Burada bir episomuna göre yeniden programlama strateji ve histon deasetilaz inhibitörleri kullanılarak periferal kandan alınan insan uyarılmış pluripotent kök hücrelerin üretilmesi için bir protokol açıklar.
Bu içeriği görüntülemek için JoVE aboneliğiniz gereklidir. Giriş yapın veya ücretsiz denemenizi bugün başlatın.
Yöntem makalesi
Burada bir episomuna göre yeniden programlama strateji ve histon deasetilaz inhibitörleri kullanılarak periferal kandan alınan insan uyarılmış pluripotent kök hücrelerin üretilmesi için bir protokol açıklar.
Bu yazıda verimli episomal plazmitlerini ve histon deasetilaz (HDAC) inhibitörleri kullanılarak periferik kandan entegrasyonu-özgür insan uyarılmış pluripotent kök hücrelerini (iPSCs) oluşturmak için bir protokol göstermektedir. Bu yaklaşımın avantajı şunlardır: (1) bir kaynak malzeme olarak periferal kan minimal bir miktarda kullanımı; (2) yeniden programlama vektörleri nonintegrating; (3) vektörü bilgilerini iPSCs üretilmesi için ekonomik bir yöntem; (4) tek bir transfeksiyon; ve (5) küçük moleküllerin kullanımı epigenetik yeniden programlama kolaylaştırmak için. Tekrar programlanması için oldukça müsait bir yüksek proliferatif eritrosit projenitör hücre popülasyonu elde etmek için kısa bir süre, periferal kan mononükleer hücreleri (PBMC), rutin flebotomi örnekleri izole edilir ve tanımlanmamış başka büyüme faktörleri içinde kültürlenmiştir. Nonintegrating, Oct4, Sox2, Klf4 MYCL, LIN28A ve p53 kısa saç tokası (sh) RNA'yı ifade bulaşıcı olmayan epizomal plasmidleri introdu vardırTek nucleofection ile türetilmiş eritroblast içine ced. Yeşil floresan proteini gelişmiş sentezleyen bir epizom (eGFP) olarak kotransfeksiyon transfekte hücrelerin kolay tanımlama sağlar. Epstein-Barr çekirdek antijeni 1 (EBNA1) ifade eden ayrı bir replikasyon-eksikli Plazmid aynı zamanda epizomal proteinlerin artan ekspresyonu için, reaksiyon karışımına ilave edilir. Transfekte edilmiş hücreler daha sonra, sürekli tekrar programlanması için ışınlanan fare embriyonik fibroblastlar (iMEFs) bir tabaka üzerine kaplanır. En kısa iPSC gibi koloniler nucleofection sonra yaklaşık on iki gün sonra ortaya çıktıkça, HDAC inhibitörleri epigenetik yenileme kolaylaştırmak için ortama ilave edilir. Biz, HDAC inhibitörlerinin dahil rutin olarak 2 kat kadar tam olarak yeniden programlanması iPSC kolonilerin oluşturulmasına arttırdığını bulduk. IPSC koloniler tipik insan embriyonik kök hücre (HESC) morfoloji kez, yavaşça sürekli büyüme ve genişleme için bireysel Imef kaplı doku kültürü plakalarına aktarılır.
iPSCs pluripotense genlerin en az sayıda ektopik ekspresyonu ile somatik dokularından elde edilmektedir. Bu teknik, ilk olarak yüksek bir pluripotent durumda 1 olarak ifade edilmiştir Oct4, Sox2, Klf4 ve c-myc insan fibroblastları, retroviral kalıt ile gösterilmiştir. Bu geçici ifade "yeniden programlama faktörleri" insan embriyonik kök hücreleri 2 hedef hücrenin epigenetik peyzaj ve gen ifadesi profili benzer değiştirebilir. Oluşturulan kez, iPSCs potansiyel ileri soruşturma için herhangi bir doku tipinin içine ayırt edilebilir. Böylece, rejeneratif tıpta, hastalık modelleme ve gen terapisi uygulamalarında kullanılmak için umut vermektedir. Ancak, entegre virüs ile genomu bozan endojen gen ifadesinin, etkisi hücresel fenotip değiştirme potansiyeline sahiptir, ve sonuçta bilimsel sonuçlarını taraflı. Ayrıca, rastgele viral entegrasyonlar zararlı hücresel e yol açabilirmalign transformasyon 3 veya onkojenik transgenlerin 4 yeniden ifade olasılığı dahil olmak üzere fektleri. Gelecekteki klinik uygulamalar, entegre iPSC nesil gerektirir.
