Een abonnement op JoVE is vereist om deze inhoud te bekijken. Log in of start vandaag met uw gratis proefperiode.

Methodenartikel

Generatie van 3D-organoïden voor de hele long uit geïnduceerde pluripotente stamcellen voor het modelleren van longontwikkelingsbiologie en -ziekte

8.8K weergaven

DOI:

10.3791/62456

12 april 2021

In dit artikel

Samenvatting

Het artikel beschrijft stapsgewijze gerichte differentiatie van geïnduceerde pluripotente stamcellen naar driedimensionale hele longorganoïden die zowel proximale als distale epitheellongcellen bevatten, samen met mesenchym.

Samenvatting

De ontwikkeling en ziekte van menselijke longen is moeilijk te bestuderen vanwege het gebrek aan biologisch relevante in vitro modelsystemen. Door de mens geïnduceerde pluripotente stamcellen (hiPSC's) kunnen stapsgewijs worden gedifferentieerd in 3D meercellige longorganoïden, gemaakt van zowel epitheliale als mesenchymale celpopulaties. We reconstrueren embryonale ontwikkelingssignalen door tijdelijk een verscheidenheid aan groeifactoren en kleine moleculen te introduceren om efficiënt definitief endoderm, anterieur voorgut endoderm en vervolgens longvoorlopercellen te genereren. Deze cellen worden vervolgens ingebed in groeifactor gereduceerd (GFR) -keldermembraanmatrixmedium, waardoor ze zich spontaan kunnen ontwikkelen tot 3D-longorganoïden als reactie op externe groeifactoren. Deze hele longorganoïden (WLO) ondergaan vroege longontwikkelingsstadia, waaronder vertakkende morfogenese en rijping na blootstelling aan dexamethason, cyclisch AMP en isobutylxanthine. WLO's bezitten luchtwegepitheelcellen die de markers KRT5 (basaal), SCGB3A2 (club) en MUC5AC (bokaal) tot expressie brengen, evenals alveolaire epitheelcellen die HOPX (alveolair type I) en SP-C (alveolair type II) tot expressie brengen. Mesenchymale cellen zijn ook aanwezig, waaronder gladde spier actine (SMA) en van bloedplaatjes afgeleide groeifactorreceptor A (PDGFRα). iPSC-afgeleide WLO's kunnen vele maanden in 3D-kweekomstandigheden worden gehandhaafd en kunnen worden gesorteerd op oppervlaktemarkers om een specifieke celpopulatie te zuiveren. iPSC-afgeleideWLO's kunnen ook worden gebruikt om de ontwikkeling van menselijke longen te bestuderen, inclusief signalering tussen het longepitheel en mesenchym, om genetische mutaties op de functie en ontwikkeling van menselijke longcellen te modelleren en om de cytotoxiciteit van infectieuze agentia te bepalen.

Inleiding

De long is een gecompliceerd, heterogeen, dynamisch orgaan dat zich ontwikkelt in zes verschillende stadia - embryonale, pseudoglandulaire, canalculaire, sacculaire, alveolaire en microvasculaire rijping1,2. De laatste twee fasen treden pre- en postnataal op in de menselijke ontwikkeling, terwijl de eerste vier stadia uitsluitend plaatsvinden tijdens de foetale ontwikkeling, tenzij vroeggeboorte optreedt3. De embryonale fase begint in de endodermale kiemlaag en eindigt met het ontluiken van de luchtpijp en longknoppen. Longontwikkeling vindt gedeeltelijk plaats via signalering tussen de epitheel- en mesenchymale cellen4. Deze interacties resulteren in longvertakking, proliferatie, cellulaire lotbepaling en cellulaire differentiatie van de zich ontwikkelende long. De long is verdeeld in geleidende zones (luchtpijp naar de terminale bronchiolen) en ademhalingszones (respiratoire bronchiolen naar de longblaasjes). Elke zone bevat unieke epitheelceltypen; inclusief basale, secretoire, trilhaar-, borstel-, neuro-endocriene en ionocytcellen in de geleidende luchtwegen5, gevolgd door alveolaire type I- en II-cellen in het respiratoire epitheel6. Er is nog veel onbekend over de ontwikkeling en reactie op letsel van de verschillende celtypen. iPSC-afgeleide longorganoïde modellen maken de studie mogelijk van mechanismen die de ontwikkeling van menselijke longen stimuleren, de effecten van genetische mutaties op de longfunctie en de respons van zowel het epitheel als het mesenchym op infectieuze agentia zonder de noodzaak van primair menselijk longweefsel.

