Method Article
Мы представляем протокол для эффективного перепрограммирования соматических клеток человека в человека индуцированных плюрипотентных стволовых клеток (hiPSC) с использованием ретровирусных векторов, кодирующих Oct3 / 4, Sox2, Klf4 и с-тус (OSKM) и определение правильно перепрограммировать hiPSC живой окрашивания Тра- 1-81 антител.
Здесь мы представляем протокола перепрограммирования фибробластов человека взрослого человека в индуцированные плюрипотентные стволовые клетки (hiPSC) с использованием ретровирусных векторов, кодирующих Oct3 / 4, Sox2, Klf4 и с-тус (OSKM) в присутствии бутират натрия 1-3. Мы использовали этот метод, чтобы перепрограммировать конце прохода (> p10), человеческие фибробласты взрослого, полученных от пациента атаксия Фридрейха (GM03665, Coriell Repository). Перепрограммирования подход включает в себя высокоэффективный трансдукции протокол, используя повторяющиеся центрифугирования фибробластов в присутствии вируса средах. Перепрограммировать колонии hiPSC были определены с использованием живых иммуногистохимическое TRA-1-81, поверхность маркера плюрипотентных клеток, отделенных от не-перепрограммировать фибробласты и вручную пассировать 4,5. Эти hiPSC затем были переданы Матригель пластин и вырос в питатель без условий, непосредственно от перепрограммирования пластины. Начиная с первого прохода, hiPSC колонии демонстрируют характерный ГЭС-лАйк морфологии. Используя этот протокол более 70% выбранных колоний может быть успешно расширили и установили в клеточных линиях. Установленные hiPSC отображаемых строк характеристика маркеров плюрипотентности включая поверхностные маркеры TRA-1-60 и SSEA-4, а также ядерных маркеров Oct3 / 4, Sox2 и Nanog. Протокол, представленные здесь была создана и протестирована с использованием взрослых фибробластов, полученных от больных атаксией Фридрейха и контроля лиц 6 человек новорожденного фибробластов, а также человеческих кератиноцитов.
1. Производство вирусов и трансдукция
2. Перепрограммирование
3. Выделение hiPSC колонии
4. Представитель Результаты
Эффективность трансдукции с ретровирус содержащие СМИ яс критическим для успешного перепрограммирования. Рекомендуется проводить весь трансфекции / инфекции процедуры с использованием GFP выражения вирус каждый перепрограммирования эксперимент для мониторинга эффективности, как показано на рисунке 1. Титр вируса выражения GFP определяется, как описано в 10, через трансдукции фибробластов человека с использованием не-концентрированный вирусные средства массовой информации обычно находится в диапазоне 0,5 - 5 х 10 7 вирусных частиц на мл (VP / мл).
Фибробласты изменить морфологию уже через 2 дня после последнего инфекции. Трипсинизированных фибробластов человека должны быть тщательно рассчитывал до посева их в клетки MEF подачи. Рекомендуется семена клетки в 3 различных плотностей (6x10 3, 1.2x10 4, 2.5x10 4 на одной скважине на 6 и пластины) с каждой клеточной линии демонстрирует различные характерные роста и плотности посева имеет решающее значение для эффективности перепрограммирования. Бутират натрия используются дляпервые 7 - 14 дней перепрограммирования повышает эффективность hiPSC образование примерно в 5 раз. Часто, особенно при инфицированных фибробластов были посеяны на более высокую плотность, фибробластоподобных клетки могут перерасти культуры блюдо и накройте hiPSC колонии, как показано на рисунке 2А. В этом случае слой фибробластов можно осторожно поднимать и удалить, чтобы раскрыть hiPSC колонии (рис. 2В). Впоследствии hiPSC колоний следует промыть ЭСК СМИ и окрашивали TRA-1-81 антитела. В зависимости от фибробластов, примерно 20 - 40% колоний демонстрации с IPSC морфологией не пятно TRA-1-81 антитела. Выявленные hiPSC колонии могут быть переданы от пластины в течение ближайших 12 - 24 часов. Длительный инкубационный приведет к быстрой дифференциации hiPSCs. Колонии можно вручную или пассировать на MEF фидерных клеток или Матригель покрытие пластин. После расширения установлены hiPSC клоны должны быть проверены с использованием иммуноцитохимии (ICC) для выражения pluripotenсу маркеры, как показано на рисунке 3. Кроме того, детально молекулярная характеристика созданные клетки иПК линии должна включать в себя: анализ экспрессии генов плюрипотентности использованием RT-PCR, демонстрация деметилирования ДНК на промоутеров генов плюрипотентности и анализ трансгенов глушителей 9.
Рисунок 1. Эффективность вирусной трансдукции определяется с помощью GFP выражения ретровируса. (A, B) фибробласты взрослого человека, полученных от пациента атаксия Фридрейха (GM03665, Coriell Repository) были визуализированы после двух последовательных инфекций GFP ретровирусных СМИ. (C, D) Фибробласты человека были заражены той же партии GFP ретровирусные средства массовой информации с последующим центрифугированием клеток непосредственно на 6-луночных планшетах в течение 1 ч при 1600G. Изображения были захвачены 48 часов после заражения.
