체세포 SCs의 가용성은 재생 의학에 대 한 중요 한 질병 모델링 및 사우스 캐롤라이나 속성에 대 한 통찰력을 얻을. 여기에 우리가 프로그램을 실험 전략 제시 에 체 외, 단일 transcriptional 공동 활성 야프의 과도 식으로 그들의 해당 확장 조직 관련 줄기/시 조 세포로 성인 세포 분화.
여기 기본 분화 세포 및 녹음 방송 요인의 과도 식으로 같은 혈통의 줄기/시 조 세포 (SCs)로 그들 짖 차례 분리 프로토콜 선물이. 이 방법으로 마우스 유선의 luminal 차별화 (LD) 세포는 유 방 SCs. 얍 분자 속성과 기능 또한 회전 완전히 분화 췌 장 외 분 비 세포 췌 장로 덕트 같은 셀으로 변환 됩니다. 창시자입니다. 마찬가지로, 내 생, 자연 SCs를 유도 하는 YAP 줄기 모양의 셀 (“ySCs”) 확장할 수 있습니다 결국 organoid 문화 장기 생체 외에서, 소성 얍/TAZ의 추가 필요 없이 상속 자체 갱신 SC 같은 상태와 부여 하는 ySCs로.
여기에 제시 된 재활 절차를 생성 하 고 차별화 된 셀에서 시작 하는 다양 한 조직 소스의 조상 세포 생체 외에서 확장 가능성을 제공 합니다. Ex vivo 체세포의 간단한 확장 세포 및 개발 생물학 연구를 위한 일반적으로 종양 개시의 메커니즘을 이해 하 고, 더 많은 대 한 재생 의학에 대 한 의미를 갖는다.
조직의 특정 체세포 줄기 세포 (SCs) 부상 후 조직 재생 및 복구에 대 한 중요 하다. 쉽게 분리 하 고 unlimitedly 확장 한다 확장 ex vivo 체세포 SCs 나타냅니다 중요 한 문제가 잠재적인 재생 치료, 뿐만 아니라 기본 연구 및 질병 모델링에 SC 응용 프로그램에 대 한 가능성. 하지만이 방향으로 진행, 다양 한 상피 장기 체 외의 SC 상태 캡처의 어려움에 의해 제한 되었습니다. 실제로, 여러 성인 조직에서 거주 SCs 수 있습니다 존재 하지 쉽게 사용할 수 없습니다 또는 그들의 번호와 재생 잠재력 노화 또는 질병 조건에 의해 침식 수 있습니다. 2016 년, 우리는 그 표현의 단일 transcriptional coactivator 보고 하 여이 간격을 채우기 위해 시작 얍 (예-관련 된 단백질) 또는 말기 차별화 된 세포로 그것의 밀접 하 게 관련된 단백질 TAZ (PDZ 모티브로 transcriptional 활성 제), 효율적으로 운영 및 분자로 그들의 해당 조직의 특정 SCs1분간 되지 않은 기능, 확장, 비 tumorigenic, 자가 세포 인구를 만듭니다. 펄스 지속 얍 또는 몇 일 동안 TAZ 활동 자체 갱신 체세포 SCs의 외관을 유도 하기에 충분. 이것은 소성 얍/TAZ1식 추가 없이 셀 세대를 통해 전달 될 수 있다로 연속 transgene 식에 의존은 더 이상 안정 된 상태 이다. 프로토콜 제시 여기 내용은 유선 및 췌 장,이 조직의 차별화 된 세포에서 시작의 드 노 보 상피 줄기/뿌리 세포를 생성 하는 데 사용 되는 절차. 이 절차는 현재 프로그래밍/transdifferentiation 경기장에서 블랙 박스를 채웁니다. 주요 활동 방향으로 지금까지 실제로 셀 전환 유도 만능 줄기 세포 (iPSC) 상태로, 이러한 배아의 변환 다음에 중심으로 고로 만능 SCs는 더 세포 분화. 그러나, Ipsc tumorigenic는 한 번 그들의 완전 하 고 효율적인 차별화2에 대 한 프로토콜 개발의 필요성을 제기 하는 성인 조직에 도입. 그러나,이 감 별 법 단계 가능한 경우에 온다 장기 확장성, 자기 조직 및 기관 repopulation 잠재력의 가격. 이들은 일반 생 조직 관련 SCs의만 및 현재 설명된 유도 하는 YAP SCs (ySCs)의 실제로 장기 재생을 위한 필수 특성입니다. 마찬가지로, 다양 한 녹음 방송 요인 또한 생성의 칵테일을 사용 하 여 다른 한 셀 형식의 직접 transdifferentiation 필수 증식 stemness 잠재적인3부족 세포 분화.
