$$\rightleftharpoonup{xx}$$
$$\longleftharp{xx}$$,
$$\longrightharp{xx}$$,
Дифференциация печеночных прародителя от линий hESC (H9) и hiPSC (P106) выполнялась в соответствии с пошаговым протоколом, описанным на рисунке 2. Здесь плюрипотентные стволовые клетки были посеяны как одиночные клетки в пластины, покрытые LN-521, до начала дифференцировки. Слияние клеток является ключом к надежной и воспроизводимой дифференцировки. Как только было достигнуто правильное слияние(рисунок 2),началась дифференциация. На 5-й день окончательная спецификация эндодермы была оценена с помощью экспрессии Sox17. В обеих клеточных линиях Sox17 был высоко экспрессирован с 80% ± 0,5% и 87,8% ± 0,5% SEM Sox17-положительных клеток для H9 и P106 соответственно(Рисунок 3). На 10-й день печеночные прародители показали булыжную морфологию(рисунок 2). Кроме того, спецификация печеночного прародителя оценивалась для экспрессии HNF4α, AFP, ALB и цитокератина-19 (CK19), а также секреции белка AFP и ALB10,15,22 (Рисунок 4). Культуры печеночных прародителей H9 и P106 экспрессировали печеночные маркеры плода, такие как HNF4α (91% ± 0,5% и 90% ± 0,2%), AFP (89,7% ± 1,8% и 86% ± 1,2%) и CK19 (78,5% ± 3,2% и 83,6 ± 1,8%)(Рисунок 4). Секреция АФП была обнаружена на 10-й день в обеих клеточных линиях (32,4 ± 1,6 и 47,8 ± 5,9 нг/мл/мг/24 ч)(рисунок 5). Синтез альбумина наблюдался на более низких уровнях (30,7% ± 1,8% и 27,2% ± 1,1%)(Рисунок 4)и не был обнаружен с помощью ИФА(Рисунок 5).
Протокол позволил стандартизировать добычу печеночных прародителей от 24 скважин до 96 плит скважины. Полуавтоматизированный трубопровод использовался для получения 96 плит печеночных прародителей из клеточных линий H9 и P106, как описаноранее 17. Вариабельность числа клеток и эффективность дифференцировки печеночных прародителя оценивали путем количественной оценки экспрессии HNF4α. Сегментацию клеток проводили для количественной оценки белка с помощью иммунофлуоресценции с использованием инструмента визуализации с высоким содержанием(рисунок 1). На 10-й день печеночные прогениторы не показали значительной изменчивости между рядами с >94% HNF4α-положительных клеток на скважину для H9 и 97% HNF4α-положительных клеток для P106(рисунок 6).

Рисунок 1:Обзор конвейера сегментации клеток. (A) Используя исходное изображение, (B) ядерное окрашивание использовалось для сегментации ядер. (C)Был выполнен этап контроля качества ядерной сегментации на основе формы и размера для количественной оценки только четко сегментированных ядер. (D)После этого были количественно определены положительные ядра, окрашенные HNF4α. (E)Наконец, для идентификации HNF4α-экспрессивных клеток использовался порог интенсивности. В C и Eзеленые ядра представляют выделенные клетки, а пурпурные ядра указывают на выброшенные клетки. Шкала = 50 мкм. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы просмотреть увеличенную версию этого рисунка.

Рисунок 2:Дифференциация печеночных прародителя от гПСК. (A) Схематическое представление протокола дифференциации печеночных прародителя. (B) Репрезентативные изображения, подчеркивающие морфологические изменения во время дифференциации. В день 0 (D0) гПСК представляли собой упакованный монослой клеток. После этого на 5-й день (D5) гПСК были введены в окончательную эндодерму. За этим последовала дифференциация печеночных прародителя на 10-й день (D10). Печеночные прародители демонстрировали булыжную морфологиюклеток. Шкала = 75 мкм. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы просмотреть увеличенную версию этого рисунка.

