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Biology

Differenziazione efficiente di cellule staminali embrionali di topo in neuroni motori

Published: June 9, 2012 doi: 10.3791/3813

Summary

Abbiamo sviluppato un nuovo protocollo per migliorare l'efficienza del differenziamento in vitro delle cellule staminali embrionali di topo in neuroni motori. Le cellule staminali differenziate acquisito motoneuroni presenta come evidenziato dalla espressione di marcatori neuronali e motorie dei neuroni che utilizzano tecniche immunoistochimiche.

Abstract

Differenziazione diretta delle staminali embrionali (ES) in cellule funzionali motoneuroni rappresenta una risorsa promettente per studiare i meccanismi della malattia, per lo screening di nuovi composti farmacologici, e per sviluppare nuove terapie per malattie del motoneurone come l'atrofia muscolare spinale (SMA) e la sclerosi laterale amiotrofica ( ALS). Molti attuali protocolli utilizzano una combinazione di acido retinoico (RA) e sonic hedgehog (Shh) per differenziare staminali embrionali di topo (MES), le cellule in neuroni motori 1-4. Tuttavia, l'efficienza differenziazione delle cellule SEM nel motore neuroni ha soltanto incontrato con discreto successo. Abbiamo sviluppato un protocollo due fasi differenziazione 5 che migliora significativamente l'efficienza di differenziazione rispetto a protocolli attualmente applicate. Il primo passo è di migliorare il processo neuralization aggiungendo Noggin e fattori di crescita dei fibroblasti (FGF). Noggin è una proteina morfogenetica dell'osso (BMP), antagonista ed è implicato in uno induzione neuraleecondo al modello predefinito di neurogenesi e risulta nella formazione di anteriore patterning neurale 6. FGF segnalazione agisce sinergicamente con Noggin nell'indurre la formazione di tessuto neurale attraverso la promozione di una identità neurale posteriore 7-9. In questa fase, le cellule sono state MES innescato con Noggin, bFGF, e FGF-8 per due giorni per promuovere la differenziazione verso lignaggi neurali. Il secondo passo è quello di indurre le specifiche dei neuroni motori. Noggin / FGFs esposti MES cellule sono state incubate con RA e un agonista Shh, agonista Smoothened (SAG), per altri 5 giorni per facilitare la generazione dei neuroni motori. Per monitorare la differenziazione di MES in neuroni motori, abbiamo utilizzato una linea di cellule ES derivata da un topo transgenico che esprime eGFP sotto il controllo del promotore motore neurone specifico HB9 1. Usando questo protocollo robusto, abbiamo raggiunto 51 ± 0,8% di efficienza differenziazione (n = 3; p <0,01, t di Student-test) 5. I risultati di immunofluorescenzacolorazione ha dimostrato che le cellule GFP + esprimere i marcatori dei motoneuroni specifici, Islet-1 e colina acetiltransferasi (Chat). I nostri due fasi protocollo di differenziazione offre un modo efficace per differenziare le cellule MES in neuroni motori spinali.

Protocol

1. Fase 1: Mouse Embryonic Stem (MES) Cultura Cell (Timing: 3 giorni)

1. Placcatura fibroblasti primari embrionali di topo (PMEF)

  1. Cappotto quattro da 100 mm di coltura dei tessuti piatti con gelatina di adesione PMEF. Aggiungere 8 ml di 0,1% soluzione di gelatina (StemCell Technologies) per ogni piatto e incubare per 30 min a temperatura ambiente.
  2. Togliere l'eccesso di gelatina da piatti. Non sciacquare i piatti.
  3. Diluire una fiala di Mitomicina C-inattivato PMEF (Millipore) che contiene ca. 5 x 10 6 cellule in 40 ml di PMEF supporti (vedi ricetta in tabella 1) e la piastra su quattro piatti tessuto 100-mm di coltura. Il PMEF fornire uno strato di alimentazione per le cellule MES.
  4. PMEF devono essere seminati almeno un giorno prima di aggiungere colture cellulari MES. PMEF può essere usato fino a 1 settimana dopo la placcatura.