여기 설명 하는 절차 또한 활용 최근에 소개 된 organoid 기술, 여 생 SCs 확장 될 수 있다 및 비보 전4분화. 유도 하는 YAP SCs는 생 SCs 존재 하지 않는 실험, 생물 학적 또는 질병 조건 에서도 organoid 형성 SCs를 생성할 수 있습니다. 우리는, 다른 재활 절차와 차이에 셀 소성 얍에 의해이 수의 유형 생활 조직에서 발생 하는 사우스 캐롤라이나와 같은 상태에 복귀의 유일한 형태에 해당 수 있습니다 싶습니다. 사우스 캐롤라이나-같은 특성의 획득 조직 복구 또는 종양 활성화5와 연결 되었습니다. 비록 여러 성인 조직의 항상성 위해 불가결, 야프 TAZ는 재생, 종양 성장 및 체 외1,6,,78 체세포 SCs의 확장에 대 한 절대적으로 필수 9,10,,1112
여기 선물이 그들의 해당 조직의 특정 조상 세포 (또는 ySCs)로 다른 조직의 비보 전 말기 분화 상피 세포를 프로그램을 프로토콜 얍의 과도 식으로 보고 이전1. 우리 두 절차 세부: lentiviral 벡터와 두 번째 하나는 바이러스 감염을 방지 하 고 유전자 변형 얍 식의 활용을 통해 셀 FACS 정화의 프로그래밍 허용 하나. 각 프로토콜 효율적인 전략을 제시 하 고 문화 기본 차별화 된 세포와 세 하 전략 짖 차별화 된 세포에 유전자 발현에 드 노 보 체세포 조직-특정 확장 줄기 세포 (참조 생성 그림 1A 와 2A음모).
우리는 우리가 결코 부정적인 컨트롤 샘플 (그림 1C 와 2c)에서 어떤 결과 감지 하는 사실에 의해 증명 여기 제시 효과적으로 격리 전략의 차별화 된 셀의 순수한 인구 격리 시연 했다.
기본 유 방 LD 셀의 프로그래밍에 대 한이 연구에 사용 된 lentiviral 벡터 doxycycline 유도할 수 있는 transgene 식;의 꽉 컨트롤의 가능성을 제공 하는 이 설정에 있으며 exogenous 얍 오프에 식을 것 이다. 특히 주의 프로그래밍 효율성 측면에서 해로운 수 과도 한 바이러스 titer의 사용을 피하에 두어야 한다. 주요 포상 세포의 경우 우리는 최소한의 조작으로 얍 따라 프로그래밍를 완전히 유전자 변형 방법 전환. 이 후자의 전략도 고립 된 포상 클러스터는 거의 순종 lentiviral 감염 하 고 매우 깨지기 쉬운 기본 췌 acini 특히 적합 이다. 유전자 변형 전략 고용 유전자 발현의 꽉 컨트롤 doxycycline 종속 lentiviral 벡터의 동일한 이점을 제공 합니다. 또한, 유전자 변형 전략 기본 췌 acini와 착취는 훨씬 높은 재활 효율 유 LD 세포의 바이러스 성 유도 프로그래밍에 비해의 추가적인 장점을 맺는 다. 다른 조직에서 파생 된 셀에 연결 된 다른 본질적인 소성 넘어 췌 장 프로그래밍의 더 높은 속도 모두 균일 하 고 자치 얍 식에 연관 된 식의 높은 효율에서 파생 될 수 있습니다. explanted 셀입니다. 특히, 우리는 외 인 야프는 더 이상 필요 (yMaSC 식민지 그리고 yDucts), ySCs의 생성 후 자신의 자기 재생 능력을 영향을 주지 않고 증명 하고있다. YSCs 생 얍/TAZ를 다시 활성화 하 고 꺼지면 exogenous 얍1자기 갱신에 대 한 그들을 사용 하는 때문입니다.
우리는 ySCs 유전자 계보 추적 유효성 검사1통해 우리의 재활 실험의 원래 셀을 제어 하 여 차별화 된 세포에서 실제로 등장 하는 개념 검증.
