Burada, melanositler için optimize edilmiş bir doğrudan yeniden programlama sistemi ve sorunsuz doğrudan yeniden programlama sağlayan yüksek verimli, konsantre bir virüs paketleme sistemi açıklanmaktadır.
Bu içeriği görüntülemek için JoVE aboneliğiniz gereklidir. Giriş yapın veya ücretsiz denemenizi bugün başlatın.
Yöntem makalesi
Burada, melanositler için optimize edilmiş bir doğrudan yeniden programlama sistemi ve sorunsuz doğrudan yeniden programlama sağlayan yüksek verimli, konsantre bir virüs paketleme sistemi açıklanmaktadır.
Melanositlerin fonksiyon kaybı, etkilenen bireylerin fiziksel ve zihinsel sağlığını ciddi şekilde etkileyen vitiligoya yol açar. Halen, vitiligo için etkili bir uzun süreli tedavi yoktur. Bu nedenle, vitiligo için uygun ve etkili bir tedavi geliştirmek zorunludur. Cilt hücrelerinin melanositlere doğrudan yeniden programlanması için rejeneratif tıp teknolojisi, vitiligo'nun umut verici yeni bir tedavisi gibi görünmektedir. Bu, vitiligolu hastalarda melanosit kaybını iyileştirmeye yardımcı olmak için hastanın cilt hücrelerinin fonksiyonel melanositlere doğrudan yeniden programlanmasını içerir. Bununla birlikte, bu yöntemin önce fareler üzerinde test edilmesi gerekir. Doğrudan yeniden programlama yaygın olarak kullanılmasına rağmen, melanositlere doğrudan yeniden programlama için net bir protokol yoktur. Dahası, mevcut transkripsiyon faktörlerinin sayısı çok fazladır.
Burada, cilt hücrelerini melanositlere yeniden programlamak için seçilen transkripsiyon faktörlerini üretmek için Sox10, Mitf, Pax3, Sox2, Sox9 ve Snai2 dahil olmak üzere konsantre bir lentivirüs paketleme sistemi protokolü sunulmaktadır. Fare embriyonik fibroblastları (MEF'ler), MEF'lerin in vitro olarak indüklenmiş melanositlere (iMel'ler) doğrudan yeniden programlanması için tüm bu transkripsiyon faktörleri için konsantre lentivirüs ile enfekte olmuştur. Ayrıca, bu transkripsiyon faktörleri tarandı ve sistem melanositlere doğrudan yeniden programlama için optimize edildi. iMel'lerde melaninin karakteristik belirteçlerinin gen veya protein seviyesinde ekspresyonu önemli ölçüde artmıştır. Bu sonuçlar, fibroblastların melanositlere doğrudan yeniden programlanmasının vitiligo için başarılı bir yeni terapötik strateji olabileceğini ve fibroblastların in vivo melanositlere doğrudan yeniden programlanması için temel oluşturacak melanosit gelişim mekanizmasını doğrulayabileceğini düşündürmektedir.
Vitiligo, etkilenen bireylerin fiziksel ve zihinsel sağlığını ciddi şekilde etkileyen bir cilt hastalığıdır. Metabolik anormallikler, oksidatif stres, inflamatuar mediatörlerin oluşumu, hücre dekolmanı ve otoimmün yanıt gibi çeşitli nedenlerden dolayı, fonksiyonel melanositler kaybolur ve melanin salgılanması durdurulur ve vitiligo 1,2'nin gelişmesine yol açar. Bu durum yaygın olarak görülür ve özellikle yüzünde sorunludur. Ana tedavi kortikosteroidlerin ve immünomodülatörlerin sistemik kullanımıdır. Fototerapi sistemik veya lokal hastalıklarda kullanılabilmekte olup, delikli deri nakli ve otolog melanosit transplantasyonu gibi cerrahi tedaviler vardır 3,4,5. Bununla birlikte, ilaç tedavisi ve fototerapi kullanan hastalar nüksetmeye eğilimlidir ve bu tedavilerin uzun vadeli terapötik etkileri zayıftır. Cerrahi tedavi travmatiktir ve sadece orta derecede etkilidir 2,6. Bu nedenle vitiligo için yeni ve etkili bir tedavi stratejisine ihtiyaç vardır.
