Artykuł metodologiczny

Transfekcja, selekcja i zbieranie kolonii ludzkich indukowanych pluripotencjalnych komórek macierzystych Ukierunkowanych na TALEN z genem GFP do AAVS1 Safe Harbor

DOI:

10.3791/52504

1 lutego 2015

W tym artykule

Podsumowanie

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Edycja genów za pośrednictwem TALEN-TALEN w locus AAVS1 umożliwia wysoce efektywną addycję transgenów w ludzkich iPSC. Protokół ten opisuje procedury przygotowania iPSC do dostarczania TALEN i wektora dawcy, transfekcji iPSC oraz selekcji i izolacji klonów iPSC w celu osiągnięcia ukierunkowanej integracji genu GFP w celu wygenerowania linii reporterowych.

Streszczenie

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Ukierunkowana addycja transgenu może zapewnić trwałą ekspresję genów, jednocześnie omijając mutagenezę genów i mutagenezę insercyjną spowodowaną losową integracją za pośrednictwem wektora wirusowego. Protokół ten opisuje uniwersalną i wydajną platformę ukierunkowanej addycji transgenów w ludzkich iPSC, opartą na wykorzystaniu zwalidowanych TALEN-ów typu open source i dawcy przypominającego pułapkę genową w celu dostarczenia transgenów do locus bezpiecznej przystani. Co ważne, efektywna edycja genów jest ograniczona przez wydajność dostarczania wektorów edycji genów. W związku z tym protokół ten koncentruje się w pierwszej kolejności na przygotowaniu iPSC do transfekcji w celu osiągnięcia wysokiej wydajności dostarczania jądrowego. Kiedy iPSC są dysocjowane na pojedyncze komórki za pomocą delikatnego odczynnika do dysocjacji komórek i transfekowane za pomocą zoptymalizowanego programu, można skłonić >50% komórek do przejęcia dużych wektorów edycji genów. Ponieważ locus AAVS1 znajduje się w intronie aktywnego genu (PPP1R12C), do selekcji docelowych komórek iPS użyto genu opornego na puromycynę (PAC) sprzężonego z akceptorem splicingu (SA), wykluczając komórki tylko z losową integracją i nietransfekowane. Strategia ta znacznie zwiększa szansę na uzyskanie docelowych klonów i może być również wykorzystana w innych eksperymentach z aktywnym celowaniem genowym. Dwa tygodnie po selekcji puromycyny w dawce dostosowanej do specyficznej linii iPSC, klony są gotowe do pobrania poprzez ręczne rozwarstwienie dużych, izolowanych kolonii na mniejsze kawałki, które są przenoszone na świeże podłoże w mniejszym dołku w celu dalszej ekspansji oraz badań genetycznych i funkcjonalnych. Można postępować zgodnie z tym protokołem, aby łatwo uzyskać wiele linii reporterowych iPSC GFP, które są przydatne do obrazowania in vivo i in vitro oraz izolacji komórek.

Wprowadzenie

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Zdolność do przeprogramowania ludzkich komórek somatycznych w embrionalne indukowane komórki macierzyste (iPSC) została po raz pierwszy odkryta przez Takahashi et al. w 2007 roku1. Wykazano, że ludzkie fibroblasty skóry transdukowane retrowirusami wyrażającymi cztery czynniki transkrypcyjne (tak zwane czynniki Yamanaka Oct3/4, Sox2, c-Myc i Klf4) okazały się bardzo podobne do ludzkich embrionalnych komórek macierzystych (hESC) w oparciu o morfologię, proliferację, ekspresję genów i status epigenetyczny; Co najważniejsze, iPSC są również zdolne do różnicowania się w komórki wszystkich trzech listków rozrodczych1. Potencjał proliferacyjny i zdolność różnicowania iPSC sprawiają, że są one bardzo atrakcyjnymi narzędziami; Dzięki przeprogramowaniu komórek pochodzących od pacjentów cierpiących na określone choroby, komórki iPS mogą być wykorzystywane zarówno jako systemy modelowe chorób in vitro, jak i jako potencjalne środki terapeutyczne.

