Method Article

Memeli Pluripotent Hücreleri Üretmek için Epigenetik Modifikasyonu ve Biyomekanik İpuçlarını Birleştiren İki Adımlı Bir Strateji

DOI:

10.3791/61655

⸱

August 29th, 2020

 ,  ,  ,  , 
1Laboratory of Biomedical Embryology, Department of Health, Animal Science and Food Safety and Center for Stem Cell Research, Università degli Studi di Milano, 2Department of Veterinary Medicine, University of Sassari, 3Department of Agricultural and Environmental Sciences - Production, Landscape, Agroenergy and Center for Stem Cell Research, Università degli Studi di Milano

In This Article

Summary

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Burada, gen transfeksiyonuna veya retroviral vektörlere ihtiyaç duymadan, memeli pluripotent hücrelerini verimli bir şekilde üretmek için kimyasal epigenetik silme kullanımını mekanosensing ile ilgili ipuçlarıyla birleştiren bir yöntem sunuyoruz. Bu nedenle, bu strateji translasyonel tıp için umut vericidir ve kök hücre organoid teknolojisinde kayda değer bir ilerlemeyi temsil etmektedir.

Abstract

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Hücre fenotipi, her tekniğe özgü avantajlar ve sınırlamalar ile farklı yöntemlerle tersine çevrilebilir veya değiştirilebilir. Burada, memeli pluripotent hücreleri üretmek için kimyasal epigenetik silme kullanımını mekanosensing ile ilgili ipuçlarıyla birleştiren yeni bir strateji açıklıyoruz. İki ana adım gereklidir. İlk adımda, yetişkin olgun (ölümcül olarak farklılaşmış) hücreler, onları pluripotent bir duruma sokmak için epigenetik silgi 5-aza-sitidine maruz bırakılır. Protokolün bu kısmı, hücre kaderini ve farklılaşmasını kontrol eden epigenetik mekanizmaların artan anlayışına dayanarak geliştirilmiştir ve hücre farklılaşmış durumunu silmek ve daha sonra geçici bir yüksek plastisite penceresine sürmek için epigenetik değiştiricinin kullanılmasını içerir.

İkinci adımda, silinen hücreler, elde edilen yüksek plastisiteyi genişletmek ve istikrarlı bir şekilde korumak için 3D hücre yeniden düzenlemesini teşvik etmek için Sıvı Mermerler olarak da bilinen politetrafloroetilen (PTFE) mikro-biyoreaktörlerde kapsüllenir. PTFE, reaktif olmayan hidrofobik sentetik bir bileşiktir ve kullanımı, geleneksel 2D kültür sistemlerinde elde edilemeyen hücresel bir mikro çevrenin oluşturulmasına izin verir. Bu sistem, biyo-mekanosensing ile ilgili ipuçları olsa da, pluripotensinin korunmasını teşvik eder ve artırır.

Burada açıklanan teknik prosedürler, yetişkin somatik hücrelerde yüksek plastisite durumunun indüksiyonuna ve korunmasına izin veren basit stratejilerdir. Protokol, test edilen tüm memeli türlerinde yüksek plastisiteli hücrelerin türetilmesine izin verdi. Gen transfeksiyonu kullanımını içermediğinden ve viral vektörlerden arındırılmış olduğundan, translasyonel tıp uygulamaları için dikkate değer bir teknolojik ilerlemeyi temsil edebilir. Ayrıca, mikro-biyoreaktör sistemi, in vitro olarak yüksek plastisiteli hücrelerin, yani ESC'ler, iPSC'ler, epigenetik olarak silinmiş hücreler ve MSC'ler gibi uzun vadeli kültürüne izin veren belirli bir mikro ortamı yeniden yaratarak kök hücre organoid teknolojisinde kayda değer bir ilerleme sağlar.

Introduction

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Son on yıllarda, hücre bağlılığı ve farklılaşmasına doğru tek yönlü ilerleme kavramı tamamen gözden geçirildi. Hücre spesifikasyonunun tersine çevrilebileceği ve ölümcül olarak farklılaşmış bir hücrenin, farklı yöntemler kullanılarak daha az kararlı ve daha yüksek izin verilen bir duruma itilebileceği gösterilmiştir.

