자동 이미징 시스템을 사용한 iPSC의 합류점 측정.
Summary
이 프로토콜의 목표는 다양한 세포외 기질(ECM) 코팅 조건을 비교하여 차등 코팅이 유도만능줄기세포(iPSC)의 성장 속도에 어떤 영향을 미치는지 평가하는 것입니다. 특히, 우리는 iPSC 배양의 최적 성장을 얻기위한 조건을 설정하는 것을 목표로합니다.
Abstract
이 연구는 다양한 ECM 코팅 기판에서 성장하는 iPSC가 세포 합류에 어떤 영향을 미칠 수 있는지 이해하는 데 중점을 둡니다. 성장 섭동을 피하기 위해 단일 세포 현탁액의 세포를 계산할 필요 없이 실시간으로 iPSC 합류를 평가하는 프로토콜이 확립되었습니다. 고함량 이미지 분석 시스템을 사용하여 시간이 지남에 따라 4개의 서로 다른 ECM에서 iPCS 합류를 자동화된 방식으로 평가했습니다. 부착성 iPSC의 세포 합류를 평가하기 위해 다양한 분석 설정을 사용했으며 60, 80 또는 100% 마스크가 적용되었는지 여부에 관계없이 약간의 차이(라미닌의 경우 24시간 및 48시간)만 관찰되었습니다. 우리는 또한 라미닌이 Matrigel, vitronectin 및 fibronectin에 비해 가장 좋은 합류로 이어진다는 것을 보여줍니다.
Introduction
유도 만능 줄기 세포 (iPSC)는 체세포에서 얻어지며 다른 세포 유형으로 분화 될 수 있습니다. 그들은 종종 질병 발병 기전을 모델링하거나 약물 스크리닝을 수행하는 시스템으로 사용되며 개인화 된 의학의 맥락에서 사용될 수있는 잠재력을 제공합니다. iPSC는 큰 잠재력을 가지고 있기 때문에 신뢰할 수 있는 모델 시스템으로 사용하기 위해 완전히 특성화하는 것이 중요합니다. 우리는 이전에 저산소 환경에서 iPSC를 성장시키는 것의 중요성을 보여주었습니다.이 세포는 해당 과정에 의존하고 호기성 환경은 산화 환원 불균형을 유발할 수 있습니다1. iPSC는 또한 다른 배양 조건, 특히 세포 외 환경에 취약합니다. 배양 조건의 최적화는 그들을 건강하고 증식시키는 핵심 문제입니다. 건강한 iPSC 배양은 일반적으로 특정 인간 장애 또는 세포 과정의 분자, 세포 및 기능적 특징을 이해하는 데 사용되는 모델의 종말점인 건강한 분화 세포로 이어질 것입니다.
이 연구에서는 간단한 프로토콜을 사용하여 별도의 웰에서 서로 다른 코팅 조건을 사용하여 iPSC의 합류를 테스트했습니다. iPSC가 제대로 부착되기 위해서는 쥐 배아 섬유아세포(MEF)의 영양층이 필요하지만 iPSC와 MEF가 공존하면 두 개의 세포 집단이 존재하기 때문에 RNA 또는 단백질 추출과 같은 분석을 수행하기가 어렵습니다. 피더 층을 피하기 위해 세포 외 기질 (ECM)에 속하는 다양한 단백질을 사용하여 천연 세포 틈새를 재현하고 피더가없는 iPSC 배양을 가졌습니다. 특히, Matrigel은 엥겔브레스-홀름-스웜(EHS) 마우스 육종에서 추출한 가용화된 기저막 제제로, 세포외 기질 단백질(즉, 라미닌, 콜라겐 IV, 헤파란 설페이트 프로테오글리칸, 엔탁틴/니도겐 및 성장 인자)이 풍부합니다2,3. 다른 사용 된 코팅 조건은 대신 ECM을 구축하는 데 관련성이 알려진 정제 된 단백질입니다 : 라미닌 -521은 배아의 내부 세포 덩어리에서 인간 다 능성 줄기 세포 (hPSC)에 의해 분비되는 것으로 알려져 있으며 출생 후 신체에서 가장 흔한 라미닌 중 하나입니다 4,5,6,7,8,9, 10,11; 비트로넥틴은 hPSC 12,13,14,15,16의 성장 및 분화를 지원하는 것으로 알려진 이종 무함유 세포 배양 매트릭스입니다. 피브로넥틴은 척추동물의 발달과 만능 상태의 배아 줄기세포의 부착 및 유지에 중요한 ECM 단백질이다 17,18,19,20,21,22,23,24,25. 다양한 코팅 조건을 사용할 수 있기 때문에 iPSC의 합류에 미치는 영향 측면에서 비교합니다.
