Alle cijfers in dit verslag werden verkregen met 201B7-PAX3-GFP iPSCs, waarin EGFP één allel voor de codering sequence van PAX3 in exon 1 vervangt. Oprichting van 201B7-PAX3-GFP iPSCs elders beschreven (H. Sakurai, persoonlijke mededeling). De statistische significantie werd geëvalueerd aan de hand van statistische software. P-waarden lager dan 0,05 significant werden beschouwd.
Karakterisatie van menselijke iPSC-afgeleide PSM en SM cellen
Om te beoordelen van de differentiatie van menselijke iPSCs naar SM steunmaatregelen de PSM (figuur 2A), FACS analyse, werden ICC, en analyse van de RT-qPCR uitgevoerd. Zoals blijkt uit figuur 2B, waren meer dan 85% van de cellen positief voor DLL1, een marker voor PSM, maar negatief voor PAX3, een marker van SM, na 4 dagen van PSM inductie met menselijke iPSCs. Vervolgens werd deze populatie PAX3 positieve SM cellen na 4 dagen van SM inductie. De PSM-SM overgang werd ook bevestigd door ICC (figuur 2C) en RT-qPCR (figuur 2D). TBX6, MSGN1 en WNT3A, PSM markeringen waren uitgedrukt op de PSM staat (dag 4), maar niet uitgedrukt op de SM staat (dag 8). PARAXIS, MEOX1 en PAX3, SM markeringen, waren uitgedrukt op SM, maar niet uitgedrukt op PSM. Bovendien alleen op de kruising van de cel, na de toevoeging van SB431542 met CHIR99021 kleuring van CDH11, een marker van epithelialized SM, opgebouwd (figuur 2E).
Karakterisering van SM derivaten geïnduceerde van menselijke iPSC-afgeleide cellen van de SM
Om te beoordelen van de potentie van de differentiatie van menselijke iPSC afkomstige SM, differentiatie naar DM, MYO D, SCL en SYN (figuur 3A) werd beoordeeld door ICC analyse en PAX3 (GFP)-fluorescentie. Zoals blijkt uit figuur 3B, DM differentiatie werd bevestigd door ALX4 en EN1 kleuring en PAX3 (GFP)-fluorescentie; MYO differentiatie werd bevestigd door MYOD, MYOG en Myosin zware ketting (MHC) kleuring; D differentiatie werd bevestigd door EN1 en PDGFRa kleuring; SCL differentiatie werd bevestigd door PAX1, PAX9 en NKX3.2 vlekken; en SYN differentiatie wordt bevestigd door SCX, MKX, COL1A1 en COL1A2 vlekken.
Karakterisering van geïnduceerde D en SYN
1. enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA) voor functionele analyse van iPSC afkomstige D
In het menselijk lichaam is een van de primaire functies van dermale fibroblasten het afscheiden van extracellulaire matrix (ECM) eiwitten, zoals collageen en hyaluronzuur die de huid hydrateren en helpen met het ondersteunen van de structuur van de huid. Om aan te tonen dat een vergelijkbare hoeveelheid collageen type 1 en hyaluronzuur eiwitten waren uitgescheiden in het kweekmedium van iPSC afkomstige D en HDF, werd ELISA uitgevoerd, zoals wordt weergegeven in figuur 4A.
2. mechanische rekken stimulatie assay voor functionele analyse van iPSC afkomstige SYN
Zoals verscheidene studies hebben reeds gemeld, mechanische stimulatie heeft invloed op de ontwikkeling van de pees vóór en na de geboorte, en bevordert de differentiatie van de tenocytes van18,19van de cellen van de voorloper. Dus, het is algemeen bekend dat reactiviteit op mechanische stress een van de kenmerken van tenocytes is. Om aan te tonen de vergelijkbare reactiviteit van menselijke iPSC afkomstige SYN en menselijke volwassen tenocytes, werd een mechanische stretch stimulatie test uitgevoerd zoals aangegeven in figuur 4B.

Figuur 1: schematische weergave van de hiërarchische differentiatie van Paraxiale mesoderm. Presomitic mesoderm is een celpopulatie die Transient ontstaat tijdens de vroege embryogenese en segmentatie te formulier somieten ondergaat. Somieten zijn een voorbijgaande stamcel bevolking die aanleiding geeft tot meerdere celtypen, zoals sclerotome, dermomyotome, syndetome, dermatoom en myotome cellen, die uiteindelijk in de pees/Ligament, bot-/ kraakbeen, skeletspieren en dermis onderscheiden cellen. Klik hier voor een grotere versie van dit cijfer.

