Bu protokol indüklenebilir piggyBac vektörler transkripsiyon faktörlerin ektopik ifade, bir spinal veya kranial kimlik ile motor nöronlar içine indüklenen pluripotent kök hücrelerinin hızlı ve verimli dönüşüm sağlar.
Bu içeriği görüntülemek için JoVE aboneliğiniz gereklidir. Giriş yapın veya ücretsiz denemenizi bugün başlatın.
Yöntem makalesi
Bu protokol indüklenebilir piggyBac vektörler transkripsiyon faktörlerin ektopik ifade, bir spinal veya kranial kimlik ile motor nöronlar içine indüklenen pluripotent kök hücrelerinin hızlı ve verimli dönüşüm sağlar.
Burada insan indüklenen pluripotent kök hücrelerden fonksiyonel omurilik ve kraniyal motor nöronları elde etmek için bir yöntem tarif (ıpscs). Motor nöron içine doğrudan dönüşüm transkripsiyon faktörleri alternatif modüller ektopik ifade ile elde edilir, yani Ngn2, Isl1 ve Lhx3 (NIL) veya Ngn2, Isl1 ve Phox2a (NSIP). NIL ve NıP sırasıyla spinal ve kraniyal motor nöron kimliğini belirtir. Protokollerimiz, NIP 'nin bir piggybac transpozon vektörü ile genomda stabil entegre edildiği değiştirilmiş IPSC hatları ile başlar. Transgenlerin ifadesi daha sonra doksisiklin ve yol açar, 5 gün içinde, ıpscs MN progenitors dönüşümüne. Sonraki olgunlaşma, 7 gün boyunca, spinal veya kranial MNs homojen nüfusa yol açar. Bizim yöntemi önceki protokoller üzerinde çeşitli avantajları tutar: son derece hızlı ve Basitleştirilmiş; viral enfeksiyon veya daha fazla MN yalıtım gerektirmez; farklı MN alt kitleleri (omurilik ve kranial) olgunlaşma dikkat çekici bir derece ile Üreten sağlar, eylem potansiyelleri trenler yangın yeteneği tarafından gösterilmiştir. Dahası, çok sayıda motor nöronları karışık nüfus arıtmadan elde edilebilir. IPSC-türev spinal ve kraniyal motor nöronlar Amilotrofik lateral skleroz ve motor nöron diğer nörodejeneratif hastalıkların in vitro modelleme için kullanılabilir. Homojen motor nöron nüfus hücre tipi spesifik ilaç gösterimleri için önemli bir kaynak temsil edebilir.
Motor nöron (MN) dejenerasyonu amilotrofik lateral skleroz (ALS) ve spinal kas atrofi (SMA) gibi insan hastalıklarında etken rol oynar. İnsan MN karmaşıklığı özetlemek uygun in vitro hücre modeli sistemleri kurulması yeni terapötik yaklaşımlar gelişimine yönelik önemli bir adımdır. Belirgin plurilineage farklılaşma özellikleri ile donatılmış olan indüklenen pluripotent kök hücreleri (ıpscs), şimdi motor nöron hastalıkları etkilenen hastaların bir dizi türetilmiştir1,2. MN hastalıklarına ilişkili patojen mutasyonları taşıyan ek IPSC hatları, kontrol "sağlıklı" pluripotent kök hücreleri3' ten başlayarak gen düzenleme ile üretilir. Bu çizgiler in vitro hastalık modelleme ve ilaç taraması için yararlı araçları temsil eder, MNs içine IPSC farklılaşma için uygun yöntemler mevcuttur sağlanır. Bu yöntemin gelişiminin arkasındaki mantık, MN hastalıklarıyla ilgilenen bilimsel toplumu, Olgun fonksiyonel MNs 'ye yol veren hızlı ve verimli bir farklılaşma protokolüyle sağlamaktayız. Bu yöntemin ilk avantajı, yürütme zaman dilimi olur. Güç başka bir ilgili noktası herhangi bir arıtma adım eliminasyon gelir. Son olarak, protokol motor nöronların iki farklı nüfus oluşturmak için kullanılabilir.
