약물 발견에 대 한 만능 줄기 세포 유래 Hepatocyte 같은 세포를 유도 하는 인간을 사용 하 여

Summary

여기에 제시 된 프로토콜 간 질환의 치료에 대 한 작은 분자를 식별 하기 위한 플랫폼을 설명 합니다. 단계별 설명 Ipsc 96 잘 접시에서 hepatocyte 특성을 가진 세포로 분화 하 고 작은 분자에 대 한 잠재적인 치료 활동 화면 셀을 사용 하는 방법을 자세히 제시 합니다.

Abstract

Hepatocyte 모양의 세포 (HLCs)로 인간 유도 만능 줄기 세포 (Ipsc)를 차별 하는 능력 선된 천 성 간 물질 대사 연구에 새로운 기회를 제공 합니다. 그러나, 잠재적으로 간 질환 치료에 사용 될 수 있는 작은 분자의 id를 지 원하는 플랫폼을 제공 하는 절차 화합물의 수천을 심사와 호환 되는 문화 형식이 필요 합니다. 여기, 우리는 hepatocyte 같은 셀 96-잘 조직 문화 접시에 인간의 Ipsc의 재현 차별화를 허용 하는 완전히 정의 된 문화 조건을 사용 하 여 프로토콜을 설명 합니다. 우리는 또한 가족성 콜레스테롤 혈 증 환자에서 발생 하는 iPSC 파생 hepatocytes에서 생산 하는 Apolipoprotein B (APOB) 낮은 화면 화합물 그들의 능력에 대 한 플랫폼을 사용 하 여 제공 합니다. 약물 발견과 호환 되는 플랫폼의 가용성 간에 영향을 주는 질병에 대 한 새로운 치료제를 식별 하는 연구를 허용 해야 합니다.

Introduction

희귀 한 질병을 대상으로 사용할 수 있는 약물을 확인 성공 심사에 사용할 수 있는 분석 실험의 발달에 의존 합니다. 가설 또는 대상 기반 화면 (역방향 약리학) 유용 합니다, 하지만 질병의 분자 기준의 상세한 이해를 요구. Phenotypic 화면 (클래식 약리학) 생화학 경로 대 한 자세한 이해에 대 한 필요 하지만 대신 질병의 이상 정확 하 게 반영 하는 모델의 개발에 따라. 대상-기반 접근에 대 한 열정에 불구 하 고 FDA 승인 첫-에서-클래스 약물의 분석 공개 phenotypic 스크린 훨씬 더 성공적인¹되었습니다. 이 방법의 전반적인 목표는 심사 하는 높은 처리량에 대 한 플랫폼을 설정 하 대사 간 질환의 치료에 대 한 작은 분자를 식별 하 사용 될 수 있다입니다. 여러 생체 외에서 모델 기본 hepatocytes은 세포 및 간 조상 세포²를 포함 하 여 기술 되었다. 그러나, 대부분 이러한 모델의 한계, 있고 정확 하 게 문화에서 대사 간 결함의 이상 정리 수 있습니다 새로운 모델에 대 한 필요가 있다. 최근, 인간의 pluripotent 줄기 세포 유전자 편집 함께 액세스 환자 필요 없이 문화에 희귀 질환의 희귀 한 것도 모델 수 있는 기회를 제공 직접³. 환자 전용 Ipsc의 사용 하면서 희귀 한 간 질환의 치료에 대 한 작은 분자를 발견 하는 도구는 개념적으로 합리적으로이 접근⁴의 타당성을 입증 하는 몇 가지 보고서만 있다. 그러나, 우리는 최근 iPSC 파생 hepatocytes 약물 간 신진 대사⁵결함의 치료를 위해 repurposed 수 성공적으로 확인을 사용 하는 플랫폼을 설립.

이 프로토콜 hepatocyte 같은 셀 96 잘 접시에 인간의 Ipsc를 차별화 하 고 작은 분자의 라이브러리 화면에 그들을 사용 하 여 과정을 설명 합니다. 그것은 또한 신진 대사 간 질환의 예로 콜레스테롤 혈 증을 사용 하 여 끝점 분석을 설명 합니다. 이 방법은 역할 및 전염 성 간 질환, 간 대사 질환, 약물 독성, 및 다른 간 질환의 맥락에서 작은 분자의 응용 연구에 유용 해야 한다.

