Het doel van dit rapport is om de protocollen beschrijven aan de netvliespigmentepitheel (RPE) van geïnduceerde pluripotente stamcellen (iPS) cellen met behulp van verschillende maten van embryoid lichamen af te leiden.
Een abonnement op JoVE is vereist om deze inhoud te bekijken. Log in of start vandaag met uw gratis proefperiode.
Methodenartikel
Het doel van dit rapport is om de protocollen beschrijven aan de netvliespigmentepitheel (RPE) van geïnduceerde pluripotente stamcellen (iPS) cellen met behulp van verschillende maten van embryoid lichamen af te leiden.
Pluripotente stamcellen hebben de capaciteit om zich onbeperkt te vermenigvuldigen en zich te differentiëren in bijna elk celtype. Bovendien heeft de ontwikkeling van technieken om somatische cellen om te programmeren tot geïnduceerde pluripotente stamcellen (iPS) interesse en enthousiasme gewekt voor de mogelijkheid van gepersonaliseerde regeneratieve geneeskunde. Desondanks blijft de efficiëntie van stamceldifferentiatie richting een gewenste lijn laag. Het doel van deze studie is om een protocol te beschrijven om retinale pigmentepitheel (RPE) uit iPS-cellen (iPS-RPE) af te leiden door een weefselengineeringbenadering toe te passen om homogene populaties van embryoïde lichamen (EBs) te genereren, een veelvoorkomend intermediaire stadium tijdens in vitro differentiatie. Het protocol past de vorming van specifieke grootte van EBs toe met behulp van microwell plate-technologie. De methoden voor het identificeren van eiwit- en genmarkers van RPE door immunocytochemie en reverse-transcription polymerase chain reaction (RT-PCR) worden ook uitgelegd. Ten slotte wordt de efficiëntie van differentiatie in verschillende groottes van EBs beschreven, gemonitord door middel van fluorescentie-geactiveerde celsortering (FACS) analyse van RPE markers. Deze technieken zullen de differentiatie van iPS-cellen in RPE vergemakkelijken voor toekomstige toepassingen.
Geïnduceerde pluripotente stamcellen (iPS) cellen zijn een soort van pluripotente stamcellen afgeleid door het herprogrammeren van volwassen cellen met extrinsieke factoren 1. Daarentegen embryonale stamcellen (SER), een ander soort van pluripotente stamcellen, worden gegenereerd uit de binnenste celmassa van de blastocyst 2-3. Ondanks hun verschillende oorsprong, iPS cellen en SER vergelijkbaar in hun onbeperkte capaciteit tot replicatie in vitro en in hun vermogen om te differentiëren in elk celtype 4-5. Deze kenmerken van iPS-cellen maken ze ideale kandidaten voor toepassingen in gepersonaliseerde regeneratieve geneeskunde. Recent onderzoek inspanningen zijn gericht op het ontwikkelen van robuuste differentiatie protocollen voor het produceren van gespecialiseerde volwassen cellen waaronder netvliespigmentepitheel (RPE) 6-11.
Voor potentiële klinische toepassingen van iPS afgeleide cellen, een gerichte differentiatie die specifiek celtype is essentieel. Er zijn verschillende methodengepubliceerd voor gerichte differentiatie van zowel SER's en iPS-cellen in RPE dat varieert enorm in hun efficiency 6-7, 12-16. We weten nog steeds niet veel van de moleculaire gebeurtenissen die de cel / weefsel lot regeren tijdens de ontwikkeling of differentiatie. De laatste jaren zijn pogingen gedaan om de differentiatie protocol dat de embryologische ontwikkeling zoveel mogelijk kunnen nabootsen ontwikkelen. Tijdens de blastocyst fase vastgelegde populatie van stamcellen bij elkaar in een driedimensionale micro. Zo werden verschillende strategieën toegepast op de ESC / iPS cellen geassembleerd samen te groeien en ze in drie dimensies. Deze stamcellen aggregaten worden embryoid instanties (EBS) genoemd. Studies hebben aangetoond dat EB differentiatie van stamcellen nabootsen vroeg stadium van embryo-ontwikkeling en kan spontaan ontstaan primitieve endoderm op het buitenoppervlak geven. Later, zoals EB ontwikkeling vordert, gedifferentieerde cel fenotypes van drie kiem lijnen weergegeven 17-18. Therefore, EBS gebaseerd differentiatie protocollen hebben veel aandacht voor in vitro differentiatie van ESC / iPS-cellen aangetrokken en zijn een goede kandidaat voor RPE generatie van pluripotente stamcellen 13.
EVSA's kunnen worden gemaakt met behulp van verschillende methoden van ESC / iPS-cellen. Aanvankelijk, EBS werden gemaakt door het afschrapen van aanhangend koloniën en het handhaven ervan in niet-klevende schorsing cultuur. Echter, deze aanpak levert heterogene populatie van EBS die lage reproduceerbaarheid veroorzaakt. Opknoping druppel celcultuur en microwell gebaseerd EVSA vorming zijn andere populaire technieken voor EVSA formatie die homogeen EVSA van gedefinieerde maten die zijn zeer reproduceerbaar opleveren. Bovendien kan de microwell techniek groot aantal aggregaten opleveren met minder inspanning.