MNs farklı alt türleri oluşturma olasılığı MN hastalıkları modelleme için özellikle ilgilidir. Tüm MN alt türleri ALS ve SMA 'da eşit derecede savunmasız değildir ve farklı motor ünitelerinde semptomların başlangıcı prognozu büyük ölçüde etkiler. ALS 'de, üst ve alt ekstremitelerde başlayan semptomlarla spinal başlangıçlar yaklaşık 3-5 yıl içinde ölüme yol açar4. Tersine, kraniyal MNS dejenerasyonu ile başlayan bulber başlangıcı, en kötü prognoz vardır. Dahası, RNA-bağlayıcı proteinleri FUS ve TDP-43 mutasyonları olan hastalarda SOD1 mutasyonları5olan bireylere göre, bulber başlangıcı yüzdesi önemli ölçüde daha yüksektir. Alternatif MN farklılaşma protokollerinin neredeyse bütünlüğü, ipscs6,7,8türevlerini ayırt etmek için omurilik karakterini gösteren retinoik asit (ra) aktivitesine dayanır. Bu spesifik MN alt türlerinden9,10koruyucu olabilir içsel faktörler, eğitim olasılığını sınırlar.
Fare embriyonik kök hücrelerinde bir önceki çalışma ile tutarlı11, son zamanlarda ınsan ıpscs ektopik ifade Ngn2, Isl1 ve LHX3 (NIL) BIR spinal MN kimlik indükler göstermiştir, Ngn2 ve Isl1 artı Phox2a (n) kranial MNS12belirtin. Bu nedenle, 12 gün boyunca işlevsel özelliklere sahip insan MNs üretimini sağlayan etkili bir protokol geliştirdik. Bu yöntemin amacı, kısa bir zaman diliminde ve arıtma (örneğin, FACS) gerek kalmadan elde etmektir, hücre nüfusu yüksek spinal veya kranial kimlik ile MNs için zenginleştirilmiştir.
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
1. Insan iPSCs 'nin Bakımı
2. NIL ve NıP Indüklenebilir iPSC hatları üretimi
3. motor neuron farklılaşma
4. immünostam Analizi
5. yama ile fonksiyonel karakterizasyon-kelepçe kayıtlar
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
Şekil 1' de farklılaşma yönteminin şematik bir açıklaması gösterilir. İnsan ipscs (WT I Line3) EPB-BSD-TT-NIL veya EPB-BSD-TT-NIP ile transfekte edildi, oluşturulan, Blasticidin seçimi üzerine, istikrarlı ve indüklenebilir hücre hatları12, bundan sonra IPSC-NIL ve IPSC-NIP olarak anılacaktır, sırasıyla. Farklılaşan hücreler pluripotency Marker OCT4 ve Pan-neuronal Marker TUJ1 ifadesi için karakterize edildi. İmmünostik analizi, TUJ1 pozitifliği...
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
Bu protokol, insan ıpscs 'yi, kemiğe özel transkripsiyon faktörlerinin ektopik ifadesi sayesinde Spinal ve kranial motor nöronlara verimli bir şekilde dönüştürmeyi sağlar. Bu transgenler, doksisiklin ile indüklenebilir ve piggyBac transposon tabanlı vektörü sayesinde genomda stabil bir şekilde entegre edilir. Karma bir nüfusa göre, piggyBac vektörünün bir veya birkaç kopyası, tek hücrelerin genomuna rasgele entegre edilecek ve genom bütünlüğü değişimi riskini arttırır. Dahası, iPSC subklonların Progressive seçimi zaman i...
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
Yazarlar açıklamak için hiçbir şey var
Yazarlar, destek ve teknik tavsiyeler için Life nano Science, Istituto Italiano di Tecnologia Center 'da Imaging tesisine teşekkür etmek istiyor. Biz yararlı tartışma için yaşam nano bilim merkezi üyelerine minnettarız. Bu çalışmanın kısmen AriSLA (pilot Grant 2016 "StressFUS") dan AR için bir hibe tarafından desteklenmektedir.
