In this study, we generate induced pluripotent stem cells from mouse amniotic fluid cells, using a non-viral-based transposon system.
Induced pluripotent stem (iPS) cells are generated from mouse and human somatic cells by forced expression of defined transcription factors using different methods. Here, we produced iPS cells from mouse amniotic fluid cells, using a non-viral-based transposon system. All obtained iPS cell lines exhibited characteristics of pluripotent cells, including the ability to differentiate toward derivatives of all three germ layers in vitro and in vivo. This strategy opens up the possibility of using cells from diseased fetuses to develop new therapies for birth defects.
산전 진단은 유전 질환 (즉, 염색체 이상, monogenetic 또는 인성 / polygenetic 질환)과 선천성 기형 (즉, 선천성 횡격막 탈장, 낭포 성 폐 병변, exomphalos, 배벽 갈림 증)을 평가하는 중요한 임상 도구입니다. 양수 (AF) 세포는 임신의 두 번째 임신 중 정기적으로 예약 절차에서 획득하는 간단한 (즉, 양수 천자 및 amnioreduction) 또는 제왕 절개 섹션 1, 2입니다. 태아 또는 신생아 환자 AF 세포의 이용은 재생 의학이 소스를 사용할 수있는 가능성을 제공하고, 여러 연구자들은 AF 3, 4, 5, 6에서 분리 된 줄기 세포 집단을 사용하여 서로 다른 조직 손상 또는 질환을 치료하는 가능성을 조사7, 8, 9, 10, 11, 12. 쉽게 질병들은 종종 고정 된 시간 윈도우에서 질병 환자 AF 셀을 획득 할 가능성은 프로그래밍 목적이 셀 소스를 사용하는 아이디어에 방법을 연다. 실제로, AF 세포로부터 유래 된 유도 다 능성 줄기 (IPS) 세포는 출산 전에 적절한 환자 별 치료를 준비하기 위해, 시험관 내 약물 검사 또는 조직 공학 방법에 대한 관심의 세포 분화 될 수있다. 많은 연구가 이미 AF 세포의 능력은 세포 형태 13, 14, 15, 16, 17 <넓은 범위로 재 프로그램과 차별화 될 입증/ SUP> 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27.
네 개의 전사 인자 (인 Oct4, Sox2이, cMyc 및 Klf4)의 강제 표현을 통해 다카하시 및 재 프로그램 체세포의 야마나카 (28)에 의해 발견 이후, 진행 프로그래밍의 분야에서했다. 다른 방법을 고려하여, 우리는 바이러스 및 비 – 바이러스 성 방법을 구별 할 수있다. 첫번째 부분 재 프로그램 세포주의 결과와의 위험 모두 고효율이지만 레트로 바이러스 유전자 보통 불완전 침묵을 가질 바이러스 벡터 (레트로 바이러스 및 렌티 바이러스)의 사용을 예상삽입 성 돌연변이 29, 30, 31. 즉, 플라스미드 벡터, mRNA의 단백질, 트랜스포존 : 비 – 바이러스 성 방법은 다른 전략을 사용한다. 유전자 서열의 무료 만능 줄기 세포의 유도는 새는 유전자 발현 및 삽입 성 돌연변이 유발의 잠재적으로 해로운 영향을 회피하는 것을 목표로하고있다. 위에서 언급 한 모든 비 바이러스 전략 중, 피기 백 (PB) 트랜스포존 / 트랜스 시스템은 삽입 또는 절제 이벤트 (32)을 촉매하는 유전자와 트랜스 효소의 일시적인 발현을 측면에만 역전 된 말단 반복을 필요로한다. 만능 줄기 세포의 생성을위한 다른 방법을 통해 트랜스포존을 사용의 장점은 레트로 바이러스 벡터의 동일 효율을 나타내는 비 – 바이러스 벡터 방식 벡터 프리 만능 줄기 세포를 얻을 수 있다는 것이다. 이것은 reprogr위한 통합 트랜스포존 인코딩 트레이스 이하로 절단 할 수있다만능 줄기 세포 (33)의 트랜스의 새로운 일시적 발현 다음과 같은 요소를 amming. PB가 다른 세포 유형 34, 35, 36, 37 효율적임을 감안할 때, 바이러스 벡터에 대한 임상 적 접근 방식에 더 적합하며, 생체이 물을 사용하여 현재의 바이러스 생산 프로토콜 달리 이종없는 만능 줄기 세포의 생산을 허용 조건은,이 시스템은 뮤린 AF에서 만능 줄기 세포를 수득하기 위해 사용된다.
