体 SCs の可用性は再生医療の重要な疾患モデル作製と SC プロパティへの洞察力を得るために。再プログラムする実験的戦略の紹介、体外が単一の転写コアクチベーター ヤップの一過性の発現によって彼らの対応する拡張幹/前駆細胞の細胞に成体細胞を区別します。
ここでプライマリの分化した細胞とターン ヤップ転写因子の発現による同じ系統の幹細胞/前駆細胞 (SCs) にそれらを分離するためのプロトコルを提案する.この方法では、マウス乳腺の管腔の分化 (LD) 細胞はターン完全に差別化された膵外分泌細胞膵臓にダクトのようなまたヤップは、乳腺 SCs の分子・機能特性を表わす細胞に変換されます。前駆細胞。同様に、内因性、自然の scs ヤップ誘起幹様細胞 (「ySCs」) 最終的にとして展開できること organoid 文化長期in vitro における異所性ヤップ/タズ、のさらなる必要性なし ySCs、遺伝性自己更新 SC のような状態に恵まれています。
ここに示すプログラムし直す手順を生成し、分化細胞から始まって様々 な組織の源の前駆細胞の in vitroを展開する可能性を提供しています。Ex vivo体細胞の単純な拡張は、細胞・発生生物学研究一般、腫瘍発生のメカニズムの理解より多くの再生医療のための含意を持ってください。
組織固有の体性幹細胞 (SCs) は、損傷後組織更新と修理のため重要です。簡単に分離し、限りなくの展開ex vivo体細胞 SCs 表す基礎研究と疾患モデルの SC 用だけでなく、潜在的な再生療法のための重要な問題する可能性。ただし、この方向の進歩は様々 な上皮臓器体外の SC 状態のキャプチャの難しさによって制限されており。確かに、いくつかの成体は、常駐 SCs が存在しない、または容易に利用できない可能性があります。 または、番号と再生の可能性は、老化や病気の条件によって侵食される可能性があります。単一の転写コアクチベーターの式を報告することによって、このギャップを埋める開始、2016 年にヤップ (はい関連タンパク質) やその密接に関連蛋白質 TAZ (PDZ モチーフと転写活性化)、終末分化した細胞に効率的な運用および分子に対応する組織特異 SCs1から見分けがつかない機能、拡張可能な非発癌性、自家細胞集団を作成します。パルス持続ヤップまたは数日間 TAZ 活動体 SCs の自己更新の外観を誘導するために十分です。これは、さらに異所性のヤップ/タズ1の表現なし携帯世代を通じて送信することができますもはや連続的な発現に依存する安定した状態です。プロトコルは乳腺とこれらの組織の分化した細胞から膵臓のde novo上皮幹細胞/前駆細胞を生成するために使用プロシージャの詳細をここで紹介します。この手順は、現在のリプログラミング/分化転換アリーナでブラック ボックスを塗りつぶします。これらの方向の主な取り組みは細胞へ誘導多能性幹細胞 (iPSC) 状態に、これらの胚の変換を中心としたところ確かとに多能性 SCs より分化した細胞。ただし、Ips、発癌性一度成体の完全かつ効率的な分化2プロトコルの開発の必要性を高める導入します。しかし、この分化ステップ可能な場合でもは長期的な拡張性、自己組織化と器官再作成電位の価格で来る。これらは、内因性の組織固有の SCs のみと現在記述されていたヤップ誘起 SCs (ySCs) の代表的な事実に、臓器再生のための必須の属性です。同様に、様々 な転写因子を生成もカクテルを使用して別に 1 つのセル型の直接分化転換は不可欠の潜在的な3増殖と幹細胞性を欠いているセルを区別されます。
ここで説明する手順はまた内因性 SCs が拡大することができ、分化前のヴィヴォ4最近導入された organoid 技術を活用します。ヤップ誘起 SCs は、内因性の SCs が存在しない実験、生物や病気の条件でも organoid 形成 SCs を生成するかもしれません。他の初期化の手順の違いでヤップによって与えられる細胞の可塑性の種類が生体組織に発生する SC のような状態に復帰の唯一の形式に対応していること、したいと思います。SC のような気質の買い戻しは組織の修復や発癌活性化5と関連付けられています。いくつかの成体組織の恒常性に不可欠なヤップや TAZ が再生、腫瘍の増殖培養1,6,7,8 体 SCs の拡大に必要不可欠、9,10、11,12
ここで1を既に報告されているヤップの一過性の発現によって対応する前駆細胞の細胞 (または ySCs) にさまざまな組織の前のヴィヴォ最終分化した上皮細胞をプログラムし直すためのプロトコルは提示します。我々 は 2 つの手順の詳細な: 1 つレンチウイルスベクターとウイルス感染を回避し、トランスジェニック ヤップ式の活用第 2 1 つを FACS 精製細胞のプログラムし直すことができます。各プロトコルを分離するための効率的な戦略を提示し、プライマリ分化細胞の培養と外因性を強制する戦略ヤップ・ デ ・ ノボ体性組織固有拡張可能な幹細胞 (参照を生成する分化した細胞の遺伝子発現図 1 aと2 aのスキーム)。
我々 は決して否定的なコントロールのサンプル (図 1および2 C) から任意の副産物を検出という事実によって示されるように分化した細胞の純粋な人口を効果的に紹介する分離戦略に分離を行った。
