Induction directe de Hemogenic endothélium et le sang par la surexpression de facteurs de transcription dans pluripotentes humaines Cellules souches

La capacité unique de cellules souches pluripotentes humaines (hPSCs) d'auto-renouvellement et de se différencier en cellules des trois feuillets embryonnaires, y compris le sang, faire un outil précieux pour les études mécanistiques de développement hématopoïétique, la modélisation des maladies du sang, le dépistage des drogues, Les études de toxicité et le développement de thérapies cellulaires. Parce que la formation du sang dans l'embryon produit à partir de l'endothélium hemogenic (HE) à travers une transition hématopoïétique endothéliale ^1,2, la génération de SE dans les cultures serait essentiel d'étudier les mécanismes moléculaires régulant l'endothélium à la transition hématopoïétiques et la spécification hématopoïétique. Les méthodes actuelles pour les études de SE sont basés sur l'induction de la différenciation dans les agrégats hematoendothelial (EBS) avec l'ajout de cytokines hématopoïétiques ^3-5, et de co-culture avec des cellules hPSCs stromales ^{hématopoïèse-6,7} de soutien ou dans des cultures en deux dimensions avec extracellulaire et c matricesytokines ^8,9. Ces méthodes classiques de différenciation sont basées sur l'introduction de signaux externes agissant à la surface de la cellule et d'initier des cascades de voies moléculaires qui conduisent finalement à l'activation du programme de transcription orienter le développement hematoendothelial. Ainsi, l'efficacité de hPSCs différenciations dans ces systèmes repose sur une induction efficace de ces signaux, la transduction du signal vers le noyau, et l'activation résultant de régulateurs transcriptionnels spécifiques. En outre, l'étude de SE dans les cultures de différenciation classiques nécessite l'étape supplémentaire consistant à isoler des cellules SE en utilisant le tri de cellules. Ici, nous décrivons un protocole simple pour l'induction directe de SE et de sang par la surexpression de facteurs de transcription hématopoïétiques. Cette méthode permet l'induction efficace de SE dans un plat et l'observation directe de l'endothélium à la transition hématopoïétique, sans la nécessité pour l'isolation des SE en utilisant une procédure de tri cellulaire encombrant.

Formation de SE et de sang à partir de cellules souches pluripotentes humaines peuvent être efficacement induites par la surexpression seulement quelques facteurs de transcription (FT). La combinaison optimale de TFS capables d'induire robuste hématopoïèse pan-myéloïde de hPSCs comprend ETV2 et GATA1 ou GATA2. En revanche, la combinaison de GATA2 et TAL1 induit erythromegakaryocytopoiesis ^10. Programmation hPSCs par la surexpression de ces facteurs différencie hPSCs directement à la VE-cad ⁺ CD43 ^– CD73 ^– HE cellules qui acquièrent progressivement le phénotype hématopoïétique défini par l'expression du début hématopoïétiques CD43 marqueur ^7. Cette méthode basée lentivirus pour la programmation directe de pluripotentes méthode des cellules souches humaines est applicable pour la génération de SE et de cellules sanguines pour des études mécanistes, des études de l'endothélium à la transition hématopoïétique, et la régulation transcriptionnelle du développement hématopoïétique et la spécification. Bien que le cprotocole de dusyst décrit la production de sang en utilisant une expression constitutive des transgènes, des résultats similaires pourraient être obtenus en utilisant l'ARNm modifié ^10.