Een werkwijze werd ontwikkeld om direct voort humane neurale stamcellen van hematopoïetische progenitorcellen verrijkte uit perifere bloedcellen.
Menselijke ziektespecifieke neuronale cultures zijn essentieel voor het opwekken van in vitro modellen voor menselijke neurologische ziekten. Echter, het gebrek aan toegang tot primaire menselijke adulte neurale culturen verhoogt unieke uitdagingen. Recente ontwikkelingen in geïnduceerde pluripotente stamcellen (iPSC) biedt een alternatieve benadering om neurale culturen uit de huid fibroblasten af te leiden door de patiënt specifieke iPSC, maar dit is een arbeidsintensief proces, vraagt een specifieke deskundigheid en grote hoeveelheden van de middelen, en kan enkele maanden duren. Dit voorkomt de brede toepassing van deze technologie voor de studie van neurologische aandoeningen. Om deze problemen te overwinnen, hebben wij een methode om neurale stamcellen vloeien rechtstreeks voort uit humane volwassen perifeer bloed ontwikkeld en wordt het iPSC afleiding proces. Hematopoietische stamcellen verrijkt humane volwassen perifeer bloed werden in vitro gekweekt en getransfecteerd met Sendai-virus vectoren die transcriptionele factoren Sox2, oktober04/03, Klf4, en c-Myc. De transfectie resultaten morfologische veranderingen in de cellen die verder met humane neurale medium bevattende basische fibroblastgroeifactor (bFGF) en vasculaire endotheliale groeifactor (VEGF) worden geselecteerd. De resulterende cellen worden gekenmerkt door de expressie van neurale stamcel markers, zoals nestine en SOX2. Deze neurale stamcellen kunnen verder worden gedifferentieerd om neuronen, astroglia en oligodendrocyten in bepaalde differentiatie media. Met gemakkelijk toegankelijke humane perifere bloedmonsters, kan deze werkwijze worden toegepast om neurale stamcellen voor verdere differentiatie neurale cellen in vitro modellen van neurologische aandoeningen afgeleid en kunnen studies met betrekking tot de pathogenese en behandeling van deze ziekten bevorderen.
In vitro neuronale culturen gebruikt als een fundamenteel instrument voor studies van neurologische aandoeningen. Primaire dier (meestal knaagdier) neurale cultures 1, 2 en humane neurale cellijnen afgeleid van gliomen of andere tumoren zijn de meest gebruikt in dergelijke studies. Er is echter erkend dat er aanzienlijke verschillen tussen knaagdieren en menselijke cellen. Veel bevindingen op basis van knaagdieren kan niet worden vertaald naar de mens. Bovendien, met de snelle ontwikkelingen in het analyseren van massale genomische informatie en de relatief gemakkelijke gen bewerken en whole genome sequencing, de trend is steeds meer gericht op het ontdekken van de ziekte vatbaar genen en het afbakenen van hun functies en rollen in specifieke ziekten, die de weinige menselijke neuronale maakt cellijnen hebben slechts beperkte gebruik. Theoretisch, humane primaire neurale culturen afkomstig van monsters van de patiënt zenuwstelsel zijn de beste keuze, maar ze zijn onmogelijk te verkrijgen; vandaar alternatief methODS zijn noodzakelijk. De afgelopen jaren zijn enkele benaderingen nagestreefd, met twee het meest onderscheiden. Na de ontwikkeling van de techniek van het genereren van geïnduceerde pluripotente stamcellen (iPSC) met muis en humane somatische cellen 3, 4, neurale cellen kunnen verder worden gedifferentieerd van hen 5-7. Echter, het genereren en karakteriseren iPSC eist arbeidsintensief, technieken en tijd invoeren, soms zelfs onbetaalbaar. Kort daarna werd een andere benadering ontwikkeld direct transformeren neuronale cellen van somatische cellen 8, 9. Aangezien de resulterende neuronen niet-proliferatieve, beperkt het de toepassing in de intensieve studies en geneesmiddelscreening, die een grote hoeveelheid cellen vereist. Om de voordelen van beide technieken, directe afleiding van neurale stamcellen te nemen / heeft stamcellen uit somatische cellen onderzocht door verschillende groepen 10-12, waarin het moeizame proces van iPSC generatie en karakterisering, maar nog steeds provi omzeiltdes een fatsoenlijk aantal neurale stamcellen voor later neurale differentiatie. We hebben eerder aangetoond dat na de invoering van de Yamanaka transcriptiefactoren in hematopoietische progenitorcellen, neurale stamcellen kunnen direct gegenereerd met een neurale cel selecteren medium 13. Hier melden wij de methode in detail.
Een gedetailleerd protocol direct genereren neurale stamcellen uit perifeer hematopoïetische voorlopercellen voorzien.
Vergeleken met fibroblastcellen, humane perifeer bloed toegankelijker. De gepresenteerde protocol meer dan 1 x 10 5 hematopoïetische progenitorcellen, of CD34 positieve cellen kunnen worden verrijkt 10 ml volbloed. Hoewel verontreiniging met bloedplaatjes gewoonlijk niet voorkomen, kan het gemakkelijk worden verminderd door lagere snelheid te centrifugeren en he…
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 |