Protocol
Representative Results
Discussion
질병 모델링 및 향후 약물 스크리닝에 iPSC를 사용하고 정밀 의학에 적용 할 수 있기 때문에 iPSC는 관련성이 높은 기술이되며 이러한 이유로 배아 줄기 세포의 생리적 상황과 더 유사한 체외 배양 조건을 명확하게 이해할 필요가 있다고 생각합니다. 이러한 맥락에서 우리는 세포가 건강하고 미분화 상태를 유지할 수 있는 조건을 이해하기 위해 야생형 iPSC를 사용하여 다양한 ECM 코팅을 테스트했습?…
Divulgazioni
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
이 연구는 Fondazione Bambino Gesù와 Ricerca Corrente (이탈리아 보건부)의 C.C. 보조금으로 지원되었습니다. 엔리코 베르티니 박사(신경과학과, 신경근 및 신경퇴행성 질환 부서, 밤비노 제수 어린이 연구 병원 분자 의학 연구실), 스테파니아 페트리니 박사(공초점 현미경 핵심 시설, 연구 실험실, 밤비노 제수 어린이 연구 병원), 줄리아 페리콜리(종양혈액학과, 유전자 및 세포 치료과, 밤비노 제수 어린이 연구 병원) Roberta Ferretti(종양 혈액학, 유전자 및 세포 치료학과, 어린이 연구 병원 밤비노 제수)는 과학적 토론과 기술적 도움을 제공합니다. 마리아 빈치는 “Children with Cancer UK 펠로우십”을 수상했습니다.
Materials
| 10 mL Stripette Serological Pipets, Polystyrene, Individually Paper/Plastic Wrapped, Sterile | Corning | 4488 | Tool |
| 15 mL high-clarity polypropylene (PP) conical centrifuge tubes | Falcon | 352097 | Tool |
| 1x PBS (With Ca2+; Mg2+) | Thermofisher | 14040133 | Medium |
| 1x PBS (without Ca2+; Mg2+) | Euroclone | ECB4004L | Medium |
| 5 mL Stripette Serological Pipets, Polystyrene, Individually Paper/Plastic Wrapped, Sterile | Corning | 4487 | Tool |
| Cell culture microplate, 96 WELL, PS, F-Bottom | Greiner Bio One | 655090 | Support |
| Cell culture plate, 6 well | Costar | 3516 | Support |
| DMEM (Dulbecco's Modified Eagle's Medium- high glucose) | Sigma | D5671 | Medium |
| EDTA | Sigma | ED4SS-500g | Reagent |
| Epi Episomal iPSC Reprogramming Kit | Invitrogen | A15960 | Reagent |
| FAST – READ 102 | Biosigma | BVS100 | Tool |
| Fetal Bovine Serum (FBS) | Gibco | 10270106 | Medium |
| Fibronectin | Merck | FC010 | Coating |
| Glycerol | Sigma | G5516 | Reagent |
| H2O | MILLIQ | ||
| Hoechst | Thermofisher | 33342 | Reagent |
| Laminin 521 | Stem Cell Technologies | 77003 | Coating |
| L-Glutamine (200 mM) | Gibco | LS25030081 | Reagent |
| Matrigel | Corning Matrigel hESC-Qualified Matrix | 354277 | Coating |
| Mouse embryonic fibroblasts (MEF) | Life Technologies | A24903 | Coating |
| MTESR1 Medium | Stem Cell Technologies | 85851 | Medium |
| MTESR1 Supplement | Stem Cell Technologies | 85852 | Medium |
| Penicillin-Streptomycin (10,000 U/mL) | Gibco | 15140122 | Reagent |
| Phalloidin | Sigma | P1951 | Reagent |
| Vitronectin | Stem Cell Technologies | 7180 | Coating |
| Y-27632 | Sigma | Y0503 | Reagent |
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