Dla tego ostatniego celu, kilka kwestii musi zostać poruszonych, zanim pełny potencjał iPSC w warunkach klinicznych będzie mógł zostać zrealizowany; potencjał rakotwórczy hodowanych in vitro hESC i iPSC, użycie pochodnych ksenogennych podczas przeprogramowania i utrzymania komórek oraz potrzeba śledzenia przeszczepionych komórek in vivo są kluczowymi przeszkodami w klinicznym zastosowaniu pluripotencjalnych komórek macierzystych (Sprawdzone przez Hentze et at.2). Idealnym rozwiązaniem potrzeby śledzenia zróżnicowanych komórek po przeszczepie byłby wizualnie wykrywalny marker, który jest odporny na wyciszanie i różnorodność niezależnie od zastosowania. Silna i trwała ekspresja zintegrowanych transgenów jest najłatwiejsza do osiągnięcia, gdy egzogenne DNA jest wprowadzane do loci "bezpiecznej przystani"; Oznacza to, że miejsca genomowe umożliwiają wystarczającą transkrypcję zintegrowanego wektora, jednocześnie łagodząc zaburzenia ekspresji w sąsiednich genach3. Jednym z takich miejsc, które zostało bardzo dobrze scharakteryzowane od czasu jego odkrycia, jest miejsce integracji wirusa związanego z adenowirusem 1 (AAVS1), w pierwszym intronie genu podjednostki regulatorowej 12C (PPP1R12C) fosfatazy białkowej 1. Wykazano, że locus ten nie tylko umożliwia trwałą i solidną ekspresję zintegrowanych transgenów poprzez wydłużony czas w hodowli i różnicowaniu in vitro 3, ale także chroni otaczające geny przed zaburzeniami transkrypcji4; Uważa się, że obie cechy wynikają z obecności endogennych elementów izolatora chromatyny otaczających miejsceAAVS1 5.

Postępy w narzędziach inżynierii genomu w ciągu ostatniej dekady znacznie ułatwiły łatwość i efektywność, z jaką można osiągnąć manipulacje genetyczne w dowolnym typie komórki. Podczas gdy wczesne udane eksperymenty opierały się na niezwykle niskich poziomach endogennej rekombinacji homologicznej (HR) z wprowadzonym dawcą w celu osiągnięcia celowania genów w ESC6,7, zastosowanie nukleaz specyficznych dla miejsca, takich jak nukleazy palca cynkowego (ZFN), które znacząco indukują rekombinację homologiczną poprzez generowanie dwuniciowego pęknięcia DNA, znacznie zwiększyło skuteczność takich eksperymentów8,9. Ponowne wykorzystanie zarówno efektorów podobnych do aktywatorów transkrypcji (TALE) patogennych dla roślin rodzajów Xanthomonas, jak i prokariotycznego systemu zgrupowanych, regularnie rozmieszczonych krótkich powtórzeń palindromicznych (CRISPR)/Cas9 w wydajne, specyficzne dla miejsca nukleazy zaprojektowane sprawiły, że celowanie genów w pluripotencjalne komórki macierzyste stało się dostępną i praktyczną metodologią10-13.

Niedawny artykuł opisywał skuteczną metodę stabilnej integracji zielonej kasety reporterowej fluorescencyjnej z locus bezpiecznej przystani AAVS1 w ludzkich iPSC przy użyciu nukleaz TALE (TALENs)14. Te ukierunkowane iPSC zachowały swoją fluorescencję nawet po skierowanym różnicowaniu do kardiomiocytów i przeszczepieniu do mysiego modelu zawału mięśnia sercowego (MI), dostarczając mocnych dowodów na użyteczność takich stabilnie fluorescencyjnych pluripotencjalnych komórek macierzystych14. Aby uzyskać docelowe kolonie, zastosowano metodę pułapki genowej, w której sekwencja peptydu samorozszczepiającego 2A za pomocą syplingu-akceptora (SA) umieszcza gen N-acetylotransferazy puromycyny (PAC) pod kontrolą endogennego promotora PPP1R12C; w związku z tym tylko iPSC, które włączyły dawcę DNA w locus AAVS1, wyrażają PAC, co czyni je wybieralnymi na podstawie oporności na puromycynę; (Rysunek 1,15). Protokół ten szczegółowo opisuje procedury generowania iPSC AAVS1-GFP opisane w niedawnym artykule14, w tym proces transfekcji iPSC za pomocą TALEN-ów i dawcy 9,8 kb w celu integracji fragmentu DNA o wielkości 4,2 kb z locus bezpiecznej przystani AAVS1, selekcji iPSC na podstawie oporności na puromycynę i wybierania kolonii do ekspansji klonalnej. Techniki opisane w niniejszym dokumencie mogą być stosowane do wielu eksperymentów inżynierii genomu.

Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.

Protokół

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

1. Przygotowanie matrycy membrany podstawnej i powlekanie wyrobów z tworzyw sztucznych

  1. Zamrożony materiał z matrycą błony podstawnej umieścić w temperaturze od -20 °C do lodu i rozmrozić przez noc w temperaturze 4 °C.
  2. Po rozmrożeniu odpipetować 2 mg podwielokrotności macierzy błony podstawnej do wstępnie schłodzonych probówek Eppendorfa. Przechowuj je w temperaturze -20 °C do czasu, gdy będą potrzebne.
  3. Aby przygotować płytki pokryte matrycą membrany podstawnej, rozmrozić jedną porcję na lodzie, aż ostatni kawałek lodu w probówce eppendorfa zniknie (zwykle w ciągu ~2 godzin).
  4. Po rozmrożeniu dodać matrycę błony podstawnej do 12 ml zimnego (4 °C) DMEM/F12, aby uzyskać roztwór do powlekania matrycy membrany podstawnej.
  5. Dodać roztwór macierzy błony podstawnej do odpowiedniego naczynia hodowlanego. W przypadku płytki 6-dołkowej należy dozować 1 ml na dołek. Zakręć płytą, aby upewnić się, że roztwór matrycy membrany podstawnej całkowicie zakrywa każdą studzienkę.
  6. Parafilm uszczelnić płytę/naczynie pokryte matrycą membrany podstawnej i inkubować w temperaturze pokojowej przez 1 godzinę przed użyciem. Alternatywnie, płyty/naczynia pokryte membraną podstawną należy przechowywać w temperaturze 4 °C i zużyć w ciągu 2 tygodni od nałożenia powłoki.
    UWAGA: Dodaj dodatkowy DMEM/F12 do płyty/naczynia pokrytego matrycą membrany podstawnej, aby zapobiec wysuszeniu. Przed użyciem płyty/naczynia pokrytego membraną podstawową o temperaturze 4 °C należy umieścić je w komorze bezpieczeństwa biologicznego i pozostawić do osiągnięcia temperatury pokojowej na co najmniej 30 minut.
  7. Całkowicie odessać matrycę błony podstawnej przed dodaniem pożywki i komórek.

2. Przygotowanie podłoża E8

  1. Przygotować pożywkę E8, rozmrażając suplement E8 przez noc w temperaturze 4 °C.
  2. Usunąć 10 ml podłoża podstawowego E8 z 500 ml bulionu i wyrzucić.
  3. Odpipetować całą 10 ml fiolkę z suplementem E8 bezpośrednio do 490 ml podłoża podstawowego E8. Nie podgrzewać kompletnego podłoża E8 w łaźni wodnej o temperaturze 37 °C, ponieważ powtarzające się wahania temperatury mogą spowodować degradację bFGF w całym podłożu E8.
  4. Zużyć kompletną pożywkę E8 w ciągu 2 tygodni od dodania suplementu.

3. Rozmrażanie iPSC

  1. Wyjąć fiolkę z zamrożonymi iPSC z ciekłego azotu i umieścić na suchym lodzie.
  2. Szybko rozmrozić fiolkę w łaźni wodnej o temperaturze 37 °C; obracać fiolkę w łaźni wodnej do momentu, aż pozostanie tylko niewielki fragment lodu.
  3. Spryskać fiolkę 70% etanolem i przenieść do komory bezpieczeństwa biologicznego.
  4. Dodać kroplami 1 ml pożywki E8 o temperaturze pokojowej bezpośrednio do fiolki.
  5. Za pomocą pipety o pojemności 2 ml przenieść zawiesinę komórek kroplami do 9 ml pożywki E8 w stożkowej probówce o pojemności 15 ml. Często obracaj probówką, aby upewnić się, że komórki i podłoże dobrze się mieszają.
  6. Odwirować komórki przy 200 x g przez 5 minut.
  7. Odessać supernatant i ponownie zawiesić osad komórkowy w odpowiedniej objętości E8 uzupełnionej 10 μM Y-27632.
  8. Dodać komórki do odpowiedniej liczby studzienek pokrytych matrycą z membraną podstawną i umieścić na noc w inkubatorze o temperaturze 37 °C i 5% CO2 . Zaleca się płytki co najmniej 0,2 x 106 iPSC na dołek płytki 6-dołkowej, aby umożliwić szybkie odzyskanie po rozmrożeniu.

