Этот протокол описывает эффективную индукцию гемогенного эндотелия и мультипотенциальных гемопоэтических предшественников из плюрипотентных стволовых клеток человека посредством принудительной экспрессии транскрипционных факторов.
Для просмотра этого контента требуется подписка на JoVE. Войдите или начните свой бесплатный пробный период.
Методическая статья
Этот протокол описывает эффективную индукцию гемогенного эндотелия и мультипотенциальных гемопоэтических предшественников из плюрипотентных стволовых клеток человека посредством принудительной экспрессии транскрипционных факторов.
Во время разработки, кроветворные клетки возникают из специализированного подмножества эндотелиальных клеток, кроветворный эндотелия (ОН). Развитие моделирования Его в пробирке имеет важное значение для механистических исследований эндотелия-гемопоэтических перехода и кроветворной спецификации. Здесь мы описываем способ эффективного индукции HE от человека плюрипотентных стволовых клеток (hPSCs) путем сверхэкспрессии различных наборов транскрипционных факторов. Сочетание ETV2 и GATA1 или GATA2 ТФ используется, чтобы вызвать он, пан-миелоидный потенциала, в то время как комбинация GATA2 и TAL1 факторов транскрипции позволяет для производства он, эритроидных и мегакариоцитарной потенциала. Добавление LMO2 к GATA2 и комбинации TAL1 существенно ускоряет дифференциацию и увеличивает эритроидной и мегакариоцитарной клеток производства. Этот метод обеспечивает эффективное и быстрое средство индукции Его из hPSCs и позволяет для наблюдения эндотелиальной-hematopoietiС переходом в культуральной чашке. Протокол включает в себя процедуры hPSCs трансдукции и пост-трансдукции анализ он и предшественники крови.
Уникальная способность человека плюрипотентных стволовых клеток (hPSCs) для самообновлению и дифференцировке в клетки трех зародышевых листков, в том числе крови, сделать их ценный инструмент для механистических исследований кроветворной развития, моделирования болезней крови, скрининг наркотиков, исследования токсичности и развитие клеточной терапии. Потому что образование в крови эмбриона выручки от гемогенного эндотелия (ОН) через эндотелиальной кроветворной перехода 1,2, генерация HE в культурах бы важно изучить молекулярные механизмы, регулирующие эндотелиальные к кроветворной перехода и кроветворной спецификации. Современные методы исследований HE основаны на индукции дифференциации в hematoendothelial агрегатов (EBS) с добавлением гемопоэтических цитокинов 3-5, и совместного культивирования в hPSCs с кроветворения-поддержку стромальных клеток 6,7 или в двумерных культур с внеклеточной матрицы и сytokines 8,9. Эти классические методы дифференциации основаны на введении внешних сигналов, действующих на поверхности клеток и инициирующих каскады молекулярных путей, которые в конечном итоге приводят к активации транскрипции программы руководящей hematoendothelial развития. Таким образом, эффективность hPSCs дифференциации в этих системах зависит от эффективной индукции этих сигналов, сигнальной трансдукции к ядру, и в результате активации специфических транскрипционных регуляторов. Кроме того, изучение HE в обычных культурах дифференцировки требует дополнительного шага изоляции HE клеток с использованием клеток сортировку. Здесь мы опишем простой протокол для прямого индукции он и крови по избыточной экспрессии кроветворных факторов транскрипции. Этот метод позволяет эффективно индукции HE в блюдо и непосредственного наблюдения за эндотелиальной к кроветворной перехода без необходимости выделения HE с использованием процедуры сортировки громоздким клеток.