İndüklenmiş pluripotent kök hücrelerin (iPSC'ler) yeniden programlanması, bu hücreleri terminal durumlarından pluripotent bir duruma çevirir, bu da transkripsiyon faktörleri, Oct4, Sox2, Klf4 ve c-Myc7 tarafından aracılık edilen bir süreçtir. Bununla birlikte, tümörojenisite olasılığı ve uzun üretim süresi nedeniyle, bu teknoloji klinik ortamlara uygulandığında şüphecilikle karşılanmıştır8. Doğrudan yeniden programlama, bir terminal hücresi türünün başka bir terminal hücresi türüne dönüşmesini sağlayan bir teknolojidir9. Bu işlem uygun transkripsiyon faktörleri ile elde edilir. Kardiyomiyositler10, nöronlar 11 ve koklear saç hücreleri12 dahil olmak üzere çeşitli hücreler doğrudan başarıyla yeniden programlanmıştır. Bazı araştırmacılar, cilt dokusunu doğrudan in situ olarak yeniden programlamışlardır, bu da yara onarımı için kullanılabilir13. Doğrudan yeniden programlamanın avantajları arasında daha az bekleme süresi ve maliyeti, daha düşük kanser riski, daha az etik sorun ve hücre kaderinin belirlenmesinin altında yatan mekanizmanın daha iyi anlaşılmasıyer almaktadır 9.
Doğrudan yeniden programlama yöntemi yaygın olarak kullanılmasına rağmen, özellikle14,15 olarak kabul edilecek çok sayıda transkripsiyon faktörü nedeniyle, cilt hücrelerinin melanositlere doğrudan yeniden programlanması için şu anda kesin bir yöntem yoktur. Transkripsiyon faktörleri, Mitf, Sox10 ve Pax3, cilt hücrelerinin melanositlere doğrudan yeniden programlanması için kullanılmıştır14. Buna karşılık, MITF, PAX3, SOX2 ve SOX9'un kombinasyonu, başka bir çalışmada cilt hücrelerinin insan melanositlerine doğrudan yeniden programlanması için de kullanılmıştır15. Bu protokolde, farklı bir tarama yönteminin kullanılmasına rağmen, daha önce tarif edildiği gibi cilt hücrelerinin melanositlere doğrudan yeniden programlanması için Mitf, Sox10 ve Pax3 kombinasyonu ile aynı sonuç elde edilmiştir14. Diğer cilt hücrelerinden melanosit üretmek için bir sistem geliştirmek, vitiligo hastalarının diğer cilt hücrelerini melanositlere dönüştürmek için bir şema sağlayabilir. Bu nedenle, melanositleri başarılı bir şekilde üretmek için bu doğrudan yeniden programlama için basit ve etkili bir yöntem oluşturmak çok önemlidir.
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
Bu çalışma, Jiangsu Üniversitesi Laboratuvar Hayvanları Yönetimi ve Kullanım Komitesi (UJS-IACUC-AP--20190305010) tarafından onaylanmıştır. Deneyler, Uluslararası Laboratuvar Hayvanları Bakımı Değerlendirme ve Akreditasyon Derneği (AAALAC International) tarafından belirlenen standartlara sıkı sıkıya bağlı kalınarak gerçekleştirilmiştir. İnsanları içeren hiçbir deney yoktu, bu yüzden bu çalışmanın insan araştırma etik komitesinden onay alması gerekmiyordu. Reaktifler hakkında ayrıntılar için Malzeme Tablosu'na bakın.
1. Transkripsiyon faktörleri için konsantre bir lentivirüs paketleme sisteminin yapımı
2. Fibroblastların melanositlere doğrudan yeniden programlanması (Şekil 2A)
3. Doğrudan yeniden programlama ve tanımlama için optimizasyon
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
Bu makalede, fibroblastların melanositlere doğrudan yeniden programlanması için transkripsiyon faktörlerinin lentivirüsünü üretmek için konsantre bir lentivirüs paketleme sisteminin protokolleri ve transkripsiyon faktörlerinin taranması ve melanositlerin MEF'lerden doğrudan yeniden programlanması için protokoller bulunmaktadır.
Konsantre lentivirüs üretiminin başarısı, GFP'nin floresan yoğunluğunu gözlemleyerek (Şekil 1A) veya HEK-293T hücrelerini konsantre olmaya...
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
Virüsün kalitesi, bu protokolde melanositlere doğrudan yeniden programlamanın başarısı için çok önemlidir. Bu protokoldeki virüsleri paketleme ve yoğunlaştırma yöntemi basit ve tekrarlanması kolaydır ve başka herhangi bir yardımcı konsantre reaktife dayanmaz. Bu protokol çoğu laboratuvarda başarıyla takip edilebilir. Konsantre virüsün kalitesini sağlamak için, aşağıdaki noktalara özel dikkat gösterilmesi gerekir. Birincisi, HEK-293T'nin hücre durumudur. HEK-293T hücreleri ölümsüzleştirilmiş hücreler olmasına rağmen, kons...
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
Yazarların açıklayacağı bir çıkar çatışması yoktur.