2. Placcatura MES Celle

Per monitorare l'efficienza della differenziazione cellulare MES in motoneuroni, Abbiamo utilizzato HBG3, una linea di cellule ES derivata da un topo transgenico che esprime eGFP sotto il controllo del promotore motore HB9 neurone specifico.

  1. Sbrinamento 1 flacone di HBG3 cellule MES (circa 1 x 10 7, ha contribuito dal dottor Douglas Kerr, Johns Hopkins University) in un bagno di acqua a 37 ° C. Aggiungere 5 ml di ES supporti (vedi ricetta in tabella 1) in una provetta da 15 ml e centrifugare le cellule a 800 rpm per 5 min.
  2. Aspirare il surnatante e risospendere le cellule in MES 20 ml di supporto ES con fresco aggiunto fattore inibitorio della leucemia (LIF) ad una concentrazione finale di 10 ng / ml. NOTA: LIF deve essere aggiunto il giorno di utilizzo ed è necessario per mantenere le cellule MES uno stato indifferenziato.
  3. Rimuovere 10 ml supporti PMEF dal PMEF in ogni piatto e aggiungere 10 ml di sospensione HBG3 cellule ES ad ogni piatto.
  4. 24 h dopo la placcatura, cellule MES formano colonie piccole di dimensioni simili a colonia indicata dalla freccia in figura 1B. 72 h dopo la placcatura, colonies aumento delle dimensioni, molti essendo circa 100 micron di diametro (figura 1B, indicato dalle frecce). Queste cellule sono pronte per la differenziazione. I terreni devono essere sostituiti ogni giorno per mantenere la proliferazione delle cellule.

2. Fase 2: induzione neurale (Timing: 2 giorni)

Per indurre la differenziazione di cellule SEM nel motoneuroni, cellule MES devono essere separati da PMEF e coltivato in un ambiente sospensione. Gelatina fiaschi rivestiti sono usati per separare PMEF dalle cellule MES.

  1. Quando le colonie MES sono pronti per l'induzione neurale (definito come giorno differenziazione 0), mantello 2 fiasche T150 con gelatina 0,1% (18 ml / beuta) per 30 min a temperatura ambiente e quindi rimuovere gelatina eccesso e lavare con PBS 1X tre volte. NOTA: Ogni 100-mm cultura piatto sarà necessario uno T150-gelatina pallone rivestito per separare PMEF.
  2. Rimuovere con attenzione dei media per aspirazione, facendo attenzione a non rimuovere le colonie vagamente collegati. Aggiungere 10 ml di PBS brevemente e quindi rimuovere per aspirazione per completare la fase di lavaggio.
  3. Per separare le cellule MES di PMEF, aggiungere 0,25% di tripsina / EDTA (3 ml / piatto, StemCell Technologies) e incubare per 3-5 minuti a 37 ° C finché le cellule staminali e PMEF staccarsi dalla piastra. Aggiungere 15 ml supporti ES freschi senza LIF e le cellule pipettare su e giù per rompere colonie (circa 15-20 volte). Quindi, aggiungere a una gelatina rivestita 0,1% T150 pallone e incubare per 30 min a 37 ° C. Dopo l'incubazione, PMEF dovrebbe attaccarsi alla superficie gelificato mentre le cellule staminali embrionali dovrebbe essere galleggiare. Raccogliere le cellule galleggianti MES in una provetta da 50 ml.
  4. Centrifugare a 800 rpm e risospendere le cellule in 10 ml di Medium differenziamento neurale (vedi ricetta in Tabella 1).
  5. Contare le cellule utilizzando un emocitometro e poi piastra circa 2 x 10 6 cellule MES su un piatto di 100-mm coltura batterica o sospensione. Queste piastre permettono la crescita di colture in sospensione e promuovere la formazione di corpi embrionali (EBS).
  6. On differentiazione 1 giorno, le cellule MES formare piccoli aggregati fluttuanti (EBS) che sono visibili al microscopio ottico. Qualsiasi PMEF riporto allegare al piatto. Trasferire le cellule in sospensione e media in un tubo da 15 ml e centrifugare a bassa velocità (500 rpm) per 3 min. Aspirare i media con attenzione, aggiungere 10 ml di fresca Medio differenziamento neurale al pellet EBS, e poi le cellule piastra in un nuovo piatto batterica. Oltre a rifornire i mezzi di comunicazione, questo passaggio rimuove qualsiasi PMEF che riporto dalla fase precedente.
  7. Il giorno 2 differenziazione, EBS sono pronti per essere indotto in neuroni motori.

