Une méthode a été développée afin de dériver directement des cellules souches neuronales humaines à partir de cellules progénitrices hématopoïétiques enrichies de cellules du sang périphérique.
Cultures de neurones spécifiques de maladies humaines sont essentielles pour générer des modèles in vitro pour les maladies neurologiques humaines. Cependant, le manque d'accès aux cultures de neurones adultes humaines primaires soulève des défis uniques. Les développements récents dans les cellules souches pluripotentes induites (iPSC) fournit une approche alternative pour obtenir des cultures de neurones à partir de fibroblastes de la peau grâce à des patients iPSC spécifique, mais ce processus est beaucoup de travail, nécessite une expertise spéciale et de grandes quantités de ressources, et peuvent prendre plusieurs mois. Cela empêche la large application de cette technologie à l'étude des maladies neurologiques. Pour surmonter certaines de ces questions, nous avons développé une méthode pour produire des cellules souches neurales directement à partir de sang périphérique humain adulte, en contournant le processus de dérivation iPSC. Des cellules progénitrices hématopoïétiques enrichies à partir du sang périphérique humain adulte ont été cultivées in vitro et transfectées avec des vecteurs du virus Sendai contenant des facteurs de transcription Sox2, octobre4.3, Klf4, et c-Myc. Les résultats de transfection dans des changements morphologiques dans les cellules qui sont ensuite sélectionnés à l'aide de milieu neuronale progénitrice humaine contenant le facteur de croissance des fibroblastes (bFGF) et le facteur de croissance endothélial vasculaire (VEGF). Les cellules résultantes sont caractérisées par l'expression de marqueurs de cellules souches neurales, comme la nestine et SOX2. Ces cellules souches neurales peuvent être en outre différenciés pour les neurones, astrocytes et oligodendrocytes dans un milieu de différenciation spécifique. En utilisant des échantillons facilement accessibles du sang périphérique humain, cette méthode pourrait être utilisée pour dériver des cellules souches neurales pour une différenciation plus poussée de cellules neurales pour la modélisation in vitro de troubles neurologiques et peut progresser les études liées à la pathogenèse et le traitement de ces maladies.
In vitro des cultures de neurones ont été utilisés comme un outil fondamental pour l'étude des maladies neurologiques. Animaux primaires (principalement les rongeurs) des cultures de neurones 1, 2 et des lignées de cellules neurales humaines dérivées de gliomes et autres tumeurs sont le plus couramment utilisé dans de telles études. Cependant, il a été reconnu qu'il existe des différences significatives entre les rongeurs et les cellules humaines. Beaucoup de conclusions fondées sur les rongeurs ne peuvent pas être convertis pour les humains. En outre, avec l'évolution rapide dans l'analyse de l'information de masse génomique et le montage de gène relativement facile et le séquençage du génome entier, la tendance est de plus en plus axé sur la découverte de gènes sujettes aux maladies et de délimiter leurs fonctions et leurs rôles dans les maladies spécifiques, ce qui rend les quelques neuronal humain lignées cellulaires ne ont limité l'utilisation. Théoriquement, les cultures de neurones primaires humaines dérivées à partir d'échantillons du système nerveux du patient sont le meilleur choix, mais ils sont impossibles à obtenir; meth donc alternatifSAO sont nécessaires. Au cours des dernières années, certaines approches ont été poursuivis, avec deux étant le plus distinguée. Après le développement de la technique de génération de cellules souches pluripotentes induites (CISP) en utilisant la souris et des cellules somatiques humaines 3, 4, cellules neurales pourrait être encore différencié d'eux 7.5. Cependant, la génération et la caractérisation iPSC demande de main-d'œuvre, les techniques, et l'entrée de temps, parfois même prohibitif. Peu de temps après, une autre approche a été développée pour transformer directement des cellules neuronales à partir de cellules somatiques 8, 9. Comme les neurones qui en résultent sont non proliférative, il limite son application dans des études intensives et le criblage de médicaments, ce qui nécessite une grande quantité de cellules. Pour profiter des avantages des deux techniques, dérivation directe des souches neurales / cellules progénitrices de cellules somatiques a été explorée par plusieurs groupes de 10 à 12, qui contourne le processus fastidieux de la production et la caractérisation iPSC mais toujours dispodes un nombre décent de cellules souches neurales pour différenciation neurale tard. Nous avons précédemment montré que, suite à l'introduction de facteurs de transcription Yamanaka dans des cellules progénitrices hématopoïétiques, les cellules souches neurales peuvent être générés directement en utilisant une cellule neuronale progénitrice 13 Sélection du support. Ici, nous rapportons la méthode en détail.
