A subscription to JoVE is required to view this content. Sign in or start your free trial.
Method Article
يعرض البروتوكول إعادة برمجة الخلايا أحادية النووية في الدم المحيطي للحث على الخلايا الجذعية العصبية عن طريق عدوى فيروس سينداي، والتمايز بين الـ iNSCs في الخلايا العصبية الدوبامينية، وزرع سلائف DA في الآفات من جانب واحد نماذج الماوس مرض باركنسون, وتقييم سلامة وفعالية السلائف DA المستمدة من iNSC لعلاج PD.
مرض باركنسون (PD) هو سبب انحطاط الخلايا العصبية الدوبامين (DA) في substantia nigra pars compacta (SNpc) في mesencephalon البطيني (VM). العلاج باستبدال الخلايا يحمل وعدا كبيرا لعلاج PD. في الآونة الأخيرة، ظهرت الخلايا الجذعية العصبية المستحثة (iNSCs) كمرشح محتمل للعلاج استبدال الخلايا بسبب انخفاض خطر تكوين الورم واللدونة التي تؤدي إلى الخلايا العصبية الخاصة بالمنطقة وglia. يمكن إعادة برمجة iNSCs من المصادر الخلوية الجسدية الذاتية، مثل الخلايا الليفية والخلايا أحادية النووية في الدم المحيطي (PBMNCs) وأنواع أخرى مختلفة من الخلايا. بالمقارنة مع أنواع أخرى من الخلايا الجسدية، PBMNCs هي نوع خلية كاتب جذابة بسبب سهولة الوصول والتوسع في الثقافة. Sendai فيروس (SeV)، وهو فيروس RNA غير التكاملي، وترميز عوامل إعادة البرمجة بما في ذلك الإنسان OCT3/4، SOX2، KLF4 و c-MYC ، لديه شعور سلبي ، واحد الذين تقطعت بهم السبل ، الجينوم غير مجزأة التي لا تندمج في الجينوم المضيف، ولكن يتكرر فقط في السيتوبلازم من الخلايا المصابة، وتوفير وسيلة فعالة وآمنة لإعادة برمجة. في هذه الدراسة، ونحن نصف بروتوكول الذي يتم الحصول على iNSCs عن طريق إعادة برمجة PBMNCs، وتميزها في الخلايا العصبية دي أ VM المتخصصة بطريقة من مرحلتين. ثم يتم زرع السلائف DA في من جانب واحد 6-هيروكسيدوبامين (6-OHDA) -نماذج الماوس PD الآفات لتقييم سلامة وفعالية لعلاج PD. توفر هذه الطريقة منصة للتحقيق في وظائف والآثار العلاجية للخلايا العصبية DA الخاصة بالمريض في المختبر وفي الجسم الحي.
مرض باركنسون (PD) هو اضطراب عصبي شائع، الناجم عن انحطاط الخلايا العصبية الدوبامين (DA) في substantia nigra pars compacta (SNpc) في mesencephalon البطيني (VM)، مع انتشار أكثر من 1٪ في السكان الذين تزيد أعمارهم عن 60 عاما 1 , 2.على مدى العقد الماضي، والعلاج الخلوي، تهدف إما إلى استبدال الخلايا التنكسية أو التالفة، أو تغذية البيئة الدقيقة حول الخلايا العصبية المتحللة، وقد أظهرت إمكانات في علاج PD3. وفي الوقت نفسه، حققت تكنولوجيا إعادة البرمجة تقدما كبيرا4، والذي يوفر مصدرا الخلوية واعدة للعلاج البديل. وقد ثبت أن الخلايا الجذعية المتعددة القوى التي يسببها الإنسان (iPSCs) والخلايا الجذعية الجنينية (ESCs) قادرة على التمييز في الخلايا العصبية DA، والتي يمكن أن البقاء على قيد الحياة، والنضج، وتحسين وظائف المحرك عند تطعيمها في نماذج PD الرئيسيات الفئران وغير البشرية5 ،6،7،8. وتمثل هذه المراكز معلماً بارزاً في تكنولوجيات إعادة برمجة الخلايا ولها إمكانات كبيرة في مجال زرع الخلايا؛ ومع ذلك، لا يزال هناك قلق بشأن خطر تكوين الورم من الخلايا المتمايزة بشكل غير كامل. مصدر خلوي بديل لزراعة الخلايا هو الخلايا الجذعية البالغة الملتزمة بالسلالات التي يتم الحصول عليها من خلال إعادة البرمجة المباشرة، مثل الخلايا الجذعية العصبية المستحثة (iNSCs)، والتي يمكن اشتقاقها من الوسطاء غير المستقرين، متجاوزين القوى المتعددة المرحلة9،10،11.