Формирование он и кровь из человека плюрипотентных стволовых клеток может быть эффективно индуцируется с гиперэкспрессией всего несколько транскрипционных факторов (ТФ). Оптимальное сочетание ТФ, способных индуцировать надежную пан-миелоидный кроветворение из hPSCs включает ETV2 и GATA1 или GATA2. В отличие от этого, сочетание GATA2 и TAL1 вызывает erythromegakaryocytopoiesis 10. Программирование hPSCs через гиперэкспрессией этих факторов отличает hPSCs непосредственно к VE-хама + CD43 - CD73 - клетки, которые HE постепенно приобретают кроветворную фенотип определяется выражением раннего маркера CD43 гемопоэтических 7. Этот метод основан лентивирусов-за непосредственного программирования методом человека плюрипотентных стволовых клеток применяется для генерации он и клеток крови для механистических исследований, исследований эндотелиальных к кроветворной перехода и регуляции транскрипции гемопоэтических развития и спецификации. Хотя CПротокол омер текущего описано получение крови с помощью конститутивной экспрессии трансгенов, аналогичные результаты можно было бы получить с использованием модифицированной мРНК 10.
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
1. Вирусные препараты и фактор транскрипции Комбинации
2. hPSCs Культура протокол
3. Индукция Hematoendothelial Pprecursors от hPSCs (день 0, трансдукции hPSCs)
4. Индукция Hematoendothelial прекурсоров из hPSCs (День 1-7)
5. Анализ гемогенного эндотелия (ОН) Стадия дифференциации.
6. Анализ индуцированных гемопоэтических прекурсоров
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Принципиальная схема он и индукции крови из hPSCs по избыточной экспрессии транскрипционных факторов показана на рис 1. ETV2 с GATA1 или GATA2 комбинации вызывает пан-миелоидный кроветворение, в то время как GATA2, TAL1 +/- LMO2 сочетание вызывает преимущественно эритро-мегакариоцитарной кроветворение. Обе комбинации TF непосредственно индуцированных клеток HE, которые впоследствии превращаются в предшественников крови с отчетливым спектра гемопоэтических дифференциации. Дифференциация hPSCs из плюрипот...
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Описанный выше метод кроветворной дифференциации hPSCs по избыточной экспрессии ТФ, представляет собой быстрое и эффективный подход для генерации он и миелоидных и erytho-magakaryocytic предшественников из ЭСК и ИПСК, тем самым позволяя производить до 30 миллионов клеток крови из один миллион плюрипотентные стволовые клетки 10. Этот метод выставлены последовательную дифференциацию в нескольких чЭСК и ИПСК линий 10. Во время дифференциации по ETV2 и GATA2 факторы GATA1 а также GATA2 и TAL1 факторы, ...
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
ЕСТЬ является одним из основателей акционером и консультантом по Cynata.
Мы благодарим Мэтта Рэймонда за помощь в редактировании. Эта работа была поддержана Национальным институтом здравоохранения (U01HL099773, R01HL116221 и P51 RR000167) и Фондом Шарлотты Гейер.
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
| Имя | Компания | Каталожный номер | Комментарии |
|---|---|---|---|
Table 1. Индукция дифференцировки hPSCs с помощью факторов транскрипции и анализ гемогенного эндотелия и клеток крови. | |||
| pSIN4-EF1a-ETV2-IRES-Puro | Плазмида Addgene | #61061 | Лентивирусный вектор |
| pSIN4-EF1a-GATA2-IRES-Puro | Addgene | Plasmid #61063 | Лентивирусный вектор |
| pSIN4-EF1a-GATA1-IRES-Puro | Addgene | Plasmid #61062 | Лентивирусный вектор |
| pSIN4-EF1a-TAL1-IRES-Puro | Addgene | Plasmid #61062 | Лентивирусный вектор |
| pSIN4-EF1a-LMO2-IRES-Puro | Addgene | Plasmid #61064 | Лентивирусный вектор |