Ekstra kromozomal dairesel DNA molekülleri epizomları, maliyet etkin, entegrasyon-ücretsiz iPSCs 5 üretmek için bir strateji sunar. Tablo 1 'de gösterilen epizomal vektörlerin kombinasyonu yeniden programlama Oct4, Sox2, Klf4 MYCL ve LIN28A faktörleri ifade eder. PCXLE_hOCT3 / 4-shp53-F Plazmid aynı zamanda hücre yeniden programlama 6 geliştirmek için TP53 geçici bastırılması için bir p53 shRNA içerir. Çoğaltma eksik pCXWB-EBNA1 vektör EBNA1 ifade 7 geçici bir artışa sağlayarak yeniden programlama faktörleri büyütülmesine ve artan yeniden programlama verimliliğini teşvik. PCXLE_EGFP plazmid deterjanları amacıyla nucleofection karışımına ilave edilebilirhücre tasnif uygulamalar için transfeksiyon verimliliğinin veya rmining. P CXWB-EBNA1 dışında, bu protokolde kullanılan epizomal plasmidleri konakçı hücrenin, 8 bölünme sırasında replikasyonu ve epizom bölümü vasıta olan viral replikasyon ve EBNA1 gen, Epstein-Barr virüsü kopyalama kaynağını kullanır. Epizomları kendiliğinden ardışık iPSC genişleme 7 ile kaybolur. Alt-klonlama ve EGFP ifade kaybı anlaşılacağı epizomal vektör kaybı ile iPSCs karakterizasyonu, gelecekte yapılacak klinik uygulamalarda tamamen entegrasyon bilgilerini iPSCs yol açabilir.
IPSC nesil işleminden dolayı soyundan bir genin bastırılması ve pluripotense ilişkili genlerin reaktivasyonu. Gen ekspresyonunun düzenlenmesi hedef transkripsiyon faktörleri için DNA'nın ve kromatin modifikasyon, düzenleyici DNA elemanları, RNA polimeraz erişimi, çekirdek içinde birden fazla seviyede gerçekleşirgenleri yer alır. Küresel kromatin modifikasyonları ile epigenetik manzara Tadilat yeniden ifade için önemli bir bileşeni Pluripotency genetik program olduğunu. Gen ekspresyonunun düzenlenmesinde önemli olan bir özel kromatin modifikasyon histon-DNA bobinin azalma gerilim üzerinden hedef genlere erişim sağlar, özellikle lizin kalıntıları ile histonların asetilasyon, bir. HDAC inhibitörleri, bağlı asetillenmiş durumunu 11 desteklenmesi için muhtemelen iPSC yeniden programlama ve HESC kendini yenileme 9,10 artırmak için gösterilmiştir küçük moleküllerdir. Entegre lentivirüsler 12 kullanan önceki bir yayında uyarlanan Aşağıda tarif edilen protokol, periferal kan kullanılarak epizomlar ve HDAC inhibitörleri optimize iPSC üretimi için bir adım-adım bir yöntem sağlar. Burada kullanılan adı geçen HDAC inhibitörü konsantrasyonları Ware tarafından tarif edilenler yarısı olan, ve ark., 9 ve rutin standart üzerinde tam Yeniden programlanan iPSC kolonideki 2 kat artışa yol açmıştırHDAC inhibitörleri olmadan episomal yeniden programlama protokolleri. Yeniden programlama Bu düzeyde Lentiviral yöntemleri ile dikkat verimliliği ile eşit olduğunu. Bu protokolü kullanarak, verimli yaş 87 yıl gibi eski kişilerden iPSC yarattı.
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
Fred Hutchinson Kanser Araştırma Merkezi Kurumsal Değerlendirme Kurulları ve Çocuklar "ın Philadelphia Hastanesi tarafından onaylanan, yazılı izin, periferik kan örneği alınmadan önce hastalardan elde edilmiştir. Tüm kurumsal düzenlemeler gözlendi. MEF nesil dahil olmak üzere tüm hayvan deneyleri ve teratom oluşumu Kurumsal Hayvan Bakım ve Kullanım Kurulu tarafından kabul edildi.
