由于其高效率,该方法可以进一步推进诱导多能干细胞,或IPSC作为研究人类疾病和开发新型干细胞疗法的工具。该协议的主要优点是能够从原发性人类成纤维细胞(包括难以重新编程、相关疾病、老年细胞和衰老成纤维细胞)中生成高质量的无 IPSC。该方法的成功取决于成纤维细胞的最佳RNA转染效率。
调整转染缓冲液的pH值是实现这一目标的关键过程。首先,使用500毫升和100毫升室温预热瓶新鲜减少血清介质来准备转染缓冲液。通过将 pH 米玻璃电极插入缓冲液中,测量 500 毫升瓶中介质的基 pH 值,并在读取 pH 之前等待长达一分钟。
要调整pH,在500毫升瓶中加入三到四毫升的一个氢氧化钠。合上瓶子,混合好。等待五分钟后,打开瓶子,将 pH 仪表的电极插入缓冲液中。
等待 pH 仪表上的读数稳定。继续添加少量一摩尔氢氧化钠,直到 pH 达到 8.15 至 8.17,确保在这个过程中多次校准 pH 米。使用 0.22 微米真空过滤系统过滤消毒转染缓冲液。
将灭菌缓冲液分成五毫升管,空气空间最小。验证要重新编程的成纤维细胞在 40% 到 60% 的汇合。将四毫升 DPBS 转移到 15 毫升锥形管中,并添加 100 微升重组人类层压素 521。
通过上下移液彻底混合。每孔添加一毫升稀释的重组人类层压素521到六孔板的三口井中。在37摄氏度下孵育这种涂层板两小时。
在孵育过程中,温暖6毫升的成纤维细胞膨胀介质和4毫升的电镀介质至37摄氏度。以基本FGF补充电镀介质,最终浓度为每毫升100毫微克,B18R最终浓度为每毫升200毫微克。小心地从40%到60%的成纤维细胞中吸出花的介质。
用五毫升的 DPBS 冲洗细胞。加入三毫升的三丁普辛EDTA,轻轻摇动板,用三辛EDTA覆盖细胞。吸气过量的液体,留下约500微升的三辛,并在37摄氏度下孵育成纤维细胞3分钟。
从培养箱中取出盘子后,用力小心地敲击板的一侧,以清除细胞。查看显微镜下的细胞,检查它们是否分离。向分离的细胞中加入五毫升的成纤维细胞扩张介质,以中和尝试素EDTA。
将细胞收集在15毫升锥形管中,并混合好。使用血细胞计计算细胞,然后将12,000个细胞移液到先前准备的预加热电镀介质的四毫升中。从培养箱中取出涂层板后,从井中吸入稀释的层压素521,确保井面不干燥。
轻轻重新悬浮在电镀介质中的细胞,并将一毫升的细胞悬浮液添加到每个涂层井中。将镀金细胞放入三气组织培养箱中,将低氧或氧气设置为 5%,然后通过上下交替,然后左右运动之间交替,轻轻而彻底地分散细胞,并重复运动两次,确保不旋转板。一夜之间孵育细胞。
同时,在15毫升锥形管中加入4毫升重新编程介质,并将其放在低O两个培养箱中,并用松动的帽子在一夜之间平衡。在转染前至少一小时,从低O两个培养箱中去除平衡重新编程介质。将 bFGF 添加到每毫升 100 毫微克的最终浓度中,将 B18R 添加到每毫升 200 毫微克的最终浓度中,并混合良好。
一次工作一个井,使用一毫升移液器去除花掉的介质。代之以一毫升的重新编程介质,辅以bFGF和B18R。将带细胞的板移回低氧培养箱。
要开始成纤维细胞转染,首先在室温下平衡转染缓冲液的等分约一小时。从负80摄氏度中去除一个33微升的修改 MRNA 和 14 微升的 MIRNA 仿等,并加热到室温约 3 到 5 分钟,直到解冻。在微模糊中短暂地旋转它们。
将转染试剂加热至室温约三至五分钟。反转管子两到三次,混合试剂,并在微模糊中短暂旋转。将279微升室温转染缓冲液转移到无RNA微离心管中,并加入31微升转染试剂。
通过移液彻底混合,在室温下孵育一分钟。将132微升的室温转染缓冲液加入33微升的改性 MRNA 等分,轻轻移液器混合。将 102.6 微升的室温转染缓冲液添加到 MIRNA 模拟的 14 微升等分中,轻轻移液器混合。
为了准备改性 MRNA 的转染组合,添加 310 微升转染缓冲液中的 165 微升,将转染试剂混合到转染缓冲液的 165 微升中,再加 165 微升转染缓冲液,加入改性 MRNA 混合。移液器混合。为了准备MIRNA模拟的转染混合物,添加116.6微升的310微升转染缓冲液,转染试剂混合到116.6微升转染缓冲液,MIRNA模拟混合。
混合良好,在室温下孵育15分钟,使转染缓冲液与修改的 MRNA 和 MIRNA 模拟复杂。从低氧培养箱中取出带细胞的板。在每一个井上滴明智,每井添加100微升,包含复杂、经过的 MRNAs 的转染混合物。
轻轻但彻底搅拌板向上向下,然后左右运动,以分散转染复合物。在每井中加入66.7微升的转染混合物,其中包含复杂的MIRNA模拟在每一个井的降法。轻轻但彻底搅拌板向上向下,然后左右运动,以分散转染复合物。
将带转染细胞的板放入含低氧的三气培养箱中。通过轻轻但彻底地向上向下搅拌板,然后向右移动,分散转染复合物。在第二天改变培养库之前,在培养箱中孵育转染细胞16至20小时。
将四毫升重新编程介质添加到 15 毫升锥形管中,并将其放在低 O 两个培养箱中,并用松动的盖在一夜之间进行平衡。第二天上午,用新的预平衡介质替换含有介质的转染介质,并辅以bFGF和B18R,继续按照协议中所述的转染方案。成功电镀到六井格式的井中重新编程后,成纤维细胞显得非常稀疏。
第一次成功转染后24小时,成纤维细胞失去了主轴形状,采用了更圆润的形态。在整个前三次转染过程中,细胞密度逐渐和持续增加,在第七天至第八天之间出现明显的增殖爆发。到了第10天,细胞出现大体汇合。
第一批IPSC菌落早在第11天就出现了。到了第15天至第17天,IPSC菌落变得庞大而明显,明显不同于周围和完全重新编程的成纤维细胞。多能标记 TRA-1-60 的免疫着色确认了高重新编程效率。
次优电镀密度是本协议中重新编程效率降低的最常见原因。如果电镀密度过低,则出现大细胞状男爵斑块,而 IPSC 菌落未形成。在重新编程的细胞稀释通过后,IPSC作为单菌落生长,很容易与成纤维细胞区分。
它们包装松散,单个细胞的细胞质面积相对较大。在四到七天中,IPSC 大量扩散,形成了一个特征紧密的群体,具有明确的边缘。菌落内的单个细胞显示出一个较大的核部分,具有突出的核糖。
重新编程患者成纤维细胞后,产生的IPSC可以分化成各种体细胞,以阐明疾病导致机制或开发新的再生细胞为基础的治疗。