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
| Ad | Şirket | Katalog numarası | Yorumlar |
|---|---|---|---|
| Elektrofizyolojik çözeltiler için | 5-Bapta | Sigma-Aldrich | A4926-1G |
| Accutase | Sigma-Aldrich | A6964-100ML | Hücre ayrışma reaktifi |
| anti-CHAT | EMD Millipore | AB144P | Anti-Kolin Asetiltransferaz. İmmün boyama deneylerinde kullanılan birincil antikor. RRID: AB_2079751; Lot numarası: 2971003 |
| anti-keçi Alexa Fluor 488 | Thermo Fisher Bilimsel | A11055 | İmmonofloresan deneyleri için kullanılan ikincil antikor. RRID: AB_2534102; Lot numarası: 1915848 |
| anti-fare Alexa Fluor 647 | Thermo Fisher Scientific | A31571 | İmmonofloresan deneyleri için kullanılan ikincil antikor. RRID: AB_162542; Lot numarası: 1757130 |
| anti-Oct4 | BD Biosciences | 611202 | İmmün boyama testlerinde kullanılan birincil antikor. RRID: AB_398736; Lot numarası: 5233722 |
| anti-Phox2b | Santa Cruz Biyoteknoloji A.Ş. | sc-376997 | İmmün boyama deneylerinde kullanılan birincil antikor. Lot numarası: E0117 |
| anti-tavşan Alexa Fluor 594 | İmmünolojik Bilimler | IS-20152-1 | İmmonofloresan testleri için kullanılan ikincil antikor |
| , anti-TUJ1 | Sigma-Aldrich | T2200 | İmmün boyama deneylerinde kullanılan birincil antikor. RRID: AB_262133 |
| B27 | Miltenyi Biotec | 130-093-566 | Nöronal hücre bakımı için serum içermeyen takviye |
| Bambanker | Nippon Genetics | NGE-BB02 | Hücre dondurma ortamı, burada motor nöron progenitörleri için kullanılır |
| BDNF | PreproTech | 450-02 | Beyin Kaynaklı Nörotrofik Faktör |
| Blasticidin | Sigma-Aldrich | 203350 | Prokaryotlarda ve ökaryotlarda protein sentezini inhibe eden nükleosit antibiyotik |
| BSA | Sigma-Aldrich | A2153 | Sığır Serum Albümini. İmmün boyama deneylerinde antikorların spesifik olmayan bağlanmasını önlemek için bloke edici ajan |
| CaCl2 | Sigma-Aldrich | C3881 | elektrofizyolojik çözeltiler için kimyasallar |
| Clampex 10 yazılımı | Moleküler Cihazlar | Clampex 10 | Membran akımları kayıt sistemi |
| Corning Matrigel hESC nitelikli Matrix | Corning | 354277 | Engelbreth-Holm-Swarm (EHS) fare sarkomundan sulandırılmış bazal membran hazırlığı. iPSC'nin plastik ve cam desteklere yapıştırılması için kullanılır |
| CRYOSTEM ACF DONDURMA ORTAMI | Biyolojik Endüstriler | 05-710-1E | İnsan iPSC'leri için dondurma ortamı |
| D-Glukoz | Sigma-Aldrich | G5146 | elektrofizyolojik çözeltiler için kimyasallar |
| DAPI tozu | Roche 10236276001 | 4&asal;,6-diamidino-2-fenilindol. Adenin ile bağlanan floresan lekesi– immünofloresan deneylerinde çekirdek boyama için kullanılan DNA'daki timin açısından zengin bölgeler | |
| DAPT | AdipoGen | AG-CR1-0016-M005 | Gama sekretaz inhibitörü |
| Dispase | Gibco | 17105-041 | İnsan iPSC'lerinin nazikçe ayrışması için reaktif |
| DMEM/F12 | Sigma-Aldrich | D6421-500ML | Hücre kültürü için bazal ortam |
| Doksisiklin | Sigma-Aldrich | D9891-1G & nbsp; | epB-Bsd-TT-NIL ve epB-Bsd-TT-NIP vektörlerinden transgenlerin ekspresyonunu indüklemek için kullanılır |
| DS2U | WiCell | UWWC1-DS2U | Ticari insan iPSC hattı |
| E.Z.N.A Toplam RNA Kiti | Omega bio-tek | R6834-02 | Kültürlenmiş ökaryotik hücrelerden RNA'nın toplam ekstraksiyonu için kit |
| GDNF | PreproTech | 450-10 | Glial Türetilmiş Nörotrofik Faktör |
| Gibco Epizomal hiPSC Hattı | Thermo Fisher Scientific | A18945 | Ticari insan iPSC hattı |
| Glutamax | Thermo Fisher Scientific | 35050038 | Arttırılmış stabiliteye sahip L-glutamine bir alternatif. Hücre sağlığını iyileştirir. |