Önerilen çeşitli yöntemler arasında, en umut verici yöntemlerden biri, hücreleri kimyasal olarak indüklenen pluripotens olarak adlandırılan bir şeye indüklemek için kimyasal bileşiklerin kullanılmasını içerir. Bu yaklaşımda kullanılan küçük moleküller, yetişkin bir olgun hücrenin epigenetik imzasını etkileşime sokabilir ve değiştirebilir, herhangi bir transgenik ve / veya viral vektöre ihtiyaç duymaz, 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10 . Son zamanlarda yapılan çok sayıda çalışma, hipermetillenmiş genlerin11,12,13,14,15 reaktivasyonunu indükleyen spesifik biyokimyasal ve biyolojik uyaranlar sağlayarak hücreleri bir fenotipten diğerine geçirmenin mümkün olduğunu göstermiştir. Bu demetilasyon olayları, ölümcül olarak farklılaşmış hücrelerin ilkel bir progenitöre, multipotent veya yüksek plastisiteye / pluripotent bir hücreye dönüştürülmesine izin verir 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10.

Buna paralel olarak, birçok çalışma son zamanlarda mekanosensing ile ilgili ipuçlarının anlaşılmasına ve daha spesifik olarak, hücre plastisitesini ve / veya farklılaşmasını doğrudan etkilemek için mekanik kuvvetlerin kullanılması olasılığına odaklanmaktadır16,17,18,19. Gerçekten de, hücre dışı matrisin (ECM) hücre kaderinin kontrolünde önemli bir rol oynadığı açıkça gösterilmiştir. Özellikle, ECM tarafından üretilen biyomekanik ve biyofiziksel sinyaller, moleküler mekanizmaları ve sinyal yollarını doğrudan düzenleyerek hücre davranışını ve işlevlerini etkiler20,21. Bu son veriler, in vivo hücre mikro ortamını daha yakından taklit eden, hücre davranışını yönlendiren mekanik ve fiziksel uyaranları kopyalayan yeni 3D kültür sistemlerinin geliştirilmesine yol açmıştır.

Burada, memeli pluripotent hücreleri üretmek için kimyasal epigenetik silme kullanımını mekanosensing ile ilgili ipuçlarıyla birleştiren iki aşamalı bir protokolü açıklıyoruz. İlk adımda, hücreler demetilasyon molekülü 5-aza-sitidin (5-aza-CR) ile inkübe edilir. Bu ajan, doğrudan on-onbir translokasyon 2 (TET2) aracılı etki8,10 ve DNA metiltransferazların (DNMT) 22,23'ün dolaylı inhibisyonunun birleşik bir etkisi ile önemli bir küresel DNA demetilasyonunu indükleyebilir. Bu adım, pluripotens ile ilişkili gen ekspresyonunun daha sonra yeniden aktivasyonu ile epigenetik blokların uzaklaştırılmasını ve dolayısıyla bundan böyle "epigenetik olarak silinmiş hücreler" olarak adlandırılacak olan yüksek plastisiteli hücrelerin 1,2,3,8,10 üretilmesini indükler. İkinci adımda, hücreler bir 3B kültür sisteminde kapsüllenir. Bu amaçla, reaktif olmayan hidrofobik sentetik bileşik politetrafloroetilen (PTFE; 1 μm parçacık boyutuna sahip), geleneksel 2D kültür sistemlerinin kullanımıyla elde edilemeyen hücresel bir mikro ortamın oluşturulmasına izin veren mikro-biyoreaktör olarak kullanılır10. PTFE toz parçacıkları, hücrelerin yeniden askıya alındığı sıvı damlasının yüzeyine yapışır ve sıvı çekirdeği destek yüzeyinden izole ederken, iç sıvı ile çevredeki ortam arasında gaz değişimine izin verir24. Bu şekilde elde edilen ve "Sıvı Mermer" olarak da bilinen "PTFE mikro-biyoreaktör", hücreleri birbirleriyle serbestçe etkileşime girmeye teşvik eder, 3D hücre yeniden düzenlenmesini teşvik eder25,26,27 ve biyo-mekanosensing ile ilgili ipuçları10 olsa da, elde edilen yüksek plastisite durumunu genişletir ve istikrarlı bir şekilde korur.

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Protocol

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Tüm çalışmalar Milano Üniversitesi Etik Kurulu tarafından gözden geçirilmiş ve onaylanmıştır. Tüm hayvan deneyleri, ABD Ulusal Sağlık Enstitüleri (NIH) tarafından yayınlanan Laboratuvar Hayvanlarının Bakımı ve Kullanımı Kılavuzu'na uygun olarak gerçekleştirilmiştir. İnsan hücrelerinin sağlıklı yetişkin bireylerden izole edilmesi, Milano'daki Ospedale Maggiore Policlinico Etik Komitesi tarafından onaylanmıştır. Çalışmamızdaki tüm yöntemler onaylanmış kılavuzlara uygun olarak gerçekleştirilmiştir.