Markers die overeenkomen met de verschillende stadia van embryonale differentiatie omvatten CXCR4, cKit, FOXA2 en SOX17 voor definitief endoderm (DE)7, FOXA2, TBX1 en SOX2 voor anterieur foregut endoderm (AFE)8 en NKX2-1 voor vroege longvoorlopercellen9. Bij embryonale longontwikkeling verdeelt het voorgut zich in de dorsale slokdarm en ventrale luchtpijp. De knoppen van de rechter- en linkerlong verschijnen als twee onafhankelijke uitstulpingen rond de tracheale knop10. Tijdens vertakkende morfogenese produceert het mesenchym rond het epitheel elastisch weefsel, gladde spieren, kraakbeen en vasculatuur11. De interactie tussen het epitheel en mesenchym is essentieel voor een normale longontwikkeling. Dit omvat de afscheiding van FGF1012 door het mesenchym en SHH13 geproduceerd door het epitheel.

Hier beschrijven we een protocol voor de gerichte differentiatie van hiPSC's in driedimensionale (3D) hele longorganoïden (WLO). Hoewel er vergelijkbare benaderingen zijn die isolatie van longvoorlopercellen omvatten via sortering in het LPC-stadium om alveolaire-achtige 14,15 (distale) organoïden of airway16 (proximale) organoïden te maken, of ventraal-anterieure foregut-sferoïden te genereren om menselijke longorganoïden te maken die alveolaire cel- en mesenchymale markers tot expressie brengen en knoptipvoorloperorganoïden17 , is de kracht van deze methode de opname van zowel longepitheel- als mesenchymale celtypen om longvertakkingsmorfogenese, rijping en expansie in vitro te patroon en te orkestreren.

Dit protocol maakt gebruik van kleine moleculen en groeifactoren om de differentiatie van pluripotente stamcellen te sturen door middel van definitief endoderm, anterieur voorgut endoderm en longvoorlopercellen. Deze cellen worden vervolgens geïnduceerd in 3D-organoïden voor de hele long door middel van belangrijke ontwikkelingsstappen, waaronder vertakking en rijping. De samenvatting van het differentiatieprotocol is weergegeven in figuur 1a met representatieve brightfieldbeelden van endodermale en organoïde differentiatie in figuur 1b. Figuur 1c,d toont de genexpressiedetails van endodermale differentiatie en de genexpressie van zowel de proximale als distale populaties van longepitheelcellen na voltooiing van de differentiatie.

Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.

Protocol

Dit studieprotocol werd goedgekeurd door de Institutional Review Board van UCSD's Human Research Protections Program (181180).

