The study was supported by the Ministry of Health and Department of Educational Assistance, University and Research of the Autonomous Province of Bolzano and the South Tyrolean Sparkasse Foundation.

Periphere mononukleäre Blutzellen (PBMNC) wurden aus menschlichen peripheren Blut-Proben nach der unterzeichneten Einverständniserklärung und Zustimmung der Ethikkommission der Provinz Bozen gesunden Spendern isoliert. Die Experimente wurden in Übereinstimmung mit den in der Deklaration von Helsinki verankerten Grundsätze durchgeführt. Alle Daten wurden gesammelt und anonym ausgewertet. 1. Isolierung von peripheren mononukleären Blutzellen (PBMNC) <ol><li> PBMNCs aus Buffy Coats nach Vollblut Zentrifugation erhalten, ohne Dichtegradiententrennung. <ol><li> Sammeln Sie 8 ml venösen peripheren Blut in eine Natriumcitrat gepuffert Kunststoffrohr, und lagern bei RT (25 ° C). Verfahren Blut innerhalb von 12 Stunden nach der Sammlung. </li><li> Zentrifugieren Sie das Röhrchen bei 2.000 xg für 15 min bei 4 ° C in einem Schwingbehälter-Rotor, Ausschalten der Zentrifuge Bremsen. </li><li> Sammeln Sie die bewölkten Buffy-Coat (die Schicht zwischen der oberen Plasmaphase und der unterenPhase, die die meisten Erythrozyten), die das angereicherte PBMNC Fraktion (500 &amp; mgr; l) in ein Kryoröhrchen Röhre. </li><li> Resuspendieren 500 ul Leukozytenmanschette mit 500 ul 2x Gefriermedium, enthaltend 90% FBS und 20% DMSO, um ein Gesamtvolumen von 1 ml mit 10% DMSO-Konzentration zu erhalten. </li><li> Frieren Sie das Fläschchen in einer kontrollierten Rate Gefrierbehälters bei -80 ° C. Speicher-Zellen in flüssigem Stickstoff für längere Zeiträume. </li></ol></li><li> PBMNCs nach Dichtegradiententrennung erhalten <ol><li> Sammeln Sie 12 ml venöses peripheren Blut in eine Natriumcitrat gepuffert Kunststoffrohr, und lagern bei RT. Verfahren Blut innerhalb von 12 Stunden nach der Sammlung. </li><li> Verdünne das Blut mit steriler PBS auf ein Endvolumen von 35 ml. </li><li> Vorsichtig und langsam, Schicht 35 ml verdünntes Blut auf 15 ml Polysaccharose Lösung (für Dichtegradiententrennung verwendet) (p = 1,077) in einem 50 ml konischen Röhrchen (Verhältnis 3: 1). </li><li> Zentrifugieren Sie die Röhrchen bei 800 g für 30 min bei RT ineinem Schwingbecher-Rotor, Ausschalten der Zentrifuge Bremsen. </li><li> Saugen Sie das obere, gelbe Phase, die Plasma- und entsorgen Sie sie. Vorsichtig, übertragen Sie die Deckweiß Zwischenphasenschicht enthält PBMNCs auf ein neues 50 ml konischen Röhrchen. </li><li> Bringen Gesamtvolumen auf 30 ml mit steriler PBS verdünnt und bei 300 g zentrifugiert für 10 min bei RT. </li><li> Überstand verwerfen und die Zellen resuspendieren mit 30 ml PBS. Zählen die Anzahl von lebensfähigen Zellen, basierend auf Trypanblau-Ausschluß 25. </li><li> Centrifuge PBMNCs bei 300 × g für 10 min bei RT, den Überstand aspirieren und entsorgen. </li><li> Zellpellet in einer geeigneten Menge an Gefriermedium, enthaltend 90% FBS und 10% DMSO, um eine Konzentration von 5 x 10 6 Zellen / ml zu erhalten. </li><li> Aliquot 1 ml pro Fläschchen (ca. 5 x 10 6 Zellen / ml) und frieren das Fläschchen in einer kontrollierten Rate Gefrierbehälter bei - 80 ° C. Speicher-Zellen in flüssigem Stickstoff für längere Zeiträume. </li></ol&gt; </li></ol> 2. Auftauen und Oberflächen von PBMNC (Tag 0) <ol><li> PBMNCs aus Buffy Coats nach Vollblut Zentrifugation erhalten, ohne Dichtegradiententrennung. <ol><li> Das Protokoll mit PBMNC aus gefrorenen Leukozytenfilmen starten, auftauen 1 Ampulle von Zellen in einem Wasserbad bei 37 ° C und verdünnt das buffy coat mit steriler PBS auf ein Endvolumen von 2 ml. </li><li> Übertragen Sie die verdünnte Buffy-Coat in eine 50 ml konischen Röhrchen, 10 ml rot Zelllysepuffer und Inkubation für 10 min bei RT. </li><li> Die Bereitstellung 500 ml Erythrozyten Lysepuffer, mit 0,5 g Kaliumbicarbonat, 4,145 g Ammoniumchlorid, 100 &amp; mgr; l von 0,5 M EDTA-Lösung zu 500 ml ultrareinem Wasser, pH 7,2-7,4. </li><li> Bringen Gesamtvolumen auf 50 ml mit sterilem PBS und zentrifugieren bei 300 × g für 10 min bei RT. </li><li> Überstand verwerfen und waschen das Pellet mit 50 ml sterilem PBS Zentrifugation der Buffy-Coat bei 300 × g für 10 min bei RT. </li><li> Resuspendieren der Zellen in1 ml PBMNC Medium, wie zuvor beschrieben, 22, aus: IMDM und Hams F-12 (Verhältnis 1: 1), 1% der Insulin-Transferrin-Selen-Ethanolamin (ITS-X), 1% der chemisch definierten Lipid-Konzentrat (CDL), 1% Penicillin / Streptomycin, 0,005% L-Ascorbinsäure, 0,5% Rinderserumalbumin (BSA), 1-Thioglycerin (Endkonzentration 200 uM), Stammzellfaktor