يمكن إعادة برمجة كل من iPSCs وiNSCs من المصادر الخلوية الذاتية، مثل الخلايا الليفية، والخلايا أحادية النووية في الدم المحيطي (PBMNCs) وأنواع أخرى مختلفة من الخلايا12،13،14،مما يقلل من مناعة الخلايا المزروعة إلى حد كبير. وعلاوة على ذلك، بالمقارنة مع iPSCs، iNSCs هي متأصلة مع انخفاض خطر تشكيل الورم واللدونة الملتزمة النسب، قادرة فقط على التمييز في الخلايا العصبية وglia11. في الدراسات الأولية، تم إنشاء iPSCs الإنسان أو الماوس وiNSCs من الخلايا الليفية التي تم الحصول عليها من الخزعات الجلدية، وهو إجراء الغازية14،15. وفي هذا الصدد، فإن مركبات PBMNCs هي مصدر خلايا بداية جذاب بسبب عملية أخذ العينات الأقل تدخلاً، وسهولة الحصول على أعداد كبيرة من الخلايا في غضون فترة قصيرة من فترة التوسع16. استخدمت دراسات إعادة البرمجة الأولية أنظمة التسليم التكاملي، مثل ناقلات الفيروسات اللينة أو الفيروسات الرجعية، والتي هي فعالة وسهلة التنفيذ في العديد من أنواع الخلايا17؛ ومع ذلك، قد تسبب أنظمة التسليم هذه طفرات وإعادة تنشيط الجينات المتحولة المتبقية، والتي تقدم قضايا السلامة لأغراض العلاج السريري12. فيروس سينداي (SeV) هو فيروس RNA غير تكاملي مع جينوم سلبي، واحد الذين تقطعت بهم السبل التي لا تندمج في الجينوم المضيف، ولكن يتكرر فقط في السيتوبلازم من الخلايا المصابة، وتقديم وسيلة فعالة وآمنة لإعادة برمجة18 ،19. تتوفر متجهات SeV المؤتلفة التي تحتوي على عوامل إعادة برمجة بما في ذلك OCT3/4الإنسان، SOX2، KLF4 و c-MYC في إطارات القراءة المفتوحة الخاصة بهم. وبالإضافة إلى ذلك، يمكن زيادة تحسين ناقلات الفيروس SeV عن طريق إدخال طفرات حساسة لدرجة الحرارة، بحيث يمكن إزالتها بسرعة عندما يتم رفع درجة حرارة الثقافة إلى 39 درجة مئوية20. في هذه المقالة، نقوم بوصف بروتوكول لإعادة برمجة PBMNCs إلى iNSCs باستخدام نظام SeV.