1. Definitieve endoderm-inductie uit geïnduceerde pluripotente stamcellen (dag 1 - 3)

  1. Ontdooi langzaam groeifactor gereduceerd (GFR)-keldermembraan (BM) matrixmedium op ijs 30 minuten voor gebruik. Verdun in koud DMEM/F12 mengsel het GFR BM-matrixmedium 1:1 zodanig dat het 50% van dit medium uitmaakt. Plaats P1000 pipetpunten in de vriezer om te koelen voor gebruik.
  2. Bestrijk elke put van een 12-putplaat met 500 μL 50% GFR-keldermembraanmatrixmedium bereid in ijskoude DMEM /F12. Zodra het gewenste aantal putten is gecoat, verwijdert u overtollig mediummengsel en/of bubbels uit putten en plaatst u de plaat op ijs of koelkast bij 4 °C gedurende 20 minuten om uit te zetten. Verplaats vervolgens de plaat 's nachts naar de couveuse bij 37 °C om te gelen en te drogen.
  3. Zodra hiPSC's 70-90% confluentie bereiken, voegt u 10 μM Rho-geassocieerde kinase (ROCK) -remmer Y-27632 toe een uur voorafgaand aan de dissociatie. Zuig de media af en was eenmaal met Fosfaat gebufferde zoutoplossing (PBS). Dissocieer hiPSC's door cellosperementmedium toe te voegen (0,5 ml / put van een 12-well plaat) en incubeer gedurende 20 minuten bij 37 ° C in een 5% CO2-incubator .
  4. Verwijder platen uit de incubator en voeg 0,5 ml /12-put stamceldoorgangsmedium (tabel 1) toe aan de putten; triturate cellen voorzichtig met behulp van een P1000-tip om eencellige suspensie te verkrijgen. Breng gedissocieerde cellen over in een conische centrifugebuis van 15 ml; centrifugeer gedurende 5 min bij 300 x g.
  5. Zuig het medium af en resuspend de celkorrel met 1 ml mTeSR Plus-media aangevuld met 10 μM ROCK-remmer (Y-27632). Voer een celtelling uit. Voeg 2,0 x 105 hiPSC's toe in 1 ml mTeSR aangevuld met ROCK-inhibitor Y-27632 per put van een 12-well GFR-basement membraan medium gecoate plaat. Incubeer 's nachts bij 37 °C.
    OPMERKING: Het aantal zaaicellen moet per cellijn worden geoptimaliseerd. 24 uur na het beplaten moeten putten 50% -70% confluent zijn.
  6. Aspirateer op dag 1 de mTeSR Plus en voeg definitive endoderm (DE) inductiemedia (tabel 1) toe, aangevuld met 100 ng/ml humaan activine A en 5 μM GSK3β-remmer/Wnt-activator CHIR99021.
    OPMERKING: DE media met GSK3β-remmer/Wnt-activator CHIR99021 moeten binnen 20-24 uur na dag 1 DE-inductie worden verwijderd voor een succesvolle differentiatie.
  7. Op dag 2 en dag 3, overschakelen op DE-inductiemedia aangevuld met 100 ng / ml activine A alleen.
    OPMERKING: DE-differentiatie mag in totaal niet langer zijn dan 72 uur, anders neemt de werkzaamheid af. Op dag 4, als grote celafsterving wordt waargenomen, verlaagt u de totale blootstellingstijd van DE media met 6-12 uur.
  8. Om de DE-efficiëntie te analyseren, bevestigt u meer dan 90% CXCR4- en/of cKit-expressie via flowcytometrie of immunofluorescentieanalyse van FOXA2 en/of SOX17 (figuur 2a).

2. Anterior foregut endoderm (AFE) inductie (Dag 4 - 6)

  1. Verander op dag 4 de media in serumvrij basaal medium (SFBM) (tabel 1) aangevuld met 10 μM SB431542 en 2 μM dorsomorfine voor AFE-inductie. Verander AFE-media dagelijks gedurende 3 dagen (dag 4, dag 5 en dag 6).
  2. Om de AFE-efficiëntie te analyseren, bevestigt u de robuuste expressie van SOX2, TBX1 en FOXA2 via immunofluorescentiekleuring (figuur 2b).

