İnsan tarafından indüklenen pluripotent kök hücrelerden, bazal membran ekstraktı kaplamalı 2D monolayer tabanlı bir yöntemle sağlam bir şekilde ilkel germ hücresi benzeri hücreler oluşturmak için adım adım bir rehber.
Method Article
İnsan tarafından indüklenen pluripotent kök hücrelerden, bazal membran ekstraktı kaplamalı 2D monolayer tabanlı bir yöntemle sağlam bir şekilde ilkel germ hücresi benzeri hücreler oluşturmak için adım adım bir rehber.
İnsan pluripotent kök hücre farklılaşmasının in vitro kullanımı, in vivo erken gelişim sırasında gerçekleşen soy tanım olaylarının anlaşılmasını önemli ölçüde genişletmiştir; bu dönemin araştırılması son derece zordur. İnsan embriyosunda belirtilen ilk embriyon hatlarından biri, ilkel germ hücrelerin (PGC) indüksiyonuyla işaretlenen germ hücre soyudur. PGC'ler, gametlerin sonraki yaşamdaki tek kurucu popülasyonudur ve bu özelliklerin belirlenmesi, organizmanın doğurganlığına doğru kritik bir ilk adımdır. Burada, insan tarafından indüklenen pluripotent kök hücrelerden (hiPSC) PGC benzeri hücreler (PGCLC) üretmek için sağlam bir protokol tanımlanır; bu protokol, etkili PGCLC farklılaşmasını sağlamak için hiPSC'lerin pluripotent durumu ve hücresel özelliklerinin ilk değerlendirmesinden başlamaktadır. Bunun için, farklı hücre yoğunluklarının, plaka kaplamalarının ve PGCLC farklılaşması için kullanılan hiPSC'lerin etkileri tartışılır. Son olarak, immünofluoresans ve akış sitometrisi kullanılarak hPGCLC'lerin karakterizasyonu ve nicelendirilmesi için bir iş akışı sağlanır. Farklılaştırma protokolü, çoğu laboratuvarda kolayca belirlenebilen ve test edilebilen ve gerektiğinde ayarlanabilen durumlara odaklanır. Ayrıca, bu protokol hızlıdır ve hiPSC'lerin PGCLC farklılaştırması için uygun olup olmadığının belirlenmesini sağlar. Protokol, farklı hiPSC hatları ve kültür platformları arasında hPGCLC sonuçlarında tutarlılık ve uyumluluğu teşvik etmeyi, insanlarda başarılı in vitro gametogenez'e doğru güvenilir karakterizasyonu ve aşağı akış farklılaşma adımlarının daha fazla optimize edilmesini destekleyen sağlam verimler sağlamayı amaçlamaktadır.
İnsan germline gelişimi, embriyonik gelişimin erken döneminde başlayan ve nihayetinde oositler ve sperm hücrelerinin oluşmasına yol açan ilkel germ hücrelerin (PGC) tanımlanmasıyla başlayan son derece koordineli birsüreçtir. In vivo, PGC spesifikasyonu komşu hücrelerden gelen tümevarımsal sinyallere yanıt olarak implantasyondan kısa bir süre sonra 2,3 gerçekleşir. PGC'lerin gelişimi, özellikle BMP, WNT ve TGFβ 6,7,8,9 gibi sinyal yollarının dahil olduğunu gösteren genetik çalışmalarla kemirgenlerde kapsamlı şekilde incelenmiştir. Spesifikasyonun ardından, PGC'ler epigenetik yeniden programlamadan geçer; genom çapında DNA demetilasyonu ve kromatin yeniden modellenmesi ile karakterize edilir; böylece daha sonra (cinsiyete özgül) germ hattıkimliği 10,11,12,13,14 belirlenir.
Memelilerde PGC spesifikasyonu, sinyal yolları arasında koordineli çapraz iletişim yoluyla yönlendirilir ve bazı unsurlar insanlar, insan dışı primatlar, domuzlar ve fareler arasında evrimsel olarak korunur; bunlar arasında POU5F1 ve NANOG 9,15,16,17,18 gibi pluripotensi faktörlerin katılımı da vardır . Ortak özelliklere rağmen, türe özgü farklılıklar, PGC farklılaşma mekanizmaları ve gen düzenleyici ağlar, hayvan modellerinden insanlara doğrudan geçişisınırlar 9,19,20,21.
