빛나는 세포를 현미경으로 관찰하여 소화가 끝났는지 확인합니다.
    참고: 트립신 기반 해리는 세포 생존율이 낮기 때문에 권장되지 않습니다.
  5. 1mL 피펫으로 10배 부드럽게 위아래로 피펫팅하여 세포를 해리하고 세포 현탁액을 예열된 배양 배지(Y-27632 제외)로 1:10의 비율로 희석합니다. 그런 다음 실온에서 250× g에서 3분 동안 세포를 원심분리합니다.
  6. 원심분리 후 상층액을 빠르게 붓고, 배양 배지 2mL에 세포 펠릿을 부드럽게 재현탁하고, 피펫으로 세포....

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결과

여기서, P1D35에서의 hESC-유래 RPE 세포는 105/cm2의 밀도로 통과되고 파종되었다. 파종 후 일주일 이내에 특징적인 육각형 형태와 색소 침착이 지연 단계 (약 2 일) 동안 손실되었습니다. RPE 세포는 지수 단계(약 5일, 그림 1A)에서 육각형 형태를 점차적으로 다시 채택하고 보다 다각형 형태로 감속 단계(약 6일)에 진입했습니다. 세포 배양을 일주일 더 계속하면 세포 증식이 현저히 감소하고 가장자리가 밝아지는 상태에서 세포 간 접합이 주요 역할을 했습니다. 이때 세포는 더 이상 지하급수기에 있지 않았습니다(그림 1A, P2D11). 세포 형태학 외에도 EdU 세포 증식 분석을 수행하여 단계를 결정하는 데 도움을 주었습니다. 그림 1B 는 P2D5 세포가 더 높은 증식 속도(기하급수적 단계)를 보인 반면, P2D1.......

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토론

본 연구에서는 연구 및 임상적 필요를 위한 hESC 유래 RPE 세포에 대한 성공적인 동결-해동 프로토콜에 대해 설명합니다. 불멸화된 RPE 세포주인 ARPE-19와 달리, 줄기세포 유래 RPE 세포와 같이 적절한 특징적인 상피 표현형 및 기능을 가진 RPE 세포는 동결 보존에 더 민감합니다. 세포의 32% 미만이 제대로 보존되지 않은 경우 해동 후 24시간 동안 남아 있었다17. 냉동 보존 시기는 중요한 매개변수입니다. 불멸화된 세포 동결 보존에 대한 확립된 견해는 기하급수적 성장 단계에서 세포를 동결하는 것입니다. 분화된 세포는 세포주기를 빠져나갑니다. 따라서 동결 보존을 위한 성장 단계의 영향은 분화된 세포에 대해 거의 고려되지 않았습니다. 우리는 hESC 분화된 RPE 세포가 짧은 시간 동안 증식 능력을 회복하고 통과 후 기하급수적 단계에 진입했음을 입증했습니다. 개선된 결과는 기하급수적 단계17 동안 RPE 세포를 동결 보존함으로써 달.......

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공개 사항

저자는 공개할 이해 상충이 없습니다.

감사의 글

이 연구는 중국 국립 자연 과학 재단 (81970816)이 Mei Jiang에게 자금을 지원했습니다. 중국 국립 자연 과학 재단 (82201223)에서 Xinyue Zhu; 상하이 과학기술위원회(Shanghai Science and Technology Commission, 2014090067000)의 과학기술혁신행동계획(Science and Technology Innovation Action Plan)을 Haiyun Liu에게 보고했습니다.

....

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재료

이 논문에 사용된 재료 목록
이름회사카탈로그 번호댓글
40 &뮤; m 세포 여과기Corning431750
이미징용 Click-iT EdU 세포 증식 키트, Alexa Fluor 488 염료Thermo Fisher ScientificC10337
극저온 냉동 용기Nalgene5100-0001
CryoStor CS10Biolife Solutions07930극저온 보존 배지 #1
DPBS, 칼슘 없음, 마그네슘 없음Thermo Fisher Scientific
GenxinSelcellYB050050동결 보존 배지 #2
미국 Wicell에서 제공하는인간 배아 줄기 세포H9 세포주
Matrigel, hESC 인증 매트릭스Corning354277기저막 매트릭스
ThawSTAR CFT2 자동 세포 해동 시스템BioLife SolutionsAST-601
Trypan 청색 용액 0.4%SigmaT8154
TryPLE SelectThermo Fisher Scientific12563029해리 시약
XVIVO-10 배지LonzaBEBP04-743QRPE 배양 배지
Y-27632SelleckS1049
14190144세포

참고문헌

  1. Lakkaraju, A., et al. The cell biology of the retinal pigment epithelium. Progress in Retinal and Eye Research. 78, 100846(2020).
  2. Mcbain, V. A., Townend, J., Lois, N. Progression of retinal pigment epithelial atrophy in stargardt disease. <....

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재인쇄 및 허가

태그

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