| Elektrofizyolojik çözümler için | Hepes | Sigma-Aldrich | H4034 |
| RT-qPCR için iScript Ters Transkripsiyon Süper Karışımı | Gerçek | iTaqTM Universal SYBR | kullanarak gen ekspresyon analizi için Bio-Rad 1708841 Kiti |
| Bio-Rad | 172-5121 | Herhangi bir gerçek zamanlı PCR cihazında boya bazlı kantitatif PCR (qPCR) için optimize edilmiş, kullanıma hazır reaksiyon ana karışımı | |
| K-Glukonat | Sigma-Aldrich | G4500 | kimyasalları Elektrofizyolojik çözeltiler için |
| KCl | Sigma-Aldrich | P9333 | kimyasalları |
| L-askorbik asit | LKT Laboratuvarları | A7210 | Hücre kültüründe antioksidan |
| olarak kullanılır Laminin | Sigma-Aldrich | 11243217001 | İn vitro nöral hücrelerin bağlanmasını ve büyümesini teşvik eder |
| Lazer taramalı konfokal mikroskop | Olimpos | iX83 FluoView1200 | İmmün boyama görüntülerinin elde edilmesi için konfokal mikroskop |
| Mg-ATP | Sigma-Aldrich | A9187 | elektrofizyolojik çözeltiler için kimyasallar |
| MgCl2 | Sigma-Aldrich | M8266 | elektrofizyolojik çözeltiler için kimyasallar |
| Montaj Ortamı | Ibidi | 50001 | Konfokal mikroskopi ve immünofloresan testleri için kullanılan montaj çözümü |
| Multiclamp yama-kelepçe amplifikatörü | Moleküler Cihazlar | 700B | Membran akımları kayıt sistemi |
| Na-GTP | Sigma-Aldrich | G8877 | elektrofizyolojik çözeltiler için kimyasallar |
| NaCl | Sigma-Aldrich | 71376 | elektrofizyolojik çözeltiler için kimyasallar |
| NEAA | Thermo Fisher Scientific | 11140035 | Esansiyel Olmayan Amino Asitler. Hücre büyümesini ve canlılığını artırmak için hücre kültürü ortamı için ek olarak kullanılır. |
| Neon 100 & mu; L Kiti | Thermo Fisher Scientific | MPK10096 | Hücre elektroporasyon kiti |
| Neon Transfeksiyon Sistemi | Thermo Fisher Scientific | MPK5000 | Hücre elektroporasyon sistemi |
| Neurobazal Medium | Thermo Fisher Scientific | 21103049 | Astrosit besleyici katmana ihtiyaç duymadan nöronal hücre popülasyonlarının uzun süreli bakımı ve olgunlaşması için tasarlanmış bazal ortam |
| NutriStem-XF/FF | Biyolojik Endüstriler | 05-100-1A | İnsan iPSC kültür ortamı |
| Paraformaldehit | Elektron Mikroskobu Bilimleri | 157-8 | İmmün boyama deneylerinde hücre fiksasyonu için kullanılır |
| PBS | Sigma-Aldrich | D8662-500ML | Dulbecco'nun Fosfat Tampon Salin, Kalsiyumlu, Magnezyumlu |
| PBS Ca < sup>2 + < / sup> / Mg2 + < / sup> ücretsiz | Sigma-Aldrich | D8537-500ML | Dulbecco'nun Fosfat Tampon Salini, Kalsiyumsuz, Magnezyum |
| Penisilin / Streptomisin ve nbsp; | Sigma-Aldrich | P4333-100ML | Penisilin / Streptomisin çözeltisi, bakterilerden hücre kültürü kontaminasyonunu önlemek için kullanılır. |
| poli-ornitin | Sigma-Aldrich | P4957 | İn vitro |
| SU5402 | Sigma-Aldrich | SML0443-5MG | Vasküler endotelyal büyüme faktörü reseptörü 2'nin seçici inhibitörü (VEGFR-2) |
| Triton X-100 ve nbsp; | Sigma-Aldrich | T8787 | 4- (1,1,3,3-Tetrametilbutil) fenil-polietilen glikol, t-Oktilfenoksipolietoksietanol, Polietilen glikol tert-oktilfenil eter. İmmün boyama testlerinde hücre geçirgenliği için kullanılır |
| Dik mikroskop | Olympus | BX51VI | CoolSnap Myo kamera ile donatılmış elektrofizyolojik kayıt için mikroskop |
| Y-27632 (KAYA inhibitörü) | Enzo Yaşam Bilimleri | ALX-270-333-M005 | Rho ile ilişkili, sarmal bobin içeren protein kinazın (ROCK) hücre geçirgen seçici inhibitörü. iPSC sağkalımını artırır |
| μ-Slayt 8 İyi | Ibidi | 80826 | High&ndash desteği; Sabit hücrelerin mikroskobik analizini sonlandırın |
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.