İnsanlarda gametogenezi anlamak için insan materyali kullanılarak yapılan çalışmalar gereklidir, ancak erken insan embriyolarına sınırlı erişim nedeniyle hâlâ zordur. İnsan primordial germ hücre benzeri hücrelerin (hPGCLC) insan pluripotent kök hücrelerinden in vitro farklılaşmasını sağlayan protokollerdeki sürekli ilerlemeler, insan gonadal dokusuna olan bağımlılığı azaltırken, ölçeklendirme ve genetik çalışmaları mümkünkılmıştır 18,22. hPGCLC farklılaştırma için çoğu yerleşik strateji, üç boyutlu (3D) agregalara veya embriyoid cisimleredayanır 18. Bu platformları kullanarak, hPGCLC'lerin erken insan PGC'lerinin temel epigenetik özelliklerini özetlediğini göstermiştir; bunlar arasında germline transkripsiyonprogramları 23,24 ve genom çapında DNA metilasyon yenidenprogramlama 25 dahildir. Bu in vitro platformlar, insan PGC biyolojisi hakkında, soy bağlılığı ve epigenetik sıfırlama dahil olmak üzere önemli ölçüde gelişmiş bilgilere sahiptir. Ancak, toplama tabanlı hPGCLC farklılaştırma protokolleri zaman alıcı olmaktan hâlâ zordur ve sağlam epigenetik karakterizasyon, ek farklılaşma testleri veya yüksek verimli deneysel uygulamalarda kullanım için hPGCLC'lerin toplam verimini düşük kalır.
Son zamanlarda, seyreltilmiş bazaz membran ekstraktı (BMEx) ile düşük BMP4 seviyeleri kullanılarak hiPSC'leri hPGCLC'lere ayırt etmek için 2D tek katmanlı besleyicisiz bir yöntem, doku kültür plakalarında nispeten kolay ölçeklendirilmiş ve kısa bir farklılaşma penceresi (5 gün) içinde yüksek verimlilik (~%55) elde edilmiştir.26. İndüksiyondan önce ara bir Activin A priming adımı gerektiren ve daha yüksek BMP4 konsantrasyonları (40–50 ng/mL)27,28 kullanan diğer 2B sistemlerle karşılaştırıldığında, bu BMEx yaklaşımı ön indüksiyon adımı gerektirmedi ve daha düşük BMP4 seviyeleri (10 ng/mL) kullandı, benzer verimlilik ve gelişmiş ölçeklenebilirliği korudu.
Burada, 2D hPGCLC BMEx-farklılaşma protokolünün ayrıntılı ve adım adım rehberi sunulur; hiPSC bakımının ilk değerlendirmesi, plüripojenlik ve hücresel özellikler dahil olmak üzere, ardından farklı hiPSC plaka kaplamaları ve hücre yoğunluklarının hPGCLC farklılaşması üzerindeki etkileri test edilir. Ayrıca, akış sitometrisi analizi ve immünofluoresans ile sonraki karakterizasyon da tanımlanır. Laboratuvar sapmalarını azaltmak için kritik işleme noktaları ve sorun giderme rehberliği sağlanır; bu da araştırmacıların hPGCLC farklılaşmasını bu 2D formatta tutarlı şekilde yeniden üretebilmelerini sağlar.
Bu protokol, Leiden Üniversitesi Tıp Merkezi (LUMC), LUMC Biobank & Biomaterials (TCBio) ve LUMC Leiden hiPSC Merkezi'nin (BB24.037 kapsamında) yönergelerini ve yönetmeliklerini takip etmektedir. Bu protokolde kullanılan tüm malzemeler ve kontrol erkek (XY) hiPSC hatları (M54 ve M199) Materyaller Tablosu'nda listelenmiştir. Tüm doku kültürü işlemleri, nemlendirilmiş normoksik kuluçka makinesi (37 °C, %5CO2), çok amaçlı tezgah santrifüjü (salıncak kovalı rotor) ve stereomikroskoplu Sınıf II biyogüvenlik kabini ile donatılmış özel bir Biyogüvenlik Seviye 2 doku kültür odasında gerçekleştirildi.