SCF (100 ng / ml), Interleukin -3 IL-3 (10 ng / ml), Erythropoietin EPO (2 E / ml), Insulin-like Growth Factor-IGF-1 (40 ng / ml), Dexamethason (1 uM) und Holo-Transferrin (100 ug / ml ). </li><li> Überführen diese in eine Vertiefung einer Platte mit 12 Vertiefungen mit Standardgewebekultur-behandelten Oberfläche ohne Beschichtung, in einer Dichte von 2 x 10 6 Zellen / ml. Inkubieren der Zellen bei 37 ° C, 5% CO 2 in einem befeuchteten Inkubator für 48 Stunden, bis die Änderungsmedium Schritt (siehe Abschnitt 3). </li></ol></li><li> PBMNCs nach Dichtegradiententrennung erhalten <ol><li> Um das Protokoll zu starten mit gefrorenen PBMNCs nachDichtegradiententrennung, Tau-1 Fläschchen von Zellen in einem Wasserbad bei 37 ° C, übertragen Sie die Zellen in 5 ml Medium PBMNC. Zentrifuge bei 300 × g für 10 min bei RT. </li><li> Resuspendieren der Zellen in 1 ml Medium PBMNC und sie in eine Vertiefung einer Platte mit 12 Vertiefungen bei einer Dichte von 2 x 10 6 Zellen / ml. Inkubieren der Zellen bei 37 ° C, 5% CO 2 in einem befeuchteten Inkubator für 48 Stunden, bis die Änderungsmedium Schritt (siehe Abschnitt 3). </li></ol></li></ol> 3. Kultur und Ausbau der PBMNCs (DAY 2-13) <ol><li> Sammeln PBMNC in Suspensionskultur mit einer Pipette mit einer 1 ml-Spitze in einem 15 ml konischen Röhrchen und zentrifugiert bei 300 g für 10 min bei RT. </li><li> Überstand verwerfen und Resuspendieren der Zellen in 1 ml frischem Medium PBMNC. </li><li> Übertragen Sie die Zellen in 1 auch von 12-Well-Platte mit Standardgewebekultur behandelte Oberfläche, ohne Beschichtung, und inkubieren sie bei 37 ° C, 5% CO 2 in einem befeuchteten Inkubator. </li><li&gt; Wiederholen Sie diese Schritte alle zwei Tage, und teilen Sie die Zellen in einem Verhältnis 1: 2, wenn sie die entsprechende Zusammenfluss erreichen (rund 80%). </li></ol> 4. Transfektion von PBMNC mit episomalen Plasmiden (Tag 14) Hinweis: Führen Sie die Isolierung von den vier Handels intergation freien episomalen Plasmiden, die Durchführung der Pluripotenz Gene unter Verwendung eines kommerziellen Kits für Plasmidreinigung und Bewertung der Qualität der gereinigten Plasmide unter Verwendung einer Agarose-Gel-Analyse, nach den Anweisungen des Herstellers. <ol><li> Sammeln PBMNC in 15 ml konischen Röhrchen und die Anzahl der lebensfähigen Zellen (auf der Basis von Trypanblau-Ausschluss) 25. </li><li> Zentrifuge 2 x 10 6 Zellen bei 300 g für 10 min bei RT. </li><li> Resuspendieren 2 x 10 6 Zellen in Transfektionsgemisch, das 100 ul Resuspensionspuffer T und 1 ug jedes Plasmid DNA (ein Plasmid, OCT3 / 4 und shRNA gegen p53, einem Plasmid, SOX2 und KLF4 manPlasmid, das L-MYC und Lin28 und ein Plasmid, EGFP, um die Transfektionseffizienz zu überprüfen). </li><li> Saugen Sie das Transfektionsgemisch mit den Zellen in eine 100 ul Spitze und legen Sie die Pipette mit der Probe senkrecht in das Rohr, mit 3 ml Elektrolyt-Puffer E2, in der Pipettenstation der Elektroporation Maschine platziert gefüllt ist, nach den Anweisungen des Herstellers. </li><li> Effizient elektroporieren Zellen mit dem folgenden Programm: 1650 V, 10 ms, 3 Impulse. </li><li> Resuspendieren der elektroporierten Zellen (2 × 10 6 Zellen) in 2 ml des vorgewärmten PBMNC Medium unter Zugabe von 0,25 mM Natriumbutyrat (NaB) und die Anzahl der lebensfähigen Zellen nach der Elektroporation Protokoll (auf der Basis von Trypanblau-Ausschluss) 25. </li><li> Übertragen Sie die Zellen in eine Vertiefung einer 6-Well-Platte ohne Beschichtung, schaukeln die Platte und inkubieren Sie die Zellen bei 37 ° C, 5% CO 2 in einem befeuchteten Inkubator. </li><li> Am Tag nach der Elektroporation count die Zahl der GFP-positiven Zellen unter Fluoreszenzmikroskopie 8-10 Zufallsfeldern, um die Transfektionseffizienz zu beurteilen. </li><li> Pflegen Sie die transfizierten Zellen ohne Splitting für 3 Tage, bis sie auf Plattierung MEFs (siehe Abschnitt 6). </li><li> Ersetzen Sie 2 ml frisches Medium PBMNCs, plus 0,25 mM NaB alle zwei Tage. </li></ol> 5. Bereiten Sie Gerichte mit Feeder-Zellen für die Co-Kultur (TAG 16) <ol><li> Beschichten der Vertiefungen einer Platte mit 6 Vertiefungen mit 1 ml Basalmembranmatrix für 15 min bei 37 ° C und die Platte embryonalen Maus-Fibroblasten (MEF) in einer Dichte von 2 x 10 5 Zellen / Well mit 2 ml 10% FBS enthielt DMEM (MEF Medium) einen Tag vor der Passage der Elektroporation PBMNCs auf MEF Feeder-Zellen. </li></ol> 6. Plating Transfizierte PBMNCs auf MEFs (DAY 17-19) <ol><li> Sammeln PBMNCs in Suspensionskultur, mit einer Pipette mit 1 ml Spitze, in 15 ml konischen Röhrchen und zentrifugieren