4. Konserwacja i rutynowe przechodzenie iPSC

  1. Odświeżaj pożywkę E8 codziennie.
  2. Monitoruj morfologię i zbieganie się komórek za pomocą odwróconego mikroskopu. Wysokiej jakości iPSC rosną w płaskich koloniach z wyraźnymi granicami; poszczególne kolonie mają wygląd "podobny do kostki brukowej".
  3. Przejście komórek iPSC, gdy osiągną ~70% konfluencji.
  4. Przygotować roztwór pasażujący EDTA, dodając 0,9 g NaCl i 500 μl 0,5 M EDTA do 500 ml DPBS. Dobrze wymieszaj, aby rozpuścić NaCl i filtr próżniowy do sterylizacji. Przed pasażowaniem ogrzać porcję roztworu pasażującego w łaźni wodnej o temperaturze 37 °C.
  5. Aby przejść, odessać zużytą pożywkę hodowlaną i przemyć komórki raz równą objętością ciepłego roztworu pasażowego. Aspirat i odpipetować wystarczającą ilość roztworu pasującego EDTA, aby pokryć komórki (1 ml na dołek płytki 6-dołkowej).
  6. Umieść komórki pod odwróconym mikroskopem i obserwuj kolonie iPSC. Pojawienie się w koloniach i podniesionych granicach powinno stać się widoczne w ciągu 2 do 5 minut.
  7. Ostrożnie zassać roztwór pasażujący EDTA.
  8. Za pomocą pipety o pojemności 10 ml dozować 4 ml pożywki E8 (w przypadku użycia płytki 6-dołkowej) pod wysokim ciśnieniem bezpośrednio do każdej studzienki, która ma być przepuszczona.
  9. Zbierz grudki iPSC i podziel je na odpowiednią liczbę dołków w zależności od proporcji podziału od 1:8 do 1:12. Nie należy pipetować zbyt mocno, ponieważ dezagregacja grudek komórek spowoduje słabą żywotność.
  10. Umieść płytkę w inkubatorze i kilkakrotnie kołysz płytką w przód iw tył oraz na boki, aby rozproszyć komórki.

5. Przygotowanie MEFów i iPSC do Tansfection

  1. 48 godzin przed transfekcją należy przepuścić iPSC w temperaturze ~ 1:6 do czterech lub więcej studzienek 6-dołkowej płytki pokrytej matrycą membrany podstawnej, tak aby za dwa dni były one w 70% zlewane.
  2. Następnego dnia rozmrozić DR4 MEF do pożywki MEF składającej się z DMEM (wysoki poziom glukozy) uzupełnionego 10% FBS i 1x MEM-NEAA.
  3. Umieścić DR4 MEF na dwóch 10-centymetrowych szalkach w temperaturze ~ 2 x 104 komórki/cm2 i inkubować przez noc w temperaturze 37 °C.
  4. W dniu transfekcji należy zmienić pożywkę MEF na E8 uzupełnioną 10 μM Y-27632 30 minut przed wykonaniem transfekcji na iPSC.
  5. Opcjonalnie: Jeśli pożądana jest analiza cytometryczna przepływowa iPSC po transfekcji, należy usunąć płytkę pokrytą membraną podstawną z 4 °C i umieścić w temperaturze pokojowej.
  6. Opcjonalnie: 4 godziny przed transfekcją uzupełnij hodowlę iPSC przed transfekcją Y-27632 w końcowym stężeniu 10 μM.