1. Cilt fibroblast izolasyonu

NOT: Aşağıda açıklanan tüm prosedürler, fare, domuz ve insan dahil olmak üzere farklı memeli türlerinden izole edilen fibroblastlara uygulanabilir. Murin hücreleri 7 haftalık erkek farelerden izole edildi ve yerel mezbahada domuz derisi dokusu toplandı. İnsan hücreleri, yazılı bilgilendirilmiş onamdan sonra yetişkin hastalardan izole edildi.

  1. % 0.1 domuz jelatin çözeltisi hazırlayın.
    1. 0.1 g domuz jelatini tartın ve 100 mL suda çözün. Jelatin çözeltisini kullanmadan önce otoklavlama yaparak sterilize edin.
    2. Hazırlanan çözeltinin 1,5 mL'si ilave edilerek 35 mm Petri kabını %0,1 domuz jelatini ile kaplayın. Oda sıcaklığında 2 saat inkübe edin.
  2. Yaklaşık 2-5 cm uzunluğundaki memeli (fare, domuz ve insan) cilt biyopsilerini kesin ve% 2 antibiyotik antimikotik çözeltisi içeren Dulbecco'nun Fosfat Tamponlu Saline (PBS) yerleştirin. Kullanana kadar + 4 °C'de saklayın.
    NOT: Biyopsi koleksiyonları mutabakat dahilinde ve Etik Kurul onayından sonra, belirlenen kılavuzlara uygun olarak yapılmalıdır.
  3. Toplanan biyopsileri,% 2 antibiyotik antimikotik çözelti içeren taze steril PBS'de üç kez kapsamlı bir şekilde yıkayın.
  4. Son yıkamadan biyopsileri toplayın ve steril bir 100 mm Petri kabına yerleştirin. Onları yaklaşık 2mm3 boyutunda parçalara ayırmak için steril bir neşter kullanın.
  5. 2 saatlik inkübasyonun sonunda, 35 mm Petri kabından (adım 1.1.2'de tanımlanmıştır) fazla jelatin çözeltisini çıkarın ve steril bir cerrahi cımbız kullanarak, önceden kaplanmış her kültür kabına derhal 5-6 cilt parçası yerleştirin.
  6. Her birinin üzerine 100 μL fibroblast izolasyon ortamı damlacıkları (Tablo 1) ekleyerek parçaları ıslatın. % 5 CO 2 inkübatöründe 37 °C'de kültür.
    NOT: Ortamın buharlaşmasını önlemek için, 35 mm'lik Petri kabını steril su içeren 100 mm veya daha büyük bir Petri kabı içine yerleştirin. Her iki Petri kabını da kapattığınızdan emin olun.
  7. 24 saatlik kültürden sonra, 35 mm kültür Petri kabındaki ortamın miktarını kontrol edin. Gerekirse, parçaları ıslak tutmak için 500 μL fibroblast izolasyon ortamı ekleyin.
  8. Ortamı dikkatlice çıkarın ve pipet kullanarak en az 2 günde bir kültürde bir yenileyin.
  9. Fibroblastlar 35 mm'lik Petri kabına (adım 1.5'te tanımlanmıştır) yerleştirilen cilt parçalarından büyümeye başladığında ve bir hücre tek katmanı oluşturmaya başladığında (genellikle 6 gün). 2 mL fibroblast izolasyon ortamında steril bir cerrahi cımbız ve kültür kullanarak cilt parçalarını çıkarın.
  10. Hücre tek katmanını 37 ° C'de% 5 CO2 inkübatörde% 80 birleşene kadar kültürlemeye devam edin ve her gün ortamı yenileyin.

2. Fibroblast primer hücre hattı kültürü

  1. Fibroblastlar% 80 birleşime ulaştığında, fibroblast izolasyon ortamını dikkatlice çıkarın ve% 1 antibiyotik antimikotik çözelti içeren 3 mL PBS ile hücreleri üç kez yıkayın.
  2. Hücre ayrılması için, kültür kabına 600 μL% 0.25 tripsin-EDTA çözeltisi ekleyin ve 3-5 dakika boyunca 37 ° C'de inkübe edin.
  3. Hücreler kültür kabından ayrılmaya başladığında tripsini nötralize etmek için 5.4 mL fibroblast kültür ortamı ekleyin (Tablo 1).
  4. Tekrarlanan ve nazik pipetleme ile hücreleri yerinden çıkarın. Yeni kültür tabaklarındaki (jelatinsiz) tabak hücreleri, geçiş oranını 1: 2 ile 1: 4 arasında tutar (büyüme hızına bağlı olarak).
    NOT: Santrifüjleme gerekli değildir.
  5. Hücreleri kültürde tutun ve her 2 günde bir,% 80 akıcılığa ulaşana ve onları geçene kadar ortamı değiştirin.
    NOT: Güçlü büyümeyi sürdürmek için fibroblastları haftada iki kez yayın.