transfiziert PBMNCs bei 300 × g für 10 minbei RT. </li><li> Überstand verwerfen und das Pellet in 2 ml frisches Medium PBMNC, plus 0,25 mM NaB. </li><li> Platte der Zellen auf MEF beschichtet 6 Well-Platte und inkubieren Sie die Zellen bei 37 ° C, 5% CO 2 in einem befeuchteten Inkubator. </li><li> Nach zwei Tagen, saugen Sie den mittleren und ersetzen Sie es mit 2 ml iPSC Medium aus DMEM knockout (KO-DMEM), 20% KO-Serum Replacement (KOSR), 1 mM NEAAs, 1% Penicillin / Streptomycin, 20 mM L- Glutamin, 0,1 mM β-Mercaptoethanol, 10 ng / ml FGF (Basic bFGF) und 0,25 mM NaB. </li><li> Ersetzen Sie 2 ml frisches Medium iPSC jeden Tag und überprüfen Sie die Zellen täglich. Hinweis: Bei etwa 22-25 Tage, sollten die ersten Kolonien iPSCs sichtbar sein. </li></ol> 7. Picking und Ausbau der induzierten pluripotenten Stammzellen (iPS-Zellen) Clones (DAY 30-35) Hinweis: Bei etwa 30-35 Tage nach der Transfektion sollten iPSC Kolonien bereit für die Kommissionierung und replating sein. Die Umprogrammierung Effizienz sollte esti seingepaart als der Prozentsatz der Anzahl von iPSC Kolonien / Gesamtzahl der elektroporierten Zellen, wie zuvor berichtet 26. <ol><li> Am Tag vor der Passage iPSC Kolonien, bereiten Sie die MEF Feeder in einer 12-Well-Platte (1,25 x 10 5 Zellen / Vertiefung). </li><li> Saugen Sie die MEF Medium und ändern mit 1 ml iPSC Medium mit 10 ng / ml bFGF und 10 &amp; mgr; M Y-27632. Manuell sezieren mit einer Nadel eine Kolonie zu jeder Zeit unter dem Binokular im Kommissionierbereich-Haube, um ein Raster zu erhalten, sammeln kleineren Klumpen durch Pipettieren und übernehmen diese einzeln jeweils in eine Vertiefung 12-Well-Platte mit MEFs beschichtet. </li><li> Passage und erweitern Sie jede 12-Well-Platte zu einer 6-Well-Platte in einem Verhältnis 1: 2, dann jede 6-Well-Platte in einem Verhältnis 1: 4 für die weitere Vermehrung. Sezieren und zu erweitern iPSCs manuell für die ersten 2-3 Durchgängen (wie in Schritt 7.2 gründlich beschrieben), dann verwenden Sie ein Enzym Dissoziation Verfahren (ab Schritt 7.4). </li><li> Für ein Enzym Dissoziation Protokoll, sauber iPSC colonies durch Absaugen differenzierte Teile unter dem Binokular im Kommissionierbereich-Haube. </li><li> IPSCs mit 1 ml Collagenase IV (1 mg / ml) für 10 min bei 37 ° C. </li><li> Saugen Sie das Enzymlösung, spülen Sie die Zellen mit 1 ml DMEM-KO und sammeln die Kolonien in einem 15 ml konischen Röhrchen. Zentrifuge bei 100 × g für 2 min bei RT. </li><li> Den Überstand aspirieren, zu suspendieren, die Kolonien in 2 ml iPSC Medium mit 10 ng / ml bFGF und 10 &amp; mgr; M Y-27632 und die Platte sie auf MEF beschichtete Platte mit 6 Vertiefungen (Verhältnis 1: 4). </li></ol> 8. Charakterisierung iPSCs (zwischen 5-15 Passages) <ol><li> Alkalische Phosphatase-Färbung <ol><li> Kultur IPSC Kolonien für 3-5 Tage in iPS-Medium mit 10 ng / ml bFGF. </li><li> Zum Starten eines alkalischen Phosphatase-Färbung Protokoll gründlich iPSCs einmal mit PBS und dann befestigen Sie sie mit 1 ml 4% PFA für 20 min bei RT. </li><li> Mit PBS waschen die Zellen dreimal, um restliche PFA entfernen. </li><li> Stain fixierten Zellen miteinen handelsüblichen alkalischen Phosphatase-Färbung Kits gemäß den Anweisungen des Herstellers. </li></ol></li><li> Immunfluoreszenz <ol><li> Kultur IPSC Kolonien für 3-5 Tage in iPS-Medium mit 10 ng / ml bFGF. </li><li> Um eine Immunfluoreszenztest beginnen, waschen iPSCs einmal mit PBS und dann befestigen Sie sie mit 1 ml 4% PFA für 20 min bei RT. </li><li> Mit PBS waschen die Zellen dreimal, um restliche PFA entfernen. </li><li> Behandlung von festen iPSCs mit 1 ml Permeabilisierung / Blockierlösung, die 4% Ziegenserum, 0,1% BSA, 0,1% Triton X-100 und 0,05% Natriumazid (NaN 3) für 1 h bei RT. </li><li> Saugen Sie das Blockierungslösung und Inkubation der fixierten Zellen mit primären Antikörpern in 3% BSA und 0,05% NaN 3 -Lösung O / N bei 4 ° C (überprüfen Sie die Materialtabelle für primäre Antikörper Liste und schlug vor, Antikörperverdünnungsfaktor). </li><li> Am nächsten Tag, waschen iPSCs dreimal mit PBS, dann inkubieren Sie die Zellen mit Alexa Fluor 488 Ziege anti-Maus und Alexa Fluor 555 Ziege-Anti-Kaninchen-Antikörper, verdünnt 1: 1000 in 3% BSA und 0,05% NaN 3 -Lösung für 1 Stunde bei 37 ° C. </li><li> Färben die Kerne mit DAPI (1 ug / ml) für 10 min bei RT im Dunkeln, gefolgt von drei Mal mit PBS gewaschen. </li></ol></li><li> Differenzierung von iPS-Zellen in Embryoid Bodies (EBS) <ol><li> Kultur IPSC Kolonien für 5-6 Tage in iPS-Medium mit 10 ng / ml bFGF. </li><li> Entfernen differenzierte Teile von iPSC Kolonien durch