3. Longvoorlopercel (LPC) differentiatie (Dag 7 - 16)

  1. Ontdooi op dag 7 het GFR-keldermembraanmatrixmedium op ijs. Zuig de AFE media af en was goed met 1x PBS. Voeg 1 ml celloslatingsoplossing toe en incubeer gedurende 10 minuten bij 37 °C.
  2. Voeg 1 ml blusmedium (2% FBS in DMEM/F12) toe aan de putjes met celloslatingsoplossing. Houd cellen als aggregaten door zachtjes op en neer te pipetteren. Zorg ervoor dat alle cellen worden losgemaakt en overgebracht in een conische centrifugebuis van 15 ml. Centrifugeer gedurende 5 min bij 300 x g.
  3. Verwijder het supernatant en resuspend de celkorrel in quenching medium aangevuld met 10 ng / ml humaan recombinant botmorfogene eiwit-4 (BMP4), 0,1 μM all-trans retinoïnezuur (RA), 3 μM GSK3β-remmer / Wnt-activator CHIR99021 en 10 μM rock inhibitor Y-27632.
  4. Voer een celtelling uit. Voeg 2,5 x 105 cellen toe aan 100 μL koud GFR-keldermembraanmatrixmedium, meng goed en plaats de druppel in een put van een 12-putplaat. Incubeer de plaat bij 37 °C gedurende 30-60 minuten om het medium te laten polymeriseren. Voeg 1 ml LPC-media aangevuld met 10 μM ROCK-remmer Y-27632 per put toe om ervoor te zorgen dat de mediumdruppel volledig wordt ondergedompeld en incamineer 's nachts bij 37 °C.
  5. Verander op dag 8, 24 uur na LPC-inductie, het LPC-medium om ROCK-remmer Y-27632 te verwijderen. Vervang het LPC-medium om de dag gedurende in totaal 9-11 dagen.
    OPMERKING: Als het medium binnen 24 uur geel wordt, verander dan elke dag van medium.
  6. Om de LPC-efficiëntie te analyseren, bevestigt u de robuuste expressie van de intracellulaire transcriptiefactor NKX2-1 of voert u flowcytometrie uit voor oppervlaktemarkers CD47hi/CD26low15 of CPM18 (figuur 2c). Grofweg moeten de LPC-sferoïden rond en transparant zijn (figuur 2c).
    OPMERKING: Ga niet verder met longorganoïde differentiatie als de efficiëntie van NKX2-1 lager is dan 30%.

4.3D long organoïde inductie (dag 16 - 22)

  1. Op dag 17 ontdooi GFR-keldermembraanmatrixmedium op ijs. Aspirateer het LPC-inductiemedium. Voeg vervolgens 2 μg/ml dispase (1 ml) toe aan de put en resuspend het medium/dispase mengsel met een P1000 pipet. Incubeer bij 37 °C gedurende 15 min. Trituraer het mengsel opnieuw en incubeer bij 37 °C gedurende nog eens 15 minuten.
  2. Breng de dispase en cellen over in een conische centrifugebuis van 15 ml. Gebruik gekoeld PBS (2-3 ml) om de put te wassen en het dispase/celmengsel opnieuw te suspenderen. Centrifugeer gedurende 5 min bij 400 x g. Verwijder het supernatant handmatig en zorg ervoor dat de medium/celkorrellaag niet wordt losgemaakt. Herhaal de gekoelde PBS-was en centrifugeer de conische centrifugebuis nog eens 5 minuten bij 400 x g.
  3. Verwijder het supernatant handmatig en voeg vervolgens 2 ml dissociatieoplossing op basis van trypsine toe aan de conische centrifugebuis. Incubeer bij 37 °C gedurende 12 min.
  4. Na incubatie resuspend cellen met een P1000 pipetpunt. Voeg vervolgens een gelijk volume blusmedia toe aan de conische centrifugebuis en draai gedurende 5 minuten op 400 x g . Aspirateer de supernatant- en resuspendcellen in blusmedium + 10 μM ROCK-remmer Y-27632.
    OPMERKING: Succesvolle longorganoïde inductie treedt op wanneer cellen zijn ingebed als aggregaten, niet als afzonderlijke cellen, die het pipetteren dienovereenkomstig aanpassen.
  5. Voer een celtelling uit. Bereken het volume dat nodig is om 5,0-8,0 x 104 cellen per put te verkrijgen. Aliquot de LPC-cel aggregeert in microcentrifugebuizen van 1,5 ml en centrifugeer gedurende 5 minuten bij 400 x g. Verwijder overtollig supernatant en zorg ervoor dat u de celkorrel niet roert. Laat slechts 10 μL restmedia achter.
  6. Suspensie de celkorrel opnieuw in 200 μL koud GFR-keldermembraanmatrixmedium en voeg toe aan celkweekmembraaninzetstukken (6,5 mm diameter, 0,4 μm porie, polyestermembraan). Incubeer de plaat bij 37 °C gedurende 30-60 minuten om het GFR-keldermembraanmatrixmedium te laten polymeriseren.
  7. Voeg 1 ml 3D-organoïde inductiemedium (tabel 1) aangevuld met fibroblastgroeifactor-7 (FGF7) (10 ng / ml), FGF10 (10 ng / ml), GSK3β-remmer / Wnt-activator CHIR (3 μM), epidermale groeifactor (EGF) (10 ng / ml) en 10 μM ROCK-remmer Y-27632 toe aan de basolaterale kamer van het membraaninzetstuk. Vervang het medium om de andere dag gedurende 6 dagen.