3. 5-aza-CR'ye fibroblast maruziyeti

  1. Taze 1 mM 5-aza-CR stok çözeltisi hazırlayın.
    1. 2.44 mg 5-aza-CR ağırlığında ve 10 mL DMEM yüksek glikozda çözün. Vorteks yaparak tozu yeniden askıya alın. Çözeltiyi 0,22 μm filtre ile sterilize edin.
      NOT: 5-aza-CR stok çözeltisi kullanımdan hemen önce hazırlanmalıdır.
    2. 1 mL fibroblast kültür ortamında 1 μL 5-aza-CR stok çözeltisini (3.1.1.) seyrelterek 5-aza-CR çalışma çözeltisi hazırlayın.
      NOT: 5-aza-CR çalışma çözeltisinin konsantrasyonu 1 μM 1,2,3,8,9'dur.
  2. Daha önce tarif edildiği gibi hücreleri tripsinize edin (2.1.-2.3.) ve hücreleri tekrar tekrar ve nazikçe pipetleyerek yerinden çıkarın.
  3. Hücre süspansiyonunu toplayın ve konik bir tüpe aktarın.
  4. Oda sıcaklığında optik mikroskop altında bir sayım odası kullanarak hücreleri sayın. 1 μM 5-aza-CR ile desteklenmiş 30 μL fibroblast kültür ortamında 4 x 104 hücre elde etmek için hücreleri yeniden askıya almak için gereken ortamın hacmini hesaplayın (bkz. adım 3.1.2.).
    NOT: Kullanılacak formül, belirli oda tipine bağlıdır.
    figure-protocol-1
  5. Hücre süspansiyonunu oda sıcaklığında 5 dakika boyunca 150 x g'de santrifüj yapın. Süpernatantı çıkarın ve peleti 1 μM 5-aza-CR ile desteklenmiş fibroblast kültür ortamı ile yeniden askıya alın (bkz. adım 3.1.2.). Kullanılacak fibroblast kültür ortamının hacmi için bkz. adım 3.4.
    NOT: Negatif bir kontrol olarak, 5-aza-CR olmadan fibroblast kültür ortamında aynı konsantrasyondaki hücreleri askıya alın ve PTFE tozunda hücre kapsüllemesi ile devam edin (adım 4.1.-4.13.).

