Şekil 1, OKSM kodlayan plazmidlerin fare karaciğerine gen transferini ve in vivo hücre yeniden programlamasını gözlemlemek için uygulanan farklı teknikleri içeren prosedürün genel görünümünü göstermektedir. Plazmidlerin HTV enjeksiyonunu takiben, enjeksiyondan 2 gün sonra transfekte edilen yeniden programlama faktörlerinin (Oct3/4, Sox2, Klf4 ve cMyc) mRNA düzeyindeki gen ekspresyonunda belirgin bir artış gözlemlenmiştir. Şekil 2a'da gösterildiği gibi, bu faktörlerin ekspresyonu enjeksiyondan sonra zamanla azalmaktadır. Endojen pluripotens markerlarının (Nanog, Ecat1 ve Rex1) ekspresyonuna gelince; düzeyleri, enjeksiyondan 2 ve 4 gün sonra, salin enjekte edilen hayvanların hepatositlerindekilere kıyasla anlamlı derecede yükselmiş ve 8. günden itibaren tekrar bazal seviyelere dönmüştür (Şekil 2b). Aynı zamanda, hepatosit popülasyonunun dediferansiyasyonu, 4. günde istatistiksel olarak anlamlı olan ve 8. günden itibaren bazal seviyelere ulaşan hepatosit spesifik genlerin (Alb, Aat ve Trf) aşağı regülasyonu ile doğrulanmıştır (Şekil 2d).
Oct3/4 ve Nanog'un protein düzeyindeki ekspresyonu akış sitometrisi ile incelenmiştir. Şekil 2c'de gösterildiği gibi, HTV enjeksiyonundan sonraki 1. günde sadece Oct3/4 eksprese edilirken, endojen pluripotentlik belirteci Nanog'un ekspresyonu için 4. güne kadar beklemek gerekmiştir.
in vivo hücre yeniden programlamanın gerçekleştiği, karaciğer dokularının anti-OCT4, anti-SOX2 ve anti-Nanog antikorları ile immünohistokimyasal analizi ve ALP aktivitesi için yapılan spesifik boyama ile daha da doğrulanmıştır. Tüm markörler ve enzimatik aktivite için pozitif hücreler, OKSM enjekte edilen hayvanların karaciğer dokularında tekrarlanabilir şekilde bulunurken, salin enjekte edilen kontrollerde bulunmamıştır (Şekil 3).
pDNA'nın HTV enjeksiyonu yoluyla in vivo hücre yeniden programlamasından kaynaklanabilecek olası toksik yan etkiler ve teratom oluşumu, 120 günlük bir süre boyunca serumdaki karaciğer enzim seviyelerinin nicelleştirilmesinin yanı sıra karaciğer doku kesitlerinin H&E ve PAS boyamaları ile incelenerek araştırılmıştır. 2. güne kadar geçici ve şiddetli olmayan doku hasarı belirtileri gözlemlenmiş, ancak bu durum daha uzun sürmemiştir. Çalışma süresi boyunca teratom oluşumuna veya herhangi bir displazi ya da morfolojik değişikliğe rastlanmamıştır (Şekil 4). Albumin ve karaciğer enzim seviyeleri ile doku kesitlerinin glikojen boyamasıyla doğrulandığı üzere, çalışma süreci boyunca hiçbir hayvanda hepatik yapısal veya fonksiyonel anormallik görülmemiştir (Şekil 4b ve c).

Şekil 1. in vivo yeniden programlama prosedürünün ve analizinin şematik genel görünümü. Protokol iki ana aşamadan oluşur: (i) yeniden programlama faktörlerinin in vivo uygulanması ve (ii) doku ekstraksiyonu ve örnek analizi. Daha büyük şekli görüntülemek için buraya tıklayın.

Şekil 2. Erişkin fare karaciğerinde Yamanaka transkripsiyon faktörlerinin in vivo aşırı ekspresyonu. Balb/C farelerine yalnızca %0,9'luk salin, %0,9'luk salin içinde 75 μg pCX-OKS-2A ve 75 μg pCX-cMyc HTV yoluyla enjekte edilmiş ve 2, 4, 8, 12, 24. günlerde hepatositlerin şu değerlerinin göreli gen ekspresyonunu belirlemek için RT-qPCR analizi gerçekleştirilmiştir: (a) transfekte edilen transkripsiyon faktörleri (OKSM) ve (b) endojen pluripotens belirteçleri; (c) OCT3/4 pozitif ve Nanog pozitif hücrelerin akış sitometrisi analizi; (d) RT-qPCR ile belirlenen hepatosit belirteçlerinin göreli gen ekspresyonu. Tüm gen ekspresyon seviyeleri, salin HTV enjekte edilen gruba göre normalize edilmiştir. (* p<0.05, varyans analizi ve Tukey'nin ikili karşılaştırması ile elde edilen, salin HTV enjekte edilen gruplara kıyasla istatistiksel olarak anlamlı farkı belirtir). Şekil, Yilmazer et al'dan uyarlanmıştır.29 Şeklin daha büyüğünü görüntülemek için buraya tıklayın.

Şekil 3. İmmünohistokimya ile yetişkin fare karaciğer dokusunda in vivo hücre yeniden programlama. Balb/C farelerine HTV yoluyla sadece %0.9'luk tuzlu su, %0.9'luk tuzlu su içinde 75 μg pCX-OKS-2A ve 75 μg pCX-cMyc enjekte edilmiştir. 4. günde karaciğerler toplanmış ve dondurulmuş doku kesitleri, immünoreaktiviteyi değerlendirmek için anti-OCT4, anti-SOX2 veya anti-Nanog antikorları ile veya dokudaki ALP aktivitesini belirlemek için BCIP/NBT ile boyanmıştır (40X). Ölçek çubukları 100 μm'yi temsil etmektedir. Şekil Yilmazer et al.'dan uyarlanmıştır.29 Şeklin daha büyük halini görüntülemek için buraya tıklayın.

Şekil 4. in vivo hücre yeniden programlamanın karaciğer fonksiyonelliği ve histopatolojisi üzerindeki etkisi. %0,9 salin içinde 75 μg pCX-OKS-2A ve 75 μg pCX-cMyc veya sadece %0,9 salin şeklinde HTV enjekte edilen Balb/C fareler. 2, 4, 8, 12, 50 ve 120. günlerde karaciğer dokuları ve serumlar izole edilmiş ve şunlar için işlenmiştir: (a) H&E boyama; (b) karaciğer enzim seviyeleri; (c) albümin seviyeleri; (d) PAS boyama. Temsili görüntüler ışık mikroskobu (10X) ile yakalanmıştır. Ölçek çubukları 100 μm'yi temsil eder. Şekil Yilmazer et al.29 Daha büyük şekli görüntülemek için buraya tıklayın'dan uyarlanmıştır.