מתאי הגזע האנושיים החזקים ביותר. במצב מזינה-ונטול-כאלה שיטה זו יהיו בעלי יישומים נרחבים במידול מחלות והקרנה לתרכובות טיפוליות.
הנובעות גזע תפקודי המטופאות ומחולל קדמון (HSPCs) מתאי גזע האדם pluriפוטנטי (PSCs) היו מטרה חמקנית עבור השתלות אוטולוגיים לטיפול הפרעות המטולוגית וממאיר. אנדותל הומוגניים (הוא) היא פלטפורמה קלה לייצר HSPCs פונקציונלי על ידי שעתוק גורמים או כדי לגרום לימפוציטים בצורה איתנה. עם זאת, שיטות נוכחיות להפיק הוא יקר או משתנה בתשואה. בפרוטוקול זה, הקמנו שיטה חסכונית ומדויקת להפיק אותו בתוך 4 ימים במצב מזינה-ונטול xeno-מוגדר. התוצאה שהוא עבר המעבר אנדותל-אל-המטפי והופק CD34+CD45+ כclonogenic ושלתי. הקיבולת הפוטנציאלית של הפלטפורמה שלנו ליצירת HSPCs פונקציונלי יהיו יישומים נרחבים מידול מחלות והקרנה עבור תרכובות טיפוליות.
הפיתוח של therapeutics חדש עבור הפרעות המטולוגית והחיסונית כבר הושפע מהעדר פלטפורמות חזקות עבור דוגמנות מחלות והקרנות תפוקה גבוהה ההקרנה עם תאי גזע המטולוגיים אוטולוגיים (HSCs) נגזר מהמטופל תאי גזע פלוריפוטנטי (PSCs). פריצת הדרך של המושרה (i) PSC הטכנולוגיה מחזיקה הבטחה למודל מחלות מתאי המטופלים, אבל הקמתה של HSCs פונקציונלי מiPSCs החולה היה חמקמק. על מנת להפיק HSCs מן האדם PSCs, האינדוקציה הנכונה של החשיבה העובריים ותוכניות הטרנססקריפט הוא מפתח1,2,3,4,5,6, 7,8. ההתקדמות האחרונה בהתפתחות המטתית הוכיחה את תפקידה של הומוגניים (הוא) בפיתוח HSC9. הוא יכול להיגרם מPSCs והוא נוטה להתערבות במורד הזרם כגון העברת גנים10,11,12,13. באמצעות הוא כפלטפורמה, את השילוב של 5 גורמי שעתוק (Erg, HOXA5, HOXA9, LCOR, RUNX1) המושרה בהצלחה HSCs פונקציונלי כי חרט לטווח ארוך ולהבדיל לתוך מספר הגילאים14. עם זאת, הדור המשתנה והלא יעיל של הוא מ PSCs יש לבטח את מניפולציה שיטתית ניתוח של תאים יחד עם הייצור מחוץ למדף, אינדוקציה בקנה מידה גדול של תאים המטבטיים לשימוש קליני.
כאן, אנו מתארים שיטה חסכונית ומדויקת להפיק אותו ב 4 ימים עם מצב מזינה-ו-xeno-חינם מוגדר. בשיטה זו, היווצרות כספרואיד וספונטנית מחדש שיטוח ב iMarix-511 מבטיח צפיפות עקבית של מושבות PSC, אשר חיוני האינדוקציה יעיל של תאים הוא.
שיטת האינדוקציה שלנו מזינה-ו-xeno-חינם מציעה פלטפורמה מדויקת וחסכונית כדי לגרום לתאים באופן מדרגי. היווצרות נאמן של הומוגניים אנדותל בפרוטוקולים קונבנציונליים10,11,12,13,14 כבר הושפע על ידי חוסר שליטה מדויקת של PSC מושבת צפיפות וגודל, אשר משפיע על היעילות של המורפולדור/cytokine מבוססי בידול מונחה. . בכל אצווה עצמאית מפרוטוקולים קונבנציונליים הפרוטוקול החדש מאפשר רגולציה הדוקה של צפיפות וגודל המושבה של PSC, וכך מתגבר על חוסר העקביות של האינדוקציה האנדוגנית.
אנחנו לנצל את היווצרות במדים של spheroids ולאחר מכן הועברו מזינה-ו-xeno מוגדר תנאי הגדרה לטופס הוא בסך הכל 4 ימים. שהמערך הספרואיד מבטיח. את היווצרות התאים העקביים כתוצאה מייצגת, קווי התא 409B2 הניבו 20.5%-23.6% CD34+ תא יעילות על בסיס שלושה ניסויים עצמאיים. הגורם הקריטי לאריח PSC spheroids הוא LM511-E8. אנחנו לא ממליצים להחליף את זה עם מטריקס אחרים, כגון מטריצות או באורך מלא של מוצרים בחוויות שלנו. הצלחנו להתנתק בקלות ממטג. ולאיבוד בתהליך הבידול וגם לא מטריצות או באורך מלא למינציה לא עוגן תאים ללא ציפוי מראש.
