Grootschalige productie van menselijke pluripotente stamcellen (hPSCs)-afgeleide cardiale progenitoren en cardiomyocytes is een eerste vereiste voor stamcel gebaseerde therapieën1, modelleren van2,3 en de snelle karakterisering van ziekte nieuwe trajecten regulering van de cardiale differentiatie4,5,6 en fysiologie7,8. Hoewel een aantal studies9,10,11,12,13,14hebben,15 eerder beschreven hoogefficiënte de protocollen van de cardiale differentiatie van hPSCs, geen heeft gericht de hart veld oorsprong van resulterende cardiomyocytes, ondanks de identificatie van moleculaire verschillen tussen links (eerste hart veld) en rechts (tweede hart-veld) ventriculaire cardiomyocytes16 en het bestaan van hart veld-specifieke aangeboren hartziekten; dat wil zeggen, hypoplastic linker hart syndroom17 of arrhythmogenic recht ventriculaire dysplasie18. Dus, de generatie van cardiale voorlopercellen en cardiomyocytes van gedefinieerde hart veld oorsprong van hPSCs wordt steeds een noodzaak teneinde hun relevantie als therapeutische en ziekte modeling tools.
Dit protocol is gebaseerd op de constitutieve overexpressie van Id1, een onlangs geïdentificeerde5 eerste hart veld-opgeven cue thats in combinatie met Activin A, noodzakelijk en voldoende zijn om te starten van cardiogenesis in hPSCs. Met name Cunningham et al. (2017) 5 Toon dat Id1-geïnduceerde progenitoren specifiek express eerste hart-veld (HCN4, TBX5) maar niet het tweede hart veld markeringen (SIX2, ISL1) als ze cardiale differentiatie ondergaan. Bovendien, tonen de auteurs ook dat transgene muis embryo's ontbreekt de hele Id familie van genen (Id1-4), zonder dat zij eerste hart veld cardiale progenitorcellen, terwijl meer mediaal en posterieure cardiale progenitoren (vormen ontwikkelen tweede hart-veld) kan nog steeds vormen, waardoor suggereren dat Id eiwitten essentieel zijn voor het eerste hart veld cardiogenesis geactiveerd in vivo. Gunstig, Id1-geïnduceerde progenitoren kunnen worden cryopreserved en spontaan onderscheiden in cardiomyocytes ventriculaire-achtige kenmerken, met inbegrip van ventriculaire-specifieke markeringen (IRX4, MYL2) expressie weer te geven en ventriculaire-achtige actie potentieel.
Hier beschrijven we een eenvoudige en schaalbare methode voor het genereren van eerste hart veld-achtige (FHF-L) cardiale progenitoren en ventriculaire-achtige cardiomyocytes van Id1 overexpressing hPSCs. Een belangrijk kenmerk van dit protocol is de mogelijkheid om het afkoppelen van cardiale voorlopercellen generatie van latere cardiomyocyte productie met behulp van een handige cryopreservatie stap. Kortom, dit protocol gegevens de nodige maatregelen om (1) genereren Id1-overexpressing hPSCs, (2) genereren FHF-L cardiale progenitoren uit hPSCs (3) cryopreserve van de resulterende progenitoren en (4) hervatten FHF-L cardiale voorlopercellen differentiatie en genereren hoogverrijkt (> 70-90%) ventriculaire-achtige cardiomyocytes gewonnen.