Verschijning van cellen onmiddellijk na Plating en After Aggregation
Onmiddellijk na plateren, kan men de aanwezigheid van enkele cellen te observeren in elk putje van de 96-wells plaat met een standaard omgekeerde weefselkweek microscoop (Figuur 1B). Binnen 8 uur plateren, zullen deze cellen begonnen te dalen naar de bodem van de put als gevolg van de zwaartekracht en zal beginnen te versmelten in afzonderlijke clusters (figuur 1C). Na 24 uur wordt het samenvoegen cellen de primaire aggregatie voltooid en zal samengeperst in goed gedefinieerde, maar rafelige aggregaten waarbij individuele cellen niet verschillend van elkaar (figuur 1D). Tegen het einde van de tweede dag (48 uur), aggregaten moeten 'schone' kijken, alle cellen hebben genomen binnen de put (figuur 1E); de bodem van de put mogelijk een aantal cellen die zijn afgeworpen van het aggregaat in dit stadium. Het verstrekken vande aggregaten zijn samengevoegd in N2B27, op dit tijdpunt, moeten ze bolvormig zijn ongeveer 150-200 urn in diameter en vrijelijk bewegen binnen de bron (bijv., niet gehecht aan de bodem van de putjes). Aggregatie in andere media (bijv., ESLIF of N2B27 een bepaalde parameter) mogelijk om de initiële totale morfologie en de reactie op stimuli volgende wijziging (Turner et al., In voorbereiding).
Representatieve morfologische veranderingen
Toevoeging van een 24 uur puls van secundaire medium dat Chi tussen 48 en 72 uur (Figuur 1A, 5A) genereert goed gedefinieerde langwerpige aggregaten die gepolariseerde expressie in specifieke markers van de kiem lagen 19,21 tonen. Direct na de puls Chi (72 uur), wordt de aggregaten beginnen cellen werpen en beginnen hun reactie op deze signalen aan het einde van de dag (figuur 3A) tonen. Deze reactiesmanifesteren door veranderingen in genexpressie en morfologie, die beide zijn afhankelijk van de behandeling die de aggregaten hebben ontvangen na de initiële 48 uur periode omvat in N2B27 (figuur 3B). Als alleen een eindpunt analyse vereist, de optimale tijd om de afbeelding van de aggregaten is ongeveer 96-120 uur. Op dit punt de aggregaten duidelijk morfologie en genexpressie-patronen (figuur 3A) zal hebben ontwikkeld, en hun grootte en massa zijn nog steeds laag genoeg zodat het uitwerpen van het medium uit P200 pipet is voldoende om iemand die kan zijn aangesloten los. Gebrek aan bevestiging van het aggregaat te voorkomen dat het goed zal een negatieve invloed hebben op de totale formatie (Figuur 5Biv). De morfologieën en genexpressiepatroon van de aggregaten kan worden gewijzigd afhankelijk van de behandeling. Representatieve resultaten voor een duurzame of gepulseerde regimes met ofwel enkele behandeling of combinaties van factoren worden getoond voor BMP4, Dorsomorphin H1 (BMP receptor remmer), ActivinA, SB43 (Activine / Nodal remmer), bFGF of PD03 (MEK-inhibitor) (Figuur 3B).
Aggregate imaging en kwantitatieve beeldanalyse
Aggregaten zijn vatbaar voor beeldvorming door een groothoek microscopie (hoofdzakelijk met time-lapse imaging 19) of gefixeerd en immunologisch gekleurd voor confocale beeldvorming 19,21 (figuur 2). Het huidige protocol en imaging bovenstaande beschrijving maakt kwantitatieve informatie worden verkregen uit deze aggregaten. Na confocale of wide-field beeldopname, de lengte en de corresponderende genexpressie langs de diameter of rug van het aggregaat (bolvormige of langwerpige respectievelijk Figuur 4A, B) kan worden gemeten. Deze analyses zijn ook direct van toepassing op time-lapse beelden, waarbij een informatie van de groeisnelheid, grootte en verlenging van de aggregaten onder verschillende voorwaarden verkrijgen (Figuur 4 ).

Figuur 1. Typische tijdsverloop en vroege morfologie. (A) De typische tijd-cursus voor aggregatie-experimenten. De cellen worden samengevoegd voor 48 uur in N2B27 met een suspensie van muizen ES cellen (10 cellen / ul) in een 96-well plaat (p1, p2). (B) Onmiddellijk na uitplaten (t = ~ 5min) kunnen individuele cellen gezien in de suspensie en beginnen klonten met 8h (C). (D) te vormen na 24 uur de cellen een aggregaat in elke well die ongeveer 100 micrometer in diameter gevormd. (E) na 48 uur aggregatie, het aggregaat diameter varieert 150-200 urn. Op dit moment, de aggregatie medium (N2B27) is verwijderd en een secundaire medium wordt toegevoegd hetzij voor de rest van het experiment (p1 deel A) of gedurende 24 uur alvorens te worden gewijzigd back aan N2B27 (p2 deel A). Schaal balk vertegenwoordigt 100 micrometer. Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.