여기에서 우리는 마우스 AF 세포 (IPS-AF 세포) (38)로부터 만능 만능 줄기 클론의 생산을 보여주기 위해 이미 게시 작업을 다음과 같은 세부적인 프로토콜을 제안한다.
능성의 유도를 얻기 위해 선택된 방법은 장기 이식에 대한 임상 세포의 안전을 위해 적합하다. 요즘 프로그래밍에 적합한 여러 가지 방법이 있습니다. 비 통합 방법 중에서, 센다이 바이러스 (SEV) 벡터는 감염된 세포의 핵 (40)로 통합하지 않고 대량의 단백질을 생산할 수 및 만능 줄기 세포를 수득하기위한 전략 될 수있는 RNA 바이러스이다. SEV 벡터는 병진 급 IPS 세포의 생성을위?…
The authors have nothing to disclose.
This work was supported by CARIPARO Foundation Grant number 13/04 and Fondazione Istituto di Ricerca Pediatrica Città della Speranza Grant number 10/02. Martina Piccoli, Chiara Franzin and Michela Pozzobon are funded by Fondazione Istituto di Ricerca Pediatrica Città della Speranza. Enrica Bertin is funded by CARIPARO Foundation Grant number 13/04. Paolo De Coppi is funded by Great Ormond Street Hospital Children’s Charity.
100 mm Bacterial-grade Petri Dishes | BD Falcon | 351029 | For in vitro differentiation |
2-mercaptoethanol | Sigma | M6250 | For mouse AF, iPS-AF cells and differentiation medium |
Alexa568-conjugated goat anti-mouse IgM | Thermo Fisher Scientific | A21043 | Secondary antibody (immunofluorescence) |
Alexa594-conjugated chicken anti-goat IgG | Thermo Fisher Scientific | A21468 | Secondary antibody (immunofluorescence) |
Alexa594-conjugated chicken anti-rabbit IgG | Thermo Fisher Scientific | A21442 | Secondary antibody (immunofluorescence) |
Alexa594-conjugated goat anti-mouse IgG | Thermo Fisher Scientific | A11005 | Secondary antibody (immunofluorescence) |
Alkaline Phosphatase kit | Sigma | 85L1 | Alkaline Phosphatase staining |
Ampicillin | Sigma | A0166 | For bacterial selection |
Bovine Serum Albumin | Sigma | A7906 | BSA, for blocking solution. Diluted in PBS 1X |
Chloroform | Sigma | C2432 | For RNA extraction |
DH5α cells | Thermo Fisher Scientific | 18265-017 | Bacteria for cloning procedure |
Dulbecco's Modified Eagle Medium (DMEM) | Thermo Fisher Scientific | 41965039 | For MEF, mouse AF, iPS-AF cells and differentiation medium |
Doxycycline | Sigma | D9891 | For exogenous factors expression |
Microcentrifuge tubes (1.5 mL) | Sarstedt | 72.706 | For PB production |
ES FBS | Thermo Fisher Scientific | 10439024 | For mouse AF, iPS-AF cells and differentiation medium |
FBS | Thermo Fisher Scientific | 10270106 | For MEF medium |
Fine point forceps | F.S.T | Dumont #5 | AF isolation |
Gelatin | J.T.Baker | 131 | Used 0.1%, diluted in PBS 1X |
Glycine | Bio-Rad | 161-0718 | For blocking solution. Diluted in PBS 1X |
Haematoxylin QS | Vector Laboratories | H3404 | Nuclei detection |
HE | Bio-Optica | 04-061010 | Histological analysis of teratoma |
Hoechst | Thermo Fisher Scientific | H3570 | Nuclei detection |
Horse Serum | Thermo Fisher Scientific | 16050-122 | For blocking solution |
HRP-conjugated goat anti-mouse IgG | SantaCruz | sc2005 | Secondary antibody (immunoperoxidase) |
ImmPACT NovaRED | Vector Laboratories | SK4805 | Peroxidase substrate |
Insulin syringe with needle (25G) | Terumo | SS+01H25161 | Amniocentesis procedure |
Klf4 | SantaCruz | sc-20691 | Rabbit polyclonal IgG |
L-glutamine | Thermo Fisher Scientific | 25030 | For mouse AF, iPS-AF cells and differentiation medium |