4. PTFE mikrobiyoreaktörlerde fibroblast kapsüllemesi

  1. Bir yatak üretmek için 35 mm'lik bir Petri kabını politetrafloroetilen (PTFE) tozu ile doldurun (Şekil 1A).
    NOT: Sıvı mermerin yapışmasını önlemek için 35 mm bakteriyoloji Petri tabakları kullanın. İnce bir hidrofobik ve gözenekli kabuk elde etmek için, ortalama parçacık boyutu 1 μm olan ve maksimum 2.0 NPIRI öğütme ile üretilen bir PTFE tozu kullanın. Bu, gaz geçirgen sıvı mermerlerin oluşturulmasına izin verir. Ayrıca, yarı saydam kaplama, hücre toplama işlemlerinin gerçek zamanlı olarak gözlemlenmesini kolaylaştırır Daha büyük parçacık boyutu, yüksek buharlaşmaya, küresel şeklin deformitesine ve kaybına ve mikro-biyoreaktörlerin erken çözünmesine neden olabilecek yüksek polidispersiteye yol açar.
  2. 4 x 104 hücre içeren 30 μL tek damlacığı (bkz. adım 3.4.- 3.5.) toz yatağına dağıtın (Şekil 1B).
  3. PFTE tozunun sıvı mermer mikro-biyoreaktör oluşturmak üzere sıvı damlasının yüzeyini tamamen kapladığından emin olmak için 35 mm'lik Petri kabını dairesel bir hareketle yavaşça döndürün (Şekil 1C).
  4. Mermerin çapını yerleştirmek için kenardan kesilmiş 1.000 μL'lik bir pipet ucu kullanarak sıvı mermer mikro-biyoreaktörünü alın (Şekil 1D,E). Stabilize etmek için sıvı mermer mikro-biyoreaktörü temiz bir bakteriyoloji Petri kabına yerleştirin (Şekil 1F).
    NOT: Ucun içindeki mermeri kavramak üzere bir sürtünme oluşturmak için, pipet uçlarını sıvı mermer çapından yaklaşık biraz daha az bir çapla kesin.
  5. Sıvı mermer mikro-biyoreaktörünü Petri kabından 96 kuyucuklu bir plakaya (bir mermer / kuyu) aktarın (Şekil 1G).
  6. Kuyunun kenarından yavaşça 100 μL ortam ekleyin. Mikro-biyoreaktör ortamın üzerinde yüzmeye başlar (Şekil 1H).
    NOT: Mikro-biyoreaktör, PTFE hidrofobikliğinin bozulması nedeniyle doğrudan sıvı temasında kırılır. Alternatif bir yaklaşım olarak, sıvı mermer mikro-biyoreaktörleri ayrı ayrı 35 mm'lik bir bakteriyoloji kültür kabına yerleştirilebilir. Bu durumda, sıvı mermerin buharlaşmasını önlemek için, mikro-biyoreaktörü içeren 35 mm'lik Petri kabı, daha önce steril su ile aliquoted edilmiş 100 mm'lik bir Petri kabına yerleştirilmelidir.
  7. Sıvı mermer mikro-biyoreaktörünü 37 °C'de 18 saat boyunca %5 CO 2 inkübatör 1,2,3,8,9'da inkübe edin.
    NOT: 1 μm'lik PTFE partikül boyutu, iç sıvı ile çevredeki ortam arasında optimum gaz alışverişi sağlayabilir.
  8. 18 saat boyunca 5-aza-CR inkübasyonundan sonra, kenarda kesilmiş 1.000 μL'lik bir pipet ucu kullanarak sıvı mermer mikro-biyoreaktörü toplayın (bkz. adım 4.5).
  9. Mikro-biyoreaktörü yeni bir 35 mm bakteriyoloji Petri kabına yerleştirin (Şekil 1D-F).
  10. Sıvı mermeri delmek ve kırmak için bir iğne kullanın.
  11. Oluşan sferoidleri 200 μL pipet ucuyla, kenardan kesilmiş, stereomikroskop altında geri kazanın (Şekil 1I,J).
    NOT: PTFE'de kapsüllenmiş epigenetik olarak silinmiş hücreler 3D küresel bir yapı oluşturur (her sıvı mermerde bir agrega).
  12. 5-aza-CR'ye yanıt olarak pluripotent durumun kazanımını değerlendirmek için, pluripotens ile ilişkili gen ekspresyonunun, OCT4, NANOG, REX1 ve SOX2'nin başlangıcını kalitatif PCR ile kontrol edin (Tablo 2).
  13. Aşağıda açıklandığı gibi protokolün ikinci adımına geçin.

5. Epigenetik olarak silinmiş hücrelerin PTFE mikro-biyoreaktörlerinde kültür

  1. Taze ESC kültür ortamı hazırlayın (Tablo 1).
  2. Organoidleri, 5-aza-CR artıklarını yıkamak için ESC ortamı içeren bir Petri kabına aktarın (bkz. adım 5.1.-5.2.).
  3. PTFE toz yatağı içeren yeni bir 35 mm bakteriyoloji Petri kabı hazırlayın (ayrıca bkz. adım 4.1.).
  4. 30 μL ESC kültür ortamındaki bir damlacıkta, kenardan kesilmiş 200 μL'lik bir pipet ucu kullanarak toz yatağına tek bir organoid dağıtın (bkz. adım 4.9.; 5.3.).
  5. Yeni bir sıvı mermer mikrobiyoreaktör oluşturmak için 35 mm'lik Petri kabını dairesel bir hareketle yavaşça döndürün, 1.000 μL'lik bir pipet ucu kullanarak alın, kenardan kesin ve yeni oluşturulan mikro-biyoreaktörü 96 delikli bir plaka kuyusuna (bir mermer/kuyu) yerleştirin (bkz. adım 4.3.-4.6).
  6. Mikro-biyoreaktörleri yüzdürmek için, mermeri yavaşça yıkamak için kuyunun kenarından 100 μL ortam ekleyin (bkz. not 4.7.).
  7. Kültür sıvı mermer mikro-biyoreaktörleri 37 °C'de %5 CO2 inkübatörde gerektiği kadar bekletilir. 5.3.-5.7'de açıklanan prosedürü izleyerek ortamı her gün değiştirin.
    NOT: Bu yazıda 28 gün boyunca organoid kültürü ile elde edilen sonuçlar sunulmuştur. Ancak ihtiyaç duyulması halinde daha uzun kültür süresi yapılabilir.