本研究で一次乳腺 LD 細胞のリプログラミング用レンチウイルスベクターはドキシサイクリン誘導、遺伝子発現のタイトなコントロールの可能性を提供します。これにより、オンにして外因性ヤップ オフで表現されます。特に注意は、リプログラミング効率の面で支障が出るこのすることができます過剰なウイルス力価の使用を避けることで配置必要があります。プライマリ腺房細胞の場合我々 は最小限の操作でヤップ依存型のリプログラミングを取得する完全に遺伝子組換え手法に切り替えました。この後者の戦略は孤立した腺房クラスター、やっとのことでレンチ ウイルスの感染を受けやすい、非常に壊れやすい主膵腺に特に適しています。形質転換戦略では、ドキシサイクリン依存性遺伝子発現のタイトなコントロールのレンチウイルスベクターの同じ利点を提供しています。また、主な膵腺と悪用される形質転換戦略は LD の乳腺細胞のウイルス誘導リプログラミングと比較してはるかに高いリプログラミング効率の付加的な利点を負いません。異なったティッシュから得られるセルに関連付けられている異なる組み込み可塑性、を超えて膵リプログラミングが多い可能性がありますに由来するすべての制服と自律のヤップ式に関連付けられた式の高効率explanted セルです。特に、外因性ヤップがもはや必要である ySCs (yMaSC のコロニーおよび yDucts) の生成後自己再生能力に影響を与えずに実証しました。YSCs 内因性ヤップ/タズを再アクティブ化して外因性ヤップ1オフになっているときの自己更新のためそれらを使用するためです。
YSCs は確かに分化した細胞から現れる遺伝的系統トレース検証1リプログラミング実験の起源の細胞を制御することによって概念を検証しました。
広範な評価ySCs のリプログラミング ヤップによる通常体 SCs1として私を生成することを示しています) トランスクリプトーム レベルで ySCs 表示ネイティブ SCs; 大規模な重複ii) ySCs の分化の能力を表示し、いつもの原点の自分の組織の id に制限長子孫を生成できます。iii) ySCs は非変形し、非発癌性と生体内移植します。
ここを維持し、文化を展開する手順を述べる yMaSCs と yDucts organoids として 100% 基底膜マトリックス ヒドロゲルに埋め込まれています。これらの条件は、自己組織化の未分化性文化の長期的なメンテナンスを確保する三次元 organoids に ySCs、下流解析のアプリケーションで集団を幹これらを展開するを有効にします。未知の理由のため、我々 は yMaSC を取得に失敗しましたを置くことによってオルガノイド感染における培養条件で直接 LD 細胞プラスチック培養プレートのドキシサイクリン治療後 7 日つまり、乳腺のコロニーの条件の中間の成長ステップが不可欠です。私たちの手でさらにネイティブ MaSCs 培養継前に乳腺のコロニーの条件が必要です。さらに、単一のセルにプライマリのコロニーを分離を避けるため organoid 培養条件にそのままコロニーを転送ではなく我々 が最も効率的な organoid 副産物が得られます。
における培養条件はまた、organoids 窒素風呂で凍結する前に細胞解離を避けること彼らの行列から回復される ySCs、凍結保存する可能性を与えることの利点を耐えます。
発表手順を再プログラミング ヤップの対応する組織幹細胞 (テストしましたが乳腺、膵、神経細胞を用いた) に異なる成体組織から派生した分化細胞型に変換できます1。Ips または他のリプログラミングの努力からの違いでヤップ/誘導 SCs に起源のティッシュの思い出を維持できます。注記のうち、体細胞の幹のような特性に恵まれている細胞分化解消、細胞運命の可塑性の唯一の形態、組織の損傷後など、創傷治癒の5,17をサポートする生体内で観察されたリプログラミング,18,19,20. ヤップと TAZ が主通常恒常性に不可欠であることは注目に値するが、複数組織11,21の組織の修復のために重要です。一貫してここでプログラムし直す手順の生理的な機能を持つヤップ/タズ示されている最近に成人の腸内細胞の転換を引き起こすことによって潰瘍性大腸炎患者のマウス ・ モデルにおける腸管再生に必要とされます。19胎児の腸の機能が表示されます修復上皮。ヤップ リプログラミングところ体外をキャプチャするために挑戦している状態の体性幹細胞を生成する手段を提供することによって現在の誘導細胞可塑性戦略が広がります。このアプローチでは、ひと由来細胞にも拡張が体細胞の未分化状態の研究への再生医療応用から広範な関連性があるし、体細胞の拡張のための in vitro細胞幹します。
The authors have nothing to disclose.
重音テト-ヤップS127Aマウス; の贈り物ありがとう f ・ カマルゴR26 rtTAM2マウス (株式 #006965)、ジャクソン研究所から購入しました。FACS 手順のヘルプについては、キアラ Frasson とジュゼッペ ・通奏低音をありがとうございます。この作品は AIRC 特別プログラム分子臨床腫瘍 ‘ 5 パーミル」によってサポートされ、AIRC PI-、S.P とエピジェネティクスの旗艦プロジェクト CNR Miur によって許諾する s. p.このプロジェクトは、欧州連合のホライゾン 2020年研究および革新プログラム (許諾契約 DENOVOSTEM 号 670126) の下で欧州研究会議 (ERC) からの資金を受けています。
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 |