Foi desenvolvido um método para derivar directamente células estaminais neurais humanos a partir de células progenitoras hematopoiéticas enriquecidas de células do sangue periférico.
Culturas neuronais específicos doenças humanas são essenciais para a geração de modelos in vitro para doenças neurológicas humanos. No entanto, a falta de acesso para culturas neuronais adultas humanas primárias coloca desafios. Desenvolvimentos recentes em células-tronco pluripotentes induzidas (IPSC) fornece uma abordagem alternativa para derivar culturas neurais a partir de fibroblastos da pele através de paciente iPSC específico, mas este processo é trabalhoso, exige conhecimentos especiais e grandes quantidades de recursos, e pode levar vários meses. Isso impede que a ampla aplicação desta tecnologia para o estudo de doenças neurológicas. Para superar algumas destas questões, temos desenvolvido um método para obter células-tronco neurais diretamente do sangue periférico humano adulto, ignorando o processo de derivação da IPSC. As células progenitoras hematopoiéticas enriquecidos a partir do sangue periférico humano adulto foram cultivadas in vitro e transfectadas com vectores de vírus Sendai contendo factores de transcrição Sox2, Out3/4, KLF4, e c-Myc. Os resultados de transfecção em alterações morfológicas nas células, que são ainda seleccionadas usando meio progenitora neuronal humana contendo factor de crescimento de fibroblastos básico (bFGF) e factor de crescimento endotelial vascular (VEGF). As células resultantes são caracterizadas pela expressão de marcadores de células estaminais neuronais, tal como a nestina e SOX2. Essas células-tronco neurais pode ser ainda mais diferenciado para os neurônios, astroglia e oligodendrócitos em media diferenciação especificado. Utilizando amostras de sangue periférico humano facilmente acessíveis, este método pode ser utilizado para derivar células estaminais neurais para uma maior diferenciação para células neuronais in vitro de modelagem de desordens neurológicas e pode avançar estudos relacionados com a patogénese e tratamento dessas doenças.
In vitro, as culturas neuronais têm sido utilizados como uma ferramenta fundamental para o estudo de doenças neurológicas. Animais primária (principalmente roedor) culturas neurais 1, 2 e linhas celulares neurais humanas derivadas de tumores ou outros gliomas são os mais vulgarmente utilizados em tais estudos. No entanto, tem sido reconhecido que existem diferenças significativas entre os roedores e células humanas. Muitos resultados baseados em roedores não pode ser traduzido para os seres humanos. Além disso, com a rápida evolução da análise de informação de massa genômica ea edição gene relativamente fácil e seqüenciamento do genoma inteiro, a tendência é cada vez mais orientada para a descoberta de genes de doenças propensas e delinear suas funções e papéis em doenças específicas, o que torna os poucos neuronal humana linhas celulares só têm limitado o uso. Teoricamente, as culturas neuronais primárias humanas derivadas a partir de amostras do sistema nervoso do paciente são a melhor escolha, mas eles são impossíveis de se obter; meth, portanto, alternativaods são necessárias. Nos últimos anos, algumas abordagens têm sido perseguidos, com dois sendo o mais distinguíveis. Seguindo o desenvolvimento da técnica de geração de células pluripotentes estaminais induzidas (IPSC) usando o rato e células somáticas humanas 3, 4, células neurais pode ser diferenciado a partir deles 5-7. No entanto, a geração e caracterização iPSC exige mão de obra intensiva, técnicas e tempo de entrada, às vezes até exageradamente. Pouco depois, foi desenvolvido outro método para transformar directamente as células neuronais a partir de células somáticas 8, 9. Como os neurónios resultantes são não-proliferativa, que limita a sua aplicação em estudos intensivos e rastreio de drogas, que requer uma grande quantidade de células. Para tirar vantagens de ambas as técnicas, derivação direta do tronco neurais / células progenitoras de células somáticas foi explorado por vários grupos de 10-12, que ignora o tedioso processo de geração iPSC e caracterização, mas ainda provides um número razoável de células-tronco neurais para diferenciação neural mais tarde. Mostrámos previamente que, após a introdução dos factores de transcrição Yamanaka em células progenitoras hematopoiéticas, células estaminais neurais podem ser gerados directamente utilizando uma célula progenitora neuronal seleccionando meio 13. Aqui, nós relatamos o método em detalhes.
Um protocolo detalhado para gerar directamente células estaminais neurais a partir de células progenitoras hematopoiéticas periféricas é fornecido.
Em comparação com células de fibroblasto, de sangue periférico humano é mais acessível. Usando o protocolo apresentado, mais do que 1 x 10 5 células progenitoras hematopoiéticas ou células positivas CD34, podem ser enriquecidos a partir de 10 ml de sangue total. Embora a contaminação com plaquetas normalmente não é pr…
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 |