5.3D Long organoïde vertakking (Dag 23 - 28)

  1. Op dag 23 verandering naar 3D-vertakkingsmedium (tabel 1) aangevuld met FGF7 (10 ng / ml), FGF10 (10 ng / ml), GSK3β-remmer / Wnt-activator CHIR99021 (3 μM), RA (0,1 μM), EGF (10 ng / ml) en vasculaire endotheelgroeifactor (VEGF) / placentale groeifactor (PlGF) (10 ng / ml). Vervang het medium om de andere dag gedurende 6 dagen.
    OPMERKING: Op dag 6 van 3D-vertakkingsdifferentiatie zouden er meerdere vertakkende organoïden moeten zijn (figuur 2).

6.3D long organoïde rijping (dag 29 - 34)

  1. Op dag 29, verander naar 3D-rijpingsmedium (tabel 1), wat hetzelfde is als 3D-vertakkingsmedium, maar met de toevoeging van dexamethason (50 nM), cAMP (100 μM) en en 3-isobutyl-1-methylxanthine (IBMX), een fosfodiësteraseremmer die ook isobutylxanthine (100 μM) wordt genoemd. Vervang het medium om de andere dag gedurende 6 dagen.
    OPMERKING: Binnen 24 uur na 3D-rijping moeten de vertakkende organoïden uitzetten en veranderen in transparante bollen.

7.3D Immunocytochemie van longorganoïden

  1. Voor 3D-organoïde analyse van de hele long, fixeer GFR-keldermembraanmatrixmedium in de membraaninzetstukken met 4% paraformaldehyde (PFA) gedurende 1 uur bij 4 °C. Insluiten in paraffine en monteren op dia's volgens standaard gepubliceerde protocollen.
  2. Voer antigeen ophalen uit voorafgaand aan het kleuren. Luchtwegmarkers omvatten KRT5, MUC5AC en SCGB3A2. Alveolaire markers omvatten SP-C, SP-B, HTII-280, HTI-56 en HOPX (figuur 3).