وقد ذكرت العديد من الدراسات اشتقاق الخلايا العصبية DA من ESCs الإنسان أو iPSCs باستخدام أساليب مختلفة6،8،21. ومع ذلك، هناك نقص في البروتوكولات التي تصف التمايز بين الخلايا العصبية DA من iNSCs في التفاصيل. في هذا البروتوكول، سوف نقوم بوصف الجيل الفعال من الخلايا العصبية DA من iNSCs باستخدام طريقة على مرحلتين. يمكن زرع السلائف العصبية DA في striatum من نماذج الماوس PD لتقييمات السلامة والفعالية. ستقدم هذه المقالة بروتوكول مفصل يغطي مراحل مختلفة من جيل الخلايا الجذعية العصبية المستحثة بفيروس سينداي، تمايز الـ iNSCs في الخلايا العصبية DA، وإنشاء نماذج PD الماوس، إلى زرع سلائف DA في السترياتوم من نماذج PD. باستخدام هذا البروتوكول، يمكن للمرء أن يولد iNSCs من المرضى والمانحين الأصحاء وتستمد الخلايا العصبية DA التي هي آمنة، قابلة للتوحيد القياسي، قابلة للتحجيم ومتجانسة لأغراض زرع الخلايا، أو لنمذجة PD في طبق والتحقيق في الآليات بداية المرض الكامنة والتنمية.
ويجب أن تتبع جميع الإجراءات المبادئ التوجيهية للجنة الأخلاقيات المؤسسية للبحوث البشرية. يجب الحصول على موافقة مستنيرة من المرضى أو المتطوعين الأصحاء قبل جمع الدم. وقد وافقت لجنة أخلاقيات البحوث البشرية التابعة للمؤسسة على هذا البروتوكول، وتم تنفيذه وفقاً للمبادئ التوجيهية للمؤسسة المتعلقة برعاية الحيوانات واستخدامها.
1 - جمع مركبات ثنائي الفينيل متعدد البروم وعزلها وتوسيع نطاقها
2 - إعادة برمجة مركبات ثنائي الفينيل متعدد البروم في النفثالينات المتعددة الجنسيات بواسطة عدوى النفثالينات المتعددة الأطراف
3. تمايز iNSCs إلى الخلايا العصبية الدوبامين
4. إنشاء من جانب واحد 6-الهيروكسيدوبامين (6-OHDA) -الآفات PD نماذج الماوس
5. التقييم السلوكي بعد من جانب واحد 6-OHDA الآفات
6- زرع الخلايا لسلائف DA
هنا، نقوم بالإبلاغ عن بروتوكول يغطي مراحل مختلفة من العلاج الخلوي iNSC-DA لعلاج نماذج PD. أولاً، تم عزل مركبات ثنائي الفينيل متعدد البروم وتوسيعها، وإعادة برمجتها لتصبح من الـ iNSCs عن طريق عدوى الـ SeV. ويرد في الشكل 1تمثيل تخطيطي للإجراءات مع توسيع PBMNC وتحريض iNSC. وفي اليوم -14، تم ع?...
هنا قدمنا بروتوكول التي غطت مراحل مختلفة من العلاج الخلوي iNSC-DA لنماذج PD. وتشمل الجوانب الحاسمة لهذا البروتوكول ما يلي: (1) عزل وتوسيع مركبات ثنائي الفينيل متعدد البروم، وإعادة برمجة مركبات ثنائي الفينيل متعدد البروم في النفثالينات المتعددة البروم على النفثالينات المتعددة الأطراف عن طريق ?...
وليس لدى أصحاب البلاغ ما يكشفون عنه.
تم دعم العمل من خلال المنح التالية: الخلية الجذعية والترجمة المشروع الرئيسي الوطني (2016YFA0101403)، المؤسسة الوطنية للعلوم الطبيعية في الصين (81661130160، 81422014، 81561138004)، مؤسسة بكين البلدية للعلوم الطبيعية (5142005)، مؤسسة بكين للمواهب (201700021223TD03)، مشروع دعم المعلمين رفيعي المستوى في جامعات بلدية بكين في فترة الخطة الخمسية الثالثة عشرة (CIT & TCD20180333)، جائزة بكين للمواهب ذات المستوى العالي (2015-3-063)، بكين صندوق لجنة الصحة البلدية (PXM 2018_026283_000002)، صندوق بكين 100،000 و10000 مواهب (2018A03)، إدارة بلدية بكين لتطوير الطب السريري من دعم التمويل الخاص (ZYLX201706)، و الزمالة المتقدمة للجمعية الملكية - نيوتن (NA150482).