광범위 한 특성ySCs의 표시는 일반 체세포 SCs1 로 생성 프로그래밍 유도 하는 YAP) transcriptomic 수준에서 ySCs 네이티브 SCs;와 대규모 중복 표시 ii) ySCs 감 별 법 잠재력을 표시 하 고의 그들의 조직의 정체성을 항상 제한 multilineage 자손을 생성할 수 있습니다. ySCs iii) 변형 비 고 비 tumorigenic 때 생체 내에이식.
여기 우리 또한 유지 하 고 문화에 확장 하는 절차를 설명 100% 지하실 멤브레인 매트릭스 hydrogels에 포함 된 yMaSCs와 organoids로 yDucts. 자기 조직에 대 한 이러한 조건이 허용 stemness 속성 장기 문화에의 유지 보수를 보장 하는 3 차원 organoids에 ySCs의 다운스트림 분석 및 응용 프로그램에 대 한 것입니다 인구 줄기 이러한 확장을 사용. 알 수 없는 이유로, 우리는 yMaSC를 실패 했습니다 배치 하 여 organoids 감염 organoid 문화 조건에 직접 LD 셀 플라스틱 조직 문화 접시; doxycycline 치료 후 7 일 즉, 유 방 식민지 상태에서 중간 성장 단계는 필수적입니다. 우리의 손에 네이티브 MaSCs organoid 문화에 뿌리고 전에 유 방 식민지 상태를 요구 한다. 또한, 가장 효율적인 organoid 파생물은 우리가 단일 세포로 기본 식민지를 해리를 방지 하지만 오히려 organoid 문화 조건에 그대로 식민지를 전송 때 얻어진 다.
Organoid 문화 조건 또한 ySCs, cryopreserve에 organoids cryopreservation 질소 목욕에 있는 이전 셀 분리를 피하고 그들의 행렬에서 복구 되는 주는 장점은 곰.
제시 하는 절차를 프로그래밍 하는 얍 (우리는 테스트 유 방, 췌 장 및 신경 세포를 사용 하 여) 그들의 해당 조직 관련 줄기 세포로 다른 성인 조직에서 파생 하는 뚜렷한 차별화 된 셀 형식을 변환할 수 있습니다1. Ipsc 또는 기타 재활 노력에서 차이에서 얍/유도 SCs 근원의 그들의 직물의 기억을 유지할 수 있다. 메모의 세포 줄기 같은 속성 부여로 체세포의 탈 분화 세포 운명 소성의 유일한 형태 이다 하 고 상처 치유5,17 을 지원 하 고 조직 손상 후 예 vivo에서 관찰 프로그래밍 , 18 , 19 , 20. 그것은 주목할 만한 야프와 TAZ는 크게 일반 항상성 위해 불가결 하지만 여러 조직11,21조직 수리를 위해 중요 한. 일관 되 게 여기 설명 된 재활 단계의 생리 적 기능, 얍/TAZ 최근 표시 되었습니다 발생으로 성인 장 셀의 변환 하 여 궤 양성 대 장 염 환자의 마우스 모델에서 장 재생에 필요한 것으로 태아 창 자19의 기능을 표시 하는 수리 상피 지금까지 시험관을 잡으려고 도전 상태 체세포 줄기 세포를 생성 하는 수단을 제공 하 여 현재 유도 셀 소성 전략 확장 따라서 얍 프로그래밍 합니다. 이 방법은 또한 인간 파생 셀에 확장 하는 경우 체세포 stemness 상태의 연구 재생 의학 응용 프로그램에서 광범위 한 관련 되 고 체세포의 확장을 위한 줄기 세포에 생체 외에서.
The authors have nothing to disclose.
우리는 tetO 얍S127A 마우스;의 선물에 감사 F. 카 마르고 R26-rtTAM2 마우스 (주식 #006965)는 잭슨 실험실에서 구입 했다. 우리는 키 아 라 Frasson와 주세페 바소 FACS 절차에 대 한 감사. 이 작품 AIRC 특별 프로그램 분자 임상 종양학 ‘mille 당 5 ‘에 의해 지원 되 고는 AIRC PI-그랜트 머리글, 그리고 Epigenetics 플래그십 프로젝트 CNR Miur S.P.에 부여 이 프로젝트는 유럽 연합의 수평선 2020 연구 및 혁신 프로그램 (부여 계약 DENOVOSTEM No. 670126)에서 유럽 연구 회의 (ERC)에서 자금을 받았다.