8. Verwijdering van hele longorganoïden uit GFR-keldermembraanmatrixmedium voor passage, FACS of cryopreservatie

  1. Om de organoïden te distantiëren van het GFR-keldermembraanmatrixmedium, verwijdert u media uit de basale kamer en voegt u 2 μg / ml dispase (1 ml) toe aan de apicale kamer.
  2. Trituraleer het medium /dispase mengsel voorzichtig met een P1000 pipet en plaats gedurende 15 minuten in de couveuse. Trituraleer het mengsel opnieuw voorzichtig en incubeer nog eens 15 minuten.
  3. Voeg 1 ml gekoeld PBS (4 °C) toe en breng organoïden met het matrixmedium over in een conische centrifugebuis van 15 ml. Draai 5 min. op 400 x g . Verwijder het bovennatuurlijke middel voorzichtig, om de celkorrel niet te verstoren.
  4. Was nogmaals met 1 ml gekoelde PBS en draai gedurende 5 minuten op 400 x g . Verwijder het supernatant voorzichtig, om het medium/celmengsel niet te verstoren.
  5. Voeg 1 ml celloslatingsoplossing toe aan de conische centrifugebuis, triturateer voorzichtig het GFR-Basement membraanmatrixmedium/celmengsel. Plaats in de incubator gedurende 12 minuten voor passaging cellen als aggregaten of voor cryopreservatie), of 20 minuten voor eencellige suspensie.
  6. Voeg een gelijk volume blusmedia toe en draai gedurende 5 minuten op 400 x g . Resuspend in blusmedium + 10 μM ROCK-remmer Y-27632.
    OPMERKING: Bij deze stap mag geen resterend keldermembraanmedium in de buis worden gezien. Als het resterende medium overblijft, herhaalt u stap 8.5 en 8.6.
  7. Voer een celtelling uit. Bereken het volume dat nodig is voor downstream-toepassingen.

Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.

Resultaten

24 uur na plating, dag 1, moeten iPSC's 50% -90% confluent zijn. Op dag 2 moet DE 90%-95% confluent zijn. Tijdens DE-inductie is het gebruikelijk om significante celdood te observeren op dag 4, maar gehechte cellen behouden een compacte kasseienmorfologie (figuur 2b). Stop met differentiatie als de meerderheid van de aanhangende cellen loskomt en overweeg de blootstelling aan DE-media met activine A met 6-12 uur te verkorten. Tijdens AFE-inductie is de celdood minimaal en blijven cellen aanh...

Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.

Discussie

De succesvolle differentiatie van 3D-organoïden voor de hele long (WLO) is gebaseerd op een meerstapsprotocol van 6 weken met aandacht voor detail, inclusief tijd van blootstelling aan groeifactoren en kleine moleculen, cellulaire dichtheid na passaging en de kwaliteit van hiPSC's. Zie tabel 2 voor probleemoplossing. hiPSC's moeten ongeveer 70% -80% confluent zijn, met minder dan 5% spontane differentiatie voorafgaand aan dissociatie. Dit protocol vraagt om "mTeSR plus" medium; gewoon "mTeSR" medium is e...

Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.

Openbaarmakingen

De auteurs hebben niets te onthullen.

Dankbetuigingen

Dit onderzoek werd ondersteund door het California Institute for Regenerative Medicine (CIRM) (DISC2-COVID19-12022).

Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.

