2016년 7월 30일
본 연구에 제시된 프로토콜은 유세포 분석을 이용하여 양 및 음의 다 능성 줄기 세포 마커의 운동 측정을 통해 프로그래밍 진행의 실시간 모니터링 방법을 설명한다. 이 프로토콜은 또한 IPSC 생성시 형태, 마커 또는 기자의 표현의 영상 기반의 평가를 포함한다.
이러한 절차의 전반적인 목표는 체세포 재프로그래밍이 유도 만능 줄기 세포 또는 iPSC로 진행되는 과정을 시각화하고 추적하는 것입니다. 이 방법은 사용된 체세포 조직, 적용된 재프로그래밍 기술, 이와 함께 사용되는 매트릭스 및 매체 조합에 의해 reprogramming kinetics 및 reprogramming efficiency가 어떻게 변경되는지와 같은 iPSC 분야의 주요 질문에 답하는 데 사용할 수 있습니다. 이 방법의 주요 장점은 세포 표면 마커를 사용하여 체세포가 iPSC로 전이되는 것을 볼 수 있으므로 이 기술을 사용하여 재프로그래밍 이벤트를 실시간으로 모니터링할 수
있다는 것입니다.형질도입 후 7일째에 웰당 2ml의 DPBS로 섬유아세포를 세척하고 각 웰에 0.5ml의 37°C 05%EDTA를 첨가하여 37°C에서 3-5분 동안 배양합니다. 세포가 둥글게 되면 웰당 2밀리리터의 섭씨 37도 섬유아세포 배지로 반응을 중지하고 각 웰의 바닥을 가로질러 배지를 부드럽게 피펫으로 주어 세포를 제거합니다. 각 웰의 섬유아세포를 15ml 원추형 튜브로 옮기고 원심분리로 수집합니다.
펠릿을 2밀리리터의 신선한 섭씨 37도 섬유아세포 배지에 재현탁시키고 각 배양 조건에서 세포를 계수합니다. 다음으로, 6웰 조직 배양 플레이트에서 사전 준비된 공급기 독립적 컨디셔닝된 웰에 10배에서 5번째 세포를 파종하고 세포 배양 인큐베이터에서 형질도입된 세포를 하룻밤 동안 배양합니다. 다음 날, 각 웰의 배지를 세포 응용 분야에 적합한 배지로 교체하십시오.
그런 다음 플레이트를 이미저에 놓고 향후 14일 동안 6-8시간마다 각 웰에 대한 연속적인 전체 웰 위상차 및 형광 이미지를 캡처하도록 소프트웨어를 설정합니다. 재프로그래밍 실험이 끝나면 섭씨 37도의 DMEM/F12 매체 2밀리리터로 웰을 한 번 세척합니다. 세척을 폐기하고 인큐베이터에서 섭씨 37도에서 45분 동안 새로운 DMEM/F12 배지에 적절한 1차 항체를 넣어 웰당 1ml의 세포에 라벨을 붙입니다.
배양이 끝나면 섭씨 37도의 DMEM/F12 배지로 세포를 두 번 세척합니다. 그런 다음 세척을 버리고 섭씨 37도에서 30분 동안 섭씨 37도의 DMEM/F12 배지에 1ml의 적절한 2차 항체로 세포를 라벨링합니다. 배양이 끝나면 DMEM/F12 배지로 세포를 두 번 더 세척합니다.
그런 다음 각 웰의 세척물을 2밀리리터의 신선한 섭씨 37도 DMEM/F12 매체로 교체합니다. 접시를 이미저에 놓고 이미징 소프트웨어를 엽니다. 이미징 시스템 소프트웨어에서 스캔을 설정하려면 먼저 사용할 트레이의 위치를 선택하고 스캔할 접시 유형을 선택합니다.
다음으로, Whole Well Imaging, 원하는 웰을 스캔하기 위한 패턴 및 관심 표면 마커를 실시간으로 식별하기 위한 적절한 형광 채널을 선택합니다. 그런 다음 스캔할 실험에 레이블을 지정하고 매일 샘플을 스캔할 시점과 간격을 설정합니다. 스캔된 실험 세트를 분석하려면 관심 있는 실험을 선택하고 새 분석 작업 시작을 선택합니다.
그런 다음 이미징에 사용되는 채널에 따라 분석 유형에 대한 적절한 처리 정의를 선택합니다(예: PSC Phase Colony Count). 해석 작업의 이름을 지정합니다. 그리고 분석의 시간 범위와 분석할 웰을 선택합니다.
그런 다음 분석 작업을 시작합니다. 개별 웰에서 원하는 재프로그래밍 시점을 측정하려면 2밀리리터의 DPBS로 관심 웰을 한 번 세척합니다. 그런 다음 세척액을 예열 된 섭씨 37도 05 % 트립신-EDTA 용액 1 밀리리터로 교체하십시오.