Figuur 2: FACS, RT-qPCR en ICC analyse van menselijke iPSC afkomstige PSM en SM (A) Schematische weergave van een protocol voor SM differentiatie via PSM. (B) vertegenwoordiger dot plot van DLL1 kleuring en PAX3 (GFP)-fluorescentie op dag 4 van PSM inductie en dag 4 (dag 8 vanaf iPSC) van SM inductie. (C) vertegenwoordiger immunocytochemische beelden en PAX3 (GFP)-fluorescentie op dag 4 van PSM inductie en dag 4 (dag 8 vanaf iPSC) van SM inductie. Cellen werden gekleurd met anti-TBX6, PARAXIS en MEOX1 antilichamen (rood) en samen met de DAPI (blauw) gekleurd of gedetecteerd met PAX3 (GFP)-fluorescentie (groen). (D) RT-qPCR analyse van merkers voor PSM en SM op iPSC, PSM en SM. De middelen ± standaardfout (S.E.) uit drie sets van experimenten staan. (E) vertegenwoordiger immunocytochemische beelden op dag 4 (dag 8 vanaf iPSC) voor SM, gekweekt in S10I10 (combinatie van SB431542 en IWR1, een inhibitor van de omwenteling van de WNT signalering), S10 (SB431542), en S10C5 (combinatie van SB431542 en CHIR99021) voorwaarden. Cellen werden gekleurd met anti-CDH11 antistof (rood) en mede gekleurd met DAPI (blauw). iPS, geïnduceerde pluripotente stamcellen; PSM, presomitic mesoderm; SM, Somiet; S10, SB431542 10 ΜM; C5, CHIR99021 5 ΜM; I10, IWR1 10 ΜM; Schaal bars = 50 μm. Dit cijfer is gewijzigd van Nakajima et al. (2018)15. Klik hier voor een grotere versie van dit cijfer.

Figuur 3: ICC analyse van DM, MYO D, SCL en SYN onderscheiden van menselijke iPSC afkomstige SM (A) Schematische weergave van protocollen voor SM derivaten differentiatie. (B) vertegenwoordiger immunocytochemische beelden en PAX3 (GFP)-fluorescentie op dag 3 (dag 11 vanaf iPSC) van DM inductie, dag 30 (dag 41 vanaf iPSC) van MYO inductie, dag 9 (dag 20 van iPSC) van D inductie, dag 3 (dag 11 vanaf iPSC) van SCL inductie en dag 21 (dag 32 van iPSC) van SYN-inductie. DM, cellen werden gekleurd met anti-ALX4 en EN1 antilichamen (rood) en samen met de DAPI (blauw) gekleurd of gedetecteerd met PAX3 (GFP)-fluorescentie (groen); MYO, cellen werden gekleurd met anti-MYOD, MYOG (rood) en MHC (cyaan) antilichamen, ook mede gekleurd met DAPI (blauw); D, cellen werden gekleurd met anti-EN1 (rood) en PDGFRa (cyaan) antilichamen en co gekleurd met DAPI (blauw); SCL, cellen werden gekleurd met anti-PAX1, PAX9 en NKX3.2 (rood) antilichamen, en mede gekleurd met DAPI (blauw); SYN, cellen werden gekleurd met anti-SCX, MKX, COL1A1 en COL1A2 (rood) antilichamen, en mede gekleurd met DAPI (blauw). DM, dermomyotome; MYO, myotome; D, dermatoom; SCL, sclerotome; SYN, syndetome; Schaal bars = 50 μm. Dit cijfer is gewijzigd van Nakajima et al. (2018)15. Klik hier voor een grotere versie van dit cijfer.

Figuur 4: functionele test van geïnduceerde D en SYN. (A) het bedrag van collageen type 1 en hyaluronic acid eiwitten in het kweekmedium werden geanalyseerd door ELISA. (B) het effect van mechanische stretch stimulatie op geïnduceerde SYN en menselijke volwassen tenocytes werd beoordeeld door RT-qPCR. De middelen ± standaardfout (S.E.) uit drie sets van experimenten staan. * p < 0.05; ** p < 0,01; p < 0.001 door Dunnett van meerdere vergelijkingen t-test t.o.v. Stretch (-); n.s, niet significant, HDF, menselijke volwassen dermale fibroblast. Dit cijfer is gewijzigd van Nakajima et al. (2018)15. Klik hier voor een grotere versie van dit cijfer.