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Results

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Mevcut protokol, yetişkin somatik hücrelerden memeli pluripotent hücreleri üretmek ve istikrarlı bir şekilde korumak için gerçekleştirilecek tüm adımları açıklamaktadır. Bu yöntem, fare, domuz ve insan olmak üzere farklı memeli türlerinden izole edilen fibroblastlarla başarılı olmuştur. Burada bildirilen temsili sonuçlar, menşe türlerinin sırasıyla tüm hücre hatlarından elde edilir.

Morfolojik analizler, demetilasyon ajanı 5-aza-CR ile 18 saatlik inkübasyondan sonra, PTFE mikro-biyoreaktörlerd...

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Discussion

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Son yıllarda, birkaç çalışma, ölümcül olarak farklılaşmış bir hücreyi daha az kararlı ve daha yüksek izin veren bir duruma geri döndürmek için stratejilerin geliştirilmesine odaklanmıştır. Burada açıklanan protokol, yetişkin olgun terminal olarak farklılaşmış hücrelerden başlayarak pluripotent hücrelerin üretilmesine ve uzun süreli bakımına izin verir. Yöntem, kimyasal epigenetik silme yoluyla elde edilen yüksek izin verilen bir durumun indüklenmesini ve ardından bir 3D kültür sistemi kullanılarak sağlanan bakımını içere...

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Disclosures

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Yazarların açıklayacak hiçbir şeyleri yoktur.

Acknowledgements

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Bu çalışma Carraresi Vakfı ve MiND FoodS Hub ID: 1176436 tarafından finanse edildi. Tüm yazarlar COST Action CA16119 In vitro 3-D toplam hücre rehberliği ve zindeliği (CellFit) üyesidir.

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Materials

List of materials used in this article
NameCompanyCatalog NumberComments
2-MerkaptoetanolSigma-AldrichM7522ESC ortamının
bileşeni 5-AzasitidinSigma-AldrichA23855-aza-CR, fibroblast epigenetik silme için
AdenozinSigma-AldrichA4036ESC ortamı için nükleosit karışımının bileşeni
Antibiyotik Antimikotik Çözelti (100 kez;)Sigma-AldrichA5955Fibroblast ve ESC ortamının bileşeni
CFX96 Gerçek Zamanlı PCRBio-Rad LaboratuvarlarıNAKantitatif PCR için
döngüleyici SitidinSigma-AldrichC4654ESC ortamı için nükleosit karışımının bileşeni
DMEM, yüksek glikoz, piruvatThermo Fisher Scientific41966052Fibroblast izolasyonu ve kültür ortamı için
DMEM, düşük glikoz, piruvatThermo Fisher Scientific31885023ESC ortamı
Dulbecco' için s Fosfat Tamponlu Tuzlu SalaminSigma-AldrichD5652PBS; biyopsi ve hücre yıkama ve çözelti hazırlama için
Dynabeads mRNA DIRECT Mikro Saflaştırma KitiThermo Fisher Scientific61021mRNA estraction
ESGRO Rekombinant Fare LIF ProteiniSigma-AldrichESG1106ESC ortamının
Fetal Sığır Serumu, nitelikli, ısıyla inaktive edilmişThermo Fisher Scientific10500064Fibroblast ve ESC ortamının bileşeni
FGF-Basic (AA10-155) Rekombinant İnsan ProteiniThermo Fisher ScientificPHG0024ESC ortamının bileşeni
Domuz derisinden elde edilen jelatinSigma-AldrichG1890Bulaşık kaplama için
GeneAmp PCR Sistemi 2700Uygulamalı BiyosistemlerNAKalitatif PCR
Global DNA Metilasyonu ELISA için termal döngüleyici KitCELL BIOLABSSTA-380Metilasyon çalışması
GoTaq G2 Flexi DNA PolimerazPromegaM7801Kalitatif PCR
GuanozinSigma-AldrichG6264ESC ortamı için nükleosit karışımının bileşeni
Ham'ın F-10 Besin KarışımıThermo Fisher ESCortamı için31550031
Nakavt Serum DeğiştirmeThermo Fisher Bilimsel10828028ESC ortamının
KOVA ızgaralı cam slayt 10Hycor Biomedical87144Hücre sayımı için
Leica MZ APO Stereo MikroskopLeicaNAOrganoid gözlem için
L-Glutamin çözeltisiSigma-AldrichG7513Fibroblast ve ESC ortamının bileşeni
MEM Esansiyel Olmayan Amino Asit Çözeltisi (100X)Thermo Fisher Scientific11140035ESC ortamı
Millex-GS 0.22 & mikro'nun bileşeni; m gözenek filtreleristerilizasyonu içinMillipore SLGS033SB
M-MLV Ters Transkriptaz, RNase H Eksi, Nokta MutantPromegaM3681mRNA ters transkripsiyon
ELISA plaka okuma içinMultiskan FC Mikroplaka FotometreThermo Fisher Scientific51119000
Nikon Eclipse TE300 Ters Faz Kontrast MikroskobuNikonNAHücre için gözlem
Perkin Elmer Termal Döngüleyici 480Perkin ElmerNATers transkripsiyon için termal döngüleyici
Poli (tetrafloroetilen) 1 & mu; m parçacık boyutuSigma-Aldrich430935Mikro-biyoreaktör oluşturmak için
PureLink Genomik DNA Mini KitiThermo Fisher ScientificK182001Genomik DNA estraksiyonu
TaqMan Gen Ekspresyon Hücreleri-CT KitiThermo Fisher ScientificAM1728Kantitatif PCR
TimidinSigma-AldrichT1895ESC ortamı için nükleosit karışımının bileşeni
Doku Kültürü Kabı 100X20 mm, StandartSarstedt833902Fibroblast izolasyonu için
Doku Kültürü Kabı 35X10 mm, StandartSarstedt833900Fibroblast izolasyonu için
Doku Kültürü Kabı 35X10 mm, SüspansiyonSarstedt833900500Sıvı mermer kültürü için bakteriyoloji petri kabı
Doku Kültürü Plakası 96 Kuyu, Standart, FSarstedt833924005Sıvı mermer kültürü için
Tripsin-EDTA çözeltisiSigma-AldrichT3924Fibroblast ayrışması için
Tüp 15ml, 120x17mm, PSSarstedt62553041Hücre süspansiyonu santrifüjlemesi için
UridineSigma-AldrichU3003ESC ortamı için nükleosit karışımının bileşeni
termal bileşeni Bilimsel bileşeni Çözelti

