Summary

由Stemgent人类TF慢病毒重新编程人类成纤维细胞生成诱导多能干细胞

Published: December 08, 2009
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Summary

我们展示了为生成诱导多能干的干细胞,人类体细胞用慢病毒介导的人为因素OCT4,SOX2,NANOG和Lin28交付协议。多能性证实了形态学和胚胎干(ES)细胞特异性标志物的存在。

Abstract

2006年,Yamanaka和他的同事首先证明了逆转录病毒介导的传递和表达Oct4的,SOX2,c – Myc和KLF4能够诱导小鼠成纤维细胞的多状态。1同组还报告了人体细胞成功地重编程到诱导多能干细胞(iPS)细胞的逆转录病毒载体提供相同的转录因素中使用的人类版本。此外, 詹姆斯汤姆森等报道的慢病毒介导的另一因素的共同表达(OCT4,SOX2, NANOG和Lin28 )是人体细胞重编程为iPS细胞的能力。

iPS细胞是类似ES细胞的形态,增殖和分化成人体的所有组织类型的能力。人类iPS细胞对ES细胞的一个明显的优势,他们表现出不破坏胚胎的伦理困境的ES细胞的关键特性。病人特异性的iPS细胞的生成个性化的再生医学疗法规避的一个重要障碍,消除非自体移植的细胞的免疫排斥反应的可能性。

在这里,我们展示的协议进行重新编程人类成纤维细胞,使用Stemgent人类TF慢病毒设置。我们也表明,这个设置重新编程的细胞开始显示IPS形态四天后传导。使用Stemolecule Y27632,我们选择了三个殖民地的顺序轮采摘和传代后的iPS细胞,并观察到正确的形态。我们还证明,细胞重新编程后显示的全能性的标志AP,表面标志物TRA – 1 – 81,TRA – 1 – 60,SSEA – 4和SSEA – 3,和核标记OCT4,SOX2和Nanog。

Protocol

1。重新编程种子北京1 × 10 5 6孔板每孔细胞密度细胞。文化在2毫升培养液(450毫升与50毫升ES合格的胎牛血清,5毫升10毫米非必需氨基酸,5 ml青霉素/链霉素,5毫升200毫米L -谷氨酰胺和0.9毫升55毫米βEMEM补充细胞β-巯基乙醇)一夜之间在37 ° C和5%的CO 2。 就在同一天,开始准备加入0.1%明胶加水稀释到6孔板和孵化一夜之间在37 ° C和5%的CO 2 MEF的接驳板。 孵化后,取出从BJ细胞的培养基,并添加2毫升6微克/毫升的聚凝胺为辅的生长介质中,500μLhOct4慢病毒,50μLhSox2的慢病毒,50μLhNanog慢病毒和50μLhLin28慢病毒,每孔。轻轻摇动,以确保中期甚至涂层板。孵育过夜,在37 ° C和5%的CO 2。 就在同一天,取出1小瓶CF – 1的MEF细胞从液氮和解冻。取出液体从明胶涂井(见步骤1.2),并添加在MEF饲养层细胞密度0.2 × 10 5细胞/孔。每孔总体积应2毫升细胞MEF生长培养基(DMEM培养液450毫升与50毫升FBS和5毫升的非必需氨基酸补充)。 次日,0.05%胰蛋白酶/ EDTA和200 XG为5分钟的离心分离与北京的细胞。吸在生长介质的介质和悬浮。删除从MEF馈线板(见第1.4步)中,加2毫升/ BJ细胞悬液。细胞浓度应约5 × 10 4细胞/孔。孵育过夜,在37 ° C和5%的CO 2。 更换与人类ES / iPS细胞培养液(100毫升淘汰赛血清替代,5毫升10毫米非必需氨基酸,5毫升200毫米L -谷氨酰胺,0.9毫升补充400毫升的DMEM/F12培养24小时后重新播种β-巯基乙醇55毫米和20 ng / ml的重组人碱性成纤维细胞生长因子)。改变介质为7天,每24小时。 七天后,改变中MEF条件培养基(见第2节)。 2。准备MEF的条件培养基种子的CF – 1 MEF饲养层细胞,2 × 10 5细胞/孔在2毫升MEF生长培养基在6孔板。孵育过夜,在37 ° C和5%的CO 2。 改变人类ES / iPS细胞培养液中的介质。孵育过夜,在37 ° C和5%的CO 2。 收集上清为4天,每24小时。通过0.22微米过滤器的过滤上清。 与碱性成纤维细胞生长因子50毫微克/毫升上清补充。 3。 IPS殖民地的选择和传代选择一个ES -殖民地在人类胚胎干/ I​​PS文化与10μMStemolecule Y27632 CF – 1 MEF饲养层细胞种子细胞培养菜培养基和重新播种。孵育过夜,在37 ° C和5的CO 2。 中期的第7天(不含Stemolecule Y27632补充),每24小时变化的文化。七天后,改变中MEF条件培养基(见准备第2条)。我们继续传代细胞,直到他们表现出典型的人类胚胎干形态。 4。多潜能性标志物的免疫细胞化学考试清洗细胞,用PBS轻轻三次。 修复细胞在室温下20分钟的固定液500μL。 清洗细胞,用PBS轻轻三次。 阻止非特异性结合,用500μl堵在室温下一个小时的缓冲。 用250μL的特定抗体,4℃过夜孵育细胞° C(我们使用1:100 TRA – 1 – 81,TRA – 1 – 60,SSEA – 4,SSEA – 3,OCT4,SOX2,Nanog和Lin28稀释)。 清洗细胞,用PBS轻轻三次。 用250μL二次抗体孵育的细胞在室温下1小时,保持避光(我们用羊抗小鼠IgM Cy3标记共轭,羊抗鼠IgG Cy3标记山羊抗大鼠IgM抗体Cy3标记共轭轭,和山羊抗兔Cy3标记物)在1:300稀释。 清洗细胞,用PBS轻轻三次。 添加的DAPI(终浓度为1微克/毫升)的最后一次洗涤,孵育5分钟,以可视化核。 分析下放大的细胞。 第5部分:代表结果 1。形态学结果: 人包皮成纤维细胞(北京)分别与Oct4的合作转,SOX2,NANOG和Lin28。早转导后第4天观察形态学变化,以及细胞集群成为更紧密的第17天(图1)包装。菌落手工采摘25天,CF – 1 MEF饲养层细胞培养。为了方便后重新编程的iPS细胞集落形成,我们使用Stemolecule Y27632岩石抑制剂,在每个通道的初始隔夜播种。三个殖民地的顺序轮采摘和传代后的iPS细胞克隆具有良好的形态观察。 2。多能性标志物的表达: 为了进一步孤立的iPS细胞集落,我们期待在ES细胞中表达的共同的全能性的标志物存在。殖民地表现出较强的碱性磷酸酶(AP)的活性(图2)。此外,免疫细胞化学(ICC)的iPS细胞克隆具有多能性的分子标记的特异性抗体的面板,包括表面标志物TRA – 1 – 81,TRA – 1 – 60,SSEA – 4和SSEA – 3以及核标记Oct4,Sox2和Nanog的。隔离IPS殖民地的所有标记(图3)呈阳性反应。国际刑事法院的结果显示,iPS细胞表现出适当的多能性标志物表达模式,表明这些iPS细胞非常类似于未分化的人类胚胎干细胞。 图1:形态学变化转BJ细胞。一个典型的iPS细胞集落形成(一)(二)4天,17天后转明场图像。 图2:AP的北京重新编程细胞的活动。三种不同的菌落染色Stemgent碱性磷酸酶染色试剂盒。 图3:人类iPS细胞表达高水平以下的ES细胞特异性标志物:表面标志物TRA – 1 – 81,TRA – 1 – 60,SSEA – 4和SSEA – 3,10月4日,NANOG和Sox2核标记。

