Fare embriyonik kök hücrelerinin (mESC) in vitro olarak T hücrelerine farklılaştırıldığı bir hücre kültürü sistemi kurulmuştur.1 Bu sistem, T hücresi farklılaşmasını sağlamak için Notch sinyalizasyonunun yeteneğinden yararlanır. 2 OP9-DL1 hücre hattı, kemik iliğinden türetilmiş OP9 hücrelerinin3 bir Notch ligandı, Delta benzeri 1 (DL1) ile dönüştürülmesiyle oluşturuldu. 4 Notch sinyal kaskadının in vitro aktivasyonu, diğer hücre soylarının dışlanmasına kadar T hücresi gelişimini kolaylaştırır. Uygun sitokinlerin dahil edilmesiyle, bu sistem, mESC'nin hematopoietik ve nihayetinde T hücresi soylarına doğru sıralı ilerlemesini destekleyen bir hücre kültürü "mikro ortamı" sağlar. Bu sistem, timusta normal T hücresi ontogenezisi sırasında görülen çeşitli gelişim aşamalarında T hücrelerinin akış sitometrik tanımlamasını destekler. T hücresi gelişimi ile ilgili seçilmiş soruları araştırmak için bu prosedür, fare embriyonik kök hücre türevli hematopoietik öncülerden T hücresi gelişimini ortaya çıkarmak için kullanılan in vivo bütün fare modellerine5 ve in vitro fetal timik organ kültürü yöntemlerine çekici bir alternatif haline gelmiştir. 6 OP9 ko-kültür sisteminin en büyük avantajı, standart ve basit hücre kültürü tekniklerini içermesi ve deney hayvanlarının sürekli kullanımına bağlı olmamasıdır.
Bu yaklaşımı kullanarak deneylerimizde ayrıntılı, daha önce yayınlanmış bir protokolü takip ediyoruz. 7 Bu teknolojiyi, manipüle edilmemiş mESC klonlarının, kimerik embriyolar8 yapmak için özenle seçilmiş yüksek kaliteli mESC klonlarının ve doğrudan ilaç seçiminden çıkan stabil şekilde transfekte edilmiş ESC klonlarının hematopoietik farklılaşma ürünlerini incelemek için kullandık. 9 Bu modelde mESC'den mezoderm benzeri kolonilere ilk in vitro farklılaşmanın zamansal kinetiğinin bireysel klonlar arasında değişken olabileceğini not ettik. mESC-OP9 ko-kültürleri, mezoderme ilerleme açısından görsel olarak değerlendirilebilir. Bu genellikle ko-kültürün beşinci gününde tamamlanacak olsa da, bireysel klonlar arasında tamamlanma bir veya iki gün ertelenebilir. Optimal hematopoietik progenitör hücre (HPC) oluşumu ve sağlam lenfopoez elde etmek için transferden önce kantitatif (~% 80-90) mezoderm oluşumu sağlanmalıdır. Bu nedenle, birden fazla mESC klonu ile çalışırken, bu "5. gün" geçişi, tüm klonlar mezoderm benzeri kolonilere geçişi tamamlayana kadar en iyi şekilde geciktirilir. Bu, hematopoietik farklılaşma koşullarına aktarıldıktan sonra klonlar arasında müteakip gelişimin senkronizasyonunu sağlar. % 80-90 mezodermal oluşumların geçmesinden üç gün sonra, HPC'ler OP9 tek katmanlarından toplanır. HPC'ler, monositik, eritroid ve B hücre soylarının farklılaşmasına izin vermek için yeni OP9 hücrelerine ekilebilir. Alternatif olarak, HPC'ler OP9-DL1 hücrelerine ekilebilir ve T hücresi gelişimine doğru yönlendirilebilir. Tüm in vitro farklılaşma kültürleri, 5. günden itibaren Flt-3L sağlanır ve 8. günden itibaren IL-7 eklenir. Deney sırasında çeşitli zaman noktalarında gerçekleştirilen akış sitometrisi analizleri, hematopoietik farklılaşma ve T hücresi gelişiminin aşamaları ve soyları boyunca ilerlemenin izlenmesini sağlar. CD4 / CD8 çift pozitif (DP) T hücreleri, ko-kültürün 16. gününde ortaya çıkmaya başlar ve hem DP hem de CD8 tek pozitif (SP) hücreler 20. günde bol miktarda bulunur. Ortak kültürün genel sonucu ve sağlamlığı, büyük ölçüde, meydana gelen önemli gelişimsel dönüm noktalarının tamamlandığını görsel olarak tespit etme yeteneğine bağlıdır. Bu protokol, başarılı bir farklılaşmanın anahtarı olan bu kilometre taşlarının yanı sıra diğer kritik parametrelerin tanınması için bir rehber olmayı amaçlamaktadır.