RESEARCH
Peer reviewed scientific video journal
Video encyclopedia of advanced research methods
Visualizing science through experiment videos
EDUCATION
Video textbooks for undergraduate courses
Visual demonstrations of key scientific experiments
BUSINESS
Video textbooks for business education
OTHERS
Interactive video based quizzes for formative assessments
Products
RESEARCH
JoVE Journal
Peer reviewed scientific video journal
JoVE Encyclopedia of Experiments
Video encyclopedia of advanced research methods
EDUCATION
JoVE Core
Video textbooks for undergraduates
JoVE Science Education
Visual demonstrations of key scientific experiments
JoVE Lab Manual
Videos of experiments for undergraduate lab courses
BUSINESS
JoVE Business
Video textbooks for business education
Solutions
Language
tr_TR
Menu
Menu
Menu
Menu
A subscription to JoVE is required to view this content. Sign in or start your free trial.
Research Article
Please note that some of the translations on this page are AI generated. Click here for the English version.
Erratum Notice
Important: There has been an erratum issued for this article. View Erratum Notice
Retraction Notice
The article Assisted Selection of Biomarkers by Linear Discriminant Analysis Effect Size (LEfSe) in Microbiome Data (10.3791/61715) has been retracted by the journal upon the authors' request due to a conflict regarding the data and methodology. View Retraction Notice
İnsan embriyonik kök hücrelerinde (hESC) bialelik RB1 mutasyonlarını tanıtarak insan retinoblastomu (RB) üretmek için bir yöntem tanımladık. RB hücre hatları, bir tabakta izole RB kullanılarak başarılı bir şekilde kültürlenebilir.
İnsan RB'si pediatrik kanserdir ve tedavi uygulanmazsa öldürücüdür. RB, kemirgen modellerinde nispeten nadir görülen koni öncüllerinden kaynaklandığından, insanlar ve kemirgenler arasındaki türler arası farklılıklarla ilgili olarak, insanlardan türetilen bir hastalık modeli, insan RB'sinin mekanizmalarını ortaya çıkarmak ve tedavinin hedeflerini aramak için daha faydalıdır. Burada protokol, sırasıyla bialelik RB1 nokta mutasyonu (RB1 Mut / Mut) ve bir RB1 nakavt mutasyonu (RB1-/-) ile iki gen düzenlenmiş hESC hattının oluşumunu açıklamaktadır. Retina gelişimi sürecinde RB oluşumu gözlenir. RB hücre hatları ayrıca RB organoidlerinden ayrılarak da kurulur. Toplamda, gen düzenlenmiş hESC hatlarını retinal organoidlere 2D ve 3D kombine farklılaşma protokolü kullanarak farklılaştırarak, insan RB'sini bir tabakta başarıyla yeniden yapılandırdık ve koni-öncü kökenini belirledik. Retinoblastoma oluşumunu, proliferasyonunu ve büyümesini gözlemlemek ve yeni terapötik ajanların daha da geliştirilmesi için yararlı bir hastalık modeli sağlayacaktır.
İnsan retinoblastomu (RB), retinal koni öncüllerinden 1,2,3 köken alan nadir görülen, ölümcül bir tümördür ve çocukluk çağında en sık görülen göz içi malignite tipidir 4. RB1 geninin homozigot inaktivasyonu, RB5'te başlatıcı genetik lezyondur. Bununla birlikte, RB1 mutasyonlarına sahip fareler retinal tümör2'yi oluşturamaz. Fare tümörleri Rb1 mutasyonlarının ve diğer genetik modifikasyonların kombinasyonu ile üretilebilse de, hala insan RB6'nın özelliklerinden yoksundurlar. Retinal organoid farklılaşmasının gelişmesi sayesinde, insan RB1'in karakterlerini gösteren hESC türevi RB elde edilebilir.
Son on yılda, retinal organoid farklılaşması için 2D7, 3D8 ve 2D ve 3D9'un bir kombinasyonu da dahil olmak üzere çok sayıda protokol oluşturulmuştur. Burada insan RB'sini üretmek için kullanılan yöntem, yapışkan kültürün ve yüzen kültürün konsolidasyonudur9. RB1 mutasyona uğramış hESC'yi retinal organoidlere ayırarak, RB oluşumu yaklaşık 45. günde tespit edilir ve daha sonra 60. günde hızla çoğalır. 90. günde, RB'lerin izolasyonu ve RB hücre hattının oluşturulması mümkündür; Ayrıca, RB 120. günde neredeyse tüm retinal organoidleri çevreler.
hESC kaynaklı RB, RB'nin kökenini, tümörigenezini ve tedavilerini araştırmak için yenilikçi bir modeldir. Bu protokolde, gen düzenleme hESC'nin üretimi, RB'nin farklılaşması ve RB için karakterizasyon ayrıntılı olarak açıklanmaktadır.