Discussion

这些结果表明,Stemgent人类TF慢病毒设置,可以用来有效地产生异位表达诱导的iPS殖民地转染人成纤维细胞中的转录因子。设计重新编程实验时,应考虑几个变量,重新编程,以优化效率。首先,积极的病毒靶比(多重感染的教学语言),可能需要在修改的主要传导步骤,以达到最佳的转染效率。其次,靶细胞的生长条件可能会影响重新编程。健康和增殖细胞更适合重新编程。第三,修改为不同的手机号码的协议时,建议按比例调整到培养皿的表面区域,目标手机号码。最后,如Y27632应用岩石抑制剂应被视为最近的研究已经证明,在提高胚胎干细胞集落生存的效用,以帮助确保成功地重编程。4,5

Declarações

The authors have nothing to disclose.

Materials

Material Name Tipo Company Catalogue Number Comment
Human TF Lentivirus Set   Stemgent 00-0005  
Stemolecule Y27632   Stemgent 04-0012  
TRA-1-81 antibody   Stemgent 09-0012  
TRA-1-60 antibody   Stemgent 09-0009  
SSEA-4 antibody   Stemgent 09-0003  
SSEA-3 antibody   Stemgent 09-0014  

Referências

  1. Takahashi, K., Yamanaka, S. Induction of pluripotent stem cells from mouse embryonic and adult fibroblast cultures by defined factors. Cell. 126, 663-676 (2006).
  2. Takahashi, K., Yamanaka, S. Induction of pluripotent stem cells from adult human fibroblasts by defined factors. Cell. 131, 861-872 (2007).
  3. Yu, J., Vodyanik, M. A., Smuga-Otto, K., Antosiewicz-Bourget, J., Frane, J. L., Tian, S., Nie, J., Jonsdottir, G. A., Ruotti, V., Stewart, R., Slukvin, I. I., Thompson, J. A. Induced pluripotent stem cell lines derived from human somatic cells. Science. 318, 1917-1920 (1917).
  4. Watanabe, K., Ueno, M., Kamiya, D., Nishiyama, A., Matsumura, M., Wataya, T., Takahashi, J. B., Nishikawa, S., Muguruma, K., Sasai, Y. A ROCK inhibitor permits survival of dissociated human embryonic stem cells. Nat. Biotechnol. 25, 681-686 (2007).
  5. Koyanagi, M., Takahashi, J., Arakawa, Y., Doi, D., Fukuda, H., Hayashi, H., Narumiya, S., Hashimoto, N. Inhibition of the Rho/ROCK pathway reduces apoptosis during transplantation of embryonic stem cell-derived neural precursors. J. Neurosci. Res. 86, 270-280 (2008).

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Citar este artigo
Wu, D., Hamilton, B., Martin, C., Gao, Y., Ye, M., Yao, S. Generation of Induced Pluripotent Stem Cells by Reprogramming Human Fibroblasts with the Stemgent Human TF Lentivirus Set. J. Vis. Exp. (34), e1553, doi:10.3791/1553 (2009).

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