DIKKAT: Tüm hiPSC hatları hPGCLC 26,29'a ayrılamaz. Ancak, PGCLC farklılaştırması için başka hiPSC'ler kullanıldı ve PGCLC gözlemlendiyse, burada açıklanan yöntem (Şekil 1A) hPGCLC üretiminin ölçeklendirilmesine olanak tanır.
1. HiPSC kültürü için doku-kültür plakalarının kaplanması
Bu protokol, doku kültür plakalarını hem seyreltilmiş BMEx hem de vitronectin ile kaplamayı anlatır.
2. HiPSC'lerin bakımı için geçiş
3. hPGCLC farklılaşması
4. hPGCLC'lerin immünoflüoresans ve akış sitometrisi ile karakterizasyonu
HiPSC'lerin kalitesi ve kararlı durumu, daha fazla farklılaştırma için önemlidir
HiPSC'ler, farklı kaplamalarda (farklı kaplamalarda) en az 3 geçiş boyunca 6 kuyu plakalarında tutuldu, ardından farklılaştırma deneyleri ve analizleri yapıldı. hücre kolonileri %70–80 birleşimine ulaştığında hiPSC'ler geçti (Şekil 1B), bu aynı zamanda hPGCLC farklılaşmasını başlatmak için optimal hiPSC birleşimidir. Sağlıklı hiPSC kültürleri, parlak alan görüntülerinde görülen koyu veya farklılaşmış alanlar olmadan uniform koloni morfolojisi sergilemiştir (Şekil 1B). Ancak, hücre kolonileri optimal birleşimlerinde tutulmadığında veya farklılaşma belirtileri gösterdiğinde hiPSC'lerin kalitesi etkilenmiştir (Şekil 1B). Düşük birleşimde, hiPSC çoğalmaya devam etti ve birleşim geçiş veya farklılaşma deneyleri için uygun hale gelene kadar koloni oluşumu için daha fazla zaman gerekiyordu. Yüksek birleşimde, hiPSC'ler üst üste büyürken, farklılaşmış bölgeler ortaya çıkar. HiPSC'lerin pürüpotensi durumu,hiPSC'ler 30'da pluripotensi ve kendini yenilemeyi sürdürmek için gerekli transkripsiyon faktörleri olan SOX2 veya POU5F1'in ifade edilmesiyle doğrulandı ve en önemlisi, SOX2 hPGCLC31 ile ifade edilmez. Falloidin boyama, hiPSC'lerin kalitesini gösteren sitoskelet organizasyonu ve koloni morfolojisini değerlendirmek için kullanıldı. Hücre morfolojisindeki farklılıkların SOX2 veya POU5F1'in indirgenmesiyle ilişkili olduğunu unutmayın (Şekil 1B).
hiPSC bakım substratının hPGCLC farklılaşmasına etkisi
HiPSC'lerin farklı kaplama substratlarında tutulmasının hPGCLC'lere farklılaşmayı etkileyip etkilemediğini değerlendirmek için, hiPSC'ler farklı substratlarda (Geltrex, Matrigel, Cultrex ve vitronectin) kültürlendi (Şekil 2). Tüm substratlarda, hiPSC'ler pluripotent durumlarının göstergesi olarak sağlam ve uniform nükleer SOX2 veya POU5F1 seviyeleri göstermiştir. Geltrex, Matrigel ve Cultrex'te tutulan hiPSC kolonileri, vitronektin üzerindeki yuvarlak kolonilere kıyasla iyi tanımlanmış koloni sınırları ve düzensiz genel koloni şekilleri dahil olmak üzere benzer morfolojiye sahipti (Şekil 2). %70–80 birleşmeye ulaşan hiPSC'ler, 40K hücre/cm2 yoğunlukta kaplama yapıldı ve Geltrex26 üzerinde hPGCLC'lere farklılaştı. 5. Günde, parlak alan görüntüleri tüm koşullarda karakteristik hPGCLC kolonilerini gösterdi (Şekil 3). Ayrıca, tüm koşullarda üçlü pozitif SOX17/TFAP2C/PDPN veya çift pozitif SOX17/POUF51 hPGCLC'leri tespit edilmiştir (Şekil 3). Bu, farklılaştırma protokolünün farklı koşullar altında kültürlenen hiPSC'lerle kullanılabileceğini gösterdi.