Protocol

1. 인간의 문화 유도 만능 줄기 세포 재조합 인간 E Cadherin Fc 융합 단백질 (E-cad-Fc) 또는 다른 행렬 hPSC 문화에 대 한 적합 한 코팅 6 Dulbecco의 Phosphate-Buffered 염 분 칼슘 및 마그네슘 (DPBS (+))와 함께 전자 cad Fc 15 μ g/mL를 희석. 100 m m 정지 조직 문화 요리 희석된 전자 cad Fc의 5 mL와 코트 및 적어도 1 h. 제거 기판에 대 한 37 ˚C에서 품 어와 매체 (예를…

Representative Results

Hepatocyte의 세대 – 세포 처럼: 그림 1 는 hepatocyte 같은 셀에 인간의 Ipsc의 분화 하는 동안 발생 하는 변경의 기간을 설명 합니다. 전자 Cad Fc에 Ipsc의 문화 제공 약 2 mm 직경 식민지 만능 마커 OCT4 표현 (그림 1A-B). 전자 cadherin 매트릭스에 성장 하는 세포의 형태는 약간 다른 다른 표?…

Discussion

기반으로 하는 대상 약물 발견, 작은 분자 식별 됩니다 특정 단백질의 활동에 영향을 주는 많은 기존 심사 활동의 초점이 되었습니다. 이 이렇게는 수많은 제약, 반전 형, 고전 학, 바탕 화면을 제공 하 고 있지만 임상 효능¹되었습니다 일등석에서 화합물을 식별 하는 것에 더 성공한 되었습니다. Phenotypic 약물 발견에 단점은 적절 한 질병 모델의 가용성에 의존입니다. 이 질병의 ?…

Materials

100 mm x 20 mm sterile tissue culture dishes	Corning	430167
100 mm x 20 mm sterile suspension culture dishes	Corning	430591
96-wells tissue culture plate	Corning	3595
Anti-human Albumin	Dako	A 0001
Anti-human FOXA2(6C12)	Novus Biological	H00003170-M12
Anti-human HNF4 alpha	Santa Cruz	SC-6556
Anti-human Oct-3/4 antibody	Santa Cruz	SC-9081
Anti-human SOX17	R&D	AF1924
Anti-human TRA-1-60 FITC conjugated	Millipore	FCMAB115F
Activin A Recombinant Human Protein	Invitrogen	PHC9563
B-27 Supplement, minus insulin	Invitrogen	0050129SA
B-27 Supplement, serum free	Invitrogen	17504044
BMP4 Recombinant Human Protein	Invitrogen	PHC9533
Cell Dissociation Reagent StemPro  Accutase	Invitrogen	A1110501
CellTiter-Glo Luminescent Cell Viability Assay	Promega	7572
DPBS+(calcium, magnesium)	Invitrogen	14040-133
DPBS-(no calcium, no magnesium)	Invitrogen	14190-144
DMEM/F-12, HEPES	Invitrogen	11330057
ELISA human APOB ELISA development kit	Mabtech	3715-1H-20
Fibroblast Growth Factor 2 (FGF2)	Invitrogen	PHG0023
Hepatocyte Culture Medium (HCM Bullet Kit)	Lonza	CC-3198
Hepatocyte Growth Factor  (HGF)	Invitrogen	PHC0321
L-Glutamine	Invitrogen	25030081
MEM Non-Essential Amino Acids Solution	Invitrogen	11140076
Oncostatin M (OSM) Recombinant Human Protein	Invitrogen	PHC5015
Penicillin-Streptomycin	Invitrogen	15140163
Feeder free pluripotent stem cell medium: mTesR1	STEMCELL technologies	5850
Reduced Growth Factor Basement Membrane Matrix	Invitrogen	A1413301
RPMI 1640 Medium, HEPES	Invitrogen	22400105
StemAdhere Defined Matrix for hPSC (E-cad-Fc)	Primorigen Biosciences	S2071
TMB-ELISA Substrate Solution	Thermo Scientific	34022
Anti-TRA-1-60 FITC conjugated	Millipore	FCMAB115F
Versene (EDTA) 0.02%	Lonza	17-711E
Y-27632 ROCK inhibitor	STEMCELL Technologies	72302