Рисунок 3: Характеристика окончательной спецификации эндодермы. На 5-й день клетки были окрашены для Sox17, окончательного маркера эндодермы. Процент Sox17-положительных клеток составил 80 ± 0,5% для H9 и 87,8 ± 0,5% для P106. Процентная количественная оценка была основана на 10 отдельных скважинах с 6 полями обзора на скважину. Данные показаны как среднее ± SEM. Шкала = 50 мкм. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы просмотреть увеличенную версию этого рисунка.

Рисунок 4:Характеристика печеночных прародителя. На 10-й день печеночных прародителей окрашивали на печеночные маркеры(A)HNF4α,(B)AFP и(C)ALB. Для H9 процент положительных клеток составил 91% ± 0,4%, 89,7% ± 1,8% и 30,7% ± 1,8% для HNF4α, AFP и ALB соответственно. Для P106 процент положительных клеток составил 90% ± 0,2%, 86% +/- 1,2% и 27,2% ± 1,1% для HNF4α, AFP и ALB соответственно. (D)Потенциал линии холангиоцитов оценивали с помощью экспрессии CK19; Гениторы печенки, полученные из H9, экспрессировали 78,5% ± 3,2% CK19-положительных клеток, тогда как 83,6% ± 1,8% CK19-положительных клеток наблюдались для печеночных прогениторов P106. Окрашивание иммуноглобулином G (IgG) использовалось в качестве контроля окрашивания. Процентная количественная оценка была основана на 10 отдельных скважинах с 6 полями обзора на скважину. Данные показаны как среднее ± SEM. Шкала = 50 мкм. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы просмотреть увеличенную версию этого рисунка.

Рисунок 5:Анализ секреции белка-прогенитора печенки. Секрецию альфа-фетопротеина (АФП) и альбумина (АЛБ) анализировали в культурах-прародителях печенки на 10-й день в Н9 и Р109. Данные представляют собой три биологические реплики, а полосы ошибок представляют SD. Секретируемые белки были количественно определены из 24-часовой питательной среды в виде нанограммов секретируемого белка на мл на мг белка, n = 3; ND = не обнаружено. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы просмотреть увеличенную версию этого рисунка.

Рисунок 6:Оценка изменчивости скважины к скважине в 96 плитах скважины. (A) Визуализация 96-й пластинчатой пластины печеночных прародителей H9, окрашенных HNF4α. (B) Количественная оценка HNF4α-положительных клеток. Среднее число ячеек на скважину в рядах, от шести полей зрения на скважину, количественно выраженное. Среднее число клеток по всей пластине составило 94,81% ± 0,22 SEM HNF4α-положительных клеток на скважину. Статистически значимых различий между скважинами не наблюдалось. (C)Визуализация 96 листовой пластины скважины печеночных прародителей P106, окрашенных HNF4α. (D)Количественная оценка HNF4α-положительных клеток. Среднее число ячеек на скважину в рядах, от шести полей зрения на скважину и количественное. Среднее число клеток по всей пластине составило 97,7% ± 0,57 SEM HNF4α-положительных клеток на скважину. Статистически значимых различий между строками не наблюдалось. Скважина H12 использовалась в качестве контроля окрашивания иммуноглобулина G (IgG). Шкала = 1 мм. Были использованы односторонние ANOVA с пост-специальными статистическими тестами Туки. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы просмотреть увеличенную версию этого рисунка.
| Формат пластины | Площадь поверхности (см2) | Ячеек на см2 | Всего ячеек на скважину | Объем дозирования (мл) | Клеточная концентрация (клетки/мл) |
| Плита из 24 скважин | 1.9 | 210526 | 400000 | 0.5 | 800000 |
| 96-скважинная плита | 0.32 | 187500 | 60000 | 0.05 | 1200000 |
Таблица 1:Рекомендуемая плотность ячеек для различных форматов пластин для клеточных линий hPSC, используемых в этом протоколе.