Absaugen unter dem Binokular im Kommissionierbereich-Haube. </li><li> IPSCs mit 1 ml Collagenase IV (1 mg / ml) für 10 min bei 37 ° C. </li><li> Saugen Sie das Enzymlösung, spülen Sie die Zellen mit 1 ml DMEM-KO und sammeln die Kolonien in einem 15 ml konischen Röhrchen. Zentrifuge bei 100 × g für 2 min bei RT. </li><li> Absaugen des Überstandes und Resuspendieren der Kolonien in 2 ml EB Medium KO-DMEM, 20 definiert% fötalem Rinderserum (FBS), 1 mM NEAAs, 1% Penicillin / Streptomycin, 20 mM L-Glutamin, 0,1 mM46; -Mercaptoethanol. </li><li> Teller iPSC Kolonien in Suspension für 6 Tage auf ultra-niedrige Befestigung 6-Well-Platten, um die Bildung von Kugel dreidimensionale Embryoidkörpern (EBS) zu ermöglichen. Ändern Sie 2 ml frischem EB Medium alle zwei Tage. </li><li> Am Tag 7, sammeln EBs und platten sie auf 0,1% Gelatine beschichtete 6-Well-Platten in 2 ml Medium, EB und beizubehalten EBs Differenzierung für 20 Tage. </li><li> Ändern Sie 2 ml frischem EB Medium alle zwei Tage. </li></ol></li><li> qRT-PCR für die Genexpressionsanalyse <ol><li> Kultur IPSC Kolonien für 5-6 Tage in iPS-Medium mit 10 ng / ml bFGF. </li><li> Auszug Gesamt-RNA aus PBMNC, iPSCs oder EVG mit 1 ml der kommerziellen Reagenz gemäß Herstellerangaben. </li><li> Werten Sie RNA-Konzentration und Reinheit durch geeignete Verfahren, wie beispielsweise die Verwendung eines Spektrophotometers (hochwertige RNA A 260 / A 280 und A 260 / A 230-Verhältnisse&gt; 1,8) 27. </li><li> ScheckRNA-Integrität mit einem kommerziellen Kit nach Herstellerprotokoll (hochwertige RNA RQI&gt; 9.5) 28. </li><li> Durchführen einer reversen Transkriptionsreaktion von 1 ug Gesamt-RNA unter Verwendung eines kommerziellen reverse Transkriptase-Kit nach den Anweisungen des Herstellers. </li><li> Bereiten Sie die qPCR Mischungen, die 5 ng des cDNA-Matrize, 7,5 ul SYBR Green Supermix, 2 &amp; mgr; l von 5 &amp; mgr; M Primer (vorwärts: 1 &amp; mgr; l und rückwärts: 1 &amp; mgr; l) und 6 &amp; mgr; l RNase / DNase-freies Wasser für jede Reaktion 29. </li><li> Führen der qRT-PCR unter Verwendung des folgenden Programms: eine anfängliche Denaturierung bei 95 ° C für 10 min, gefolgt von 40 Zyklen bei 95 ° C für 15 Sekunden und Annealing und Verlängerungsschritt in einen Denaturierungsschritt unterteilt bei 60ºC für 45 sec 29. </li><li> Normalisieren die Expression anderer Gene mit GAPDH als Housekeeping-Gen 28 (siehe die in Tabelle 1 aufgeführten Primer). </li></ol></li><li> qPCRfür Transgene Ausschluss <ol><li> Extrahieren von DNA aus PBMNC oder iPSCs mit 1 ml Lysepuffer, der 50 mM Tris, 100 mM EDTA, 100 mM NaCl, 1% Natriumdodecylsulfat (SDS) und 20 ug / ml Proteinase K. </li><li> In das gleiche Volumen (1 ml) von 100% Isopropanol, mischen durch Umdrehen dreimal, um DNA-Niederschlag und Zentrifuge bei 10.000 × g für 5 min bei RT ermöglichen. </li><li> Überstand verwerfen, waschen Sie die DNA-Pellet mit 1 ml 70% Ethanol und Zentrifuge bei 10.000 × g für 5 min bei RT. Absaugen und den Überstand verwerfen und resuspendieren sie in RNase / DNase-freiem Wasser. </li><li> Werten Sie die DNA-Konzentration und Reinheit durch geeignete Verfahren, wie beispielsweise die Verwendung eines Spektrophotometers (hochwertige RNA A 260 / A 280 und A 260 / A 230-Verhältnisse&gt; 1,8) 27. </li><li> Bereiten Sie die qPCR Mischungen, die 5 ng der DNA-Matrize, 7,5 ul SYBR Green Supermix, 2 &amp; mgr; l von 5 &amp; mgr; M Primer (vorwärts: 1 &amp; mgr; l und rückwärts: 1 &amp; mgr; l) und 6 &amp;# 181; l RNase / DNase-freies Wasser für jede Reaktion 29. </li><li> Normalisieren die Expression spezifischer episomale Plasmid-EBNA-1-Gens mit FBX-15 als Housekeeping-Gen 29 (siehe die in Tabelle 1 aufgeführten Primer). </li></ol></li><li> Karyotypanalyse <ol><li> Kultur IPSC Kolonien für 5-6 Tage auf Feeder-freien Basalmembranmatrix beschichtete Platte mit einer kommerziellen definiert, Feeder freien Erhaltungsmedium für iPSCs nach Herstellerangaben. </li><li> Um die Karyotyp-Analyse-Protokoll zu starten, trennen iPSC Kolonien mit 1 ml Zellablösung Lösung für 5 min bei 37 ° C, bis zum Erhalt Single-Cell-Dissoziation. </li><li> Sammeln Zellen und Zentrifugieren bei 400 xg für 5 Minuten bei RT. </li><li> Resuspendieren iPSCs in 2 ml eines Mediums, insbesondere zur Kultivierung von Zellen zur pränatalen Diagnosetechniken entwickelt. Platte Einzelzell iPSCs auf Basalmembranmatrix beschichtete Glasschalen und inkubieren sie in einem 37 ° C, 5% CO 2 &lt;/ Sub&gt; Inkubator. </li><li> Nach 2-4 Tagen, mit 10 ul / ml Colchicin direkt zu den Kulturen und Inkubation für 3 Stunden bei 37 ° C, 5% CO 2 in einem befeuchteten Inkubator. </li><li> Absaugen Medium und Inkubation iPSCs in 1 ml eines hypotonischen Lösung (0,6% Natriumcitrat und 0,13% Kaliumchlorid) für 10 min bei RT. </li><li> Spülen Zellen mit 1 ml 5% iger Essigsäurelösung und fixieren iPSCs mit Methanol / Essigsäure-Lösung (Verhältnis 3: 1) in einer Maschine mit kontrollierter Temperatur und Feuchtigkeit (28 ° C, 42% relative Luftfeuchtigkeit). </li><li> Tauchen und schmutz fixierten Zellen mit Quinacrine Lösung für 15-20 Minuten bei Raumtemperatur in der Dunkelheit 30 (Q-Banding zu erhalten). </li><li> Erwerben Zelle Metaphasen unter einem Fluoreszenzmikroskop bei 100-facher Vergrßerung 29. </li></ol></li></ol>