3. Fase 3: Motor Neuron Specification (Timing: 5 giorni)

  1. Il giorno 2 differenziazione, agitare il piatto della cultura e trasferire la media e EBs in una provetta da 15 ml. Lasciate EBs risolvere per gravità (~ 10 min) oppure mediante centrifugazione a bassa velocità (500 rpm) per 3 min.
  2. Aspirare il terreno con cura e risospendere EBs in 10 ml di differenziazione Motor Neuron (MND), medio (vedi ricetta in
  3. Il giorno 7 differenziazione, EBs dovrebbe essere di circa 150 a 200 micron in diametro e dovrebbe esprimere segnali forti GFP (figura 1C). Si tratta di EB sono pronti per essere dissociati e placcato su poly-DL-ornithine/laminin piatti rivestiti o coprioggetti.

4. Fase 4: Preparazione del Poly-DL-ornithine/laminin Coprivetrini rivestite (Timing: 2 giorni)

Due giorni prima dissociare EBS (cioè il giorno differenziazione 5), preparare coprioggetti poly-DL-ornithine/laminin-coated.

  1. Luogo 12 mm coprioggetto rotondi (Warner Instruments) sul fondo di una piastra da 24 pozzetti. Sciogliere 25 mg di poli-DL-ornitina (Sigma-Aldrich) in 25 ml sterile, acqua bidistillata (d 2 H 2 O) per ottenere una soluzione 10X fotografia (1 mg / ml). Al momento dell'uso, una diluizione 1/10 di poli-DL-ornitina con d 2 H 2 O per ottenere concentrazione di 100 ug / ml. Aggiungere 0,5 ml a ciascun pozzetto della piastra da 24 pozzetti ed incubare a 4 ° C per il pernottamento.
  2. Il giorno successivo (differenziazione giorno 6), aspirare poli-DL-ornitina e lasciare che le piastre di copertura e scivola aria secca in un cappuccio coltura tissutale. Risciacquare nei pozzetti della piastra con D 2 H 2 O tre volte. Lasciare asciugare all'aria per un'altra ora.
  3. Sciogliere 1 mg del mouse laminina (Millipore) in 5 ml di freddo-freddo 1X PBS per rendere disponibile una soluzione 100x (200 mg / ml). Al momento dell'uso, fare diluizione 1/100 in ghiacciato-freddo 1X PBS (2 mg laminina / ml). Aggiungere 0,5 ml / pozzetto in una piastra da 24 pozzetti e incubare a 4 ° C per il pernottamento. Prima che le cellule di semina, laminina in eccesso deve essere rimosso e pozzi risciacquati con PBS 1X due volte. Copri possono essere memorizzati in MND mezzo (0,5 ml / pozzetto).

5. Fase 5: Allungamento Axon (Timing: 2 giorni)

  1. Il giorno 7 differenziazione, raccogliere EBs in un tubo da 15 ml e permettono di risolvere EB (circa 3 minuti). Aspirare media e ri-suspend EBs in PBS. Lasciare EBS per insediarsi e poi aspirare PBS. Ripetere questa operazione 3 volte. Aggiungere 1 ml di Accumax (Millipore) per l'EBS, mescolare delicatamente e incubare per 5 min a temperatura ambiente. Poi aspirare Accumax eccesso che copre il EBS.
  2. Per dissociare EBS, aggiungere 3 ml di terreno MND. Pipettare su e giù per 20 volte usando un ml 1 micropipetta Eppendorf (blu punta) per interrompere EBS. Incubare per 2 min a temperatura ambiente. Trasferire sospensione cellulare in un tubo mm 12x75 con cellule filtro tappo (BD Falcon) per ottenere una sospensione di cellule singole. Ripetere questo passaggio dissociazione di ciuffi e le cellule rimanenti trattenuti dal filtro, in modo da arricchire la resa di singole cellule. La sospensione finale singola cellula sarà 6 ml.
  3. Mescolare delicatamente questa sospensione singola cella e contare le cellule utilizzando un emocitometro. Diluire le cellule nel mezzo MND (supplementato con 10 ng / ml di ciascun BDNF, GDNF, CNTF, e NT-3) ad una densità di 2x10 5 cellule per ml. Aggiungere sospensione cellulare (0,5 ml / pozzetto) a 24-pozzetti contenenti pocoprioggetti ly-DL-ornithine/laminin rivestite (precedentemente preparato come descritto sopra). Le cellule differenziate si estendono neuriti a lungo dopo 2 giorni di coltura (Figura 1D).

