De placenta is nodig voor de groei en overleving van de foetus tijdens de zwangerschap en vergemakkelijkt de uitwisseling van gassen, voedingsstoffen, afvalstoffen, hormonen en tussen maternale en foetale bloedsomloop. Het eerste orgaan gevormd tijdens embryogenese zoogdieren is de placenta, die begint ontwikkelen 6-7 dagen na de bevruchting bij de mens en bij muizen 3,5-4,5 dagen ^{1, 2, 3, 4.} Trofoblastcellen zijn de belangrijkste cellen van de placenta, en deze cellen vertegenwoordigen één van de eerste lijn differentiatie gebeurtenissen bij zoogdieren embryo. Ze ontstaan ​​uit de buitenste extra-embryonale trophectoderm cellen van de pre-implantatie blastocyst. Onze kennis van de vroege stadia van ontwikkeling van de placenta wordt beperkt door ethische en logistieke beperkingen modelleren vroege menselijke ontwikkeling.

Tijdens de embryonale implantatie, trofoblastenbinnenvallen de moederlijke epitheel en differentiëren in gespecialiseerde stamcellen ^5. Cytotrofoblasten (CTBS) worden mononucleaire, ongedifferentieerde voorlopers die fuseren en differentiëren in syncytiotrofoblasten (SYN) en extravilleuze invasieve trofoblasten (EVTS), dat anker de placenta naar de baarmoeder. SYN zijn meerkernige, terminaal gedifferentieerde cellen die hormonen noodzakelijk voor het behoud van de zwangerschap synthetiseren. De vroege differentiatie gebeurtenissen die EVTS en SYN genereren zijn essentieel voor de vorming van de placenta, zoals stoornissen in trophoblastic cellen resulteren in een miskraam, pre-eclampsie, en Dysmaturiteit ^1. De typen humane trofoblast cellijnen die zijn ontwikkeld onder onsterfelijk CTBS en choriocarcinomas, die placenta hormonen en weergave invasieve eigenschappen ⁶ produceren. Primaire trophoblastic cellen van het eerste trimester placenta mens kan worden geïsoleerd, maar de cellen snel differentiate en stoppen prolifererende in vitro. Belangrijk is getransformeerd en primaire cellijnen hebben verschillende genexpressie profielen, wat aangeeft dat tumorigene en onsterfelijk trofoblast cellijnen primaire trophoblasts ⁷ niet nauwkeurig kan vertegenwoordigen. Bovendien, deze lijnen is het onwaarschijnlijk dat de placenta trofoblast stamcellen voorlopers lijken, omdat ze voor het eerst zijn afgeleid van later stadium via derde trimester.

Er is behoefte aan een krachtige in vitro kweeksysteem van beginnende menselijke trophoblasts om de vroege gebeurtenissen van placenta vorming en functie te bestuderen. Humane embryonale stamcellen (hESCs), welke eigenschappen de binnenste celmassa van pre-implantatie embryo delen worden vaak gebruikt om vroege menselijke Ontwikkelmodel, waaronder de vorming van de vroege placenta. Zowel menselijk geïnduceerde pluripotente stamcellen (hiPSCs) en hESCs kunnen worden onderscheiden in trophoblasts in vitro met behulp van Bone Morphogenic Protein 4 (BMP4) ^{8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15.} Deze omzetting van pluripotente cellen trofoblastcellen behulp BMP4 specifiek is voor humane cellen en wordt veel gebruikt om de ontwikkeling van de vroege menselijke placenta te bestuderen omdat het geen toegang heeft tot vroege menselijke embryo ^{9, 16} noodzakelijk. Recent werd ontdekt dat het toevoegen van de remmers A83-01 (A) en PD173074 (P), die de SMAD2 / 3 en MEK1 / 2 signaleringsroutes te blokkeren, verhoogt de efficiëntie van differentiatie in HPSC trophectoderm-achtige stamcellen voornamelijk SYN en EVTS zonder uitgebreide vorming van mesoderm, endoderm of ectoderm cellen ^{9, 17} </sup>. Met deze mediumomstandigheden, hESCs gedifferentieerd gedurende 12 dagen vergelijkbare genexpressie profielen trophectoderm cellen geïsoleerd uit menselijke blastocyst-stadium embryo en scheiden verschillende placenta-specifieke groeihormonen, ondersteunt de validiteit van deze in vitro modelsysteem ^{9, 11.} Hier presenteren we een gedetailleerd protocol voor de in vitro differentiatie van hPSCs in humane trofoblast voorlopers gebruikt BMP4 / A / P cultuurmedium. Deze omstandigheden produceren overvloedige aantallen cellen voor een groot aantal toepassingen, waaronder RNA sequentie, gendisruptie behulp siRNA, pathogeen infecties en genetische modificatie onder toepassing van lipofectie-gemedieerde transfectie.