Başlangıç hiPSC hücre yoğunluğunun hPGCLC farklılaşmasına etkisi
Geltrex üzerinde, farklı hiPSC'lerin farklı proliferasyon oranlarına sahip olması nedeniyle, optimal hPGCLC farklılaşması için optimal tohumlama yoğunluğunu kontrol etmek önemlidir. Ayrıca, hiPSC'ler sürekli geçiş yaptıkça hPGCLC farklılaşma verimliliği düşerse, hiPSC tohumlama hücre yoğunluğunun ayarlanması tavsiye edilir. Tohumlama hücre yoğunluğunun hPGCLC farklılaşma verimliliği üzerindeki etkisini değerlendirmek için, hiPSC'ler farklı yoğunluklarda, 10K ile 100K hücre/cm2 arasında tohumlanmıştır (Şekil 4A). 5. günde, hPGCLC yüzdesi, insan PGC-belirteçleri için iki farklı konjuge antikor olan EPCAM ve integrin α6 (ITGA6)32 kullanılarak akış sitometrisiyle değerlendirildi. Akış-sitometri analizi, 40K hücre/cm2 tohumlanmış M199 hiPSC'ler için standart ardışık kapı stratejisini izledi (Şekil 4B). Kısaca, toplam hücre popülasyonu (tüm olaylar) parçacık alanı (parçacık alanı) dışında bırakılarak kapatıldı, ardından boyut (FSC) ve granülerlik (SSC) temelinde tek hücreler seçildi ve son olarak 7AAD boyama ile ölü hücreler dışlandı. Daha sonra, EPCAM-cy7 ve ITGA6-BV421 eksprese eden hücrelerin niceliklerini ölçmek için kapı boyalı ve lekelenmemiş örneklerle ayarlandı (Şekil 4B).
hPGCLC farklılaşma verimliliğinin farklı tohumlama hücre yoğunlukları ve farklı substratlar üzerinde kültürlenmiş hiPSC kullanılarak karşılaştırılması, yoğunluğa bağlı bir eğilim ortaya koymuştur (Şekil 4C). 20–40K hücre/cm2 tohumlama yoğunluğunda, M54 ve M199 hiPSC'leri, Geltrex ve Cultrex üzerinde tutulan hiPSC'lerle elde edilen EPCAM+/ITGA6+ çift pozitif hPGCLC oranlarının en yüksek oranını gösterdi. İlginç bir şekilde, daha yüksek yoğunluklar daha düşük farklılaşma verimliliğine yol açtı. HGCLC'lerde PGC belirteçleri SOX17/TFAP2C/PDPN veya SOX17/POUF51 kullanılarak yapılan immünoflüoresans sonuçları akış sitometrisi sonuçlarını doğruladı (Şekil 4D). Bu sonuçlar, tohumlama yoğunluğunu belirli hiPSC'lere göre ayarlamanın optimal farklılaşma verimliliği için önemli olduğunu göstermiştir. İmmünoflüoresans ve akış sitometrisinin birleştirilmesi, hPGCLC farklılaşma testinin dayanıklılığını artırır.

Şekil 1: hPGCLC farklılaştırma iş akışı ve hiPSC'lerin kalitesi. (A) Bu çalışmada kullanılan iş akışının şeması. HiPSC'ler (kültür ortamında) korundu ve farklılaşma gününde (Gün 0, D0) %60–80 birleşime ulaştı. D0 üzerinde hiPSC'ler tek hücrelere ayrılmış ve istenen tohumlama yoğunluğunda (kaplama ortamında) kaplamaya yerleştirilmiştir. Ertesi gün hücreler farklılaşma ortamı (D1–D3) ile işlendi, ardından anahtar ortamı (D3–D5) uygulandı. D5 üzerinde ise immünoflüoresans veya akış sitometrisi için hPGCLC'ler kullanıldı. (B) Parlak alan görüntüleri (üst sıra - 4x büyütme); SOX2, PHALLOIDIN boyama ve DAPI boyama için immünoflüosans (orta sıra); POU5F1, PHALLOIDIN boyama ve DAPI boyama (alt sıra) için farklı birleşimlere sahip hiPSC'ler gösterilmiştir. Ölçek çubukları = 50 μm. Şekil 1A'daki çizimler, Adobe Illustrator'daki temel çizim araçlarıyla yazarlar tarafından oluşturulmuştur; Ücretli yazılım veya araç kullanılmadı. Bu nedenle, telif hakkı lisansı gerekmiyordu. Bu figürün daha büyük bir versiyonunu görmek için lütfen buraya tıklayın.

