Hier presenteren we een protocol voor de directe omzetting van muis embryonale fibroblasten in volledig functionele en stabiele trofoblast-stamcellen door tien dagen overexpressie van Tfap2c, Gata3, Eomes en Ets2.
Methodenartikel
Hier presenteren we een protocol voor de directe omzetting van muis embryonale fibroblasten in volledig functionele en stabiele trofoblast-stamcellen door tien dagen overexpressie van Tfap2c, Gata3, Eomes en Ets2.
Trofoblast stamcellen (TSC) ontstaan als gevolg van de eerste Celgedrag in de ontwikkeling van zoogdieren. Ze kunnen in vitro worden gekweekt, het vermogen behouden om te hernieuwen en om te differentiëren in alle subtypen van de trofoblast lijn gelijk aan het in vivo stamcelpopulatie die tot de foetale deel van de placenta. Daarom TSC's bieden een uniek model voor ontwikkeling van de placenta en embryonale versus extra-embryonale Celgedrag in vitro te bestuderen. Vanaf het blastocyst stadium verder, een duidelijke epigenetische barrière die bestaat uit DNA-methylatie en histon modificaties scheidt strak beide geslachten. Hier beschrijven we een protocol om deze lijn barrière volledig overwonnen door transiënte overexpressie van trophoblast belangrijke regulatoren Tfap2c, GATA3, Eomes en ETS2 in muriene embryonale fibroblasten. De geïnduceerde trofoblast stamcellen in staat zijn om zichzelf te vernieuwen en zijn vrijwel identiek aan afgeleide trofoblast stamcellen blastocysten in termen van de morfologie, marker genexpressie en methylatie patroon. Functionele in vitro als in vivo analyses bevestigen dat deze cellen kunnen differentiëren langs de trofoblast lineage genereren polyploïde trofoblast reuzencellen en chimerizing de placenta bij injectie in blastocysten. De inductie van trofoblast stamcellen van somatische weefsels opent nieuwe mogelijkheden voor genetische en epigenetische eigenschappen van deze extra-embryonale afstammingslijn bestuderen en biedt de mogelijkheid om trofoblast stamcellijnen genereren zonder het vernietigen van de respectievelijke embryo.
Onlangs heeft een vergelijkende studie van verschillende benaderingen van de muis embryonale stamcellen om stamcellen conversie trofoblast is gebleken dat in alle geanalyseerde systemen, geslacht conversie onvolledig gebleven. In plaats van geïnduceerde trofoblast stamcellen (iTSCs) de zogenaamde trofoblast stamcel-achtige cellen zijn gegenereerd vasthouden van een geheugen van het lot van de cel van oorsprong 1. Hier volgden we een andere benadering van ITSC generatie. Net als bij de directe inductie van pluripotente stamcellen van muizen embryonale fibroblasten (MEF) 2, zijn iTSCs rechtstreeks omgezet van gedifferentieerde somatische weefsel. Ten eerste hebben we geïdentificeerd 12 kandidaat-inducerende factoren TSC lot wanneer overexpressie in MEF. Later zijn de factoren Tfap2c, GATA3, Eomes en ETS2 geïdentificeerd noodzakelijk en voldoende zijn voor de ITSC inductie 3. Tegelijkertijd, een andere groep zelfstandig gevonden Tfap2c, GATA3 en Eomes voldoende om MEF om te zetten in iTSCs te zijn. In datstudie, is de tijd die transgenexpressie aanzienlijk langer in vergelijking met ons onderzoek aangeeft verschillende conversie kinetiek wanneer ETS2 ontbreekt in de transdifferentiatie cocktail 4.
Conventionele foetaal runderserum (FBS) bevattende kweek van geïnduceerde en blastocyst afgeleide trofoblast stamcellen berust op de aanwezigheid van factoren afgescheiden door groei geïnactiveerd MEFs 5,6. Tijdens de ITSC inductie, worden deze elementen door MEF, waarbij de volledige combinatie van transgenen missen en worden transdifferentiatie niet ondergaan. Echter, zodra ITSC individuele kolonies zijn sub-gekweekt, ze vereisen media, die is geconditioneerd door groei geïnactiveerd MEFs. Vanaf dat moment, kan iTSCs gekweekt en behandeld als blastocyst afgeleid TSC's volgens standaard protocollen. Van de nota, in tegenstelling tot Tanaka et al. 5, we regelmatig cultuur TSC's en iTSCs zonder gelatiniseren celkweek gerechten.
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Alle muizen experimenten werden uitgevoerd volgens de Duitse wet van de bescherming van dieren en in overeenstemming met de goedkeuring van de lokale institutionele Animal Care commissies (Landesamt fuer Natur, Umwelt und Verbraucherschutz, Noord-Rijnland-Westfalen [goedkeuring ID-nummer: AZ 84-02.04.2013 .A428]).
1. Mediavoorbereiding
2. Muizen Embryonale fibroblast Afleiding
3. Lentivirale Vector Production in 293T-cellen
Opmerking: Alle stappen worden uitgevoerd in het laboratorium de ruimte in licentie gegeven aan Biosafety Level 2 uitgevoerd.