Рисунок 2. Выявление и изоляция hiPSC колонии. (A) фазового контраста изображения пластины, содержащей hiPSCs окружении фибробластов. Клетки культивировали в течение 21 дней на ЭСК СМИ. (B, C) То же hiPSC колонии после удаления окружающих фибробластов слоя. (D) Правильно перепрограммировать hiPSC колонии определенных живых окрашивания TRA-1-81 поверхность маркеров антител, сократить использование стерильной иглой (E, F) и передаются в отдельных скважинах из 24-луночного планшета.
Рисунок 3. Экспрессия маркеров плюрипотентности Oct3 / 4, Nanog, Sox2, SSEA4 и TRA-1-60 hiPSCs определялась иммуноцитохимия.
Изучение человеческих болезней, особенно неврологических и нейродегенеративных, была особенно сложной в связи с недоступностью адекватного человека клеточных моделях. Возможность перепрограммировать легко получить соматических клеток в индуцированные плюрипотентные стволовые клетки, и потенциал, чтобы дифференцировать их в различные типы клеток, открыли возможность для создания клеточных моделей генетических заболеваний. Кроме того, иПСК держать большие надежды в будущее регенеративной медицины. Поэтому важно развивать и оптимизировать надежных, эффективных и безопасных методов перепрограммирования соматических клеток плюрипотентности.
С точки зрения терапевтического применения, крайне важно развивать безопасные подходы IPSC поколению не хватает след мутаций в геном хозяина. Методы перепрограммирования соматических клеток без внесения постоянных изменений в геноме перепрограммировать клетки, такие как трансфекция эписомной векторов, использование подакцизных траnsposons, аденовирусная инфекция, а прямые поставки РНК или белков, которые уже были созданы 11-15. До сих пор эффективность перепрограммирования с помощью этих трансгенов без методов низка и зависит от характера, типа и возраста перепрограммировать соматические клетки. Таким образом, эти протоколы не подходят для перепрограммирования конце прохода, взрослые соматические клетки часто хранение в ячейку хранилища. Кроме того, чтобы дать подробную характеристику нескольких строк IPSC и создание новых моделей болезней человека и провести высокой пропускной способностью экраны наркотиков, перепрограммирования соматических клеток использованием вирусных доставки транскрипционных факторов является адекватной стратегии. На сегодняшний день более чем 20 исследованиях сообщалось поколения конкретного пациента иПСК для моделирования человеческих неврологических и нервно-мышечных заболеваний. Во всех случаях, кроме одного иПСК были получены с использованием лентивирусов или ретровирусной трансдукции 16.
Наши данные показывают, что простой протокол, основанный на гоэлектронная доставка ретровирусных OSKM транскрипционных факторов может быть использован для эффективного перепрограммировать фибробласты взрослого человека, даже высокого прохода. Количество вируса получены из одного трансфекции клеток Phoenix на 10 см пластины достаточно для более чем 10 перепрограммирования экспериментов. Существуют три важных шагов в нашей перепрограммирования протокола взрослых фибробластов: (I) высокоэффективное вирусной трансдукции способствовал дополнительный шаг центрифугирования при трансдукции, что резко повышает эффективность трансдукции, (II) плотность посева трансдуцированных фибробластов на MEFs и ( в) использовать живых окрашивания TRA-1-81 маркер антител для облегчения выбора потенциально полностью перепрограммировать колонии, которые могут быть непосредственно переданы подачи без культуры. Эффективность перепрограммирования значительно усилить с помощью бутират натрия в течение второй недели перепрограммирования. Кроме того, мы обнаружили, что большую долю IPSC колонии культивировали вналичие наркотиков может быть расширен и создана в полном перепрограммировать IPSC линий.
Авторы не имеют ничего раскрывать.
Эта работа была поддержана Атаксия Фридрейха Research Alliance и пилот грант Арнольд Family Foundation и Центр стволовых клеток и биологии развития в MD Anderson Cancer Center.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
Реагент | Компания | Номер в каталоге | |
DMEM | Invitrogen | 11965 | |
DMEM/F12 | Invitrogen | 11330 | |
KSR | Invitrogen | 10828 | |
Номера для незаменимых аминокислот | Invitrogen | 11140 | |
Бутират натрия | Сигма | B5887 | |
Y27632 | Stemgent | 04-0012 | |
bFGF | Stemgent | 03-0002 | |
TRA-1-81 антитела | Stemgent | 09-0069 | |
Oct3 / 4 антител | Санта-Крус | SC-8628 | |
Nanog антител | Сотовые технологии передачи сигналов | 4903S | |
TRA-1-60 антитела | Millipore | MAB4360 | |
Sox2 антител | Сотовые технологии передачи сигналов | 3579S | |
SSEA4 | Millipore | MAB4304 | |
CF1 MEFs | Globalstem | GSC-6201G | |
Цель маркера | Nikon | MBW10010 | |
Матригель | BD Biosciences | 354277 | |
mTeSR1 | StemCell технологии | 05850 | |
β-меркаптоэтанол | Сигма | M7522 | |
Fugene 6 | Roche | 11814443001 | |
polybrene | Сигма | H9268 | |
Объект маркер | Nikon | MBW10010 |
Запросить разрешение на использование текста или рисунков этого JoVE статьи
Запросить разрешениеThis article has been published
Video Coming Soon
Авторские права © 2025 MyJoVE Corporation. Все права защищены