Bu çalışma kısmen Çin Ulusal Doğa Bilimleri Vakfı (82070638 ve 81770621) ve Jiangsu Eyaleti Doğa Bilimleri Vakfı (BK20180281) tarafından desteklenmiştir.
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
| Ad | Şirket | Katalog numarası | Yorumlar |
|---|---|---|---|
| % 0.05 Tripsin-EDTA | Gibco | 25300-062 | -20 °C'de saklanır; C |
| 0.45 & mu; M filtre | Millipore | SLHVR33RB | |
| 5 mL polistiren yuvarlak tabanlı tüp | Falcon | 352052 | |
| %95/%100 etanol | LANBAO | 210106 | saklanır |
| Stok konsantrasyonu 40 mg / mL < br / > Nihai konsantrasyon 24 ve mikro; g / mL | |||
| Alexa Fluor 555 Keçi anti-Fare IgG2a | Invitrogen | A21137 | Antibiyotik kullanmak için 1:500 seyreltme |
| (Kalem / Strep) | Gibco | 15140-122 | -20 ° C'de saklanır; C |
| Anti-TRP1/TYRP1 Antikor | Kırkayak | MABC592 | Konakçı/İzotip: Fare IgG2a Tür reaktivitesi: Fare/İnsan |
| Anti-TRP2/DCT | Antikoru Abcam | ab74073 | Konak/İzotip: Tavşan IgG Tür reaktivitesi: Fare/İnsan CHIR99021 Stemgent 04-0004 kullanmak için 1:200 seyreltme |
| Stok konsantrasyonu 10 mM Final konsantrasyon 3 μ M | |||
| Kolera toksini | Sigma | C8052 | Stok konsantrasyonu 0.3 mg / mL < br / > Son konsantrasyon 20 |
| pM Cy3 Keçi anti-Tavşan IgG (H + L) | Jackson Immunoresearch | 111-165-144 | kullanmak için 1:500 seyreltme |
| HyClone | SH30243.01 | 4 &°C'de saklanır; C | |
| DMSO | Sigma | D2650 | RT |
| FBS | Gibco | 10270-106'da | saklanır -20 &°C'de saklanır; C Kullanmadan önce ısıyla inaktive |
| Jelatin | Sigma | G9391 | RT |
| GFP-PURO plazmitlerinde saklanır (Mitf, Sox10, Pax3, Sox2, Sox9 ve Snai2) | Hanheng Biological Technology Co., Ltd. | pHBLPm003198 pHBLPm001143 pHBLPm002968 pHBLPm002981 pHBLPm004348 pHBLPm000325 | -20 °C'de saklanır; C |
| Hematoksilen | Abcam | ab220365 | RT |
| İnsan EDN3 | Amerikan-Peptit | 88-5-10A'da | Stok konsantrasyonu 100 μ M Nihai konsantrasyon 0.1 μ M |
| Hidrokortizon | Sigma | H0888 | Stok konsantrasyonu 100 & g / mL < br / > Nihai konsantrasyon 0.5 &mikro; g/mL |
| L-DOPA | Sigma | D9628 | RT |
| Lipofectamine 2000 | Invitrogen | 11668-019 | Transfeksiyon reaktifinde saklanır, 4 ° C'de saklanır; C |
| Masson-Fontana boyama kiti | Solarbio | G2032 | 4 ° C'de saklanır; C |
| Nötr balsam | Solarbio | G8590 | 4 °C'de saklanır; C |
| Paraformaldehit | Sigma | P6148 | RT |
| PBS (-) | Gibco'da | C10010500BT | Phorbol |
| 12-miristat 13-asetat (TPA) | Sigma | P8139'da | Stok konsantrasyonu 1 mM Nihai konsantrasyon 200 nM |
| Polibren | Sigma | H9268 | katyonik polimerik transfeksiyon reaktifi; Stok konsantrasyonu 8 μ g/&mikro; L Nihai konsantrasyon 4 ng/&mikro; L |
| Puromycin | Gibco | A11138-03 | -20 °C'de saklanır; C |
| Rekombinant insan bFGF | Invitrogen | 13256-029 | Stok konsantrasyonu 4 μ g/mL Nihai konsantrasyon 10 ng/mL |
| Rekombinant insan insülini | Sigma | I3536 | Stok konsantrasyonu 10 mg/mL Nihai konsantrasyon 5 & mikro; g/mL |
| Rekombinant insan SCF | R& D | 255-SC-010 | Stok konsantrasyonu 200 μ g/mL Nihai konsantrasyon 100 ng/mL |
| RPMI-1640 | Gibco | 11875-093 | 4 °C'de saklanır; C |
| Ksilen | Sigma | 1330-20-7 | RT'de saklanır |
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.