PBMC'lerin ve eritroblast Genişleme 1. Ficoll Ayırma - Gündüz 0
Nucleofection tarafından 2. yeniden programlanması Hücreler - Gün 9
3. Kaplama Besleyici Hücreler - Gün 10 ya da 11
4. Besleyici Hücreleri Hücreler Kaplama ve Orta değiştirme - Gün 12
5. Yalıtımlı iPSC Klonlar
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
Üç gün nucleofection sonra iMEFs üzerine nucleofected hücreleri kaplama önce başarılı nucleofection etkinliği eGFP için floresan mikroskobu ile tahmin edilmelidir. 1 EGFP ifade toplam hücre nüfusunun yaklaşık% 5-10, tipik Nucleofection deneyi göstermektedir.
Yeniden programlanan iPSC koloniler nucleofection yaklaşık iki hafta sonra görünmeye başlayacaktır. Koloniler, iyi tanımlanmış sınırlara sahip, genel olarak dairesel olan ve yüksek çekirdek sitoplazma or...
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
Bu protokolü kullanarak başarılı iPSC nesil için, dikkat edilmesi gereken birkaç önemli uyarılar vardır. Sapmalar hedef progenitör hücre popülasyonunun verimsiz stimülasyonu ve iPSC nesil daha düşük bir verimliliğe neden olabileceğinden erythroblast genişletme aşamasında, ortam değiştirme programı sıkı, takip edilmelidir. Her ortam değişimi ile taze deksametazon ile yeni genişleme orta yapmak önemlidir; ve QBSF-60 taban ortamı deksametazon ve depolama sırasında ışıktan korunmalıdır. Nucleofection boyunca DPBS yıkama yay...
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
Yazarlar hiçbir rakip mali çıkarlarının olmadığını beyan ederim.
Yazarlar, bu araştırmayı desteklemek için NIH aşağıdaki hibe kabul etmek istiyorum: K08DK082783 (AR), P30DK56465 (BTS), U01HL099993 (BTS), T32HL00715036 (SKS) ve K12HL0806406 (SKS); ve JP McCarthy Vakfı (AR).
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
| Ad | Şirket | Katalog numarası | Yorumlar |
|---|---|---|---|
| Ficoll-Paque PLUS | Fisher Scientific | 45-001-750 | 4 ° C'de saklayın. Kullanmadan önce oda sıcaklığına ısıtın. |
| DPBS | Yaşam Teknolojileri | 14190-250 | 4 &�C'de saklayın. |
| RPMI 1640 | Yaşam Teknolojileri | 11875-093 | 4 &� C'de saklayın. |
| fetal sığır serumu (FBS) | Life Technologies | 10437028 | -20 ° C'de saklayın; İhtiyaç duyulana kadar C. Çözülme, aliquot, 4 &°C'de saklayın. |
| dimetil sülfoksit (DMSO) | Sigma-Aldrich | 154938 | Oda sıcaklığında saklayın. |
| QBSF-60 serumsuz orta | Fisher Scientific | 50-983-234 | 4 &� C'de saklayın. |
| penisilin / streptomisin | Yaşam Teknolojileri | 15140122 | 4 ° C'de saklayın. |
| Hücre Hattı Nükleofektör Kiti V | Lonza | VCA-1003 | 4 ° C'de saklayın. |
| % 2 jelatin çözeltisi | Sigma-Aldrich | G1393 | 4 &°C'de saklayın; C, 37 derecede sıvılaştırın; Kullanmadan önce C su banyosu. |
| Hank'in Dengeli Tuzlu Su Çözeltisi (HBSS) | Life Technologies | 14175-103 | 4 ° C'de saklayın. |
| Dulbecco'nun Modifiye Eagle Medium (DMEM) | Life Technologies | 11965-092 | Mağazası 4 &� C'de. |
| Iscove'un Modifiye Dulbecco's Medium (IMDM) | Yaşam Teknolojileri | 12440-061 | Mağazası 4 ° C'de. |
| L-glutamin, 200 mM | Yaşam Teknolojileri | 25030-081 | Aliquot, -20 ° C'de dondurun. |
| esansiyel olmayan amino asitler (NEAA), 100X | Life Technologies | 11140-050 | 4 &� C'de saklayın; C, ışıktan uzak. |
| DMEM/Ham's F12, 1: 1 | Fisher Scientific | SH30023.02 | 4 &°C'de saklayın. |