| гексадиметрина бромид (полибрен) | Sigma-Aldrich | 107689-10G | Катионный полимер, используемый для повышения эффективности инфекции |
| Y-27632 (Дигидрохлорид) Ингибитор ROCK | STEMCELL Technologies | 72302 | Ингибитор пути RHO/ROCK Ингибирует ROCK |
| StemPro Accutase Cell Dissociation Reagent | Life Technologies | A11105-01 | Реагент |
| Неполная (без фактора роста) питательная среда mTeSR1 Индивидуальная рецептура | Научно-исследовательский институт WiCell (Мэдисон, Висконсин) | MCF | a name="RANGE! D12">Бессывороточная среда mTeSR1 без bFGF и TGFb |
| человек SCF | Peprotech | 300-07 | Премиум класс |
| человека TPO | Peprotech | 300-18 | Исследовательский класс |
| человека FGF-basic | Peprotech | 100-18B | Премиум класс |
| CD144 (VE-cad) FITC | BD Biosciences | 560411 | Эндотелиальный маркер (FACS) |
| CD226 PE | BD Biosciences | 338305 | Гемопоэтические ( FACS) |
| CD43 PE | BD Biosciences | 560199 | Hematopoietic (FACS) |
| CD73 APC | R& D Systems | FAB5795A | Эндотелиальный маркер (FACS) |
| CD45 APC | BD Biosciences | 555485 | Гемопоэтические (FACS) |
| 7AAD | Life Technologies | A1310 | Анализ живых/мертвых (FACS) |
| Параформальдегид | Sigma-Aldrich | P6148-500G | Фиксация клеток |
| Triton X-100 | Сигма-Олдрич | Т9284-500МЛ | Пермеабилизация |
| FBS | Fisher Scientific | SH3007003 | Фетальная бычья сыворотка |
| Мышиный античеловеческий CD43 | BD Biosciences | 551457 | Чистое, первичное антитело для окрашивания иммунофлуоресценции (ИФ) |
| Кролик античеловеческий VE-кадгерин | BenderMedSystem | BMS158 | Первичный (IF) |
| Антикролик Alexa Fluor 488-конъюгированный | JacksonResearch | 715-486-152 | Вторичный (IF) |
| Антимышиный Alexa Fluor 594-конъюгированный | JacksonResearch | 715-516-150 | Вторичный (ЕСЛИ) |
| DAPI окрашивание нуклеиновых кислот | Life Technologies | D1306 | Живой/мертвый анализ (IF) |
| Клоногенная среда MethoCult H4435 Обогащенные | технологии стволовых клеток | 4435 | ХФУ-анализ |
| Райт Раствор | окрашивания Sigma -Aldrich | 32857 | Окрашивание цитоспинов |
Table 2. hPSCs culture. | |||
| Человеческие плюрипотентные стволовые клетки (hPSCs) | Научно-исследовательский институт WiCell (Мэдисон, Висконсин) | hESCs (WA01, WA09) эмбриональные стволовые клетки человека; iPSCs (DF-19-9-7T, DF-4-3-7T) безтрансгенные индуцированные плюрипотентные стволовые клетки | hPSCs способны к самообновлению и дифференцировке в клетки трех зародышевых слоев |
| Полная бессывороточная среда для культивирования hPSCs mTeSR1 медиа | Научно-исследовательский институт WiCell (Мэдисон, Висконсин) | M500 | Бессывороточная среда с факторами роста для фидерной культуры ЭСК/иПСК |
| Matrigel | BD Biosciences/ Corning | 356234 | Матрица для поддержания ЭСК/иПСК человека |
| DMEM/F-12, порошок | Life Technologies | 12500-062 | Базальная среда |
| HyClone Dulbecco's PBS powder | Fisher Scientific | dSH30013.04 | PBS |
| Dispase II, powder | Life Technologies | 17105-041 | Нейтральная протеаза, Клеточная диссоциация |
Table 3. Primers for detection of virus genom integration. | |||
| Primer's Name | <сильный>Форвард (Fwd) 5' -->3' | <сильный>реверс (Rev) 5'-->3' | Discription |
| pSIN EF1a Fwd | TTC CAT TTC AGG TGT CGT GA | -EF1a промоторная последовательность | |
| GATA1 Rev | -- | TCC CTG TAG TAG GCC AGT GC | Регион кодирования |
| GATA2 Rev | -- | GGT TGG CAT AGT AGG GGT TG | Регион кодирования |
| TAL1 Rev | -- | AGG CGG AGG ATC TCA TTC TT | Регион кодирования |
| LMO2 Rev | -- | GGC CCA GTT TGT AGT AGA GGC | Регион кодирования |
| ETV2 Rev | -- | GAA CTT CTG GGT GCA GTA AC | Регион кодирования |
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.