Figuur 2. Bevestiging aggregaten op microscoopglaasjes. Nadat de aggregaten zijn vastgesteld immunostained en in montage medium wordt elk aggregaat gepipetteerd op een microscoopglaasje als 17 ul druppel (A, B, B '). Genoeg ruimte wordt gelaten tussen de totale druppeltjes om hun fusie te voorkomen. Afstandhouders worden gemaakt met dubbelzijdig plakband en geplaatst op elke hoek van het microscoopglaasje (A, A ', B). Het is op deze die een glas dekglaasje wordt geplaatst. Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.

Figuur 3. Het effect van verschillende behandelingen op de morfologie van geaggregeerde ES-cellen. Na 2 dagen in N2B27 zijn ES-cellen aggregaten gevormd. Toevoeging van specifieke factoren hetzij als 1 dag impuls (A) of continu (B) kan het fenotype van de aggregaten te veranderen ten opzichte van de polariteit van genexpressie, rek potentiële of hun algemene vorm. De voorbeelden in deze figuur zijn aggregaten gevormd van ofwel Bra :: GFP 30 (A) of SOX1 :: GFP 27 (B) muizen ES cellen afgebeeld na 120 uur en behandeld zoals aangegeven. Chi: CHIR 99.021 31; SB43: SB 431.542 32; DM: DorsomorphinH1 33,34; PD03. PD0325901 Klik hier om een grotere versie van th bekijkenis figuur.

Figuur 4. Kwantitatieve analyse van aggregaten. Een typische aggregaat gevormd uit Bra :: GFP mESCs 25,30 na een 24 uur puls van Chi en afgebeeld op 120 uur. Samengevoegde afbeelding van de heldere-veld en GFP-kanaal wordt getoond met gesegmenteerde lijn markering van de 'ruggengraat' van het aggregaat van punt A naar B (A), waarlangs de fluorescentie en de lengte van het aggregaat kan worden gemeten (B). De lengte (C) en "rondheid" (D) van 24 aggregaten in hetzelfde experiment worden getoond. Vorm omschrijvingen zoals de rondheid (D), circulariteit, omtrek en oppervlakte kan worden gemeten met behulp van het Image Analysis Cookbook plugin van de beeldanalyse software FIJI 35. Bedoel aangegeven door horizontale lijn op elk tijdstip-point;foutbalken geven standaarddeviatie; schaalbalk in (A) geeft 200 micrometer. Aangezien er subtiele verschillen tussen reporter cellijnen, wordt verwacht dat na een puls van Chi, de gemiddelde maximale lengte en gemiddelde minimale ronding van de aggregaten variëren. Tussen de verschillende cellijnen, vinden we dat de gemiddelde maximale lengte kan worden binnen het bereik van ~ 400-800 micrometer en de gemiddelde minimale rondheid tussen 0,4 en 0,6. Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.

Figuur 5. Voorbeelden van storingen in de totale formatie. De mogelijkheid om reproduceerbare aggregaten (A) te genereren is afhankelijk van kritische factoren zoals (Bi), vers en goed gemengde secundaire medium, (Bii, Biii) de nauwkeurigheid bij het tellen van de eerste nomber van cellen en (Biv) het waarborgen van de aggregaten vormen geen aanhangend kolonies dwz., 'crash' in het oppervlak van de put. Typische voorbeelden van de fouten in aggregaatvorming voor elk van genoemde condities (B) getoond. Schaal-bar, zoals aangegeven; zie trouble-shooting tabel voor meer informatie (tabel 1). Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.

Tabel 1. Gids voor het oplossen van problemen. Typische fouten in verband met de samenvoeging protocol worden gegeven met suggesties om hun resolutie.

Tabel 2. Tabel van cellijnen voor de vorming van aggRegates. Een aantal cellijnen 19,22,27,30,36-40 zijn gekarakteriseerd voor de vorming van aggregaten en hoewel subtiele verschillen tussen cellijnen worden verwacht en waargenomen, al deze lijnen tonen soortgelijke dynamiek in termen rek en morfologie. In termen van genexpressie, het expressiepatroon is specifiek voor het gen tot expressie, maar binnen elke cellijn, het expressiepatroon in het algemeen constant over een aantal passages. Consistentie, genereren we aggregaten van cellen die niet meer dan 15 passages in cultuur.

Tabel 3. Overzicht van representatieve antilichamen die in deze studies. Een selectie van de antilichamen en de verdunningsfactoren voor aggregaat immunokleuring.