Differentiatie van cellen binnen EBS wordt geregeld door een multiplex van morfogenische signalen uit de extracellulaire en intracellulaire micro-omgeving. In tegenstelling tot differentiatie in een maolayer formaat, EBS een platform voor complexe samenstel van cellen en intercellulaire signalering optreden 17. Interessant is het aantal pluripotente stamcellen gebruikt om individuele EBS maken werd waargenomen dat het lot van cellen beïnvloeden. Bijvoorbeeld, in een hematopoietische differentiatie studie van de menselijke SER, werd waargenomen dat 500-cel EB bevorderde differentiatie naar myeloïde lijn terwijl 1000-cel EB geduwd richting erythroid lineage 20. In een andere studie, kleinere EBS begunstigd endoderm differentiatie terwijl grotere EVSA gepromoveerd naar neuro-ectoderm differentiatie 11, 17.
Deze eerdere studies suggereren sterk dat het aantal ESC / iPS-cellen gebruikt om individuele EBS maken van invloed op de EBS gebaseerde differentiatie naar elke celtypen. Echter, voor zover wij weten, zijn momenteel geen studies die de effecten van EBS grootte zijn toegelicht in de neiging om te differentiëren naar RPE. Het doel van deze studie is om de invloed van de kenmerkenEB grootte op geïnduceerde pluripotente stamcellen (iPS-cellen) - netvliespigmentepitheel (iPS-RPE) differentiatie en om de optimale mobiele nummer aan de EBS te maken voor gerichte differentiatie naar RPE lineage identificeren.
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
1. Voorbereiding van Cultuur Reagentia en Cultuur Platen
2. iPS Cultuur
3. Passage van iPS-cellen
4. Generatie van EBS Met behulp Microwell Platen
5. Plating EBS en Initiëren Differentiatie
6. RNA-extractie en PCR
7. Immunocytochemie
8. Kleuring voor FACS analyse
9. iPS-RPE Isolatie en Cultuur
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
In dit experiment, iPS cellen werden gekweekt en gedifferentieerd in de RPE geslacht van EBS. EBS van gecontroleerde grootte gevormd met microwell platen. Zoals gezien in figuur 1 EB formatie homogeen in de platen met microputjes. Deze EBS werden vervolgens verzameld en uitgeplaat op platen met 6 putjes (figuur 2).
RPE kunnen worden geïdentificeerd door hun klassieke hexagonale morfologie, pigmentatie en expressie van RPE merkers. Na 12 weken van de cultuur,...
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Om de volledige belofte van pluripotente stamcellen voor celtherapie realiseren, is het noodzakelijk om hun differentiatie reguleren op consistente en reproduceerbare wijze. Dit rapport beschrijft protocollen op maat bediend EBS behulp microwell plate-technologie te vormen, initiëren differentiatie in de richting van RPE en identificeren van eiwit en gen markers van RPE. Om de in vitro differentiatie synchroniseren, werden homogene groottes van EBS gevormd door bekende aantallen iPS cellen gecentrifugeerd micro...
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
De auteurs hebben niets te onthullen.
De meningen of beweringen in dit document zijn de persoonlijke opvattingen van de auteurs en mogen niet worden opgevat als officieel of als weerspiegeling van de opvattingen van het Department of the Army of het Department of Defense. Dit onderzoek werd uitgevoerd terwijl de auteurs Alberto Muñiz, Ramesh R Kaini, Whitney A Greene en Jae-Hyek Choi een National Research Council Postdoctoral Research Associateship hadden bij de USAISR. Dit werk werd ondersteund door het U.S. Army Clinical Rehabilitative Medicine Research Program (CRMRP) en het Military Operational Medicine Research Program (MOMRP).
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
| Naam | Bedrijf | Catalogusnummer | Opmerkingen |
|---|---|---|---|
| mTeSR1 media + 5x supplement | Stem Cell Technologies | 5850 | |
| Y-27632 (Rock Inhibitor) | Stem Cell Technologies | 72304 | |
| DMEM/F12 | Life Technologies | 11330-032 | |
| 2-Mercaptoethanol | Sigma | M-7154 | |
| Non essential amino acids | Hyclone(Fisher) | SH30853.01 | |
| Knockout serum replacement | Life Technologies | 10828-028 | |
| Gentamicin | Life Technologies | 15750-060 | |
| L-Glutamine | Life Technologies | 25030-081 | |
| MEM media | Life Technologies | 10370-021 | |
| N1 supplement | Sigma | N-6530-5ML | |
| Taurine | Sigma | T-8691-25G | |
| Hydrocortisone | Sigma | H0888-1G | |
| Fetal bovine serum | Hyclone(Fisher) | SH3008803HI | |
| Triiodo-L-thyronine sodium salt | Sigma | T6397 | |
| Sodium hydroxide | Sigma | S5881 | |
| Dispase | Life Technologies | 17105-041 | |
| Matrigel | BD Biosciences | 354277 | |
| Phosphate buffered saline | Hyclone(Fisher) | 10010-023 | |
| Aggrewell 400 plate | Stem Cell Technologies | 27940 | |
| AggreWell medium | Stem Cell Technologies | 5893 | |
| Accutase | Stem Cell Technologies | 7920 | |
| BD Cytofix/Cytoperm Fixation/Permeabilization Kit | BD Biosciences | 554714 | |
| Mouse Anti-PAX6 antibody | Developmental Studies Hybridoma Bank | ||
| Rabbit Anti-RX antibody | Abcam | Ab23340 | |
| Mouse Anti-MITF antibody | Thermo Scientific | MS-772-P | |
| Rabbit Anti-ZO-1 antibody | Invitrogen | 40-2200 | |
| RNeasy plus mini kit | Qiagen | 74134 | |
| PCR master mix | Promega | M7502 | |
| High capacity RNA to cDNA kit | Life Technologies | 4387406 |
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.