Summary

GFP Retroviral Vector kullanarak İsteyerek Pluripotent Kök Hücrelerinin (iPSCs) içine İnsan somatik hücreleri yeniden programlama

Published: April 03, 2012
doi:

Summary

OCT4 bir retrovirüs-aracılı ektopik ifadesi ile insan kaynaklı hücreler pluripotent kök (iPSCs) üretmek için bir yöntem olup, SOX2, KLF4 ve MYC tarif edilmektedir. GFP dayanarak insan iPSC koloniler tespit etmek pratik bir yolu da tartışılmaktadır.

Abstract

İnsan embriyonik kök hücreleri (hESC) pluripotent ve in vitro hastalığı modelleme ve rejeneratif tıp 1 de için paha biçilmez bir hücresel kaynaklarıdır. Daha önce insan somatik hücre dört transkripsiyon faktörlerinin ektopik ifade (Oct4, Sox2, Klf4 ve Myc) tarafından pluripotency yeniden yapılandırılabilir ve uyarılan pluripotent kök hücreler (iPSCs) 2-4 olabildiği gösterilmiştir. HESC gibi, insan iPSCs pluripotent ve otolog hücre için potansiyel bir kaynaktır. Burada GFP içeren retroviral omurgası 4 klonlanmış dört yeniden programlama faktörleri ile insan fibroblast hücreleri yeniden programlamayı protokolü tanımlar. Aşağıdaki protokolü kullanarak, insan ESC kültür koşullarında 3-4 hafta içerisinde insan iPSCs oluşturur. İnsan iPSC koloniler yakından morfolojisi hESC benzeyen ve retroviral transgen susturulması bir sonucu olarak GFP flöresanı kaybı gösterir. iPSC koloniler bir floresan microsco altında mekanik olarak izolepe hESC gibi benzer bir şekilde davranırlar. Bu hücreler, biz çok pluripotency genlerin ve yüzey belirteçleri ifadesi algılar.

Protocol

1. Yeniden programlanması Faktörler ifade Retrovirus tarafından yeniden programlama İnsan fibroblastlar fibroblast ortamı (10% Pen / Strep ile DMEM içinde FBS) kültürlenmiştir. 6-iyi plaka iyi birine enfeksiyonu bir gün önce, plaka 1×10 5 insan fibroblastları. Ölü hücreleri çıkarmak ve taze fibroblast orta 2 ml eklemek için orta aspire. 5 ug / ml 'lik nihai bir konsantrasyon protamin sülfat ekleyin. Dikkatli bir enfeksiyon çokluğu (İçişleri …

Discussion

IPSCs dört transkripsiyon faktörleri reprograms insan fibroblast Anlatım. Pek çok klinik deneme güvenli iPSCs üretmek için non-entegre olan ya da olmayan genetik yaklaşım kullanılarak insan iPSCs üretmek için yapılmıştır. Şimdiye kadar, bu yöntemler son derece düşük verimlilik göstermek ve tekrarlanabilirlik 11-14 geliştirmek için daha fazla optimizasyon gerektirir. Retro-ya lentiviral yöntemlerle kolayca elde ve viral entegrasyon kaynaklanan sorunları emniyet az bağımlı olan

Divulgaciones

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

Bu eser Charles Hood Vakfı Tıp ve Çocuk Sağlığı Araştırma Ödülü, Yale School of tarafından finanse edildi.

Materials

Name Concentration Company Catalogue Number
hESC medium
DMEM/F12 80% Invitrogen 11330057
Knockout Serum Replacer 20% Invitrogen 10828-028
L-Glutamine (200 mM) 2 mM Invitrogen 25030081
Nonessential Amino Acids (10 mM) 0.1 mM Invitrogen 11140050
β-Mercaptoethanol (14.3 M) or MTG 0.1 mM Invitrogen M-6250
bFGF-2 10 μg/ml 4 ng/ml GIBCO/BRL GF003AF
Penicillin/Streptomycin 1% Millipore 15140-122
Fiboblasts Medium
DMEM 90% Invitrogen 11965118
FBS 10% Invitrogen 10407028
Penicillin/Streptomycin 1% Millipore 15140-122

Table 1. Culture Medium

Name Concentration Company Catalogue Number
Antibodies
OCT4 1:500 Abcam Ab19857
SSEA3 1:100 Milipore MAB4303
SSEA4 1:100 BD Biosciences BD560218
Tra-1-81 1:100 BD Biosciences BD560173
Tra-1-60 1:100 BD Biosciences BD560174
NANOG 1:500 Abcam Ab21624
Alexa-Flur 488 1:1000 Invitrogen A11008
Alexa-Flur 555 1:1000 Invitrogen A21422
DAPI 1:5000 Invitrogen D1306
Plasmids
pMIG-OCT4   Addgene 17225
pMIG-SOX2   Addgene 17226
pMIG-KLF4   Addgene 17227
pMIG-MYC   Addgene 18119
Other Materials
Collagenase type IV 1mg/ml Invitrogen 17104019
Gelatin, Porcine 0.1% Sigma G 1890
Triton 0.2% Sigma X100-500ML
Paraformaldehyde 4% Sigma 47608
BSA 3% American Bioanalytical AB01800
MEF feeder cells   Millipore PMEF-N
Cell Lifter   Corning 3008
Equipment
Fluorescent microscopy: inverted microscope with GFP filter

Table 2. Reagents and equipment.