6. Risultati rappresentativi

Figura 1A mostra il profilo del protocollo. Nel passaggio 1, le cellule sono coltivate in MES PMEF e integrato con LIF per prevenire differenziazione spontanea. In generale, indifferenziate colonie MES sono rotondi e compatti, e sono chiaramente definiti i bordi. Le colonie non sono in contatto tra loro. Tipicamente, le cellule MES dovrebbe essere diviso in un rapporto 1:4 ogni 2 ~ 3 giorni. Tuttavia, ciascuna linea singola cellula crescerà ad un tasso differente e il rapporto di divisione devono essere determinate empiricamente. Le frecce in figura 1B indicano l'aspetto tipico di cellule MES dopo coltura su uno strato alimentatore PMEF per 3 giorni. Queste colonie sono di grandi dimensioni (50-100 micron di diametro), ma mantengono ancora orlo tondo e definitos. In questa fase le colonie sono pronti per la differenziazione o sottocultura. Una punta di freccia in Figura 1B mostra una piccola colonia MES che solitamente si trova 24 h dopo la placcatura. Quattro giorni dopo la placcatura, le cellule diventano MES invaso. Essi mostrano un aspetto appiattito e la perdita di confini definiti, che indica che stanno cominciando a differenziare. Tali cellule non sono ottimali per la differenziazione nelle cellule neuronali.

Per differenziare le cellule MES in neuroni motori, le cellule MES bisogno di essere coltivata in condizioni di sospensione per permettere la formazione EB. Nel passaggio 2, cellule ES sono trasferite su una superficie di coltura senza uno strato alimentatore per promuovere la formazione EB. In questo passo, vengono incubate in mezzo differenziamento neurale supplementato con Noggin, bFGF, e FGF-8 per 2 giorni a cellule dirette ad lignaggio neurale. Piccola EBS può essere osservata al microscopio a giorno 1 di differenziazione. Dovrebbero essere galleggiare nel mezzo. Riporto PMEF si possono trovare anche al giorno 1di differenziazione e devono essere rimossi. Queste cellule batteriche aderiscono ai piatti in modo vengono eliminati quando EBS sono diversi passaggi ad un nuovo piatto batterica. Così, al giorno 2 di differenziazione, PMEF pochi o nessun va visto nel piatto di coltura. Al punto 3, ha continuato il trasferimento di EBS per nuovi piatti devono assicurare la rimozione di qualsiasi PMEF rimanente. EBS sono coltivate nella differenziazione dei motoneuroni (MND), i media integrati con RA e SAG per 5 giorni di differenziare le cellule in neuroni motori. Durante la coltura, EB continuano a crescere in dimensione e può essere visto ad occhio nudo al giorno differenziazione 3 ~ 4. Figura 1C mostra l'aspetto microscopico di differenziazione EBs il giorno 7. A differenza delle cellule indifferenziate, EBS mostrano una forte fluorescenza a causa di espressione di GFP. Si tratta di EBS sono differenziati in modo ottimale e sono pronti per la dissociazione. Citometria a flusso dimostrato che il 51% ± 0,8% delle cellule dal dissociato EBs era differenziate in cellule esprimenti GFP 5. Al punto 5, della cultura della thEse motoneuroni in presenza di GDNF, CNTF, BDNF, NT3 e risultati in estensione di lunghe proiezioni assonale. figura 1D mostra la comparsa di cellule differenziate 2 giorni dopo placcatura di dissociata EBs. Nota neuriti lunghi si estendono dai corpi cellulari delle cellule placcati. Colorazione immunofluorescente mostra che le cellule GFP + esprimono il pan-marcatore neuronale (neurofilamento-catena media) e due motori marcatori neuronali specifici, (Islet-1 e colina acetiltransferasi, Figura 2).

