11 октября 2022 г.
Описан способ генерации ретинобластомы человека (RB) путем введения биаллелевых мутаций RB1 в эмбриональные стволовые клетки человека (hESC). Клеточные линии RB также могут быть успешно культивированы с использованием изолированного RB в чашке.
Ретинобластома человека является наиболее распространенным типом внутриглазного рака в детском возрасте. Клинические образцы трудно получить, и мышиные модели не могут сформировать ретинобластому. Таким образом, генерация ретинобластомы in vitro необходима для наблюдения за генезисомой, пролиферации и роста ретинобластомы, а также для разработки новых терапевтических агентов.
Эффективность этого протокола может достигать около 100%, хотя продолжительность генерации ретинобластомы варьируется с 45-го по 120-й день. Для поддержания ретинобластомы одной или RB одной нокаутирующей эмбриональной стволовой клетки человека культивируют ген отредактированной H девятью клетками в шести хорошо покрытых фактором роста уменьшенной базальной мембранной матрице и меняют среду каждый день. Для прохождения клеток инкубируют их в буфере ЭДТА в течение 3,5 минут при 37 градусах Цельсия или пяти минут при комнатной температуре.
Культивируйте клетки до тех пор, пока они не достигнут 80% слияния. Затем, чтобы инициировать дифференцировку клеток сетчатки, удалите среду и промойте клетки одним миллилитром DPBS. Затем поднимите колонии клеток, добавив один миллилитр буфера Диспазы и инкубируя при 37 градусах Цельсия в течение пяти минут.
Понаблюдайте за колониями клеток под микроскопом. Как только края колоний начнут раскатываться, аспирируйте буфер Dispase и осторожно промойте клетки один раз одним миллилитром DPBS. Затем добавьте в лунку один миллилитр среднего и, используя стандартный наконечник пипетки объемом 10 микролитров, разрежьте колонии на кусочки.
Используйте скребок для клеток, чтобы соскоблить оставшиеся ячейки в среде. Соберите клетки путем центрифугирования в 15-миллилитровой трубке. После центрифугирования оставьте около 50 микролитров супернатанта для диспергирования клеток в среде.
Затем добавляют 250 микролитров фактора роста с уменьшенной базальной мембранной матрицей и перемешивают путем мягкого перемешивания. После смешивания поместите 15-миллилитровую трубку со взвешенными клетками в инкубатор с температурой 37 градусов Цельсия. После 20-минутной инкубации клетки и фактор роста уменьшенной базальной мембранной матрицы должны образовать затвердевший гель.
Затем добавьте один миллилитр среднего в 15-миллилитрную трубку. Используя одну миллилитровую пипетку, пипетку затвердевают гелем два-три раза, чтобы рассеять комок. Затем добавляют еще девять миллилитров среднего и перекладывают клеточную суспензию в 10-сантиметровую чашку для культивирования клеток.
Инкубируйте блюдо при 37 градусах Цельсия и 5% углекислого газа. Это считается нулевым днем. В первый день исследуйте клетки с помощью микроскопа.
В среднем в одном куске геля наблюдается три-четыре кисты. На пятый день измените среду, собрав супернатант в 15-миллилитровую трубку, позволив цистам осесть на дне и заменив супернатант свежим средним. Рассейте цисты в трубке на две 10-сантиметровые чашки, обеспечив не менее 300 цист в каждой посуде.
На седьмой день большинство кист, прикрепленных к блюду, распространяются и образуют прилипшие колонии. На 10-й день замените среду на свежую, следя за тем, чтобы все кисты оставались прикрепленными к блюду. Наблюдайте за клетками под микроскопом с 13 по 17 день, чтобы убедиться, что клетки распространяются.
На 15-й день, после однократного промывания клеток одним миллилитром DPBS, добавляют один миллилитр раствора диспазы и инкубируют при 37 градусах Цельсия. Через пять минут удалите буфер Dispase и аккуратно промойте культуры одним миллилитром DPBS. Затем добавьте 10 миллилитров среднего по два на каждую 10-сантиметровую чашку и высиживают в инкубаторе 37 градусов Цельсия и 5% углекислого газа.
Через 24 часа адгезивные культуры спонтанно отделяются и собираются в органоиды сетчатки. Через три дня после отслоения соберите клетки из чашки для культивирования клеток в 15-миллилитровую трубку. Когда органоиды осядут, удалите супернатант из трубки и перенесите органоиды в новую неадгезивную чашку Петри с 10 миллилитрами среды два в течение следующих четырех дней.
Через неделю после отслоения измените среднюю на среднюю три и с этого дня культивируйте органоиды в среднюю тройку. На 27-й день культуры органоидов сетчатки архитектура зрительных пузырьков очевидна, и около 90% органоидов демонстрируют эту структуру. Первое обнаружение ретинобластомы происходит на 45 день и становится пальпируемым на 50 день.
Когда он растет до 90-го дня, структуры зрительных пузырьков в основном сворачиваются ретинобластомой. Ретинобластому теперь можно выделить и культивировать дальше как клеточную линию. На 105-й день более 80% органоидов сетчатки полностью окутаны ретинобластомой.
Эти органоиды высоко экспрессируют маркер пролиферации Ki67 и онкогенный маркер SYK по сравнению с H девятью производными органоидами сетчатки, что указывает на опухолевый генез. Кроме того, высокая экспрессия маркера-предшественника конуса ARR3 и маркера предшественника фоторецептора CRX в органоидах ретинобластомы демонстрирует, что они происходят из клеток-предшественников конуса. Здесь показаны худшие и высшие результаты на трех морфологических стадиях генерации ретинобластомы.
Дифференцированные и недифференцированные эмбриональные стволовые клетки человека можно легко отличить по их морфологии. Недифференцированные клетки выбираются для образования ретинобластомы. На пятый день генерируемая сфера должна быть полой, а не твердой.
Ретинобластома получена из органоидов сетчатки, которые демонстрируют архитектуру зрительных пузырьков. Ретинобластома не образуется из нижних органоидов. Во время выполнения процедуры все наконечники должны быть охлаждены, а матрица базальной мембраны должна быть расплавлена на четыре градуса перед добавлением ее в трубку.
Это ключевой шаг для этого протокола дифференциации.
Просмотрите полный транскрипт и получите доступ к тысячам научных видео
В данном исследовании представлен метод моделирования ретинобластомы (РБ) человека путем введения биаллельных мутаций в гене RB1 в эмбриональных стволовых клетках человека (hESC). Данный протокол позволяет успешно культивировать клеточные линии РБ in vitro, предоставляя ценную модель для исследований.
Данный протокол позволяет осуществлять in vitro реконструкцию ретинобластомы человека из линий hESC с отредактированным геномом, предоставляя масштабируемую и воспроизводимую модель для изучения генеза опухоли и терапевтического ответа. Воссоздавая происхождение ретинобластомы из предшественников колбочек, эта модель способствует валидации мишеней и снижению механистических рисков при разработке онкологических препаратов. Она восполняет критический пробел в доклиническом моделировании, обусловленный отсутствием достоверных моделей на грызунах и ограниченным доступом к клиническим образцам.
Данный метод вписывается в континуум ранних этапов поиска лекарственных средств, позволяя проверять гипотезы о мишенях с использованием изогенных линий hESC с мутацией или нокаутом RB1 до этапа идентификации ведущих соединений.