Ten protokół zawiera szczegółowe procedury izolacji komórek pochodzących z moczu od pacjentów z dystrofią mięśniową; ich skuteczne i szybkie przeprogramowanie poprzez transdukcję wirusa Sendai.
Subskrypcja JoVE jest wymagana do oglądania tego materiału. Zaloguj się lub rozpocznij bezpłatny okres próbny.
Artykuł metodologiczny
Ten protokół zawiera szczegółowe procedury izolacji komórek pochodzących z moczu od pacjentów z dystrofią mięśniową; ich skuteczne i szybkie przeprogramowanie poprzez transdukcję wirusa Sendai.
Kardiomiopatia dystroficzna jest słabo poznaną konsekwencją dystrofii mięśniowej. Generowanie indukowanych pluripotencjalnych komórek macierzystych (iPSC) od pacjentów z dystrofią mięśniową jest nieocenionym źródłem komórkowym dla systemów modelowych chorób in vitro i może być wykorzystywane do badań przesiewowych leków. Komórki moczu pochodzące od pacjentów zostały wykorzystane w skutecznym przeprogramowaniu na indukowane pluripotencjalne komórki macierzyste w celu modelowania kardiomiopatii dystroficznej1. Odnosząc się do obaw związanych z bezpieczeństwem integracji systemów wektorowych, przedstawiamy protokół wykorzystujący nieintegrujący wektor wirusa Sendai do transdukcji czynników Yamanaka do komórek moczu pobranych od pacjentów z dystrofią mięśniową. Protokół ten generuje w pełni przeprogramowane klony w ciągu 2-3 tygodni. Komórki pluripotencjalne są wolne od wektorów przez pasaż-13. Te dystroficzne iPSC mogą być różnicowane w kardiomiocyty i wykorzystywane do badania mechanizmów choroby lub do badań przesiewowych leków.
Kardiomiopatia jest drugą najczęstszą przyczyną zgonów u pacjentów z dystrofią mięśniową Duchenne'a i Beckera (MD). Chociaż mutacje w genie dystrofiny sprzężonej z chromosomem X występują w stosunku 1:3500 urodzeń płci męskiej, bardzo niewiele wiadomo na temat zdarzeń molekularnych i komórkowych prowadzących do postępującego uszkodzenia mięśnia sercowego. Ludzkie indukowane pluripotencjalne komórki macierzyste pochodzące od pacjentów z dystrofią mięśniową stały się nowym narzędziem do badania mechanizmów leżących u podstaw choroby i do wykorzystania w badaniach przesiewowych leków1,2.
Przewidywany dyskomfort związany z biopsjami skóry lub próbkami krwi może zniechęcić młodych pacjentów i/lub ich opiekunów do wyrażenia zgody na udział w badaniu. Próbki moczu są nieinwazyjnym źródłem komórek somatycznych, które można poddać metodom przeprogramowania. Niedawno wykazaliśmy, że komórki moczu pobrane od pacjentów z dystrofią mięśniową mogą być hodowane i skutecznie przeprogramowywane do iPSC za pomocą transdukcji retrowirusowej z czynnikami Yamanaka (Oct3/4, Sox2, Klf4 i c-Myc; OSKM)1. Wadą retrowirusowego dostarczania genów jest losowa integracja genów przeprogramowujących z chromosomami gospodarza. Aby przezwyciężyć to ograniczenie, użyliśmy nieintegrującego się wirusa Sendai do przeprogramowania komórek moczu.
Ten protokół szczegółowo opisuje przeprogramowanie wirusa Sendai izolowanych komórek moczu od pacjentów z dystrofią mięśniową, które następnie mogą być różnicowane w kardiomiocyty lub inne typy komórek do dalszych badań. Protokół ten można również dostosować do innych chorób specyficznych dla pacjenta.
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
UWAGA: Pacjenci i/lub ich opiekunowie powinni wyrazić świadomą zgodę na udział w badaniu zatwierdzonym przez Institutional Review Board.