LB broth (Lennox) | Sigma | L3022 | For bacterial growth |
LIF | Sigma | L5158 | For mouse AF and iPS-AF cells medium |
Matrigel | BD | 354234 | For in vitro differentiation. Diluted 1:10 in DMEM |
Methanol | Sigma | 32213 | Peroxidase blocking |
MULTIWELL 24 well plate | BD Falcon | 353047 | For in vitro differentiation |
MULTIWELL 6 well plate | BD Falcon | 353046 | For MEF, mouse AF and iPS-AF cells culture |
Nanog | ReproCELL | RCAB0002P-F | Rabbit polyclonal IgG |
Non-essential amino acids | Sigma | M7145 | For mouse AF, iPS-AF cells and differentiation medium |
Normal Goat Serum | Vector Laboratories | S2000 | For blocking solution. Diluted in PBS 1X |
NP-40 | Sigma | 12087-87-0 | For cell permeabilization. Diluted in PBS 1X |
Oct4 | SantaCruz | sc-5279 | Mouse monoclonal IgG2b |
Oligo (dT) | Thermo Fisher Scientific | 18418012 | For RT-PCR |
Paraformaldehyde (solution) | Sigma | 441244 | PFA, fixative, diluted in PBS |
PBS 10X | Thermo Fisher Scientific | 14200-067 | D-PBS, free of Ca2+/Mg2+. Diluted with sterile water to obtain PBS 1X |
Penicillin – Streptomycin | Thermo Fisher Scientific | 15070063 | For MEF, mouse AF, iPS-AF cells and differentiation medium |
Petri Dish (150mm) | BD Falcon | 353025 | For MEF culture, tissue culture |
PiggyBac transposase expression plasmid | Provided by professor Andras Nagy laboratory | – | mPBase |
PiggyBac-tetO2-IRES-OKMS transposon plasmid | Provided by professor Andras Nagy laboratory | – | PB-tetO2-IRES-OKMS |
QIAprep Spin Maxiprep Kit | Qiagen | 12663 | For plasmids purification |
QIAprep Spin Miniprep Kit | Qiagen | 27106 | For plasmids purification |
Reverse tetracycline transactivator transposon plasmid | Provided by professor Andras Nagy laboratory | – | rtTA |
RNeasy Mini Kit | Qiagen | 74134 | For RNA extraction |
Sox2 | SantaCruz | sc-17320 | Goat polyclonal IgG |
SSEA1 | Abcam | ab16285 | Mouse monoclonal IgM |
SuperScript II Reverse Transcriptase | Thermo Fisher Scientific | 18064-014 | For RT-PCR |
T | Abcam | ab20680 | Rabbit polyclonal IgG |
Taq DNA Polymerase | Thermo Fisher Scientific | 10342020 | PCR |
Trypsin | Thermo Fisher Scientific | 25300-054 | Cell culture passaging |
Triton X-100 | Bio-Rad | 161-047 | For cell permeabilization, diluted in PBS 1X |
TRIzol Reagent | Thermo Fisher Scientific | 15596-026 | For RNA extraction |
Tubb3 | Promega | G712A | Mouse monoclonal IgG1 |
TWEEN-20 | Sigma | P1379 | For cell permeabilization, diluted in PBS 1X |
αfp | R&D Systems | MAB1368 | Mouse Monoclonal IgG1 |
αSMA | Abcam | ab7817 | Mouse Monoclonal IgG2a |
Transfection Reagent (FuGENE HD) | Promega | E2311 | For AF cells transfection |
Stereomicroscope | Nikon | SM2645 | To perform amniocentesis |
200 ul tips | Sarstedt | 70.760012 | To pick bacteria colonies |
Scissor | F.S.T | 14094-11 stainless 25U | To perform amniocentesis |
Ethanol | Sigma | 2860 | To clean the abdominal wall of the pregnant dam |
Tissue culture petri dish (150 mm) | BD Falcon | 353025 | For MEF expansion |
Mitomycin C | Sigma | M4287-2MG | For MEF inactivation |
MULTIWELL 96 well plate | BD Falcon | 353071 | For iPS-AF culture |