Name | Company | Catalog Number | Comments |
15-ml conical tube | Corning | 430052 | |
1-Thioglycerol | Sigma-Aldrich | M6145 | Toxic for inhalation and skin contact |
24-well plate | Corning | 3337 | |
50-ml conical tube | Corning | 430828 | |
6-OHDA | Sigma-Aldrich | H4381 | |
6-well plate | Corning | 3516 | |
Accutase | Invitrogen | A11105-01 | Cell dissociation reagent |
Apomorphine | Sigma-Aldrich | A4393 | |
Ascorbic acid | Sigma-Aldrich | A92902 | Toxic with skin contact |
B27 supplement | Invitrogen | 17504044 | |
BDNF | Peprotech | 450-02 | Brain derived neurotrophic factor |
Blood collection tubes containing sodium heparin | BD | 367871 | |
BSA | yisheng | 36106es60 | Fetal bovine serum |
cAMP | Sigma-Aldrich | D0627 | Dibutyryladenosine cyclic monophosphate |
CellBanker 2 | ZENOAQ | 100ml | Used as freezing medium for PBMNCs |
Chemically defined lipid concentrate | Invitrogen | 11905031 | |
CHIR99021 | Gene Operation | 04-0004 | |
Coverslip | Fisher | 25*25-2 | |
DAPI | Sigma-Aldrich | D8417-10mg | |
DAPT | Sigma-Aldrich | D5942 | |
Dexamethasone | Sigma-Aldrich | D2915-100MG | |
DMEM-F12 | Gibco | 11330 | |
DMEM-F12 | Gibco | 11320 | |
Donkey serum | Jackson | 017-000-121 | |
EPO | Peprotech | 100-64-50UG | Human Erythropoietin |
FGF8b | Peprotech | 100-25 | |
Ficoll-Paque Premium | GE Healthcare | 17-5442-02 | P=1.077, density gradient medium |
GDNF | Peprotech | 450-10 | Glial derived neurotrophic factor |
GlutaMAX | Invitrogen | 21051024 | 100 × Glutamine stock solution |
Ham's-F12 | Gibco | 11765-054 | |
HBSS | Invitrogen | 14175079 | Balanced salt solution |
Human leukemia inhibitory factor | Millpore | LIF1010 | |
Human recombinant SCF | Peprotech | 300-07-100UG | |
IGF-1 | Peprotech | 100-11-100UG | Human insulin-like growth factor |
IL-3 | Peprotech | 200-03-10UG | Human interleukin 3 |
IMDM | Gibco | 215056-023 | Iscove's modified Dulbecco's medium |
Insulin | Roche | 12585014 | |
ITS-X | Invitrogen | 51500-056 | Insulin-transferrin-selenium-X supplement |
Knockout serum replacement | Gibco | 10828028 | Serum free basal medium |
Laminin | Roche | 11243217001 | |
Microsyringe | Hamilton | 7653-01 | |
N2 supplement | Invitrogen | 17502048 | |
NEAA | Invitrogen | 11140050 | Non-essential amino acid |
Neurobasal | Gibco | 10888 | Basic medium |
PDL | Sigma-Aldrich | P7280 | Poly-D-lysine |
SAG1 | Enzo | ALX-270-426-M01 | |
SB431542 | Gene Operation | 04-0010-10mg | Store from light at -20? |
Sendai virus | Life Technologies | MAN0009378 | |
Sucrose | baiaoshengke | ||
TGFβ? | Peprotech | 100-36E | Transforming growth factor β? |
Transferrin | R&D Systems | 2914-HT-100G | |
Triton X 100 | baiaoshengke | Nonionic surfactant | |
Trypan blue | Gibco | T10282 | |
Xylazine | Sigma-Aldrich | X1126 |
Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article
Request PermissionThis article has been published
Video Coming Soon
Copyright © 2025 MyJoVE Corporation. All rights reserved