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K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Efficient+human+iPS+cell+derivation+by+a+non-integrating+plasmid+from+blood+cells+with+unique+epigenetic+and+gene+expression+signatures.">Efficient human iPS cell derivation by a non-integrating plasmid from blood cells with unique epigenetic and gene expression signatures.</a> Cell Res. 21 (3), 518-529 (2011).</li><li>Kim, C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Studying+arrhythmogenic+right+ventricular+dysplasia+with+patient-specific+iPSCs.">Studying arrhythmogenic right ventricular dysplasia with patient-specific iPSCs.</a> Nature. 494 (7435), 105-110 (2013).</li><li>Aasen, T., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Efficient+and+rapid+generation+of+induced+pluripotent+stem+cells+from+human+keratinocytes.">Efficient and rapid generation of induced pluripotent stem cells from human keratinocytes.</a> Nat. 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Stem Cell. 8 (6), 633-638 (2011).</li><li>Wang, Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Induced+pluripotent+stem+cells+from+human+hair+follicle+mesenchymal+stem+cells.">Induced pluripotent stem cells from human hair follicle mesenchymal stem cells.</a> Stem Cell. Rev. 9 (4), 451-460 (2013).</li><li>Beltrao-Braga, P. 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Stem Cell. 7 (1), 20-24 (2010).</li><li>Geti, I., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+practical+and+efficient+cellular+substrate+for+the+generation+of+induced+pluripotent+stem+cells+from+adults:+blood-derived+endothelial+progenitor+cells.">A practical and efficient cellular substrate for the generation of induced pluripotent stem cells from adults: blood-derived endothelial progenitor cells.</a> Stem Cells Transl. 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Rev. 1 (4), 337-343 (2005).</li><li>Tropel, P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=High-efficiency+derivation+of+human+embryonic+stem+cell+lines+following+pre-implantation+genetic+diagnosis.">High-efficiency derivation of human embryonic stem cell lines following pre-implantation genetic diagnosis.</a> In Vitro Cell. Dev. Biol. Anim. 46 (3-4), 376-385 (2010).</li><li>Hanna, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Direct+cell+reprogramming+is+a+stochastic+process+amenable+to+acceleration.">Direct cell reprogramming is a stochastic process amenable to acceleration.</a> Nature. 462 (72-73), 595-601 (2009).</li><li>Li, H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+Ink4/Arf+locus+is+a+barrier+for+iPS+cell+reprogramming.">The Ink4/Arf locus is a barrier for iPS cell reprogramming.</a> Nature. 460 (7259), 1136-1139 (2009).</li><li>Kim, K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Epigenetic+memory+in+induced+pluripotent+stem+cells.">Epigenetic memory in induced pluripotent stem cells.</a> Nature. 467 (7313), 285-290 (2010).</li><li>Lindner, S. E., Sugden, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+plasmid+replicon+of+Epstein-Barr+virus:+mechanistic+insights+into+efficient,+licensed,+extrachromosomal+replication+in+human+cells.">The plasmid replicon of Epstein-Barr virus: mechanistic insights into efficient, licensed, extrachromosomal replication in human cells.</a> Plasmid. 58 (1), 1-12 (2007).</li></ol>

The authors have nothing to disclose.

In der Vergangenheit war die einzige Möglichkeit, menschlichen pluripotenten Stammzellen, die einen bestimmten genetischen Mutation zu erhalten war, die Eltern unterziehen vor der Implantation genetische Diagnose zu rekrutieren und zu erzeugen embryonale Stammzellen aus ihrem verworfen Blastozysten 31,32. Unter Verwendung einer Neuprogrammierung Ansatz können die Forscher nun iPS von Patienten trägt nahezu jeder Genotyp zu erzeugen. Die Möglichkeit, von einem patientenspezifischen Zelllinie beginnen und e...

