Profiling cellule staminali embrionali umane individuale mediante RT-PCR
Summary
Singolo gene delle cellule saggio di espressione è necessaria per comprendere eterogeneità di cellule staminali.
Abstract
Eterogeneità della popolazione di cellule staminali ostacola la comprensione dettagliata della biologia delle cellule staminali, come la loro propensione verso la differenziazione diversi lignaggi. Un singolo saggio transcriptome cella può essere un nuovo approccio per sezionare variazioni individuali. Abbiamo sviluppato la singola cellula metodo qRT-PCR, e ha confermato che questo metodo funziona bene in diversi profili di espressione genica. Nel livello di singola cellula, ogni cellula staminali embrionali umane, ordinati per OCT4 :: cellule positive EGFP, ha alta espressione in OCT4, ma un diverso livello di espressione NANOG. Il nostro unico dosaggio di espressione genica delle cellule dovrebbe essere utile per interrogare eterogeneità della popolazione.
Introduction
Popolazioni eucariote più elevati sono eterogenei quindi con analisi della popolazione studiata, è spesso difficile interpretare le loro caratteristiche cellulari. Le singole celle all'interno di una popolazione può essere leggermente diversa, e queste differenze possono avere conseguenze importanti per la proprietà e la funzione di tutta la popolazione 1, 2. In particolare, le cellule staminali embrionali umane (hESC) sono noti per essere eterogeneo, che causa diversi livelli di pluripotenza e le diverse potenzialità per specifiche lignaggio in delicatamente modi caratteristici 3, 4. Ad esempio, differenti antigeni di superficie cellulare possono essere usati per classificare le cellule staminali pluripotenti indifferenziate, 5 e il gruppo Austin Smith proposti diversi livelli di pluripotenza in cellule staminali embrionali di topo, in base alla loro morfologia, differenziazione propensione e dipendenza della via di segnalazione 6. Questo fenomeno è stato ipotizzato in embrione umanoLe cellule staminali nic 7. Considerando che gli studi complessivi sono stati eseguiti tra le diverse linee di cellule staminali, non i singoli cellule staminali singoli, potrebbe essere molto interessante per analizzare i diversi livelli di pluripotenza a livello di singola cellula, che interessa potenzialmente le loro capacità di differenziazione verso tutte le linee cellulari somatiche.
Eterogeneità cellulare e molecolare potrebbe essere dettata dalla trascrizione profiling, che si chiama 'trascrittoma cella singola' e sottolinea nuovi approcci per la quantificazione dei livelli di espressione genica 8-10. Per l'analisi dei livelli di espressione genica in cellule singole, abbiamo sviluppato un protocollo semplice, ma robusto di singola cellula RT-PCR quantitativa. Abbiamo confermato l'efficacia e la fattibilità del nostro protocollo confrontando ogni mezzo di lisati cellulari singole e in serie diluiti RNA totali di hESCs, con conseguente varianti tecniche minime e le differenze. Inoltre, abbiamo utilizzato una linea giornalista genetica per isolare omogenea popolazione di hESC utilizzando il sistema di targeting gene. Il vettore dei donatori per il targeting OCT4 locus (OCT4-2A-EGFP-PGK-Puro costruire) e un paio di plasmidi Talen sono stati utilizzati 11. Il vettore donatore e un paio di plasmidi Talen sono state introdotte nel hESCs (H9, WA09) utilizzando il nostro nucleofection e il protocollo di selezione clonale e la manutenzione di hESC è stata effettuata sulla base della nostra protocollo di routine 12. Abbiamo confermato questa linea giornalista genetica esprimono EGFP per l'espressione OCT4 in OCT4 :: EGFP hESCs.
Il nostro risultato dimostra che i singoli hESCs (filtrate per OCT4 :: cellule fortemente positivi EGFP) tengono alti livelli di espressione OCT4, ma diversi livelli di espressione NANOG. Quindi, il nostro unico dosaggio di espressione genica delle cellule dovrebbe essere utile per studiare l'eterogeneità della popolazione di cellule staminali pluripotenti.
Protocol
Representative Results
Discussion
Singolo profiling genica con cellule potrebbe essere un importante strumento per predire la funzionalità di una singola cellula o di un intera popolazione. A causa di limitazioni tecniche, tutta l'analisi del gene profiling è stato limitato alla media della popolazione. Le variazioni nei modelli di espressione genica e di livelli tra le singole cellule e le sottopopolazioni sono state proposte per provocare interpretazioni errate. Tali aspetti cellulari diversi possono essere trovati in hESCs e la loro eterogeneit…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Vorremmo ringraziare i membri del laboratorio Lee per le discussioni importanti sul manoscritto. Il lavoro in laboratorio Lee è stato sostenuto da sovvenzioni dal Robertson Investigator Award of Foundation di New York Stem Cell e dal Maryland Stem Cell Research Fund (TEDCO).
Materials
| 96 wll PCR Plate | USA scientific | 1402-8900 | |
| Ambion Cell Lysis Kit | Life Technologies | 4458235 | |
| SMARTScribe Reverse Transcriptase | Clonetech | 639536 | |
| ExoSAP-IT | USB | 78200 | |
| Platinum Taq DNA polymerase High Fidelity | Invitrogen | 11304 | |
| 10mM dNTP Mix, PCR Grade | Invitrogen | 18427 | |
| SYBR Universal 2X Master Mix | Kapa biosystem | KR0389 | |
| Accutase | Innovative Cell Tech | S-1100-1 | |
| FACS buffer | 45 ml PBS, 5 ml a-MEM, 100 ul DNase, filter sterilized | ||
| 35 μm cell strainer cap tubes | BD Biosciences | 352235 |
References
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