Şekil 2: HiPSC kültürü sırasında çeşitli kaplama substratlarının etkisi. Brightfield görüntüleri (üst sıra); SOX2, PHALLOIDIN boyama ve DAPI boyama için immünoflüosans (orta sıra); ve POU5F1, PHALLOIDIN boyama ve DAPI boyama (alt sıra) için farklı kaplama substratlarında kültürlenmiş hiPSC'ler gösterilmiştir. Ölçek çubukları = 50 μm. Bu figürün daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.

Şekil 3: HiPSC kültürü sırasında çeşitli kaplama substratlarının hPGCLC farklılaşması üzerindeki etkisi. Parlak alan görüntüleri (üst sıra-10x büyütme); SOX17, TFAP2C, PDPN ve DAPI boyama için immünofloresans (orta sıra); ve 5. günde farklı kaplama substratlarında kültürlenen hiPSC'lerden başlayarak POU5F1, SOX17 ve DAPI boyama (alt sıra) için hPGCLC farklılaşması (Geltrex kullanılarak). Sarı kesik çizgi, hPGCLC olan bölgeleri vurgular. Ölçek çubukları = 25μm (üst sıra) ve 50 μm (orta ve alt sıralar). Bu figürün daha büyük bir versiyonunu görmek için lütfen buraya tıklayın.

Şekil 4: hiPSC tohumlama yoğunluğunun hPGCLC farklılaşması üzerindeki etkisi. (A) Farklı hiPSC tohumlama yoğunlukları kullanılarak (40K hücre/cm2, 60K hücre/cm2, 80K hücre/cm2) hPGCLC'lerin farklılaşmasının 1. (D1) ve D3'teki Brightfield görüntüleri. Ölçek çubukları = 250 μm. 4x büyütme. (B) EPCAM+/ITGA6+ hPGCLC yüzdesini niceltmek için kapı stratejisini gösteren temsil akış sitometri grafikleri. Bunun için, Geltrex üzerinde M199 hiPSC'ler 40K hücre/cm2 tohumlama yoğunluğunda kullanıldı. (C) Farklı kaplamalarda kültürlenmiş ve farklı yoğunluklarda tohumlanmış hiPSC'ler (M199 ve M54) kullanılarak EPCAM+/ITGA6+ hiPGCLC'lerin D5'teki yüzdelerini gösteren çubuk grafik. (D) SOX17, TFAP2C, PDPN ve DAPI-boyama (sol paneller) için immünofluoresans; ve SOX17, POU5F1 ve DAPI boyama (sağ paneller) D5'te hPGCLC farklılaşmasının D5'inde (Geltrex üzerinde M199 ve M54) 40K ve 80K hücre/cm2 tohumlanmış. Ölçek çubukları = 50 μm. Bu figürün daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.
In vitro gametogenez, kontrollü kültür koşullarında ve hastaya özgü bir temelde insan germ hattı gelişimi, üreme toksisitesi ve kısırlığı incelemek için güçlü bir deneysel platform oluşturur. hPGCLC'leri hiPSC'lerden ayıran birden fazla protokolbildirilmiş olsa da 18, laboratuvarlar arasında standartlaştırılmış, ölçeklenebilir ve tekrarlanabilir yaklaşımların sınırlı erişilebilirliği alandaki ilerleme engellemiştir. Son çalışmalar, hPGCLC indüksiyonu için basitleştirilmiş ve verimli yaklaşımlar tanımlamıştır; bunlar arasında BMP4 tabanlı mikrodesenli farklılaşma27, hPGCLC üretimini 3,5 güniçinde mümkün kılan hızlı 2D tek katmanlı platform ve peri-implantasyon gelişimi ile parakrin niş sinyalizasyonu modelleyen 3D kültürsistemi bulunmaktadır. Bu protokoller hPGCLC farklılaştırmasını etkili bir şekilde desteklese de, yüksek verimli platform olarak hizmet verme yeteneğinden yoksunlar. hPGCLC tabanlı çalışmalar, özellikle üreme toksikolojik taramaları için geniş çapta uygulanabilmesi için, protokollerin sağlam, teknik olarak erişilebilir ve sonraki nicel testlerle uyumlu olması gerekir. Burada, hPGCLC'nin BMEx-farklılaştırma protokolünün adım adım analizi sunulmakta olup, tekrarlanabilirlik ve performansı belirleyen kritik teknik parametreler vurgulanır.