In 2006 hat die Gruppe von Shinya Yamanaka 1 gezeigt, zum ersten Mal, dass Körperzellen aus adulten Mäusen und Menschen können durch ektopische Expression von vier Reprogrammierungsfaktoren (Oct-4, Sox-2, Klf-4, und in einem pluripotenten Zustand umgewandelt werden c-Myc), die Erzeugung der sogenannten induzierten pluripotenten Stammzellen (iPS) 2. Patientenspezifische iPSCs ähneln menschlichen embryonalen Stammzellen (hES) in Bezug auf die Morphologie, Proliferation und die Fähigkeit, in die drei Keimzelltypen (Mesoderm, Endoderm und Ektoderm) differenzieren, während ohne die ethische Bedenken auf die Verwendung von HES-Zellen und Bypass zugeordnet mögliche Immunabstoßung 3. Somit iPSCs erscheinen als eine der wichtigsten Quellen von patientenspezifischen Zellen für die Grundlagenforschung, Drug Screening, Krankheitsmodelle, Bewertung der Toxizität und der regenerativen Medizin Qualität 4. Es wurden mehrere Ansätze für iPSC Generation verwendet: viralen Integrationsvektoren(Retrovirus 5, Lentivirus 6), virale nicht-Integrationsvektoren (Adenovirus 7), Sendai-Virus-8, BAC Transposons 9, episomale Vektoren 10, 11 Proteine ​​oder RNA-Lieferung 12. Obwohl die Verwendung von Virus-vermittelte Methoden können eine hohe Effizienz Neuprogrammierung führen, in das Genom der Wirtszellen und daher potentielle Zufalls Insertionsmutagenese integrieren virale Vektoren können permanente Veränderung der Genexpression und Reaktivierung von Schweigen Transgenen während der Differenzierung nicht ausgeschlossen werden 13. Um iPSCs sicherer für die regenerative Medizin zu machen, wurden Anstrengungen unternommen, um iPSCs ohne die Integration von exogener DNA in zelluläre Genome abzuleiten. Obwohl verbrauch viralen Vektoren und Transposons entwickelt wurden, ist es noch unklar, ob die kurze Vektorsequenzen, die zwangsläufig verbleiben in den transduzierten Zellen nach der Exzision und Transposaseexpression könnte Veränderung Zelle induzierendere funktionieren 13. Trotz seiner hohen Effizienz Neuprogrammierung, Sendai-Virus stellt eine teure Vorgehensweise und zu erreichen, durch Lizenz Anliegen mit dem Unternehmen, die dieses System entwickelt, haben das Potenzial, ihre Anwendung in der translationalen Studien zu begrenzen. Darüber hinaus die Notwendigkeit für eine direkte Einführung von Proteinen und RNA erfordert mehrere Lieferung der Neuprogrammierung Moleküle mit den innewohnenden technischen Beschränkungen dieser führt, und die allgemeine Anpassung Effizienz ist sehr gering 14. Zu beachten ist, kosteneffektiv virale frei und nicht-integrierenden Methoden basierend auf der Verwendung von episomalen Plasmiden wurden erfolgreich für die Umprogrammierung der Hautfibroblasten 15 gemeldet. Insbesondere wird in der vorliegenden Arbeit haben wir beschlossen, im Handel erhältlichen Integration freien episomalen Plasmiden verwenden, wie bereits berichtet 10,15. Bisher Haut-Fibroblasten stellen die beliebtesten Spenderzelle Typ 5. Aber auch andere Zellquellen wurden successfully in iPSCs einschließlich Keratinozyten 16, Knochenmark mesenchymale Stammzellen 17. Fettgewebe Stromazellen 18 umprogrammiert, Haarfollikel 19 und Zahnmark-Zellen 20. Die Isolierung dieser Zellen erfordert chirurgischen Verfahren und mehreren Wochen werden für in vitro-Zellexpansion, um eine primäre Zellkultur zu etablieren benötigt. In diesem Licht ist die Auswahl der Ausgangszelltyp kritisch und es ist ebenso wichtig, iPSCs von leicht zugänglichen und weniger invasiv Geweben wie Blut erzeugen. Beide Nabelschnurblut mononukleäre Zellen (CBMNCs) 21,22 und periphere mononukleäre Blutzellen (PBMNC) 14,22-24 repräsentieren geeignete Quellen von Zellen für die Ableitung iPSCs. Obwohl die Effizienz der erwachsenen PBMNC Umprogrammieren 20-50 mal niedriger als die von CBMNCs 22, bleiben sie die bequemste Zelltyp für die Beprobung. InTatsächlich hat PBMNC Probenahme den Vorteil, dass minimal-invasive, und außerdem sind diese Zellen nicht umfangreiche Expansion in vitro vor der Reprogrammierung Experimente erfordern. Bislang wurden unterschiedliche Protokolle berichtet, dass PBMNCs nach Dichtegradienten-Trennung nach dem Gefrieren eingefroren und aufgetaut Tage bis mehrere Monate und für einige Tage expandiert, bevor für die Umprogrammierung in iPSCs 22,23. Dennoch, soweit wir wissen, keine Berichte Umprogrammierung PBMNCs aus gefrorenen Buffy Coats beschrieben. Wichtig ist, dass gefrorene Buffy Coats ohne Dichtegradiententrennung gesammelt stellen die in großem Umfang von Biobanken Bevölkerungsstudien gespeichert und stellt somit eine leicht zugängliche Pool von Material für iPSC Produktion, die weitere Probennahme vermeidet häufigsten Blutproben. Berichten wir hier zum ersten Mal die Erzeugung von Virusfrei iPSCs aus menschlichen gefrorenen buffy coats, basierend auf einem zuvor beschriebenen Protokoll 22. InAußerdem wurden aus gefrorenen iPSCs PBMNCs nach Dichtegradiententrennung erhalten erzeugt als Steuerprotokoll für die nicht-Dichtegradienten gereinigt PBMNC Ergebnisse.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0">
	<tbody>
		<tr>
			<td>Sodium Citrate buffered Venosafe Plastic Tube</td>
			<td>Terumo</td>
			<td>VF-054SBCS07</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ammodium chloride</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>A9434</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Potassium bicarbonate</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>60339</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>EDTA disodium powder</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>E5134</td>
			<td>0.5 M solution</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ficoll-Paque Premium&#160;</td>
			<td>GE Healthcare Life Sciences</td>
			<td>17-5442-02</td>
			<td>Polysucrose solution for density gradient centrifugation</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Iscove&#39;s modified Dulbecco&#39;s medium (IMDM)&#160;</td>
			<td>Gibco</td>
			<td>21056-023</td>