6. Leczenie odczynnikiem dysocjacji komórek delikatnych i transfekcja iPSC za pomocą systemu elektroporacji

  1. Usunąć roztwór do transfekcji komórek pierwotnych P3 z 4 °C i pozostawić do osiągnięcia temperatury pokojowej na ~30 minut. Przed użyciem dodać cały 100 μl suplementu do roztworu do transfekcji.
  2. Ciepły odczynnik do dysocjacji delikatnych komórek w łaźni wodnej o temperaturze 37 °C.
  3. Uzyskać TALENY AAVS1 (pZT-AAVS1-L1 i pZT-AAVS1-R1) oraz dawcę AAVS1-CAG-EGFP od -20 °C.
  4. Wyjąć iPSC z inkubatora i przemyć je raz za pomocą DPBS.
  5. Dodać 1 ml odczynnika do dysocjacji delikatnych komórek do dołka i inkubować iPSC w temperaturze 37 °C przez 5 minut lub do momentu, gdy więcej niż 50% komórek oddzieli się od naczynia hodowlanego.
  6. Odpipetuj komórki kilka razy w górę i w dół za pomocą pipety p1000, aby oddzielić wszelkie pozostałe komórki od naczynia hodowlanego i rozbić grudki iPSC.
  7. Dodać 2 ml pożywki E8 do każdego dołka i kilkakrotnie pipetować w górę i w dół za pomocą pipety o pojemności 10 ml, aby dalej dezagregować grudki komórek na pojedyncze komórki
    UWAGA: Wydajność transfekcji znacznie spada, jeśli grudki komórek nie są wystarczająco zdezagregowane.
  8. Zebrać iPSC do stożkowej probówki o pojemności 15 ml i odwirować przy 100 x g przez 3 minuty.
  9. Odessać supernatant i ponownie zawiesić komórki w minimalnej ilości pożywki E8.
  10. Policz komórki za pomocą hemocytometru po nałożeniu ważnego barwnika, takiego jak 0,4% błękitu trypanowego. Upewnij się, że komórki są wystarczająco zdysocjowane podczas liczenia (1-3 komórki na "kępę").
  11. Dozować 3 x 106 komórek do każdej z dwóch stożkowych probówek o pojemności 15 ml i ponownie odwirowywać w temperaturze 100 x g przez 3 minuty
    UWAGA: Wirowanie z niską prędkością zmniejsza obciążenie komórek i umożliwia łatwe ponowne zawieszenie iPSC przed elektroporacją.
  12. Ustawić system elektroporacji na program specyficzny dla typu komórki dla linii ludzkich embrionalnych komórek macierzystych H9 (Program CB-150).
  13. Po odwirowaniu odessać supernatant z osadów komórkowych. Do jednej osadki dodać 10 μg dawcy HR jako próbkę kontrolną. Do drugiego osadu dodać 10 μg dawcy HR wraz z 5 μg każdego TALEN-a (pZT-AAVS1-L1 i pZT-AAVS1-R1) jako próbkę doświadczalną.
  14. Zawiesić każdą osadkę komórkową w 100 μl roztworu do transfekcji komórek pierwotnych P3 i przenieść do kuwety.
  15. Wykonaj transfekcję i natychmiast dodaj 500 μl pożywki E8 o temperaturze pokojowej do każdej kuwety.
  16. Przenieść transfekowane iPSC kroplami do jednej 10-centymetrowej płytki zawierającej MEF DR4 przygotowane w kroku 5.4.
  17. Opcjonalnie: Dodaj kilka kropli z każdego eksperymentu do jednej studzienki 6-dołkowej płytki pokrytej matrycą membrany podstawnej, jeśli pożądana jest analiza cytometrii przepływowej wydajności transfekcji.
  18. Powtórz kroki 6.15-6.17, aby zakończyć obie próbki. Następnego dnia należy dwukrotnie przemyć komórki DPBS i zmienić pożywkę hodowlaną na NutriStem, który wydaje się wspierać hodowlę iPSC na karmnikach lepiej niż E8.
  19. Przejściowa ekspresja EGFP osiąga szczyt w 48 do 72 godzinach po transfekcji; oceń skuteczność transfekcji zgodnie z potrzebami.

7. Puromycyna Wybór docelowych iPSC

  1. Rozpocznij selekcję puromycyny 72 godziny po transfekcji, gdy iPSC osiągną 70% konfluencji.
  2. W przypadku iPSC NCRM5 selekcję puromycyny należy rozpocząć od 0,5 μg/ml puromycyny (1/2 pełnej dawki) rozcieńczonej na pożywce hodowlanej NutriStem. Optymalne stężenie puromycyny może wahać się od 0,25 do 1 μg/mlL dla niektórych linii iPSC.
  3. Hodowla iPSC w NutriStem + 0,5 μg/ml puromycyny przez 3 dni, codziennie odświeżając podłoże.
  4. Po 3 dniach należy zwiększyć stężenie puromycyny do 1 μg/ml.
  5. Hodowla iPSC pod wpływem 1 μg/ml puromycyny przez kolejne 7 do 8 dni lub do momentu, gdy odrębne kolonie pojawią się wystarczająco duże, aby można było je pobrać.

