$$\rightleftharpoonup{xx}$$
$$\longleftharp{xx}$$,
$$\longrightharp{xx}$$,
Направленной дифференцировки плюрипотентных клеток к линии легкого зависит от точных сигнальных событий в микросреде 1,2. Из - за динамической природы этого процесса он был сложным , чтобы имитировать точные события органогенеза легких в лабораторных условиях . Последние отчеты использовали пошаговый стратегии ограничения родословная с фактором роста растворимы добавок двумерных культур для достижения дифференциации легких 3-8. В ступенчатых протоколов дифференцировки, плюрипотентные клетки, то ли эмбриональные стволовые клетки (ЭСК) или индуцированных плюрипотентных стволовых клеток, были впервые дифференцированы к окончательному энтодермы зародышевого слоя. Энтодермальная клетки впоследствии доводятся до передней энтодермы судьбы, а затем к клеткам-предшественников легких, которые, как определено выражением гомеодоменовым содержащих фактора транскрипции NKX2-1. Эти клетки-предшественники легких были дополнительно дифференцированы проксимальных (дыхательные пути) или дистальных (альвеолярных) эпителиальных клетках легких Wiго фактора роста по-прежнему добавок. Такие 2-мерные стратегии имели некоторый успех в создании легких эпителиальных клеток, однако есть несколько ограничений, включая неясными эффективности, возможного загрязнения от других энтодермальных линий, отсутствие 3-мерного (3D) структуры, а в некоторых случаях использование неопределенных культур с добавками сыворотки. Культура плюрипотентные или дифференцированных клеток на decellularized каркасах легких все чаще используется в качестве анализа для оценки регенеративный потенциал посеянных клеток в формировании легочных эпителиальных структур 3,5,6,8,9. Такие отчеты культуры высевали клетки на каркасах с продолжающимся фактором роста или сыворотки добавок.
Развитие легкого включает в себя разделение, миграцию, экспрессию генов и дифференцировки отдельных клеток в ответ на сигналы окружающей среды. Внеклеточного матрикса (ЕСМ) является решетчатой гликопротеинов, которые в дополнение к обеспечению структурной поддержки, направляет Tissuе формообразование путем интеграции и регулирования этих процессов 10,11. При использовании ECM легких строительных лесов в качестве естественной платформой для энтодермы культуры , чтобы лучше имитировать в естественных условиях легких среду развития, мы сгенерировали стволовых клеток , полученных эпителиальных клеток дыхательных путей в определенной 3D-культуры настройки с высокой эффективностью и воспроизводимостью.
Крыса легких ECM каркасы были сгенерированы decellularization, а также мышь ESC-полученных энтодермальных клеток были получены и впоследствии высевали на этих каркасах. Двойное выражение CXCR4 & C-KIT белков указывает на окончательную идентичность клеток энтодермы и клеток положительный результат как для SOX2 и экспрессии NKX2-1 идентифицированы как клетки в дыхательных путях (проксимальная легких) предшественниках. Definitive энтодермальные клетки культивировали при воздушной жидкости интерфейс (ALI) на срок до трех недель для создания функциональной эпителиальных клеток дыхательных путей в пробирке.
Этот протокол способствует легких клонов дифференциации опреденый энтодерма уже 7 дней, наблюдаемые с появлением NKX2-1 + / + SOX2 ранние проксимальных клеток - предшественников легких. На 14 -й день и 21 культуры популяций зрелых клеток в дыхательных путях эпителиальных появляются , в том числе ресничного (TUBB4A +), клуб (SCGB1A1 +) и базальных (TRP63 +, KRT5 +) клеток с морфологической и функциональной схожести с носителями дыхательных путей мыши. Этот протокол демонстрирует важность 3D-матрицы микросреды для достижения надежной дифференциации для эпителиальных клеток дыхательных путей.