| KnockOut Serum Replasman Ömrü Teknolojileri | 10828-028 | Aliquot, -20 ° C'de dondurun. | |
| sodyum piruvat, 100 mM | Yaşam Teknolojileri | 11360-070 | 4 ° C'de saklayın. |
| sodyum bikarbonat, %7,5Life | Technologies | 25080094 | 4 ° C'de saklayın. |
| temel fibroblast büyüme faktörü (bFGF) | Life Technologies | PHG0263 | DPBS'de 10 mg / ml stok yapın, alikot, -20 ° C'de dondurun. Çözüldükten sonra 4 ° C'de saklayın. |
| sodyum bütirat | Sigma-Aldrich | B5887-1G | DPBS'de 2000x stok (400 mM) yapın, aliquot, -20 ° C'de dondurun. Çözüldükten sonra 4 ° C'de saklayın. |
| hES Hücre Klonlama & Kurtarma Takviyesi | Stemgent | 01-0014-500 | -20 &°C'de saklayın; İhtiyaç duyulana kadar C. Çözüldükten sonra 4 ° C'de saklayın. |
| ESC nitelikli BD matrigel | BD Biosciences | 35-4277 | Gece boyunca buz üzerinde 4 ° C'de çözdürün; C, önceden soğutulmuş pipet uçlarını kullanarak önceden soğutulmuş tüplere alikot. -20 ° C'de saklayın; İhtiyaç duyulana kadar C. 4 ° C'de çözülün; C, hemen kullanın. |
| StemSpan SFEM | KÖK HÜCRE TEKNOLOJİLERİ | 9650 | Aliquot, -20 ° C'de dondurun. |
| askorbik asit, toz haline getirilmiş | Sigma-Aldrich | A4403-100MG | DPBS'de 5 mg / ml stok yapın, steril filtre, 4 ° C'de saklayın. |
| rekombinant insan kök hücre faktörü (SCF) | R & D Sistemleri | 255-SC-010 | 100 &mu yapın; SFEM'de g/m stoğu, alikot, -20 &� C'de donma. Çözüldükten sonra 4 ° C'de saklayın. |
| rekombinant insan interlökin 3 (IL-3) | R & D Sistemleri | 203-IL-010 | 100 &mu yapın; SFEM'de g/ml stoğu, alikot, -20 ° C'de dondurun. Çözüldükten sonra 4 ° C'de saklayın. |
| eritropoietin (EPO) | Ar-Ge D Systems | 287-TC-500 | SFEM'de 1000 U/ml stok yapın, alikot, -20 ° C'de dondurun. Çözüldükten sonra 4 ° C'de saklayın. |
| rekombinant insan insülin benzeri büyüme faktörü 1 (IGF-1) | R & D Sistemleri | 291-G1-200 | 100 & mu yap; SFEM'de g/ml stoğu, alikot, -20 ° C'de dondurun. Çözüldükten sonra 4 ° C'de saklayın. |
| β-merkaptoetanol | Sigma-Aldrich | M7522 | DPBS'de 1000x stok (100 mM) yapın. |
| deksametazon | Sigma-Aldrich | D4902-25MG | 50x stok yapın (50 μ M) DPBS'de, steril filtrede, 4 ° C'de saklayın. |
| SAHA (vorinostat) | Cayman Chemical | 149647-78-9 | DPBS'de 2.000x stok (400 mM) yapın, alikot, -20 ° C'de dondurun. Çözüldükten sonra 4 ° C'de saklayın. |
| 12 kuyulu doku kültürü plakası | Fisher Scientific | 08-772-29 | |
| 15 ml konik tüp | Sarstedt | 62553002 | |
| 1.5 ml Eppendorf tüpü | Fisher Scientific | 05-408-129 | |
| 6 kuyulu doku kültürü plakası | Fisher Scientific | 08-772-1B | |
| 35 mm doku kültürü plakası | BD Biosciences | 353001 | |
| 10 ml tek kullanımlık serolojik pipetler | Fisher Scientific | 13-675-20 | |
| 5 ml tek kullanımlık serolojik pipetler | Fisher Scientific | 13-675-22 | |
| 2 ml tek kullanımlık serolojik pipetler | Fisher Scientific | 13-675-17 | |
| 20 μ l pipet uçları, bariyer uçları | Genessee | 24-404 | |
| cam Pasteur pipetleri | Fisher Scientific | 13-678-20D | |
| pipet yardımı | Fisher Scientific | 13-681-15 | |
| pCXLE-hOCT3/4-shp53-F | Addgene | 27077 | |
| pCXLE-hSK | Addgene | 27078 | |
| pCXLE-hUL | Addgene | 27080 | |
| pCXLE-EGFP | Addgene | 27082 | |
| pCXWB-EBNA1 | Addgene | 37624 |
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.