8. Wybieranie kolonii i rozszerzanie docelowych iPSC

  1. Użyj macierzy błony podstawnej, aby pokryć 96-dołkową płytkę, dozując 50 μl roztworu do powlekania macierzy błony podstawnej (2 mg matrycy błony podstawnej rozcieńczonej w 12 ml DMEM/F12) do każdej studzienki. Przechowywać płytkę w temperaturze 4 °C przez noc przed użyciem.
  2. Po odczekaniu, aż płyta pokryta matrycą membrany podstawowej osiągnie temperaturę pokojową, odessać matrycę membrany podstawnej i dozować 100 μl E8 uzupełnionego 10 μM Y-27632 do każdej studzienki.
  3. Umieść odwrócony mikroskop w komorze bezpieczeństwa biologicznego i lekko spryskaj 70% EtOH w celu sterylizacji.
  4. Przeciągnij szklaną pipetę Pasteura na palnik Bunsena, aby uzyskać idealne narzędzie do zbierania kolonii, które ma mały "haczyk" na końcówce. Wysterylizuj 70% EtOH i umieść w kapturze do wyschnięcia.
  5. Wyjąć z inkubatora szalkę zawierającą docelowe kolonie iPSC i umieścić w kapturze pod mikroskopem.
  6. Wybierz iPSC, rysując okrąg wokół granicy kolonii za pomocą narzędzia do wybierania kolonii.
  7. Użyj "haczyka" narzędzia do zbierania kolonii, aby delikatnie zeskrobać i usunąć kolonię iPSC z powierzchni płytki. W przypadku większych kolonii narysowanie znaku X za pomocą narzędzia do zbierania kolonii, aby poćwiartować kolonię, ułatwi wzrost komórek po ponownym posiewaniu.
  8. Gdy grudki komórek zostaną odłączone i swobodnie unoszą się na wodzie, użyj pipety p200 ustawionej na ~30 μl, aby zebrać iPSC. Umieść komórki bezpośrednio w płytce 96-dołkowej.
  9. Opcjonalnie: za pomocą pipety p20 ustawionej na ~5 μl zebrać iPSC do probówki Eppendorfa, a następnie dodać 50 μl odczynnika do dysocjacji komórek delikatnych do trawienia przez 5 minut w temperaturze 37 °C. Po roztrawieniu dodać 500 μl pożywki E8 do probówki Eppendorfa, aby rozcieńczyć odczynnik do dysocjacji komórek delikatnych i odwirować komórki przy 200 x g w standardowej mikrowirówce stołowej przez 5 minut. Następnie odessać większość pożywki i pozostawić ~30 μl do ponownego zawieszenia i przeniesienia komórek do płytki 96-dołkowej.
    UWAGA: Takie podejście ułatwi dysocjację skupiska komórek i szybką ekspansję wybranej kolonii.
  10. Kontynuuj zbieranie kolonii, aż zostanie zebrana wystarczająca liczba kolonii iPSC (zaleca się około 20-30 kolonii na eksperyment).
  11. Po pobraniu kolonii umieść na noc 96-dołkową płytkę w inkubatorze. Odśwież się kompletną pożywką E8 następnego dnia i hoduj do ~70% zlewania się.
  12. Przejście komórek z 96-dołka do 24-dołkowego, a następnie do 6-dołkowego, jak opisano w krokach 4.5-4.10.
    UWAGA: objętości roztworu EDTA i pożywki E8 powinny być proporcjonalnie zmniejszone w przypadku stosowania studzienek mniejszych niż płytka 6-dołkowa.
  13. Oceń skuteczność celowania za pomocą PCR skrzyżowania i analizy Southern blot w celu potwierdzenia celowanej integracji kasety i braku losowo wstawionych wektorów16.

Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.

Wyniki

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Wizualizacja protokołu została przedstawiona na Rysunku 2, gdzie okresy hodowli iPSC w różnych mediach zostały zaznaczone kolorem zielonym dla E8 lub niebieskim dla NutriStem. Ważne jest, aby transfektować jedynie wysokiej jakości iPSC; należy badać naczynia hodowlane podczas rutynowej konserwacji i upewnić się, że hodowle iPSC zawierają głównie wyraźne kolonie o morfologii przypominającej brukowanie (Rysunek 3A); komórki zróżnicowane nie powinny zajmować więcej niż 10% hodowli. Transfek...

Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.