			<td>No phenol red</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ham&#39;s F-12</td>
			<td>Mediatech</td>
			<td>10-080-CV</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Insulin-Transferrin-Selenium-Ethanolamine (ITS -X)</td>
			<td>Gibco</td>
			<td>51500-056&#160;</td>
			<td>1X (Stock: 100X)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Chemically Defined Lipid Concentrate</td>
			<td>Gibco</td>
			<td>11905031</td>
			<td>1X (Stock: 100X)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Bovine Serum Albumin (BSA)</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>A9418</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>L-Ascorbic acid 2-phosphate sesquimagnesium salt hydrate</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>A8960</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>1-Thioglycerol</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>M6145</td>
			<td>Final Concentration at 200 &#181;M</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Recombinant Human Stem Cell Factor (SCF)</td>
			<td>PeproTech</td>
			<td>300-07</td>
			<td>100 ng/ml (Stock:100 &#181;g/ml)&#160;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Recombinant Human Interleukin-3 (IL-3)</td>
			<td>PeproTech</td>
			<td>200-03</td>
			<td>10 ng/ml (Stock: 10 &#181;g/ml)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Recombinant Human Insulin-like Growth Factor (IGF-1)</td>
			<td>PeproTech</td>
			<td>100-11</td>
			<td>40 ng/ml (Stock: 40 &#181;g/ml)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Recombinant Human Erythropoietin (EPO)</td>
			<td>R&#38;D Systems&#160;</td>
			<td>287-TC-500</td>
			<td>2 U/ml (Stock: 50 U/ml)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Dexamethasone&#160;</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>D2915</td>
			<td>1 &#956;M (Stock: 1 mM)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Human Holo-Transferrin</td>
			<td>R&#38;D Systems&#160;</td>
			<td>2914-HT</td>
			<td>100 &#956;g/ml (Stock: 20 mg/ml)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Amniomax II</td>
			<td>Gibco</td>
			<td>11269016</td>
			<td>Medium for cytogenetic analysis</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>mTeSR1</td>
			<td>StemCell Technologies</td>
			<td>5850</td>
			<td>Medium for iPSC feeder-free culture</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Knockout DMEM</td>
			<td>Gibco</td>
			<td>10829-018</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Knockout Serum Replacement</td>
			<td>Gibco</td>
			<td>10828-028</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Penicillin-Streptomycin (10,000 U/mL)</td>
			<td>Gibco</td>
			<td>15140-122</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>L-Glutamine (200 mM)</td>
			<td>Gibco</td>
			<td>25030-024</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>MEM Non-Essential Amino Acids Solution (100X)</td>
			<td>Gibco</td>
			<td>11140-050</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>2-Mercaptoethanol&#160;</td>
			<td>Gibco</td>
			<td>31350-010</td>
			<td>0.1 mM (Stock: 50 mM)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sodium Butyrate</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>B5887</td>
			<td>0.25 mM (Stock: 0.5 M)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Recombinant Human FGF basic, 145 aa&#160;</td>
			<td>R&#38;D Systems&#160;</td>
			<td>4114-TC</td>
			<td>10 ng/ml (Stock: 10 &#181;g/ml)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Y-27632 dihydrochloride</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>Y0503&#160;</td>
			<td>10 &#181;M (Stock: 10 mM)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Fetal Defined Bovine Serum</td>
			<td>Hyclone</td>
			<td>SH 30070.03</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>EmbryoMax 0.1% Gelatin Solution</td>
			<td>Merck-Millipore</td>
			<td>ES-006-B</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Matrigel Basement Membrane Matrix Growth Factor Reduced</td>
			<td>BD Biosciences</td>
			<td>354230</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Collagenase, Type IV</td>
			<td>Gibco</td>
			<td>17104-019</td>
			<td>1 mg/ml (Stock: 10 mg/ml)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Accutase</td>
			<td>PAA Laboratories GmbH</td>
			<td>L11-007</td>
			<td>Cell detachment solution</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Mouse Embryonic Fibroblast (CF1)</td>
			<td>Global Stem</td>
			<td>GSC-6201G</td>
			<td>1*106 cells/6 well plate</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Plasmid pCXLE-hOCT3/4-shp53-F</td>
			<td>Addgene&#160;</td>
			<td>27077</td>
			<td>1 &#181;g (Stock: 1 &#181;g/&#181;l)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Plasmid pCXLE-hSK</td>
			<td>Addgene&#160;</td>
			<td>27078</td>
			<td>1 &#181;g (Stock: 1 &#181;g/&#181;l)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Plasmid pCXLE-hUL</td>
			<td>Addgene&#160;</td>
			<td>27080</td>
			<td>1 &#181;g (Stock: 1 &#181;g/&#181;l)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Plasmid pCXLE-EGFP</td>
			<td>Addgene&#160;</td>
			<td>27082</td>
			<td>1 &#181;g (Stock: 1 &#181;g/&#181;l)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Alkaline Phosphatase Staining Kit</td>
			<td>Stemgent</td>
			<td>00-0009</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Anti-Stage-Specific Embryonic Antigen-4 (SSEA-4) Antibody</td>
			<td>Merck-Millipore</td>
			<td>MAB4304</td>
			<td>1/250</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Anti-TRA-1-60 Antibody</td>
			<td>Merck-Millipore</td>
			<td>MAB4360</td>
			<td>1/250</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Anti-TRA-1-81 Antibody</td>
			<td>Merck-Millipore</td>
			<td>MAB4381</td>
			<td>1/250</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Anti-Oct-3/4 Antibody</td>
			<td>Santa Cruz Biotechnology</td>
			<td>sc-9081</td>
			<td>1/500</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Anti-Nanog Antibody</td>
			<td>Santa Cruz Biotechnology</td>