References

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  1. Pennarossa, G., et al. Brief demethylation step allows the conversion of adult human skin fibroblasts into insulin-secreting cells. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 110 (22), 8948-8953 (2013).
  2. Pennarossa, G., et al. Reprogramming of pig dermal fibroblast into insulin secreting cells by a brief exposure to 5-aza-cytidine. Stem Cell Reviews and Reports. 10 (1), 31-43 (2014).
  3. Brevini, T. A. L., et al. Morphological and molecular changes of human granulosa cells exposed to 5-azacytidine and addressed toward muscular differentiation. Stem Cell Reviews and Reports. 10 (5), 633-642 (2014).
  4. Mirakhori, F., Zeynali, B., Kiani, S., Baharvand, H. Brief azacytidine step allows the conversion of suspension human fibroblasts into neural progenitor-like cells. Cell Journal. 17 (1), 153-158 (2015).
  5. Tan, S. J., et al. Muscle tissue engineering and regeneration through epigenetic reprogramming and scaffold manipulation. Scientific Reports. 5, 16333(2015).
  6. Brevini, T. A. L., Pennarossa, G., Acocella, F., Brizzola, S., Zenobi, A., Gandolfi, F. Epigenetic conversion of adult dog skin fibroblasts into insulin-secreting cells. Veterinary Journal. 211, 52-56 (2016).
  7. Chandrakanthan, V., et al. PDGF-AB and 5-Azacytidine induce conversion of somatic cells into tissue-regenerative multipotent stem cells. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 113 (16), 2306-2315 (2016).
  8. Manzoni, E. F. M., et al. 5-azacytidine affects TET2 and histone transcription and reshapes morphology of human skin fibroblasts. Scientific Reports. 6, 37017(2016).
  9. Pennarossa, G., et al. Epigenetic erasing and pancreatic differentiation of dermal fibroblasts into insulin-producing cells are boosted by the use of low-stiffness substrate. Stem Cell reviews and reports. 14 (3), 398-411 (2018).
  10. Pennarossa, G., et al. Use of a PTFE micro-bioreactor to promote 3D cell rearrangement and maintain high plasticity in epigenetically erased fibroblasts. Stem Cell Reviews and Reports. 15 (1), 82-92 (2019).
  11. Constantinides, P. G., Jones, P. A., Gevers, W. Functional striated muscle cells from non-myoblast precursors following 5-azacytidine treatment. Nature. 267 (5609), 364-366 (1977).
  12. Taylor, S. M., Jones, P. A. Multiple new phenotypes induced in 10T1/2 and 3T3 cells treated with 5-azacytidine. Cell. 17 (4), 771-779 (1979).
  13. Taylor, S. M., Constantinides, P. A., Jones, P. A. 5-Azacytidine, DNA methylation, and differentiation. Current Topics in Microbiology and Immunology. 108, 115-127 (1984).
  14. Jones, P. A. Effects of 5-azacytidine and its 2'-deoxyderivative on cell differentiation and DNA methylation. Pharmacology & Therapeutics. 28 (1), 17-27 (1985).
  15. Palii, S. S., Van Emburgh, B. O., Sankpal, U. T., Brown, K. D., Robertson, K. D. DNA methylation inhibitor 5-Aza-2'-deoxycytidine induces reversible genome-wide DNA damage that is distinctly influenced by DNA methyltransferases 1 and 3B. Molecular and Cellular Biology. 28 (2), 752-771 (2008).