4. fibroblast Transductie met 4 factoren en mCherry Controle Vector
Opmerking: Alle stappen worden uitgevoerd in een Biosafety Level 2 faciliteit uitgevoerd.
5. fibroblast om ITSC Conversion
Opmerking: Alle stappen worden uitgevoerd in het laboratorium de ruimte in licentie gegeven aan Biosafety Level 2 uitgevoerd.
6. Isolatie van individuele ITSC Lines
Opmerking: Voor stap 6.3 een weefselkweek kap is niet vereist. Aanbevolen wordt vegen van de omgekeerde microscoop met 70% ethanol om de kans op bacteriële besmetting te minimaliseren. ITSC individuele kolonies worden geïsoleerd tussen 21 dagen en 28 dagen transdifferentiatie.
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Op de schaal waarin transgenexpressie van het 4F geactiveerd, cellen snel morfologie (vergelijk Figuur 2A en B) veranderen. Rond dag 14-21 transdifferentiated afzonderlijke gebieden ontstaan (twee voorbeelden zijn aangegeven in figuur 2B en C). Deze primaire kolonies missen typische TSC morfologie; maar zodra ze zijn sub-gekweekt, karakteristieke epitheliale morfologie met strakke randen en heldere grenzen sterk doet denken aan bona fide TSC's komt...
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
De 4-factor (Tfap2c, GATA3, Eomes, ETS2) op basis transdifferentiatie protocol hier gepresenteerde biedt een betrouwbare methode om trouw te genereren omgezet iTSCs van muis embryonale fibroblasten. Verder is de werkwijze ook toepasbaar voor postnatale staart fibroblasten, maar met een afname van efficiëntie vergeleken met embryonale fibroblasten 3. Over het algemeen kwaliteit van primaire fibroblasten is een kritische factor transdifferentiatie uitkomst en voorzichtigheid is geboden vroege passage cellen (pa...
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
De auteurs hebben niets te onthullen.
| Naam | Bedrijf | Catalogusnummer | Opmerkingen |
|---|---|---|---|
| Doxycycline hyclate | Sigma-Aldrich | D9891-10G | Oplossen in steriele PBS, bereid 2 mg/ml stamoplossing. Bewaar aliquoten bij -20 °C |
| Chloroquine diphosphate salt | Sigma-Aldrich | C6628-25G | Bereiden 25 mM stamoplossing in steriele celkweekkwaliteit water. Bewaar aliquoten bij -20 °C |
| Polybrene (Hexadimethrine bromide) | Sigma-Aldrich | 107689-10G | Bereiden 8 mg/ml stamoplossing in steriele celkweekkwaliteit water. Bewaar aliquoten bij -20 °C |
| human recombinant Fibroblast Growth Factor 4 | ReliaTech | 300-131L | Oplossen in steriele 0,1% BSA in PBS, bereid 25 µg/ml stamoplossing. Bewaar aliquoten bij -80 °C |
| Heparine natriumzout | Sigma-Aldrich | H3149-10KU | Bereiden 1 mg/ml stamoplossing door oplossen in steriele PBS. Bewaar aliquoten bij -80°C |
| ProFection Mammalian Transfection System | Promega | E1200 | |
| PBS, geen calcium, geen magnesium | ThermoFisher Scientific | 1419-094 | |
| DMEM (1x) + GlutaMAX | ThermoFisher Scientific | 31966-021 | |
| RPMI 1640, geen glutamine | ThermoFisher Scientific | 31870-025 | |
| Advanced DMEM (1x) | ThermoFisher Scientific | 12491-015 | |
| Trypsin-EDTA (0,05%), fenol rood | ThermoFisher Scientific | 25300-054 | |
| Poly-L-lysine | Sigma-Aldrich | P4707 | |
| Foetaal bovien serum | Hyclone | SH30071.03IR | |
| Surfactant-vrije cellulose acetaat-membraanfilter | Corning | 431220 | |
| Niet-essentiële aminozuren | ThermoFisher Scientific | 11140-035 | |
| Penicilline Streptomycine | ThermoFisher Scientific | 15140-122 | |
| Natrium Pyruvaat | ThermoFisher Scientific | 11360-039 | |
| L-glutamine | ThermoFisher Scientific | 25030-24 | |
| 2-Mercaptoethanol | ThermoFisher Scientific | 31350-010 | |
| Dimethyl sulfoxide (DMSO), celkweekkwaliteit | Panreac AppliChem GmbH | A3672,0100 | |
| pLV-tetO-Tfap2c | Addgene | 70269 | |
| pLV-tetO-Gata3 | Addgene | 70270 | |
| pLV-tetO-Eomes | Addgene | 70271 | |
| pLV-tetO-Ets2 | Addgene | 70272 | |
| pLV-tetO-mCherry | Addgene | 70273 | |
| psPAX2 | Addgene | 12260 | |
| pMD2.G | Addgene | 12259 | |
| FUdeltaGW-rtTA | Addgene | 19780 | |
| Mice B6.Cg-Gt(ROSA)26Sortm1(rtTA*M2)Jae/J 7 | JAX Mice | 6965 | |
| 129S2SV | Charles River | 129 |
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Toestemming aanvragen om de tekst of afbeeldingen van dit JoVE-artikel te hergebruiken
Toestemming aanvragen