1. i preparaty pożywek
2. Pobieranie próbek moczu
3. Izolacja i ekspansja komórek moczu
UWAGA: Wykonaj następujące kroki w sterylnych warunkach w Komorze Bezpieczeństwa Biologicznego BSL2.
4. Przeprogramowanie komórek moczowych za pomocą wirusa Sendai
UWAGA: Podczas manipulowania środkami transfekującymi zaleca się właściwe obchodzenie się i stosowanie środków ochrony osobistej (PPE). Wykonaj następujące czynności w sterylnych warunkach w komorze bezpieczeństwa biologicznego BSL2. Zaleca się właściwą utylizację czynnika transfekującego i/lub transfekowanych komórek, aby uniknąć ryzyka zagrożeń dla środowiska i zdrowia. Do przeprogramowania komórek moczu użyj zestawu do przeprogramowania Sendai z modyfikacjami protokołu zależnego od podajnika producenta, jak opisano poniżej.
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Większość komórek progenitorowych wyizolowanych z ludzkiego moczu wykazuje pozytywny wynik w kierunku markerów progenitorów uroepithelialnych i perycytycznych, takich jak CD44, CD73 oraz CD146 (odpowiednio 97,37%, 97,09% i 97,3%; Rycina 1A i 1B). Komórki te wykazują również ekspresję innych markerów mezenchymalnych, takich jak alfa-aktyna mięśni gładkich oraz wimentyna (Rycyna 1B). Analiza RT-PCR dostarcza dowodów na obecność mieszanej populacji komórek w kulturach, o cz...
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Modelowanie chorób sercowo-naczyniowych za pomocą iPSC staje się powszechnym podejściem do zrozumienia wkładu genetycznego4-6. Niektórych nieprzewidzianych trudności w pobieraniu próbek komórek od pacjentów, zwłaszcza małych dzieci, można uniknąć, oferując opcję nieinwazyjnego podejścia, takiego jak pobieranie moczu. W tej młodej populacji pacjentów często trudno jest zebrać wystarczającą ilość moczu, aby wytworzyć wystarczającą ilość komórek moczu do przeprogramowania. Szkolenie małych pacjentów, aby pili pły...
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Autorzy oświadczają, że nie mają konkurencyjnych interesów finansowych.
Rozwój tego protokołu był wspierany przez Advancing a Healthier Wisconsin i National Center for Advancing Translational Sciences, National Institutes of Health, poprzez grant numer 8UL1TR000055. Wyłączną odpowiedzialność za jego treść ponoszą autorzy i niekoniecznie reprezentują one oficjalne poglądy NIH.
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
| Nazwa | Firma | Numer katalogowy | Komentarze |
|---|---|---|---|
| Materiały | |||
| 4 Oz. Kubek na próbki z pokrywką | STL Zaopatrzenie medyczne | M9AMSAS340 | do pobierania próbek moczu |
| 15 ml Probówki BD-Falcon | Fisher Scientific | 352097 | |
| 50 ml Rurki BD-Falcon | Fisher Scientific | 352098 | |
| Okrągłe szklane szkiełka nakrywkowe | Fisher Scientific | 12-545-81 | |
| Zestaw do przeprogramowania CytoTune-iPS Sendai Life Technologies | A1378-001 | ||
| PBS, pH 7,4 | Life Technologies | 10010-023 | |
| Pen-Strep bez glutaminy | Life Technologies | 15140-122 | Ciepły w 37 stopniach; C kąpiel wodna przed użyciem |
| RPMI Medium 1640 | Life Technologies | 11875-093 | Ciepła w 37 stopniach; C Kąpiel wodna przed użyciem |
| B-27 Suplement z insuliną (50x) | Life Technologies | 17504-044 | Ciepły w 37 stopniach; C Kąpiel wodna przed użyciem |
