Endothelial Cell Co-Kultur Vermittelt Reifung von humanen embryonalen Stammzellen zu Pankreas-Insulin-produzierenden Zellen in einer gerichteten Differenzierung Ansatz
Summary
Die aktuelle Studie beschreibt eine gerichtete Differenzierung Ansatz bei der Induktion von Pankreas-Differenzierung von humanen embryonalen Stammzellen. Von großer Bedeutung ist der Befund, dass Endothelzellen Co-Kultur vermittelt Reifung von humanen embryonalen Stammzellen abgeleiteten Pankreas-Vorläuferzellen in Insulin exprimierenden Zellen.
Abstract
Embryonale Stammzellen (ESC) haben zwei wesentliche Eigenschaften: Sie können unbegrenzt in vitro vermehrt in einem undifferenzierten Zustand und sie sind pluripotent, somit die Möglichkeit besteht, sich in verschiedene Linien zu differenzieren. Solche Eigenschaften machen WSR äußerst attraktiv für die Zell-basierte Therapie und regenerative Behandlung Anwendungen ein. Jedoch für das volle Potenzial realisiert werden die Zellen zu reifen und funktionellen Phänotypen, die eine schwierige Aufgabe ist unterschieden werden. Ein vielversprechender Ansatz bei der Induktion der zellulären Differenzierung ist es, genau imitieren den Pfad der Organogenese in der In-vitro-Einstellung. Pankreas-Entwicklung ist bekannt, dass in bestimmten Stufen 2 auftreten, beginnend mit Entoderm, die in mehrere Organe, einschließlich Leber und Bauchspeicheldrüse entwickeln können. Endoderm Induktion durch Modulation des Knotenkörpers Weg durch Zugabe von Activin A 3 in Kombination mit mehreren Wachstumsfaktoren 4-7 erreicht werden </sup>. Definitive Entodermzellen dann einer Pankreas-Einsatz durch Hemmung der Sonic-Hedgehog-Hemmung, die in vitro durch Zugabe von Cyclopamin 8 erreicht werden. Pankreas-Reifung wird durch mehrere parallele Ereignisse einschließlich der Hemmung der Notch-vermittelt; Aggregation von Pankreas-Vorläuferzellen in 3-dimensionale Cluster; Induktion der Vaskularisierung; um einige zu nennen. Mit Abstand das erfolgreichste in-vitro-Reifung der ESC abgeleiteten Pankreas-Vorläuferzellen wurden durch Hemmung der Notch-Signalweg durch DAPT Supplementierung 9 erreicht worden. Obwohl erfolgreich, führt dies zu geringen Ausbeute des reifen Phänotyp mit eingeschränkter Funktionalität. Ein weniger erforschtes Gebiet ist die Wirkung von Endothelzellen Signalgebung in der Bauchspeicheldrüse Reifung, die zunehmend als wichtiger Faktor in In-vivo-Inselzellen der Bauchspeicheldrüse Reifung 10,11 geschätzt.
Die aktuelle Studie untersucht, wie Wirkung von Endothelial Zellsignalen in Reifung menschlicher ESC abgeleiteten Pankreas-Vorläuferzellen in Insulin produzierenden Inselzellen-Zellen. Wir berichten über einen mehrstufigen gerichtete Differenzierung Protokoll, bei dem die menschlichen WSR zuerst in Richtung Endoderm von Activin A zusammen mit der Hemmung der PI3K induziert. Pancreatic Spezifikation von Entoderm-Zellen wird durch Hemmung der Sonic-Hedgehog-Signalgebung durch Cyclopamin zusammen mit Retinoid-Induktion durch Zugabe von Retinsäure erzielt. Die letzte Stufe der Reifung wird durch Endothelzellen Signalisierung durch eine Co-Kultur-Konfiguration erreicht induziert. Während mehrere Endothelzellen in der Co-Kultur getestet worden, hier präsentieren wir unsere Daten mit Ratten-Herzen mikrovaskulären Endothelzellen (RHMVEC), vor allem für die Analyse erleichtern.
Protocol
Discussion
Während Bauchspeicheldrüsenentwicklung sind Differenzieren Pankreaszellen in unmittelbarer Nähe mit Endothelzellen aus der Aorta, ferner sind Pankreasinseln dicht vaskularisiert raschen Austausch von Blutglukose und Inselhormone zu präsentieren. Angesichts dieser Tatsachen ist es nicht verwunderlich, dass Endothelzellen eine wichtige Rolle im Prozess der Organogenese Pankreas spielen. Während die Bedeutung von Endothelzellen während der Pankreas-Entwicklung wird zunehmend geschätzt wird seine Rolle bei der in…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Dieses Projekt wurde von NIH New Innovator Award DP2 116520 und ORAU Ralph Powe Junior Faculty Enhancement Award.
Materials
| Name of the reagent | Company | Catalogue number | Concentrations |
| mTeSR1 (with supplement) | Stem cell Technologies | 5850 | |
| hESC qualified matrigel | BD Biosciences | 354277 | |
| DMEM:F12 | Invitrogen | 11330-032 | |
| MCDB-131 | Invitrogen | 10372019 | |
| MCDB-131 (Complete) | VEC Technologies | MCDB-131 | |
| B27 Supplement | Invitrogen | 17504044 | |
| Activin A | R&D | 338-AC | 100ng/ml |
| Wortmannin | Invitrogen | W3144 | 1μM |
| KAAD-Cyclopamie | Sigma-Aldrich | C4116 | 0.2μM |
| All-Trans Retinoic Acid | Sigma-Aldrich | R2625 | 2μM |
| DAPT | Sigma-Aldrich | D5942 | 30μM |
| Nicotinamide | Sigma-Aldrich | N0636 | 10 mM |
| Sodium Selenite | Sigma-Aldrich | S5261 | 30 nM |
| Insulin | Sigma-Aldrich | I1882 | 25 μg/ml |
| Transferrin | Sigma-Aldrich | T8158 | 50 μg/ml |
| EGF | R&D | 236-EG | 10ng/ml |
| EndoGro | VEC Technologies | ENDOGRO | 10mg |
| Heparin | Sigma-Aldrich | H3149 | 90μg/ml |
| Hydrocortisone | Sigma-Aldrich | H0888 | 1μg/ml |
| NucleoSpin RNA II | Macherey Nagel | 740955 | |
| ImProm II reverse transcription System | Promega | A3800 | |
| Brilliant II SYBR Green QPCR master mix | Straragene | 600548 | |
| Sox17 goat polyclonal IgG | Santa Cruz | sc-17355 | 1/500 |
| PDX1 goat polyclonal IgG | Santa Cruz | sc-14662 | 1/500 |
| C-Peptide Rabbit polyclonal | Cell Signaling | 4593 | 1/500 |
| Alexa Fluor 488 donkey anti-rabbit IgG | Invitrogen | A-21206 | 1/1000 |
| Alexa Fluor 647 donkey anti-goat IgG | Invitrogen | A-21447 | 1/1000 |
Table 2. Reagents and Kits.
References
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