Bu çalışma, Başkent Tıp Üniversitesi Pekin Tongren Hastanesi Kurumsal Etik Komitesi tarafından onaylanmıştır. H9 hESC'ler WiCell Araştırma Enstitüsü'nden temin edilmektedir.
1. RB1 mutasyona uğramış hESC üretimi
2. İnsan retinoblastomunun oluşumu
RB üretiminin prosedürü, yapışkan ve yüzen kültürü birleştiren Şekil 1'de açıklanmıştır. İnsan RB'sini RB1-KO hESC'den toplamak ve RB organoidlerini izole ederek RB hücre hattını elde etmek mümkündü.
Burada, protokol farklı aşamalardaki farklılaşmanın ayrıntılarını sağlar (Şekil 2). İlk 3 gün içinde kültür yüzeyine yapışan ve daha sonra genişleyen içi boş küreler oluşur (Şekil 2A-E). 15. günden itibaren, hücreler yükselir ve kültür süspansiyondadır (Şekil 2F). Ayrılmadan sonraki gün, retinal organoidler oluşur ve parlak jantlar görünür (Şekil 2G, siyah oklar). Dahası, organoidlerin dışındaki hücrelerin bir sonraki hafta içinde ölmesi muhtemeldir (Şekil 2G, turuncu oklar). 27. günde, optik vezikül mimarisi belirgindir ve organoidlerin yaklaşık% 90'ı bu yapıyı gösterir (Şekil 2H); bu yapıya sahip olmayan organoidler atılabilir. RB'nin ilk tespiti 45. günde gerçekleşir ve daha sonra 50. günde elle tutulur hale gelir (Şekil 2I). 90. güne kadar büyüdüğünde, optik vezikül yapıları esas olarak RB tarafından kaplanır (Şekil 2J). Bu arada, RB daha fazla kültür için bir RB hücre hattı olarak izole edilebilir (Şekil 2K). % 80'in üzerinde retinal organoidler, 105. günde RB tarafından tamamen sarılmış olacaktır (Şekil 2L). RB organoidlerindeki tümörigenezi gösteren H9 türevi retinal organoidlerle karşılaştırıldığında Ki67 (proliferasyon belirteci) ve SYK (onkogen belirteci) ekspresyonunu yüksek oranda gösterirler (Şekil 2M, N). Ek olarak, RB organoidlerinde ARR3 (koni öncü yapıcı) ve CRX'in (fotoreseptör öncü belirteci) yüksek ekspresyonu, koni öncü hücrelerinden kaynaklandıklarını göstermektedir (Şekil 2O, P).
RB üretimi prosedürü esas olarak RB oluşumundan önce morfoloji değişiklikleri ile üç aşamadan geçer; burada çalışma bu aşamalarda alt ve üstün sonuçlar vermektedir (Şekil 3). Diferansiye ve farklılaşmamış hESC'nin (Şekil 3A,B) morfolojiden ayırt edilmesi kolaydır ve RB oluşumu için farklılaşmamış hESC seçilir. 5. günde, katı küre yerine içi boş bir küre (Şekil 3D) üretmelidir (Şekil 3C). RB, optik vezikül mimarisini gösteren retinal organoidlerden türetilmiştir (Şekil 3F). İnferior organoidlerde oluşacak RB yoktur (Şekil 3E).

Şekil 1: RB organoidlerinin farklılaşmasının şematik görünümü. 0. gün 15. gün, hücreler orta I'de 2D kültürdür ve 15. günden sonra hücreler süspansiyon kültürüdür. RB yaklaşık 45. günde oluşur. Bu şeklin daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.

Şekil 2: RB jenerasyonu ve karakterizasyonu. (A-C) Erken evredeki prosedürde, hESC kistleri oluşturacak şekilde yükseltilir. (B) içindeki siyah oklar, dispase işleminden sonra hESC'nin yuvarlanmış kenarlarını gösterir. (D,E) Kistler plakalara (D) bağlanır ve sonra genişler (E). (F) Yapışkan hücreler retinal organoidleri oluşturmak için yükseltilir. Siyah oklar, dispase işleminden sonra yuvarlanmış kenarları gösterir. (G,H) RB'siz retinal organoidlerin erken günleri. (I, J) RB'li retinal organoidler 50. gün (I) ve 90. gün (J), yeşil daireler RB kısımlarını kanıtlar. (K) 90 günlük retinal organoidlerden izole RB hücre hattı. (L) RB organoidleri 105. günde. (M-P) Onkogen belirteçleri (M,N) ve fotoreseptör belirteçleri (O,P) için immünofloresan görüntüler. A-L'de, ölçek çubukları = 200 μm; M-P'de, ölçek çubukları = 50 μm. Bu şeklin daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.