Referencias

  1. Murry, C. E., Keller, G. Differentiation of embryonic stem cells to clinically relevant populations: lessons from embryonic development. Cell. 132, 661-680 (2008).
  2. Takahashi, K., Tanabe, K., Ohnuki, M., Narita, M., Ichisaka, T., Tomoda, 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. Induced pluripotent stem cell lines derived from human somatic cells. Science. 318, 1917-1920 (2007).
  4. Park, I. H., Zhao, R., West, J. A., Yabuuchi, A., Huo, H., Ince, T. A., Lerou, P. H., Lensch, M. W., Daley, G. Q. Reprogramming of human somatic cells to pluripotency with defined factors. Nature. 451, 141-146 (2008).
  5. Park, I. H., Lerou, P. H., Zhao, R., Huo, H., Daley, G. Q. Generation of human-induced pluripotent stem cells. Nature Protocols. 3, 1180-1186 (2008).
  6. Park, I. H., Zhao, R., West, J. A., Yabuuchi, A., Huo, H., Ince, T. A., Lerou, P. H., Lensch, M. W., Daley, G. Q. Reprogramming of human somatic cells to pluripotency with defined factors. Nature. 451, 141-146 (2008).
  7. Hotta, A., Ellis, J. Retroviral vector silencing during iPS cell induction: an epigenetic beacon that signals distinct pluripotent states. Journal of Cellular Biochemistry. 105, 940-948 (2008).
  8. Matsui, T., Leung, D., Miyashita, H., Maksakova, I. A., Miyachi, H., Kimura, H., Tachibana, M., Lorincz, M. C., Shinkai, Y. Proviral silencing in embryonic stem cells requires the histone methyltransferase ESET. Nature. 464, 927-931 (2010).
  9. Wolf, D., Goff, S. P. Embryonic stem cells use ZFP809 to silence retroviral DNAs. Nature. 458, 1201-1204 (2009).
  10. Chan, E. M., Ratanasirintrawoot, S., Park, I. H., Manos, P. D., Loh, Y. H., Huo, H., Miller, J. D., Hartung, O., Rho, J., Ince, T. A. Live cell imaging distinguishes bona fide human iPS cells from partially reprogrammed cells. Nat. Biotechnol. 27, 1033-1037 (2009).
  11. Yu, J., Hu, K., Smuga-Otto, K., Tian, S., Stewart, R., Slukvin, ., Thomson, J. A. Human induced pluripotent stem cells free of vector and transgene sequences. Science. 324, 797-801 (2009).
  12. Kim, D., Kim, C. H., Moon, J. I., Chung, Y. G., Chang, M. Y., Han, B. S., Ko, S., Yang, E., Cha, K. Y., Lanza, R. Generation of human induced pluripotent stem cells by direct delivery of reprogramming proteins. Cell Stem Cell. 4, 472-476 (2009).
  13. Warren, L., Manos, P. D., Ahfeldt, T., Loh, Y. H., Li, H., Lau, F., Ebina, W., Mandal, P. K., Smith, Z. D., Meissner, A. Highly efficient reprogramming to pluripotency and directed differentiation of human cells with synthetic modified mRNA. Cell Stem Cell. 7, 618-630 (2010).
  14. Ban, H., Nishishita, N., Fusaki, N., Tabata, T., Saeki, K., Shikamura, M., Takada, N., Inoue, M., Hasegawa, M., Kawamata, S. Efficient generation of transgene-free human induced pluripotent stem cells (iPSCs) by temperature-sensitive Sendai virus vectors. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 108, 14234-14239 (2011).
  15. Wolf, D., Goff, S. P. TRIM28 mediates primer binding site-targeted silencing of murine leukemia virus in embryonic cells. Cell. 131, 46-57 (2007).
  16. Park, I. H., Arora, N., Huo, H., Maherali, N., Ahfeldt, T., Shimamura, A., Lensch, M. W., Cowan, C., Hochedlinger, K., Daley, G. Q. Disease-specific induced pluripotent stem cells. Cell. 134, 877-886 (2008).
  17. Kim, K. Y., Hysolli, E., Park, I. H. Neuronal maturation defect in induced pluripotent stem cells from patients with Rett syndrome. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 108, 14169-14174 (2011).
check_url/es/3804?article_type=t

Play Video

Citar este artículo
Kim, K., Hysolli, E., Park, I. Reprogramming Human Somatic Cells into Induced Pluripotent Stem Cells (iPSCs) Using Retroviral Vector with GFP. J. Vis. Exp. (62), e3804, doi:10.3791/3804 (2012).

View Video