Başarılı farklılaşmanın önemli belirleyicilerinden biri, hiPSC'lerin başlangıçtaki çoğulma durumudur. Geçiş sayısı, hücresel sağlık, hatt-spesifik özellikler ve differensiyon öncesi kültür koşulları hPGCLC farklılaşma sonuçlarını etkileyebilir. Başlangıçta, hiPSC bakımı sırasında dikkat kaplama substratı, tohumlama hücre yoğunluğu ve kültür plakası formatına yönelebilir; bunlar birlikte koloni mimarisi ve hPGCLC farklılaşmasının başlangıcındaki sinyal ortamlarını tanımlar. Mevcut çalışma, farklı kaplamalar ve farklı tohumlama yoğunlukları üzerinde kültürlenmiş hiPSC'lerin hPGCLC farklılaşması üzerindeki etkisini (Geltrex üzerine) göstermektedir. Burada test edilen her iki hiPSC hattı da maksimum farklılaşma verimliliğini 20.000–40.000 hücre/cm2 tohumlama yoğunluğunda göstermiştir. Bu, yeni hücre hatları tanıtılırken, uzun süreli geçişin ardından veya deneysel düzenleri veya kültür plaka formatlarını değiştirirken optimal tohumlama yoğunluklarının belirlenmesi gerekliliğini vurgular. Yüzey alanı-hacim oranlarında veya büyüme kinetiğinde küçük görünen değişiklikler bile, yüksek farklılaşma verimliliğini korumak için optimizasyon gerektirebilir. Buna göre, kullanıcıların önce hPGCLC farklılaşması için optimal koşulları belirlemek amacıyla küçük ölçekli pilot deneyler yapmaları önerilir.
Dayanıklılığına rağmen, yöntemin kabul edilmesi gereken sınırlamaları vardır. Birden fazla kaplama ve yoğunlukla uyumlu olmasına rağmen, farklılaşma verimliliği epigenetik durum ve geçiş geçmişi gibi hiPSC'nin içsel özelliklerine duyarlıdır; bunlar tam olarak kontrol edilemez. Test edilen birkaç hiPSC hPGCLC26'ya ayırt edemiyor gibiydi. En önemlisi, tam tanımlanmış bir ürün olan vitronektinin aksine, BMEx hayvandan kökenli bir üründür ve partiden partiye varyasyonlara tabi olabilir ve bu da tekrarlanabilirliği etkileyebilir. Matrigel, Cultrex ve Geltrex'in farklı partileri daha önce test edilmiş ve tutarlı sonuçlarvermiş olsa da, bu durum hâlâ bir endişe kaynağı ve gelecekte tekrarlanabilirlik ve aktarılabilirlik için BMEx'e tam tanımlanmış alternatifler düşünülmelidir. Burada iki erkek (XY) hiPSC hattı kullanıldı, ancak bu protokol hem dişi (XX) hem de erkek (XY)26 hatlarıyla test edilmiştir. Son olarak, protokol hPGCLC'lere transkripsiyonel olarak benzer ve daha fazla gelişim için yeterli olduğu gösterilen hPGCLC'lerortaya çıkarsa da burada daha sonraki germ hücre evrelerine daha fazla olgunlaşma ele alınmadı. Tarama tarzı uygulamalar için ölçeklenebilirlik gösterilmiş olsa da, otomasyona dayalı uyarlama ve laboratuvarlar arası doğrulama, daha geniş bir hiPSC hatları panelinde translasyonel faydayı daha da güçlendirecektir.
