Maus Umprogrammieren Embryonale Fibroblasten mit Transkriptionsfaktoren ein Hemogenic Programm zu induzieren

Hämatopoese ist ein komplexer Prozess , bei dem Entwicklungs hämatopoetischer Stammzellen (HSZ) vorhanden hemogenic Endothel abgeschnürt in einer Vielzahl von embryonalen hämatopoetischen Stätten wie die Aorta-Gonad-Mesonephros und der Plazenta ^1,2. Die Unfähigkeit zur Kultur HSCs in vitro verhindert , dass die eingehende Analyse dieses Prozesses sowie die klinische Anwendung dieser Studien. Zur Umgehung dieser Einschränkung, frühere Studien haben versucht abzuleiten HSZ de novo entweder über die Differenzierung von pluripotenten Stammzellen (PSCs) ^3, oder induzierte Plastizität in somatischen Zellen und gerichtete Differenzierung mit Neuprogrammierung Medien ^4,5. Diese Studien jedoch erzeugen keine klinisch sicher engraftable Zellen oder erlauben Studie der endgültigen Entwicklung Hämatopoese "in einer Schale."

Das neue Werk von Yamanaka etabliert und Kollegen pluripotente Stammzellen (iPS-Zellen) aus somatischen Fibroblasten p induziert zu erzeugen,rovides einen Rahmen für die Transkriptionsfaktor (TF) basierend Überexpression Strategien in Reprogrammierung des Zellschicksals ^6,7. Diese Arbeit hat aufgefordert, die Ermittler in mehreren Bereichen Zelltypen der Wahl über TF Reprogrammierung von leicht zugänglichen somatischen Zellen zu erzeugen. Das Ziel der hier beschriebenen Umprogrammierung Strategie ist eine hemogenic Prozess von Maus somatischen Zellen zu induzieren , unter Verwendung eines TF basierend Umprogrammierung Ansatz mit dem Ziel , diese Erkenntnisse auf das menschliche System des Übersetzens patientenspezifischen Fibroblasten um umprogrammieren humanen Hämatopoese in vitro zu studieren und erzeugen patientenspezifische Blutprodukte für Krankheitsmodelle, Drogentests und Stammzelltransplantation.

Der erste Schritt richtige Umprogrammierung in diesem Maus-System, um sicherzustellen, war ein Reporter Linie zu entwickeln, die als Auslese für CD34-Expression, ein bekannter Marker in endothelialen Vorläuferzellen und HSZ serviert. Dazu wurden die huCD34-tTA und TetO-H2BGFP transgene Mauslinien verwendet, um generate doppelt transgenen embryonalen Maus – Fibroblasten (MEF), bezeichnet nun 34 / H2BGFP, die ⁸ bei Aktivierung des CD34 – Promotors grün fluoreszieren. Dies erlaubt Screenen einer Vielzahl von TFs bekannt an verschiedenen Punkten während des hämatopoetischen Spezifikation und Entwicklung benötigt werden. Beginnend mit 18 TFs in pMX retrovial Vektoren (bestimmt durch die Literatur Bergbau und Profilierung von GFP etikettenhalt HSZ aus dem zuvor 34 beschrieben / H2BGFP Mäuse), 34 / H2BGFP MEFs wurden transduziert mit allen Faktoren und kultiviert auf AFT024 HSC tragende Stromazellen. Nach der Erkennung von 34 / H2BGFP Aktivierung wurde identifiziert TFs wurden anschließend von der Umprogrammierung Cocktail bis die optimale Menge von TFs für Reporter Aktivierung entfernt. Nach diesem ersten Bildschirm wurden die Faktoren, die zu einem DOX induzierbaren pFUW Vektorsystem übertragen steuerbaren Expression der TFs zu ermöglichen. Da diese beiden DOX steuerbare Systeme inkompatibel sind (die 34 / H2BGFP Zellen und die pFUW induzierbarer Vektoren), MEFs ausWildtyp C57BL / 6-Mäuse wurden erforderlich. Es war auch notwendig, eine geeignete Mikroumgebung zur Verfügung zu stellen hemogenesis fortzufahren und schaffen multilineage clonogene Vorläufern zu ermöglichen.

Aktuelle Studien somatischen Zellen in hämatopoetische Stamm- und Vorläuferzellen (HSPCs) haben vielfältige Erfolgsstufen ^9-11 erfüllt umprogrammieren versuchen. Bis heute ist die Erzeugung von Maus und Mensch transplantierbaren HSPCs mit langfristigen und sich selbst erneuernde repopulating Fähigkeit wurde mit dem gleichen Satz von TFs nicht erreicht. In diesem Protokoll stellen wir eine detaillierte Beschreibung der zuvor festgelegten Strategie zu reproduzierbar hemogenesis MEFs induzieren. Wir zeigen , dass die Einführung eines minimalen Satz von TFs (GATA2, Gfi1b, cFos und ETV6) ist in der Lage ein komplexes Entwicklungsprogramm in vitro angestiftet , die eine Plattform kann weiter durch die Entwicklung der Hämatopoese und klinische Anwendung von hämatopoetischen Neuprogrammierung bietet ¹² untersucht werden.