| Suplement B-27 bez insuliny (50x) | Life Technologies | 0050129SA | Ciepły w 37 stopniach; C Kąpiel wodna przed użyciem |
| DMEM/F12 (1:1) | Life Technologies | 11330-032 | Ciepła w 37 stopniach; C kąpiel wodna przed użyciem |
| Versene, 1:5,000 | Life Technologies | 15040066 | Warm in 37 ° C kąpiel wodna przed użyciem |
| bFGF (10 &mikro; g) | Life Technologies | 13256-029 | Ciepły w 37 & stopni; C kąpiel wodna przed użyciem |
| Wkłady do licznika komórek | Life Technologies | C10228 | |
| Knockout Serum (500 ml Butelka) | Life Technologies | 10828-028 | Ciepły w 37 stopniach; C kąpiel wodna przed użyciem |
| Recovery Cell Culture Freezing Medium | Life Technologies | 12648-010 | |
| Keratynocyte-SFM (1x), Liquid | Life Technologies | 17005-042 | Ciepłe w 37 & stopniach; C kąpiel wodna przed użyciem |
| DMEM, Wysoka Glukoza, Glutamax | Life Technologies | 10566-016 | Ciepły w 37 & stopni; C kąpiel wodna przed użyciem |
| Ham's F-12 Nutrient Mix | Life Technologies | 11765-054 | Ciepły w 37 stopniach; C kąpiel wodna przed użyciem |
| EGF Rekombinowane białko ludzkie, Liquid Form | Life Technologies | PHG0311L | Warm in 37 & deg; C kąpiel wodna przed użyciem |
| Insulina, rekombinant ludzki, Soln | Life Technologies | 12585-014 | Ciepły w 37 & stopni; C kąpiel wodna przed użyciem |
| TeSR-E8 | Stem Cell Technologies | 5940 | Ciepła w 37 stopniach; C kąpiel wodna przed użyciem |
| Inhibitor ROCK (Y-27632) | Selleck | S1049 | Ciepły w 37 stopniach; C Kąpiel wodna przed użyciem |
| Matrigel | BD Biosciences | 354277 | Matryca z kwalifikacją hESC, LVED Free |
| RNeasy Mini Kit | Qiagen | 74104 | |
| Zestaw do syntezy cDNA iScript | Bio-Rad | 170-8890 | |
| DreamTaq Green PCR Master Mix (2x) | Thermo-Scientific | K1081 | |
| Kwalifikowany FBS | Sigma Aldrich | F6178 | Ciepły w 37 stopniach; C kąpiel wodna przed użyciem |
| Bioreagent adeninowy | Sigma Aldrich | A2786-5G | Ciepły w 37 stopniach; C Kąpiel wodna przed użyciem |
| Toksyna od Vibrio cholerae | Sigma Aldrich | C8052-.5MG | Ciepła w 37 stopniach; C kąpiel wodna przed użyciem |
| Hydrokortyzon | Sigma Aldrich | H0888-1G | Ciepły w 37 & stopni; C kąpiel wodna przed użyciem |
| Holo-transferyna od człowieka | Sigma Aldrich | T0665-50MG | Ciepła w 37 stopniach; C kąpiel wodna przed użyciem |
| 3,3',5-trijodo-L-tyronina sól sodowa | Sigma Aldrich | T6397-100MG | Ciepła w 37 stopniach; C kąpiel wodna przed użyciem |
| DAPI | Santa Cruz Biotechnology | SC-3598 | |
| Fluoromount Aquous podłoże montażowe | Sigma Aldrich | F4680 | |
| 16% Paraformaldehyd | Alfa-Aesar | 43368 | |
| Przeciwciała | |||
| Mouse anty CD44 - oznaczone FITC | BD Biosciences | 560977 | |
| Mouse anty CD146 - oznaczone PE | BD Biosciences | 561013 | |
| Mouse anti CD73 - oznaczone PE | BD Biosciences | 561014 | |
| Mysia aktyna anty-&alfa;-mięśni gładkich | Sigma Aldrich | A2547 | |
| Mysz anty-Vimentin | Abcam ab8978-100 | ||
| Mysz Anti - TRA-1-81 | Life Technologies | 411100 | |
| Królik anty 3/4 października | Santa Cruz Biotechnology | SC-9081 | |
| Mysz Anti Dystrofin | Leica Biosystems | NCL-DYSB |
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.