| Medium/oplossing | Reagant | Concentratie |
| CDM Basaal medium | Iscove van bewerkt Dulbecco van middellange/Ham F12 | 1:1 |
| Penicilline/streptomycine | 0,5% |
| Chemisch welbepaald lipide concentraat | 1% |
| APO-transferrine | 15 mg/mL |
| Monothioglycerol | 450 mM |
| Bovien serumalbumine | 5 mg/mL |
| Insuline | 7 mg/mL |
| CTK-oplossing | Water | - |
| Trypsine | 0,25% |
| Collagenase IV | 0,1 mg/mL |
| Calciumchloride | 1 mM |
| Knock-out SR | 20% |
| D inductie medium | CDM Basaal medium | - |
| CHIR99021 | 5 ΜM |
| BMP4 | 10 ng/mL |
| DM inductie medium | CDM Basaal medium | - |
| CHIR99021 | 5 ΜM |
| BMP4 | 10 ng/mL |
| ECM-oplossing | Kunstmatige extracellulaire matrix | 0,3 mg/mL |
| DMEM/F12 | - |
| FACS buffer | PBS | - |
| Bovien serumalbumine | 0,1% |
| Feeder-vrije cel kweekmedium | mTeSR1 | - |
| Penicilline/streptomycine | 0,5% |
| HDF kweekmedium | DMEM | - |
| Foetale runderserum | 10% |
| hESC medium | Primate ES cel medium | - |
| Penicilline/streptomycine | 0,5% |
| FGF2 | 4 ng/mL |
| MYO inductie medium | CDM Basaal medium | - |
| CHIR99021 | 5 ΜM |
| PSM inductie medium | CDM Basaal medium | - |
| SB431542 | 10 ΜM |
| CHIR99021 | 10 ΜM |
| DMH1 | 2 ΜM |
| FGF2 | 20 ng/mL |
| SCL inductie medium | CDM Basaal medium | - |
| SAG | 100 nM |
| LDN193189 | 0,6 ΜM |
| SM inductie medium | CDM Basaal medium | - |
| SB431542 | 10 ΜM |
| CHIR99021 | 5 ΜM |
| SYN inductie middellange-1 | CDM Basaal medium | - |
| FGF8 | 20 ng/mL |
| SYN inductie middellange-2 | CDM Basaal medium | - |
| BMP7 | 10 ng/mL |
| TGFΒ3 | 10 ng/mL |
Tabel 1: Media en oplossing recepten.
| NAAM | Voorwaarts | Omgekeerde |
| ACTB | CACCATTGGCAATGAGCGGTTC | AGGTCTTTGCGGATGTCCACGT |
| COL1A1 | GGACACAGAGGTTTCAGTGGT | GCACCATCATTTCCACGAGC |
| MEOX1 | GAGATTGCGGTAAACCTGGA | GAACTTGGAGAGGCTGTGGA |
| MSGN1 | GGAGAAGCTCAGGATGAGGA | GTCTGTGAGTTCCCCGATGT |
| PARAXIS | TCCTGGAGAGCTGTGAGGAT | CACACCCTGTCACCAACAGT |
| PAX3 | AGGAAGGAGGCAGAGGAAAG | CAGCTGTTCTGCTGTGAAGG |
| SCX | CCCAAACAGATCTGCACCTTC | GCGAATCGCTGTCTTTCTGTC |
| TBX6 | AGCCTGTGTCTTTCCATCGT | AGGCTGTCACGGAGATGAAT |
| TNMD | CCCTTCATGCTGAAGCCACTT | CTCACTTTCAGCAGAATTGGGG |
| WNT3A | CAAGATTGGCATCCAGGAGT | ATGAGCGTGTCACTGCAAAG |
Tabel 2: Primer reeksen voor RT-qPCR analyse.
| | Concentratie |
1e Antilichaam | ALX4_Goat | 1/50 |
| CDH11_Mouse | 1/1000 |
| COL1A1_Rabbit | 1/100 |
| COL2A1_Mouse | 1-2 μg/mL |
| EN1_Rabbit | 1/50 |
| MEOX1_Rabbit | 1/50 |
| MHC_Rabbit | 1/200 |
| MKX_Rabbit | 1/50 |
| MYOD_Rabbit | 1/500 |
| MYOG_Mouse | 1/400 |
| NKX3.2_Rabbit | 1/50 |
| PARAXIS_Rabbit | 1/50 |
| PAX1_Rabbit | 1/50 |
| PAX9_Rabbit | 1/50 |
| PDGFRa_Goat | 1/100 |
| SCX_Rabbit | 1/50 |
| TBX6_Goat | 1/50 |
2e Antilichaam | Ezel anti geit IgG(H+L) secundaire antibody555 | 1/500 |
| Ezel anti geit IgG(H+L) secundaire antibody647 | 1/500 |
| Geit anti muis IgG(H+L) secundaire antibody555 | 1/500 |
| Geit anti konijn IgG(H+L) secundaire antibody555 | 1/500 |
| Geit anti konijn IgG(H+L) secundaire antibody647 | 1/500 |
Tabel 3: Eerste en tweede antilichamen voor ICC.