Dyskusja

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Najważniejszymi etapami pomyślnego wytworzenia ukierunkowanych na AAVS1 ludzkich iPSC w ramach "bezpiecznej przystani" są: (1) skuteczne dostarczanie plazmidów TALEN i dawcy do iPSC poprzez transfekcję; (2) optymalizacja dysocjacji iPSC na pojedyncze komórki przed transfekcją i gęstość posiewu po transfekcji; (3) optymalizacja dawki i czasu doboru leków w oparciu o wzrost linii iPSC; (4) staranne preparowanie i wybieranie docelowych kolonii oraz przenoszenie na nową płytkę/studzienkę. W porównaniu z podobnymi metodami za...

Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.

Oświadczenia

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Autorzy oświadczają, że nie mają konkurencyjnych interesów finansowych.

Podziękowania

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

To badanie było wspierane przez NIH Common Fund and Intramural Research Program of the National Institute of Arthritis, Musculoskeletal, and Skin Diseases.

Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.

Materiały

Lista materiałów użytych w tym artykule
NazwaFirmaNumer katalogowyKomentarze
Matrigel Growth Factor Reduced (GFR) Podstawna membrana membranowa, *bez LDEV, 10 mlCorning354230Przechowywać w temperaturze -20 stopni C.
DMEM/F-12Life Technologies11320-033Przechowywać w temperaturze 4 stopni Celsjusza.
Costar 6 Well Clear Płytki wielodołkowe poddane działaniu TCCorning3506
Essential 8 MediumLife TechnologiesA1517001Przechowywać podłoże podstawowe w temperaturze 4 stopni C. Przechowywać suplement w temperaturze -20 stopni Celsjusza.
Y-27632 dichlorowodorekTocris1254Przechowywać w temperaturze pokojowej Po rozpuszczeniu w H2O, przechowywać w temperaturze -20 stopni Celsjusza.
Chlorek soduSigmaS5886-500G
UltraPure 0,5 M EDTA, pH 8,0Life Technologies15575-020
DPBS, bez wapnia, bez magnezuLife Technologies14190-250
100 mm Naczynie hodowlane z powłoką TCCorning430167
DR4 MEF 2M IRR - AcademicGlobalStemGSC-6204GPrzechowywać w ciekłym azocie.
DMEM, wysoka zawartość glukozy, pirogronianLife Technologies11995-040Przechowywać w temperaturze 4 & st. C.
Zdefiniowana płodowa surowica bydlęca,HyklonSH30070.03Przechowywać w temperaturze -20 stopni Celsjusza. Rozmrozić w temperaturze 4 stopni Celsjusza. C na noc i podwielokrotnie. Przechowuj podwielokrotności w temperaturze -20 ° C, dopóki nie będzie potrzebny.
MEM Roztwór aminokwasów endogennych (100X)Life Technologies11140-050Przechowywać w temperaturze 4 stopni Celsjusza.
Jednostka podstawowa 4D-Nucleofector  LonzaAAF-1001Bczęść systemu elektroporacji
4D-Nucleofector X LonzaAAF-1001Xczęść systemu elektroporacji
P3 Primary Cell 4D-Nucleofector X Kit L (24 RCT)LonzaV4XP-3024Po przybyciu wyjmij roztwór ogniw pierwotnych, uzupełnij i przechowuj w temperaturze 4 stopni Celsjusza.
StemPro Accutase Cell Dissociation ReagentLife TechnologiesA1110501Przechowywać w temperaturze -20 stopni Celsjusza. Rozmrozić przez noc w temperaturze 4 stopni Celsjusza. C i ogrzać podwielokrotność w 37 ° C kąpiel wodna przed użyciem.
NutriStem XF/FF PożywkaStemgent01-0005Przechowywać w temperaturze -20 stopni Celsjusza. Rozmrozić przez noc w temperaturze 4 stopni Celsjusza. C
AAVS1 TALENs (pZT-AAVS1-L1 i pZT-AAVS1-R1)Addgene52637 i 52638
[header]
AAVS1-CAG-EGFP Dawca rekombinacji homologicznejAddgene22212
Dichlorowodorek puromycynyLife TechnologiesA11138-03Przechowywać w temperaturze -20 stopni Celsjusza. Przygotować robocze porcje 1 mg/ml w ddH2O.
Jednorazowe pipety Pasteura ze szkła borokrzemianowegoFisher Scientific13-678-20A
Sorvall Legend XTR (chłodnicze), 120 V 60 HzThermo Scientific75-004-521
TX-750 4 & razy; 750 ml Wahadłowy wirnik kubełkowyThermo Scientific75003607
Trypan Blue Solution, 0,4%Life Technologies15250-061
pochodzenia amerykańskiego hodowlana