Un protocole détaillé pour générer directement des cellules souches neurales à partir de cellules progénitrices hématopoïétiques périphériques est fourni.
Par rapport à des cellules de fibroblastes, du sang périphérique humain est plus accessible. En utilisant le protocole présenté, plus de 1 x 10 5 cellules progénitrices hématopoïétiques, ou des cellules positives CD34, peuvent être enrichies à partir de 10 ml de sang entier. Bien que la contamination par de…
The authors have nothing to disclose.
The authors have no conflicts of interest to disclose.
Material List | |||
Name | Company | Catalog Number | Comments |
Lymphocyte Separation Medium | Lonza | 17-829E | 1 X |
SepMate | Stemcell Technologies | 15415 | 15 mL |
Human Serum | Invitrogen | 34005-100 | |
Antibiotics | Gibco | 15240-062 | 1% |
CD34 MultiSort Kit | Miltenyi Biotec | 130-056-701 | |
EDTA | Cellgro | 46-034-Cl | 2mM |
MACS LS Column | Miltenyi Biotec | 130-042-401 | |
StemSpan SFEM Medium | Stemcell Technologies | 9650 | 1X |
IMDM | Quality Biologicals | 112-035-101 | 1X |
TPO | Peprotech | 300-18 | 100 ng/mL |
Flt-3 | Peprotech | 300-19 | 100 ng/mL |
SCF | Peprotech | 300-07 | 100 ng/mL |
IL-6 | Peprotech | 200-06 | 20 ng/mL |
IL-7 | Peprotech | 200-07 | 20 ng/mL |
IPS Sendai Reprogramming Kit | Life technologies | A1378001 | |
Cell scraper | Sarstedt | 83.183 | |
DMSO | Sigma | D2650 | |
CryoTube vials | Thermo | 368632 | |
Mr. Frosty container | Thermo | 5100-0001 | |
DMEM/F12 | Life technologies | 12400-024 | 1X |
N2 supplement | Life technologies | 17502-048 | 1X |
Bovine serum albumin | Sigma | A2934 | 0.1% (w/v) |
bFGF | Peprotech | 100-18B | 20 ng/ml |
EGF | Peprotech | AF-100-15 | |
B27 supplement | Life technologies | 17504-044 | 1X |
NSC serum free medium | Life Technologies | A1050901 | 1X |
Poly-D-lysine/laminin coated cover slips | BD Bioscences | 354087 | |
cAMP | Sigma | A9501 | 300 ng/ml |
Vitamin C | Sigma | A0278 | 0.2 mM |
BDNF | Peprotech | 450-02 | 10 ng/ml |
GDNF | Peprotech | 450-10 | 10 ng/ml |
Poly-L-Ornithine | Sigma | P4957 | 1X |
PDGF-AA | Peprotech | 100-13A | 10 ng/ml |
NT-3 | Peprotech | 450-03 | 2 ng/ml |
Shh | Peprotech | 1314-SH/CF | 2 ng/ml |
T3 | Sigma | T6397 | 3 nM |
PFA | Sigma | P6148 | 4% |
PBS | Quality Biological | 119-069-101 | 1X |
Goat serum | Sigma | G9023 | 4% |
TritonX-100 | Sigma | T9284 | |
Mouse monoclonal anti-Nestin | Millipore | AB5922 | 1:1000 dilution |
Anti-SOX2 antibody | Applied Stemcell | ASA0120 | Ready to use |
Mouse anti-βIII-tubulin antibody | Promega | G712A | 1:1000 dilution |
Rabbit anti-GFAP antibody | Sigma | G4546 | 1:100 dilution |
Anti-O4 antibody | R&D Systems | MAB1326 | IgM; 1 ng/ml |
Alexa Fluor 594 goat anti-rabbit antibody | Life techniologies | A11012 | 1:400 dilution |
Alexa Fluor 488 goat anti-mouse antibody | Life techniologies | A11001 | 1:400 dilution |
Alexa Fluor 488 goat anti-mouse IgM antibody | Life techniologies | A21042 | 1:250 dilution |
DAPI | Sigma | D9542 | 1 ug/ml |