Materialen

Lijst van materialen gebruikt in dit artikel
NaamBedrijfCatalogusnummerOpmerkingen
Celcultuur
12 well platesCorning3512
12-well inserts, 0.4um, translucidVWR10769-208
2-mercaptoethanolSigma-AldrichM3148
AccutaseInnovative Cell TechAT104
ascorbinezuurSigmaA4544
B27 zonder retinoïnezuurThermoFisher12587010
Bovine serum albumin (BSA) Fraction V, 7,5% oplossingGibco15260-037
DispaseStemCellTech7913
DMEM/F12Gibco10565042
FBSGibco10082139
GlutamaxLife Technologies35050061
Ham’s F12Invitrogen11765-054
HEPESGibco15630-080
Iscove’s Modified Dulbecco’s Medium (IMDM) + GlutamaxInvitrogen31980030
Knockout Serum Replacement (KSR)Life Technologies10828028
MatrigelCorning354230
MonothioglycerolSigmaM6145
mTeSR plus Kit (10/case)Stem Cell Tech5825
N2ThermoFisher17502048
NEAALife Technologies11140050
Pen/strepLonza17-602F
ReleSRStem Cell Tech5872
RPMI1640 + GlutamaxLife Technologies12633012
TrypLEGibco12605-028
Y-27632 (Rock Inhibitor)R&D Systems1254/1
Groeifactoren/Kleine moleculen
Activine AR&D Systems338-AC
All-trans retinoïnezuur (RA)Sigma-AldrichR2625
BMP4R&D Systems314-BP/CF
Br-cAMPSigma-AldrichB5386
CHIR99021Abcamab120890
DexamethasonSigma-AldrichD4902
DorsomorphinR&D Systems3093
EGFR&D Systems236-EG
FGF10R&D Systems345-FG/CF
FGF7R&D Systems251-KG/CF
IBMX (3-Isobutyl-1-methylxanthine)Sigma-AldrichI5879
SB431542R&D Systems1614
VEGF/PIGFR&D Systems297-VP/CF
Primaire antilichamenVerdunningssnelheid
CXCR4-PER&D SystemsFAB170P1:200 (F)
HOPXSanta Cruz Biotechsc-3987030.180555556
HTII-280Terrace BiotechTB-27AHT2-2800.145833333
KRT5Abcamab526350.180555556
NKX2-1Abcamab760130.25
NKX2-1-APCLS-BIOLS-C2644371:1000 (F)
proSPCAbcamab408710.215277778
SCGB3A2Abcamab1818530.25
SOX2InvitrogenMA1-0140.180555556
SOX9R&D SystemsAF30750.180555556
SPB (volwassen)7 Hills486041: 1500 (F) 1:500 (W)a
SPC (volwassen)LS BioLS-B91611:100 (F); 1:500 (W) a