섭씨 37도에서 5분 동안 트립신을 웰 바닥에 대고 플러시하여 세포를 단일 세포 현탁액으로 해리하고 세포를 15ml 원추형 튜브로 옮깁니다. 3밀리리터의 DPBS를 사용하여 웰에 남아 있는 세포를 씻어내고 15밀리리터 튜브로 당깁니다. 세포에 DPBS 10ml를 추가로 첨가하고 원심분리를 통해 spin down합니다.
계수를 위해 펠릿을 1ml의 DMEM/F12 배지에 재현탁합니다. 그런 다음 세포 현탁액을 1밀리리터당 6개 세포 농도의 1/10으로 희석하고 적절한 수의 샘플에 대해 튜브당 1밀리리터의 세포를 분주합니다. 다음으로, 1ml의 DMEM/F12 배지에 관심 있는 1차 항체로 세포를 실온에서 30-45분 동안 혼합하여 라벨링합니다.
배양이 끝나면 섭씨 37도의 DMEM/F12 배지에서 세포를 두 번 세척합니다. 펠릿을 1ml의 DPBS에 재현탁시키고 샘플을 개별 FACS 튜브로 옮깁니다. 재프로그래밍된 플레이트의 유세포 분석 프로파일을 획득합니다.
그런 다음 FCS 파일을 컴퓨터로 전송하고 파일을 적절한 분석 소프트웨어로 가져옵니다. 앞뒤로 나란히 산점도 플롯에서 첫 번째 제어 파일을 열고 y축을 로그 스케일로 설정합니다. 그런 다음 살아있는 개체군 주위에 다각형 게이트를 만듭니다.
다음으로, 살아있는 세포를 사용하여 산점도 높이별 측면 산점도 영역 플롯을 만들고 이중선을 제외하도록 사각형 게이트를 설정합니다. 그런 다음 이 게이트를 사용하여 적절한 형광 채널 아래의 실험 샘플 파일을 분석하여 해당 사분면에서 관심 집단을 식별합니다. 센다이 재프로그래밍 바이러스로 BJ 섬유아세포를 재프로그래밍하면 DF1 섬유아세포를 재프로그래밍하는 것과는 다른 속도로 SSEA4+CD44 세포가 생성되며, 이는 만능 줄기세포와 같은 SSEA4+CD44 세포의 비율을 조기에 비교하는 데 사용할 수 있음을 보여줍니다.
유세포 분석 시간 과정에서 CD24-CD44+ 및 EpCAM 음성 CD44+섬유아세포는 이중 음성 집단을 형성하고 나중에 각각 CD24+CD44 및 EpCAM 양성 CD44-만능 줄기세포 유사 세포로 전이하여 재프로그래밍 진행을 더욱 간략하게 설명합니다. 재시딩 후 재프로그래밍 배양액의 실시간 이미징은 합류점의 대수 증가에 해당하는 점진적인 군체 형성을 보여주고 재프로그래밍 완료 시 최종 만능 양성 및 섬유아세포 음성 마커 발현을 보여줍니다. 또한, 리포터 유전자를 사용하면 총 합류점에 비해 관찰된 GFP 합류점의 점진적인 증가와 함께 위상차 하에서 합류점을 측정할 수 있습니다.
실제로, 이 대표적인 실험에서 19일째의 GFP 합류점은 완전한 재프로그래밍에 해당하는 총 합류점의 절반 미만이었습니다. 이 기술을 마스터하면 재프로그래밍 이벤트에 대한 정보를 설명하고 인간 섬유아세포 재프로그래밍의 동역학을 추적하는 데 사용할 수 있습니다. 이 기술은 또한 다양한 시작 체세포 조직, 사용된 재프로그래밍 기술 및 재프로그래밍 이벤트를 설명하기 위한 매체 매트릭스 조합을 살펴보는 데 사용할 수 있습니다.
이 동영상을 시청한 후에는 인간 섬유아세포가 iPSC로 재프로그래밍되는 것을 추적할 수 있도록 실시간 모니터링 및 세포 표면 마커 발현을 활용하는 방법을 잘 이해하게 될 것입니다.
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이 연구는 흐름 세포검사를 사용하여 체세포가 유도 만능 줄기세포(iPSC)로 재프로그래밍되는 것을 실시간으로 모니터링하는 프로토콜을 제시합니다. 이는 iPSC 생성 중 만능 줄기세포 마커의 동적 측정과 이미지 기반 평가를 강조합니다.
Real-time kinetic measurement of somatic reprogramming enables biopharma R&D to quantitatively assess iPSC generation efficiency across diverse cell sources and reprogramming technologies. This approach supports target validation and mechanistic de-risking by providing predictive confidence in reprogramming outcomes, informing portfolio decisions on cell therapy development. The method enhances translational continuity by linking early discovery metrics to preclinical validation through standardized, reproducible readouts.
The method integrates into the discovery continuum from hypothesis testing through lead identification to preclinical work by providing quantitative, time-resolved data on reprogramming progression.