  16. Vining, K. H., Mooney, D. J. Mechanical forces direct stem cell behaviour in development and regeneration. Nature Reviews. Molecular Cell Biology. 18 (12), 728(2017).
  17. Matamoro-Vidal, A., Levayer, R. Multiple influences of mechanical forces on cell competition. Current Biology. 29 (15), 762-774 (2019).
  18. Yim, E. K., Sheetz, M. P. Force-dependent cell signaling in stem cell differentiation. Stem Cell Research & Therapy. 3 (5), 41(2012).
  19. Kumar, A., Placone, J. K., Engler, A. J. Understanding the extracellular forces that determine cell fate and maintenance. Development. 144 (23), Cambridge, England. 4261-4270 (2017).
  20. Bissell, M. J., Rizki, A., Mian, I. S. Tissue architecture: the ultimate regulator of breast epithelial function. Current Opinion in Cell Biology. 15 (6), 753-762 (2003).
  21. Streuli, C. H., et al. Laminin mediates tissue-specific gene expression in mammary epithelia. The Journal of Cell Biology. 129 (3), 591-603 (1995).
  22. Christman, J. K. 5-Azacytidine and 5-aza-2[prime]-deoxycytidine as inhibitors of DNA methylation: mechanistic studies and their implications for cancer therapy. Oncogene. 21, 5483-5495 (2002).
  23. Stresemann, C., Lyko, F. Modes of action of the DNA methyltransferase inhibitors azacytidine and decitabine. International Journal of Cancer. 123 (1), 8-13 (2008).
  24. Ledda, S., Idda, A., Kelly, J., Ariu, F., Bogliolo, L., Bebbere, D. A novel technique for in vitro maturation of sheep oocytes in a liquid marble microbioreactor. Journal of Assisted Reproduction and Genetics. 33 (4), 513-518 (2016).
  25. Vadivelu, R. K., et al. Generation of three-dimensional multiple spheroid model of olfactory ensheathing cells using floating liquid marbles. Scientific Reports. 5, 15083(2015).
  26. Vadivelu, R. K., Kamble, H., Munaz, A., Nguyen, N. T. Liquid Marble as bioreactor for engineering three-dimensional toroid tissues. Scientific Reports. 7 (1), 12388(2017).
  27. Vadivelu, R. K., Kamble, H., Munaz, A., Nguyen, N. T. Liquid Marbles as bioreactors for the study of three-dimensional cell interactions. Biomedical Microdevices. 19 (2), 31(2017).
  28. Varelas, X., et al. TAZ controls Smad nucleocytoplasmic shuttling and regulates human embryonic stem-cell self-renewal. Nature Cell Biology. 10 (7), 837-848 (2008).
  29. Panciera, T., et al. Induction of Expandable Tissue-Specific Stem/Progenitor Cells through Transient Expression of YAP/TAZ. Cell Stem Cell. 19 (6), 725-737 (2016).
  30. Pennarossa, G., Paffoni, A., Ragni, G., Gandolfi, F., Brevini, T. A. L. Rho signaling-directed YAP/TAZ regulation encourages 3D spheroid colony formation and boosts plasticity of parthenogenetic stem cells. Advances in Experimental Medicine and Biology. 1237, 49-60 (2020).

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Reprints and Permissions

Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article

Request Permission

Tags

Epigenetic ModificationBiomechanical CuesPluripotent Cells5 Aza CytidinePTFE Micro BioreactorsLiquid MarblesCell RearrangementPluripotency MaintenanceDNA Methylation AnalysisMorphological Analysis

Related Articles