Şekil 3: Olumsuz ve olumlu sonuçların karşılaştırılması. 0. gün (A,B), gün 5 (C,D) ve gün 30'da (E,F) farklılaşma için aşağı ve üstün görüntüler. Ölçek çubukları = 200 μm. Bu şeklin daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.
Yazarlar, bu çalışmanın tarafsızlığını etkileyebilecek herhangi bir bağlantı, üyelik, finansman veya finansal holdingin farkında değildir.
İnsan embriyonik kök hücrelerinde (hESC) bialelik RB1 mutasyonlarını tanıtarak insan retinoblastomu (RB) üretmek için bir yöntem tanımladık. RB hücre hatları, bir tabakta izole RB kullanılarak başarılı bir şekilde kültürlenebilir.
Tüm yardımları için 502 ekibine teşekkür ederiz. Bu çalışma kısmen Pekin Belediyesi Doğa Bilimleri Vakfı (Z200014) ve Çin Ulusal Anahtar Ar-Ge Programı (2017YFA0105300) tarafından desteklenmektedir.
| 2-merkaptoetanol | Yaşam Teknolojileri | 21985-023 | |
| Anti-ARR3 | Sigma | HPA063129 | Antikoru |
| Anti-CRX (M02) | Abnove | ABN-H00001406-M02 | Antikor |
| Anti-Ki67 | Abcam | ab15580 | Antikor |
| Anti-Syk (D3Z1E) | Hücre Sinyal Teknolojisi | 13198 | Antikor |
| BbsI | NEB | R3539S | Kısıtlama enzimleri |
| Dispase (1U/mL) | Kök Hücre Teknolojileri | 7923 | |
| DMEM temel | Gibco | 10566-016 | |
| DMEM/F-12-GlutaMAX | Gibco | 10565-042 | |
| DMSO | Sigma | D2650 | |
| DPBS | Gibco | C141905005BT | |
| EDTA | Thermo | 15575020 | |
| Fetal Sığır Serumu (FBS), İnsan Embriyonik Kök Hücreleri için Nitelikli | Biyoloji Endüstrisi | 04-002-1A | |
| Glutamin | Gibco | 35050-061 | |
| Jambonun F-12 Besin Karışımı (Jambon F12) | Gibco | 11765-054 | |
| MEM Esansiyel Olmayan Amino Asit Çözeltisi (100X) | Sigma | M7145 | |
| Nörobazal Orta | Gibco | 21103-049 | |
| P3 Birincil Hücre 4D-Nükleofektör X Kiti S | Lonza | V4XP-3032 | Nükleofeksiyon kiti |
| Kalem Strep | Gibco | 15140-122 | |
| Puromisin | Gen Operasyonu | ISY1130- 0025MG | |
| QIAquick PCR Saflaştırma Kiti | QIAGEN | 28104 | |
| ncEpic-hiPSC/hESC kültür ortamı | Nuwacell | RP01001 | ncEpic-hiPSC/hESC kültür ortamı 1.2.1'de |
| Matrigel Büyüme faktörü azaltılmış bazal membran matrisi | BD | 356231 | 1.2.1'de |
| Hücre ayrışma enzimi | Gibco | 12563-011 | TrypLE Express 1.2.8 |
| RNeasy Midi Kitinde | QIAGEN | 75144 | |
| RNeasy Mini Kit | QIAGEN | 74104 | |
| Ek A | Yaşam Teknolojileri | 17502-048 | N-2 Takviyesi (100X), sıvı, medumda supplemet I |
| Eki B | Yaşam Teknolojileri | 17105-041 | B-27 Takviyesi (50X), sıvı, medum I, II, III |
| T4 Polinükleotid Kinaz | Yaşam Teknolojileri | EK0032 | |
| Taurin | Sigma | T-8691-25G | |
| Y-27632 2HCl | Selleck | S1049 | |
| pX330-U6- Kimerik BB-CBh-hSpCas9-2A-Puro | Addgene | 42230 | |
| Nükleofektör 4D | Lonza | ||
| RPMI | Sigma | R0883-500ML |