Mevcut hPGCLC farklılaştırma stratejilerine göre, bu protokol çeşitli avantajlar sunmaktadır. Yüksek uzmanlaşmış veya matriks kısıtlı yaklaşımların aksine, yaygın kullanılan hiPSC bakım substratları ve kültür plaka formatlarını karşılayarak teknik engelleri azaltır. Yoğunluk optimizasyonu ve erken aşama kalite kontrolüne verilen önem, in vitro gametogenez alanında kalıcı bir zorluk olan tekrarlanabilirliği daha da artırır.
Burada açıklanan metodolojik çerçeve, üreme toksikolojisi, kısırlık modellemesi ve gelişim biyolojisi için özellikle önemlidir. Ölçeklenebilir formatlarla uyumluluğu, orta ve yüksek verimli bileşik taramayı sağlarken, tekrarlanabilirliği çapraz karşılaştırmalar ve iş birliği yapan konsorsiyum çalışmalarını destekler. Daha geniş anlamda, laboratuvarlar arasında hPGCLC indüksiyon protokollerinin sistematik standartlaştırılması, karakterizasyon ve fonksiyonel son noktalarınkarşılaştırılması, in vitro gametogenezi, öngörülebilir insanla ilgili platformlara ilerletmek için hayati öneme sahiptir.
Yazarlar, bu makalenin hazırlanmasında yapay zeka araçlarının kullanılmadığını açıklayacak ve teyit etmek için çıkar çatışması içermemektedir.
İlham verici tartışmalar için Chuva de Sousa Lopes grubunun mevcut ve eski üyelerini teşekkür etmek isteriz; LUMC'nin Akış Sitometri Çekirdek Tesisi, LUMC hiPSC Oteli ve LUMC'nin Görüntüleme Tesisi'ne uzmanlıkları nedeniyle katkıda bulundu. Bu çalışma Novo Nordisk Vakfı (NNF21CC0073729, EK, CLdM ve SMCSL'ye reNEW), EC (HORIZON-MSCA-2023-DN MSCA 101169308-IMPLANTEU to SL ve SMCSL) tarafından desteklendi; Çin Burs Konseyi (CSC 20230920054 CF ve CSC 202308410196 DW) ile Hollanda Sağlık Araştırma ve Geliştirme Organizasyonu (ZonMW PSIDER-2021-10250022120001) MP ve SMCSL'ye kadar hizmet verdi.
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
|---|---|---|---|
| 7AAD Viability Staining Solution | BioLegend | 420403 | Dilution 1:200 |
| Accutase | STEMCELL Technologies | 7920 | |
| Advanced RPMI 1640 Medium | Gibco | 12633012 | |
| Alexa Flour 488 donkey anti-mouse IgG | Invitrogen | A21202 | Dilution 1:500 |
| Alexa Flour 594 donkey anti-rabbit IgG | Invitrogen | A21207 | Dilution 1:500 |
| Alexa Flour 647 donkey anti-goat IgG | Invitrogen | A21447 | Dilution 1:500 |
| Alexa Fluor Phalloidin 594 | Invitrogen | A12381 | Dilution 1:400 |
| Alexa Fluor Phalloidin 647 | Invitrogen | A30107 | Dilution 1:400 |
| Antibody anti-CD49f (ITGA6), Brilliant Violet 421 | Biolegend | 313624 | Dilution 1:200 |
| Antibody anti-CD326 (EPCAM1), PE/Cyanine7 | Biolegend | 324222 | Dilution 1:200 |
| Antibody anti-SOX2, rabbit polyclonal | Merck | ab5603 | Dilution 1:200 |
| Antibody anti-SOX17, goat polyclonal | R&D Systems | AF1924 | Dilution 1:500 |
| Antibody anti-OCT3/4 (POU5F1), mouse monoclonal | Santa Cruz Biotechnology | SC-5279 | Dilution 1:200 |
| Antibody anti-Podoplanin (PDPN), mouse monoclonal | Abcam | ab256561 | Dilution 1:200 |
| Antibody anti-AP-2γ (TFAP2C), rabbit polyclonal | Cell Signaling Technology | 2320S | Dilution 1:300 |
| B-27 Supplement, serum free | Gibco | 17504044 | Diltuion 1:100 |