Referenties

  1. Ten Have-Opbroek, A. A. Lung development in the mouse embryo. Experimental Lung Research. 17 (2), 111-130 (1991).
  2. Perl, A. K., Whitsett, J. A. Molecular mechanisms controlling lung morphogenesis. Clinical Genetics. 56 (1), 14-27 (1999).
  3. Leibel, S., Post, M. Endogenous and exogenous stem/progenitor cells in the lung and their role in the pathogenesis and treatment of pediatric lung disease. Frontiers in Pediatrics. 4, 36(2016).
  4. Hines, E. A., Sun, X. Tissue crosstalk in lung development. Journal of Cellular Biochemistry. 115 (9), 1469-1477 (2014).
  5. Montoro, D. T., et al. A revised airway epithelial hierarchy includes CFTR-expressing ionocytes. Nature. 560 (7718), 319-324 (2018).
  6. Barkauskas, C. E., et al. Type 2 alveolar cells are stem cells in adult lung. The Journal of Clinical Investigation. 123 (7), 3025-3036 (2013).
  7. D'Amour, K. A., et al. Efficient differentiation of human embryonic stem cells to definitive endoderm. Nature Biotechnology. 23 (12), 1534-1541 (2005).
  8. Green, M. D., et al. Generation of anterior foregut endoderm from human embryonic and induced pluripotent stem cells. Nature Biotechnology. 29 (3), 267-272 (2011).
  9. Ikeda, K., Shaw-White, J. R., Wert, S. E., Whitsett, J. A. Hepatocyte nuclear factor 3 activates transcription of thyroid transcription factor 1 in respiratory epithelial cells. Molecular Cell Biology. 16 (7), 3626-3636 (1996).
  10. Schittny, J. C. Development of the lung. Cell and Tissue Research. 367 (3), 427-444 (2017).
  11. Mecham, R. P. Elastin in lung development and disease pathogenesis. Matrix Biology: Journal of the International Society for Matrix Biology. 73, 6-20 (2018).
  12. Bellusci, S., Grindley, J., Emoto, H., Itoh, N., Hogan, B. L. Fibroblast growth factor 10 (FGF10) and branching morphogenesis in the embryonic mouse lung. Development. 124 (23), 4867-4878 (1997).
  13. Bellusci, S., et al. Involvement of Sonic hedgehog (Shh) in mouse embryonic lung growth and morphogenesis. Development. 124 (1), 53-63 (1997).
  14. Yamamoto, Y., et al. Long-term expansion of alveolar stem cells derived from human iPS cells in organoids. Nature Methods. 14 (11), 1097-1106 (2017).
  15. Hawkins, F., et al. Prospective isolation of NKX2-1-expressing human lung progenitors derived from pluripotent stem cells. The Journal of Clinical Investigation. 127 (6), 2277-2294 (2017).
  16. McCauley, K. B., Hawkins, F., Kotton, D. N. Derivation of epithelial-only airway organoids from human pluripotent stem cells. Current Protocols in Stem Cell Biology. 45 (1), 51(2018).
  17. Miller, A. J., et al. Generation of lung organoids from human pluripotent stem cells in vitro. Nature Protocols. 14 (2), 518-540 (2019).
  18. Gotoh, S., et al. Generation of alveolar epithelial spheroids via isolated progenitor cells from human pluripotent stem cells. Stem Cell Reports. 3 (3), 394-403 (2014).
  19. Huang, S. X., et al. Efficient generation of lung and airway epithelial cells from human pluripotent stem cells. Nature Biotechnology. 32 (1), 84-91 (2014).
  20. Endale, M., et al. Temporal, spatial, and phenotypical changes of PDGFRα expressing fibroblasts during late lung development. Developmental Biology. 425 (2), 161-175 (2017).
  21. Fatehullah, A., Tan, S. H., Barker, N. Organoids as an in vitro model of human development and disease. Nature Cell Biology. 18 (3), 246-254 (2016).
  22. Nikolić, M. Z., Rawlins, E. L. Lung organoids and their use to study cell-cell interaction. Current Pathobiology Reports. 5 (2), 223-231 (2017).
  23. Calvert, B. A., Ryan Firth, A. L. Application of iPSC to modelling of respiratory diseases. Advances on Experimental Medicine and Biology. 1237, 1-16 (2020).
  24. McCulley, D., Wienhold, M., Sun, X. The pulmonary mesenchyme directs lung development. Current Opinion in Genetics and Development. 32, 98-105 (2015).
  25. Blume, C., et al. Cellular crosstalk between airway epithelial and endothelial cells regulates barrier functions during exposure to double-stranded RNA. Immunity, Inflammation and Disease. 5 (1), 45-56 (2017).
  26. Leibel, S. L., et al. Reversal of surfactant protein B deficiency in patient specific human induced pluripotent stem cell derived lung organoids by gene therapy. Scientific Reports. 9 (1), 13450(2019).
  27. Rock, J. R., et al. Basal cells as stem cells of the mouse trachea and human airway epithelium. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 106 (31), 12771-12775 (2009).
  28. Gonzalez, R. F., Allen, L., Gonzales, L., Ballard, P. L., Dobbs, L. G. HTII-280, a biomarker specific to the apical plasma membrane of human lung alveolar type II cells. The Journal of Histochemistry and Cytochemistry: Official Journal of the Histochemistry Society. 58 (10), 891-901 (2010).
  29. McCauley, K. B., et al. Single-cell transcriptomic profiling of pluripotent stem cell-derived SCGB3A2+ airway epithelium. Stem Cell Reports. 10 (5), 1579-1595 (2018).
  30. Sekine, K., et al. Robust detection of undifferentiated iPSC among differentiated cells. Scientific Reports. 10 (1), 10293(2020).
  31. Jacquet, L., et al. Strategy for the creation of clinical grade hESC line banks that HLA-match a target population. EMBO Molecular Medicine. 5 (1), 10-17 (2013).
  32. Mattapally, S., et al. Human leukocyte antigen class I and II knockout human induced pluripotent stem cell-derived cells: universal donor for cell therapy. Journal of the American Heart Association. 7 (23), 010239(2018).

Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.

Herprints en machtigingen

Tags

3D celkweeklongontwikkelingziekte modelleringdefinitief endodermvertakkingsmorfogeneselongprogenitorcellenepitheliale mesenchymale interactieimmunocytochemie