המגבלה הפוטנציאלית של פרוטוקול זה היא שאנחנו תלויים במדיום תחזוקה PSC כדי לשמור על PSCs. , בדקנו מדיה אחרת כגון סטפי. אבל סיכנת השראה כנראה תאים היו עמידים ליציאה ממצב pluripotent בזמן הקצר שלנו (4 ימים) הפרוטוקול האינדוקציה. אם אדם שומר PSCs במדיה אחרת, אנו ממליצים על התאמת תאים במדיום תחזוקה PSC ולנהל כמה מעברים לפני בידול. פלטפורמה זו תאפשר מניפולציה שיטתית וניתוח של תאים, ואת ייצור מחוץ למדף, אינדוקציה בקנה מידה גדול של תאים המטפאות לשימוש קליני פוטנציאלי. מטרה ארוכת טווח של מערכת זו היא לדגמן מחלות כשל חיסוני בדגמי עכבר הומניזציה כדי לחקור את המנגנון הסלולר והמולקולרי האחראי ולבצע הקרנות סמים.
The authors have nothing to disclose.
אנחנו אסירי תודה לאלינה לי ו Seiko Benno על הסיוע הטכני שלהם. אנחנו גם רוצים להודות לגברת הרמי וואטאנאבה על מתן סיוע מינהלי וד ר פיטר קארגיאניס על עריכת העיתון. עבודה זו היתה נתמכת על ידי מרכז ליבה של iPS מחקר התא של רשת מרכז המחקר למימוש של רפואה רגנרטיבית מהסוכנות יפן למחקר ופיתוח רפואי (M.K.S.), התוכנית לחקר מחלות סורר ניצול. מחלות ספציפיות כדוריות ה-iPS של M.K.S. (17935423) [] ו המרכז לחדשנות תוכנית של יפן מדע וטכנולוגיה הסוכנות (JST) [R.O. ו M.K.S.].
0.5 M EDTA | Thermo Fisher Scientific | 15575 | 0.5M EDTA |
40 μm cell strainer | Corning | 352340 | 40μM cell strainer |
6 well plate | Corning | 353046 | 6 well plate |
Antibiotic-antimycotic | Thermo Fisher Scientific | 15240-112 | Penicillin/ Streptomycin/Amphotericin B |
anti-CD34 antibody | Beckman Coulter | A07776 | anti-CD34 antibody |
anti-CD45 antibody | Biolegend | 304012 | anti-CD45 antibody |
BMP4 | R&D Systems | 314-BP-010 | BMP4 |
CD34 microbeads | Miltenyi | 130-046-703 | CD34 microbeads |
CHIR99021 | Wako | 038-23101 | CHIR99021 |
Essential 6 | Thermo Fisher Scientific | A15165-01 | Hemogenic basal medium |
Essential 8 | Thermo Fisher Scientific | A15169-01 | Mesodermal basal medium |
Ezsphere SP Microplate 96well | AGC | 4860-900SP | micro-fabricated plastic vessel |
FCS | Biosera | FB-1365/500 | FCS |
Fibronectin | Millipore | FC010-100MG | Fibronectin |
Flt-3L | R&D Systems | 308-FK-005 | Flt-3L |
Glutamax | Thermo Fisher Scientific | 35050-061 | L-Glutamine |
IL-6/IL-6Rα | R&D Systems | 8954-SR | IL-6/IL-6Rα |
iMatrix-511 | Matrixome | 892 001 | LM511-E8 |
ITS-X | Thermo Fisher Scientific | 51500-056 | Insulin-Transferrin-Selenium-Ethanolamine |
MACS buffer | Miltenyi | 130-091-221 | magnetic separation buffer |
Methocult 4435MethoCult™ H4435 Enriched | STEMCELL TECHNOLOGIES | 04435 | Methylcellulose-based media |
mTeSR1 | STEMCELL TECHNOLOGIES | 85850 | PSC maintenance medium |
PBS | nacalai tesque | 14249-24 | PBS |
SB431542 | Wako | 031-24291 | SB431542 |
SCF | R&D Systems | 255-SC-010 | SCF |
Stemline Ⅱ Hematopoietic Stem Cell Expansion Medium | Sigma Aldrich | S0192-500ML | Hematopoietic basal medium |
TPO | R&D Systems | 288-TPN | TPO |
TrypLE Express | Thermo Fisher Scientific | 12604-021 | dissociation solution |
VEGF | R&D Systems | 293-VE-010 | VEGF |
Y-27632 | Wako | 253-00513 | Y-27632 |