| BD FACSCanto | BD Biosciences | Equipment for flow cytometry | |
| BD FACSDiva software version 9.0 | BD Biosciences | Software | |
| Bovine Serum Albumin (BSA), fractie V | Roche | 10735086001 | Dissolve in PBST |
| CELLSTAR 12 Well Cell Culture Plate | Greiner | 665180 | |
| CELLSTAR 15 mL Tube | Greiner | 188271 | |
| CELLSTAR 6 Well Cell Culture Plate | Greiner | 657160 | |
| Corning 40 µm Cell Strainers | Corning | 431750 | |
| Cultrex Stem Cell Qualified, Reduced Growth Factor Basement Membrane Matrix | R&D systems | 3434-101-02 | Dilute to in cold DMEM-F12 |
| DAPI (4′,6-Diamidino-2-Phenylindole) | Invitrogen | D3571 | Dilution 1:500 |
| DMEM:F12, GlutaMAX supplement | Gibco | 31331028 | |
| DPBS, no calcium, no magnesium | Gibco | 14190144 | |
| EVOS M5000 | Invitrogen | Equipment for imaging | |
| EVOS M5000 software version 1.3.660.548 | Invitrogen | Software | |
| Falcon 5 mL Round Bottom Polystyrene Test Tube, with Cell Strainer Snap Cap | Corning | 352235 | |
| FlowJo software version 10.10.0 | BD Biosciences | Software | |
| Geltrex Reduced-Growth Factor Basement-Membrane Matrix, LDEV-Free, stem-cell qualified | Gibco | A1413302 | Dilute to in cold DMEM-F12 |
| GlutaMAX Supplement | Gibco | 35050061 | Dilution 1:100 |
| FlowJo software version 10.10.0 | BD Biosciences | Software | |
| Geltrex Reduced-Growth Factor Basement-Membrane Matrix, LDEV-Free, stem-cell qualified | Gibco | A1413302 | Dilute to in cold DMEM-F12 |
| GlutaMAX Supplement | Gibco | 35050061 | Dilution 1:100 |
| hiPSCs M54 | LUMC hiPSC Core Facility | LUMC0054iCTRL03 | hiPSCs can be distributed upon request with MTA |
| hiPSCs M199 | LUMC hiPSC Core Facility | LUMC0199iCTRL01 | hiPSCs can be distributed upon request with MTA |
| LUNA-II Automated Cell Counter | Logos Biosystems | Equipment for cell counting | |
| LUNA-II software version 2.3.5 | Logos Biosystems | Software | |
| Matrigel hESC-Qualified Matrix, LDEV-free | Corning | 354277 | Dilute to in cold DMEM-F12 |
| MEM Non-Essential Amino Acids Solution | Gibco | 11140050 | Dilution 1:100 |
| mTeSR Plus | STEMCELL Technologies | 100-0276 | |
| MycoZap Plus-CL | Lonza | VZA-2011 | Dilution 1:1000 |
| Paraformaldehyde (PFA) | Sigma-Aldrich | 1040051000 | Dissolve to 8% PFA in water first; and dilute to 4% (1:1) with 0.2 M phosphate buffer |
| PIPETMAN P1000, 100–1000 µL, Metal Ejector | Gilson | F144059M | |
| PIPETMAN P200, 20–200 µL, Metal Ejector | Gilson | F144058M | |
| PIPETMAN P10, 1–10 µL, Metal Ejector | Gilson | F144055M | |
| Recombinant Human BMP4, CF | R&D Systems | 314-BP-050 | Stock concentration of 100 µg/mL in 4 mM HCL containing 0.1% BSA |
| Recombinant Human EGF, CF | R&D Systems | 236-EG-200 | Stock concentration of 50 µg/mL in PBS |
| Recombinant human LIF | Gibco | 300-05 | Stock concentration of 100 µg/mL in 0.1% BSA |
| Recombinant Human SCF, CF | R&D Systems | 11010-SC-100 | Stock concentration of 100 µg/mL in PBS |
| ReLeSR | STEMCELL Technologies | 5872 | |
| RevitaCell Supplement | Gibco | A26445-01 |
Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article
Request Permission