脐带血单核细胞(CBMC)已成为再生医学的潜在细胞来源,因为人类白细胞抗原类型对细胞库系统至关重要。CBMC诱导的多能干细胞,或CMBC-iPSC,可以分化成角蛋白细胞和成纤维细胞。为了产生3D皮肤器官,我们使用皮肤学研究。
首先在37摄氏度和10%的二氧化碳下将CBMC-iPSC培养到镀维特龙素涂层的100毫升板上。当细胞达到80%的汇合时,用PBS洗涤培养物,每盘一毫升一毫升EDTA,在37摄氏度和5%的二氧化碳下治疗两分钟。当细胞分离后,停止每板三毫升E8介质的反应,通过离心收集细胞。
将颗粒重新悬浮在五毫升E8介质中进行计数,将一次-10至六分之六的细胞转移到15毫升锥形管中进行离心。用2.5毫升的胚胎体形成介质重新悬浮转移的细胞,辅以10微摩尔罗相关激酶,或 ROCK抑制剂。使用移液器将 125 微升的细胞液滴转移到未涂覆的培养板盖上。
放置所有液滴后,将盘子翻过来,让液滴在37摄氏度和5%的二氧化碳下从盖子上悬挂24小时。第二天,用新鲜的E8介质清洗盖子,将胚胎体溶液转移到50毫升锥形管中。允许胚胎体在室温下沉淀一分钟,然后吸上一清液,用新鲜E8培养的胚胎体在37摄氏度的90毫米培养皿中重新悬浮,直到其分化。
对于CBMC-iPSC角蛋白分化,用新鲜的E8培养基取代胚胎体培养物的E8培养基,辅以每毫升骨质原蛋白4的一毫微克,在37摄氏度和5%的二氧化碳下24小时孵育。第二天,将胚胎身体收获成50毫升的圆锥管,让胚胎在室温下沉淀一分钟。接下来,用六毫升角蛋白细胞分化介质 1 或 KDM1 替换上一代,辅以 10 微摩尔 ROCK 抑制剂,将胚胎体转移到四型胶原蛋白涂层的 100 毫米培养皿中。
在培养的天零到八天,每隔一天用新鲜的KDM1代替介质,辅以三微摩尔视网膜酸和每毫升25毫微克,每毫升骨形态遗传蛋白4和表皮生长因子。第9天至12天,每隔一天用KDM2代替介质,辅以三微摩尔视网膜酸,每毫升骨形态遗传蛋白25毫微克4,每毫升表皮生长因子20毫微克。第13天至30天,每隔一天将介质更改为KDM3,每毫升骨形态遗传蛋白4,每毫升20毫微克,每毫升表皮生长因子20毫微克。
对于CBMC-iPSC成纤维细胞分化,在6毫升成纤维细胞分化介质1中重新悬浮胚胎体培养,辅以10微摩尔 ROCK抑制剂,将胚胎体悬浮转移到地下室膜基质涂层的100毫米培养皿中。经过三天的孵育,用0.5纳米摩尔骨形态遗传蛋白4治疗培养物4天,然后将培养基改变为成纤维细胞分化介质2。在文化的第七天,每隔一天将介质更改为 FDM2 一周。
在培养的第14天,分离细胞与一毫摩尔EDTA如证明,并收集细胞在三毫升的成纤维细胞分化介质2离心。将细胞重新悬浮在五毫升成纤维细胞分化介质1中进行计数,并转移两次至十至六分之六的细胞至非涂层培养皿。在培养的第21天,将培养的两次-10至6-6细胞转移到新鲜成纤维细胞分化介质1的一型胶原蛋白涂层100毫米培养皿。
在培养的第28天,将两次-10至6个 iPSC 衍生的成纤维细胞转移到一个新的非涂层菜。对于三维皮肤器官生成,从培养中收获 iPSC 衍生的成纤维细胞,将两次-10 到 50 细胞转移到 15 毫升锥形管中进行离心。将成纤维细胞颗粒重新悬浮在1.5毫升的成纤维细胞分化介质1和1.5毫升的中和 I 型胶原蛋白溶液中。
在室温下,在六孔微孔板中孵育刀片上的细胞30分钟。当溶液凝固后,在刀片顶部加入两毫升介质,在井底加入三毫升。然后将成纤维细胞基质放入培养箱中五到七天,直到凝胶完成,基质不再收缩。
在孵育结束时,收获 iPSC 衍生的角蛋白细胞,将一次-10 至 6 次细胞转移到 15 毫升锥形管中进行离心。将颗粒重新悬浮在50至100微升的低钙上皮介质1中,用角蛋白细胞溶液取代成纤维细胞基质的介质。在37摄氏度下15分钟后,用两毫升的上皮介质1替换刀片顶部的介质,用三毫升的上皮介质将刀片的介质更换,并将板返回孵化器。
两天后,用正常的钙上皮介质2替换插入物中的培养,再进行两天的培养。在培养的第四天,去除所有的培养,并添加三毫升的玉米化介质到底部井只,以产生一个空气-液体接口。然后将板返回孵化器长达 14 天,然后收获 3D 皮肤器官进行下游分析。
CBMC-iPSC衍生的角蛋白细胞具有类似于原发性角蛋白细胞的形态,在这些细胞中增加了角蛋白细胞标记的表达。CBMC-iPSC衍生的成纤维细胞具有类似于原发性成纤维细胞的形态,多能干细胞标记10月4日的表现受到低调节,而成纤维细胞标记则向上调节。3D皮肤器官的厚度在3D培养过程中增加,确认3D皮肤器官是由 iPSC 衍生的角蛋白细胞和成纤维细胞产生的。
两周后,移植的3D皮肤器官移植有效整合到受体小鼠皮肤,HNE分析证实。此外,角蛋白细胞成熟和表皮分化标记在CBMC-iPSC衍生的3D皮肤器官中表达,表现出功能分化,有效的移植,并有效愈合小鼠皮肤缺陷。我们过去使用高钙介质,诱导分层的3D皮肤器官层模仿皮肤附近。
分析表明皮肤是分层的。CBMC-iPSC 是皮肤移植的潜在细胞来源,CBMC-iPSC 衍生的 3D 皮肤器官可用于与皮肤科、美容筛查和再生医学相关的研究。