Figura 1
Figura 1. Differenziazione di cellule SEM nel motoneuroni (immagine modificata da Wu et al. 5). A) Schema di protocollo di differenziazione da cellule MES per i motoneuroni. B) le cellule indifferenziate MES formano colonie rotonde sulla parte superiore di uno strato di fibroblasti alimentatore. Hanno debole espressione GFP. C) le cellule MES sono state separate da strati feeder e culturosso a basso attaccamento piatti a formare EBS. Durante i primi due giorni del processo di differenziazione, le cellule sono state esposte a 50 ng / Noggin ml, 20 ng / ml bFGF, e 20 ng / ml FGF-8. Successivamente, sono state indotte a differenziarsi con 1 pM acido retinoico e 1 pM sonic SAG agonista hedgehog per 5 giorni. Differenziate le cellule MES ha espresso una forte fluorescenza GFP. D) Dopo 7 giorni di differenziazione, EBS erano dissociate e placcato su poly-DL-ornithine/laminin piastre rivestite. Le cellule differenziate esteso lunghi processi neurali dopo 2 giorni di coltura. Scala bar = 200 micron. MN = motoneurone. B, C e D sono immagini in campo chiaro e B ', C' e D 'sono corrispondenti immagini a fluorescenza.

Figura 2
Figura 2. Caratterizzazione di MES derivati ​​da cellule neuroni motori. Immunofluorescenza per catena neurofilamenti medio (NF-M, rosso), chat (rosso), e Islet-1 (rossa) è stata coincidente con GFP (green) exprESSIONE. DAPI (blu) è stato utilizzato per identificare i nuclei. Scala bar = 50 micron.

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Discussion

La qualità di cellule MES è il parametro più critico per la produzione efficiente di neuroni motori. MES cellule devono essere coltivate in PMEF per prevenire differenziazione spontanea. L'aggiunta di LIF aiuta a mantenere le cellule MES uno stato indifferenziato. Come cellule MES dividere ogni 12-15 ore, il terreno di coltura si esaurisce rapidamente e deve essere sostituito ogni giorno.

Efficiente attivazione del pathway Shh è un parametro critico necessario per indurre motore neurone specifica. Proteina Shh (R & D System), e Shh agonisti segnalazione come agonista Hh HhAg1.3 (Curis, Inc.), purmorphamine (Calbiochem) e SAG (EMD Chemicals) sono stati utilizzati per promuovere la formazione di neuroni motori 1-3 , 10,11. Abbiamo trovato SAG essere una molecola più efficace purmorphamine nella differenziazione delle cellule verso un fenotipo neuronale motore 5. 1-2,5 pM purmorphamine con pM RA 1 non ha una efficienza di differenziazione di oltre il 20%. Tuttavianelle nostre mani una combinazione di 1 pM di RA e 1 pM di SAG ha un'efficienza differenziazione di circa il 25% in procedure senza una fase di induzione neurale.

Per migliorare ulteriormente l'efficienza differenziazione, si aggiunge un giorno 2-passo neurale induzione prima motore passo-passo neurone specifica. Questo approccio sfrutta il fatto che sia Noggin e segnalazione FGF sono essenziali per la fase iniziale di induzione neurale, quando le cellule embrionali primo luogo inserire il lignaggio neurale 6-9. Oltre a induzione neurale, FGF segnalazione mantiene culture, come le cellule precursori neurali. Sovraespressione di Fgf8 nel mesencefalo in via di sviluppo porta ad una drammatica espansione della popolazione precursore neurale nella zona ventricolare 12. Una combinazione di FGF e Noggin agisce sinergicamente per indurre la formazione di tessuto neurale attraverso la promozione di una identità neurale posteriore 9. Così il giorno 2-passo di induzione neurale è progettato per dirigere le cellule MES versoil lignaggio neurale prima dell'inizio del processo di specificazione dei motoneuroni.