Bibliografia

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  1. Takahashi, K., et al. Induction of pluripotent stem cells from adult human fibroblasts by defined factors. Cell. 131 (5), 861-872 (2007).
  2. Hentze, H., Graichen, R., Colman, A. Cell therapy and the safety of embryonic stem cell-derived grafts. Trends Biotechnol. 25 (1), 24-32 (2007).
  3. Smith, J. R., et al. Robust, persistent transgene expression in human embryonic stem cells is achieved with AAVS1-targeted integration. Stem Cells. 26 (2), 496-504 (2008).
  4. Lombardo, A., et al. Site-specific integration and tailoring of cassette design for sustainable gene transfer. Nat Methods. 8 (10), 861-869 (2011).
  5. Ogata, T., Kozuka, T., Kanda, T. Identification of an insulator in AAVS1, a preferred region for integration of adeno-associated virus DNA. J Virol. 77 (16), 9000-9007 (2003).
  6. Zwaka, T. P., Thomson, J. A. Homologous recombination in human embryonic stem cells. Nat Biotechnol. 21 (3), 319-321 (2003).
  7. Urbach, A., Schuldiner, M., Benvenisty, N. Modeling for Lesch-Nyhan disease by gene targeting in human embryonic stem cells. Stem Cells. 22 (4), 635-641 (2004).
  8. Hockemeyer, D., et al. Efficient targeting of expressed and silent genes in human ESCs and iPSCs using zinc-finger nucleases. Nature biotechnology. 27 (9), 851-857 (2009).
  9. Zou, J., et al. Gene targeting of a disease-related gene in human induced pluripotent stem and embryonic stem cells. Cell stem cell. 5 (1), 97-110 (2009).
  10. Hockemeyer, D., et al. Genetic engineering of human pluripotent cells using TALE nucleases. Nature. 29 (8), 731-734 (2011).
  11. Sanjana, N. E., et al. A transcription activator-like effector toolbox for genome engineering. Nature protocols. 7 (1), 171-192 (2012).
  12. Mali, P., et al. RNA-guided human genome engineering via Cas9. Science. 339 (6121), 823-826 (2013).
  13. Ding, Q., et al. Enhanced efficiency of human pluripotent stem cell genome editing through replacing TALENs with CRISPRs. Cell stem cell. 12 (4), 393-394 (2013).
  14. Luo, Y., et al. Stable Enhanced Green Fluorescent Protein Expression After Differentiation and Transplantation of Reporter Human. Induced Pluripotent Stem Cells Generated by AAVS1 Transcription Activator-Like Effector Nucleases. Stem Cells Transl Med. 3 (7), 821-835 (2014).
  15. Zou, J., et al. Oxidase-deficient neutrophils from X-linked chronic granulomatous disease iPS cells: functional correction by zinc finger nuclease-mediated safe harbor targeting. Blood. 117 (21), 5561-5572 (2011).
  16. Luo, Y., Rao, M., Zou, J. Generation of GFP Reporter Human Induced Pluripotent Stem Cells Using AAVS1 Safe Harbor Transcription Activator-Like Effector Nuclease. Curr Protoc Stem Cell Biol. 29, 5A.7.1-5A.7.18 (2014).
  17. Peters, D. T., Cowan, C. A., Musunuru, K. Genome editing in human pluripotent stem cells. StemBook. , Harvard Stem Cell Institute. Cambridge, MA. Available from: http://www.stembook.org/node/1438 (2008-2013).
  18. Ran, F. A., et al. Genome engineering using the CRISPR-Cas9 system. Nat Protoc. 8 (11), 2281-2308 (2013).
  19. Beers, J., et al. Passaging and colony expansion of human pluripotent stem cells by enzyme-free dissociation in chemically defined culture conditions. Nat Protoc. 7, 2029-2040 (2012).

Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.

Przedruki i uprawnienia

Poproś o pozwolenie na ponowne wykorzystanie tekstu lub ilustracji tego artykułu JoVE

Poproś o pozwolenie

Tagi

ludzkie iPSCcelowanie TALENtransfekcja metod nukleofekcjiselekcja puromycynekspresja reportera GFPanaliza cytometrycznamikroskopia immunofluorescencyjnahodowla w po ywce E8

Powiązane artykuły