10 mL sterile syringes | Rays | 10LC | |
100 mm cell strainer | Corning | 352360 | |
15 mL sterile conical tubes | Corning | 430052 | |
24-well ultra low attachment plates | Costar | 3473 | |
40 mm cell strainers | Corning | 352340 | |
48-well multiwell plates | Corning | 353078 | |
50 mL sterile conical tubes | Corning | 430290 | |
6-well multiwell plates | Corning | 353046 | |
Advanced DMEM/F12 | Gibco | 12634028 | |
B27 supplement (50x) | Gibco | 17504001 | |
BPE | Gibco | 13028014 | |
BSA | Sigma | A9418 | |
Collagenase, type I | Sigma | 17018029 | |
dexamethasone | Sigma | D4902 | |
Dispase | Gibco | 1705-041 | |
Disposable scalpels | Swann-Morton | 0503 | |
DMEM/F12 | Gibco | 11320033 | |
DMSO | Sigma | D2650 | |
DnaseI | Roche | 11284932001 | |
doxycycline hyclate | Sigma | D9891 | |
EDTA | Sigma | E5134 | |
Ethanol 100% | Sigma | 51976 | |
FACS tubes (with strainer caps) | Falcon | 352235 | |
FBS | Gibco | 10270106 | |
FITC anti-mouse CD326 (Ep-CAM) | BioLegend | 118208 | |
FUdeltaGW-rtTA | Addgene | #19780 | |
FUW-tetO-EGFP | Addgene | #84041 | used as negative control |
FUW-tetO-MCS | Addgene | #84008 | used as negative control |
FUW-tetO-wtYAP | Addgene | #84009 | |
FUW-tetO-YAPS94A | Addgene | #84010 | used as negative control (transcriptionally dead YAP mutant) |
GlutaMax | Gibco | 35050061 | |
HBSS | Gibco | 24020117 | |
HCl | Sigma | 30721 | |
heparin sodium salt | Sigma | H3149 | |
HEPES buffer solution (1M) | Gibco | 15630-056 | |
human R-Spondin1 (His Tag) | Sino Biological | 11083-H08H-5 | |
Hyaluronidase from bovine testes | Sigma | H3506 | |
ITS-X | Gibco | 51500056 | |
K-14 antibody | Life Technologies | Ab7800 | |
K-8 antibody | Life Technologies | Ab14053 | |
L-Glutamine | Gibco | 25030081 | |
Lin (allophycocyanin [APC] mouse lineage antibody cocktail) | BD Biosciences | 51-9003632 | |
Matrigel® Growth Factor Reduced Basement Membrane Matrix, Phenol Red-Free | Corning | 356231 | |
N-Acetylcysteine | Sigma | A9165 | |
NaOH | J.T.Baker | 0402 | |
NH4Cl | Sigma | A9434 | |
Nicotinamide | Sigma | 72340 | |
non-cell adhesive 10 cm dishes (sterile polystirol petri dish ø 94) | ROLL | 18248 | |
PBS 10x | Euroclone | ECM4004XL | |
PE Hamster Anti-Mouse CD61 | BD Biosciences | 553347 | |
PE-Cy5 Rat Anti-Human CD49f | BD Biosciences | 551129 | |
PE/Cy7 anti-mouse/rat CD29 Antibody | BioLegend | 102222 | |
Pen/Strep (10,000 U/mL) | Gibco | 15140122 | |
Rat Tail Collagen I (coating) | Sigma | 122-20 | |
Rat Tail Collagen I for 3D culture | Cultrex | 3447-020-01 | |
recombinant human FGF10 | Peprotech | 100-26 | |
recombinant human Noggin | Peprotech | 120-10C | |
recombinant murine EGF | Peprotech | 315-09 | |
recombinant murine FGF basic (bFGF) | Peprotech | 450-33 | |
RPMI 1640 medium | Gibco | 31870025 | |
SBTI (Trypsin inhibitor from Glycine max) | Sigma | T6522 | |
Tris BASE | Roche | 11814273001 | |
Trypsin-EDTA 0,05% | Gibco | 25300054 | |
Waymouth medium | Gibco | 31220023 |