Il protocollo qui descritto è una modifica e il miglioramento del protocollo originale stabilito descritto in precedenza 1. Anche se la timeline di generare neuroni motori è la stessa, abbiamo fatto una serie di modifiche per snellire la procedura e migliorare la resa dei motoneuroni. Aggiungendo un passo neurale induzione al protocollo differenziazione, siamo in grado di aumentare l'efficienza differenziazione dal 25% al ​​50%. Il nostro protocollo prevede un approccio efficace per arricchire motoneuroni derivati ​​dalle cellule MES. Motoneuroni non può essere ottenuto da pazienti SMA e la cattiva salute dei motoneuroni primari da topi SMA esclude l'isolamento di cellule sufficienti quantità, qualità e purezza di effettuare analisi quantitative di proteine ​​colpiti in questa malattia. Utilizzando questo protocollo cellule MES, siamo stati in grado di ottenere una popolazione di cellule del motoneurone quan sufficienteidentità e la purezza di uno studio proteomica per identificare i meccanismi molecolari coinvolti nella atrofia muscolare spinale 5.

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Disclosures

Non ci sono conflitti di interesse dichiarati.

Acknowledgments

Questo manoscritto è dedicato alla memoria del Dr. Wang Wenlan scomparso il 26 maggio 2011. Ringraziamo il dottor Douglas A. Kerr generosamente per fornire i HBG3 cellule MES usati in questo studio. Questo lavoro è stato finanziato da Nemours, una borsa di studio (2 RR016472-10) nell'ambito del programma INBRE del Centro nazionale per le risorse di ricerca (NCRR), e un premio COBRE borsa di studio del NCRR (5 RR020173 P20-05) per sostenere il Centro per La ricerca pediatrica presso l'Alfred I. duPont Hospital for Children, Wilmington, Delaware, USA.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
PMEF EMD Millipore PMEF-H N.A.
DMEM Invitrogen 11965-118 N.A.
FBS Invitrogen 16140-071 10%
L-glutamine Invitrogen 25030-081 1%
Penicillin/streptomycin Invitrogen 15240-063 1%
DMEM Stem Cell Technologies 36250 N.A.
ES Cell-Qualified FBS Invitrogen 16141-079 15%
GlutaMax-I Invitrogen 35050-061 1%
Non-essential amino acids Invitrogen 11140-050 1%
Nucleosides EMD Millipore ES-008-D 1%
β-mercapt–thanol EMD Millipore ES-007-E 0.1 mM
Penicillin/streptomycin EMD Millipore TMS-AB2-C 1%
LIF EMD Millipore LIF2010 10 ng/ml
DMEM Stem Cell Technologies 36250 N.A.
ES Cult FBS Stem Cell Technologies 06905 15%
Non-essential amino acids Invitrogen 11140-050 1%
Mono-thio glycerol Sigma-Aldrich M-6145 1mM
Noggin Invitrogen PHC1506 50 ng/ml
FGF-8 Invitrogen PHG0274 20 ng/ml
bFGF Invitrogen PHG0024 20 ng/ml
ES-Cult Basal Medium-A Stem Cell Technologies 5801 N.A.
Knockout serum replacement Invitrogen 10828-028 10%
N-2 supplement Invitrogen 17502-048 1%
ITS Supplement-B Stem Cell Technologies 07155 1%
Ascorbic acid Stem Cell Technologies 07157 1%
Penicillin/streptomycin EMD Millipore TMS-AB2-C 1%
GlutaMax-I Invitrogen 35050-061 1%
D-glucose Sigma-Aldrich G-8270 0.15% in d2H2O
Fibronectin Stem Cell Technologies 07159 5 μg/ml
Heparin Sigma-Aldrich H3149 20 μg/ml in d2H2O
β-mercapt–thanol EMD Millipore ES-007-E 0.1 mM
Retinoic Acid Sigma-Aldrich R-2625 1 μM
SAG EMD Millipore 566660 1 μM
ES-Cult Basal Medium-A Stem Cell Technologies 5801 N.A.
Knockout serum replacement Invitrogen 10828-028 10%
N-2 supplement Invitrogen 17502-048 1%
ITS Supplement-B Stem Cell Technologies 07155 1%
Ascorbic acid Stem Cell Technologies 07157 1%
Penicillin/streptomycin EMD Millipore TMS-AB2-C 1%
GlutaMax-I Invitrogen 35050-061 1%
D-glucose Sigma-Aldrich G-8270 0.15% in d2H2O
Fibronectin Stem Cell Technologies 07159 5 μg/ml
Heparin Sigma-Aldrich H3149 20 μg/ml in d2H2O
β-mercapt–thanol EMD Millipore ES-007-E 0.1 mM
BDNF R&D Systems 248-BD-005/CF 10 ng/ml
CNTF R&D Systems 257-NY-010/CF 10 ng/ml
GDNF R&D Systems 212-GD-010/CF 10 ng/ml
NT-3 R&D Systems 267-N3-005/CF 10 ng/ml
N.A. = Non-applicable
Table 1. PMEF and Media for mES cell culture or differentiation
0.1% Gelatin Stem Cell Technologies 07903 N.A.
Poly-DL-ornithine Sigma-Aldrich P0421 0.1 mg/ml in d2H2O
Mouse laminin EMD Millipore CC095 2 μg/ml in PBS
0.25% Trypsin/EDTA Stem Cell Technologies 07901 N.A.
Accumax EMD Millipore SCR006 N.A.
N.A. = Non-applicable
Table 2. Reagents for coating and dissociation

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References

  1. Wichterle, H., Lieberam, I., Porter, J. A., Jessell, T. M. Directed differentiation of embryonic stem cells into motor neurons. Cell. 110, 385-397 (2002).
  2. Miles, G. B. Functional properties of motoneurons derived from mouse embryonic stem cells. J. Neurosci. 24, 7848-7858 (2004).
  3. Wichterle, H., Peljto, M. Differentiation of mouse embryonic stem cells to spinal motor neurons. Curr. Protoc. Stem Cell. Biol. Chapter 1, Unit 1H.1.1-Unit 1H.1.9 (2008).
  4. Kiris, E. Embryonic stem cell-derived motoneurons provide a highly sensitive cell culture model for botulinum neurotoxin studies, with implications for high-throughput drug discovery. Stem Cell Res. 6, 195-205 (2011).
  5. Wu, C. Y. Proteomic assessment of a cell model of spinal muscular atrophy. BMC Neurosci. 12, 25 (2011).
  6. McMahon, J. A. Noggin-mediated antagonism of BMP signaling is required for growth and patterning of the neural tube and somite. Genes Dev. 12, 1438-1452 (1998).
  7. Storey, K. G. Early posterior neural tissue is induced by FGF in the chick embryo. Development. 125, 473-484 (1998).
  8. Launay, C., Fromentoux, V., Shi, D. L., Boucaut, J. C. A truncated FGF receptor blocks neural induction by endogenous Xenopus inducers. Development. 122, 869-880 (1996).
  9. Sinha, S., Chen, J. K. Purmorphamine activates the Hedgehog pathway by targeting Smoothened. Nat. Chem. Biol. 2, 29-30 (2006).
  10. Chen, J. K., Taipale, J., Young, K. E., Maiti, T., Beachy, P. A. Small molecule modulation of Smoothened activity. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 99, 14071-14076 (2002).
  11. Lee, S. M., Danielian, P. S., Fritzsch, B., McMahon, A. P. Evidence that FGF8 signaling from the midbrain-hindbrain junction regulates growth and polarity in the developing midbrain. Development. 124, 959-969 (1997).

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Biologia delle cellule staminali numero 64 del Mouse cellule staminali embrionali i motoneuroni midollo spinale HB9 neuroscienze acido retinoico sonic hedgehog Islet-1 colina acetiltransferasi.
Differenziazione efficiente di cellule staminali embrionali di topo in neuroni motori
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Wu, C. Y., Whye, D., Mason, R. W.,More

Wu, C. Y., Whye, D., Mason, R. W., Wang, W. Efficient Differentiation of Mouse Embryonic Stem Cells into Motor Neurons. J. Vis. Exp. (64), e3813, doi:10.3791/3813 (2012).

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