			<td>sc-33759</td>
			<td>1/500</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Anti-Troponin I Antibody</td>
			<td>Santa Cruz Biotechnology</td>
			<td>sc-15368</td>
			<td>1/500</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Anti-&#945;-Actinin (Sarcomeric) Antibody</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>A7732</td>
			<td>1/250</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Neuronal Class III &#223;-Tubulin (TUJ1) Antibody</td>
			<td>Covance Research Products Inc&#160;</td>
			<td>MMS-435P-100</td>
			<td>1/500</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Anti-Tyrosine Hydroxylase (TH) Antibody</td>
			<td>Calbiochem</td>
			<td>657012</td>
			<td>1/200</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Alexa Fluor 488 Goat Anti-Mouse&#160;</td>
			<td>Molecular Probes</td>
			<td>A-11029</td>
			<td>1/1000</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Alexa Fluor 555 Goat Anti-Rabbit</td>
			<td>Molecular Probes</td>
			<td>A-21429</td>
			<td>1/1000</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ultra-Low Attachment Cell Culture 6-well plate</td>
			<td>Corning</td>
			<td>3471</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Trizol Reagent</td>
			<td>Ambion</td>
			<td>15596-018&#160;</td>
			<td>reagent for RNA extraction</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>SuperScript VILO cDNA Synthesis Kit</td>
			<td>Invitrogen</td>
			<td>11754050</td>
			<td>Reverse transcriptase kit</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>iTaq Universal SYBR Green Supermix</td>
			<td>Bio-Rad</td>
			<td>172-5124</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>CFX96 Real-Time PCR Detection System</td>
			<td>Bio-Rad</td>
			<td>185-5195</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Experion Automated Electrophoresis System</td>
			<td>Bio-Rad</td>
			<td>700-7000</td>
			<td>Instrument to check RNA integrity</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Experion RNA Highsense Analysis kit</td>
			<td>Bio-Rad</td>
			<td>7007105</td>
			<td>Reagent kit to check RNA integrity</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Dissecting microscope (SteREO Discovery V12 )</td>
			<td>Zeiss</td>
			<td>495007</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>NeonTransfection System 100 &#181;L Kit</td>
			<td>Invitrogen</td>
			<td>MPK10025</td>
			<td>Reagent kit for electroporation</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Neon Transfection System</td>
			<td>Invitrogen</td>
			<td>MPK5000</td>
			<td>Instrument used for electroporation</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>NanoDrop UV/Vis Spectrophotometer</td>
			<td>Thermo Scientific</td>
			<td>ND-2000</td>
			<td>Instrument for DNA/RNA quantification</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>EndoFree Plasmid Maxi Kit</td>
			<td>Qiagen</td>
			<td>12362</td>
			<td>Plasmid purification kit</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

generation of induced pluripotent stem cells from frozen buffy coats using non-integrating episomal plasmids

Somatischen Zellen kann durch die Expression von vier Transkriptionsfaktoren (Oct-4, Sox-2, Klf-4, und c-Myc) zwingt in induzierte pluripotente Stammzellen (iPS-Zellen) umprogrammiert werden, typischerweise durch menschliche embryonale Stammzellen exprimiert (hES) . Aufgrund ihrer Ähnlichkeit mit HES-Zellen, haben iPSCs ein wichtiges Instrument für potenzielle Patienten-spezifischen regenerativen Medizin zu werden, die Vermeidung ethischer Fragen mit HES-Zellen verbunden. Um geeignete Zellen für die klinische Anwendung zu erhalten, müssen Transgen freien iPSCs erzeugt werden, um transgene Reaktivierung veränderte Genexpression und fehlgeleiteten Differenzierung zu vermeiden. Außerdem ist eine hocheffiziente und kostengünstige Anpassung Verfahren notwendig, eine ausreichende iPSCs für therapeutische Zwecke abzuleiten. Angesichts dieser Notwendigkeit, ist eine effiziente Integration von nicht-episomale Plasmid-Ansatz die bevorzugte Wahl für iPSC Ableitung. Derzeit die häufigste Zelltyp für eine Neuprogrammierung Zwecke sind Fibroblasten, die Isolierung von denen erfordert Gewebebiopsie, eine invasive chirurgischen Prozedur für den Patienten. Daher menschlichem peripheren Blut stellt den am besten zugänglichen und am wenigsten invasive Gewebe für iPSC Generation. In dieser Studie wird ein kostengünstiges und virale freies Protokoll unter Verwendung nicht-integrierenden episomalen Plasmiden zur Erzeugung iPSCs aus menschlichen peripheren mononukleären Blutzellen (PBMNC), nachdem Gesamtblut zentrifugiert und ohne Dichtegradiententrennung aus gefrorenen Leukozytenfilmen berichtet wird.

In dieser Studie wurde ein einfaches und wirksames Protokoll für die Erzeugung von Virusfrei iPSCs durch Umprogrammierung PBMNC aus gefrorenen buffy coats, nachdem Gesamtblut zentrifugiert und Vergleich mit Umprogrammierung PBMNCs nach Dichtegradiententrennung wird berichtet, erhalten wurde, isoliert. 1A zeigt eine schematische Darstellung das detaillierte Protokoll. Nach dem Auftauen werden die isolierten PBMNC, welches einen typischen abgerundete Form werden in spezifischen Blutkulturmedium für 14 T...

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Generation of Induced Pluripotent Stem Cells from Frozen Buffy Coats using Non-integrating Episomal Plasmids

Pluripotenten Stammzellen (iPS) Quelle eines patientenspezifischen Geweben für die klinische Anwendung und Grundlagenforschung. Hier präsentieren wir ein detailliertes Protokoll für die menschliche periphere mononukleäre Blutzellen (PBMNC) von gefrorenen Buffy Coats in virale freien iPSCs mit nicht-integrierenden episomalen Plasmiden erhalten neu zu programmieren.

Erzeugung von induzierten pluripotenten Stammzellen aus Gefrorene Buffy Coats mit Non-Integration episomalen Plasmiden

Somatic cells can be reprogrammed into induced pluripotent stem cells (iPSCs) by forcing the expression of four transcription factors (Oct-4, Sox-2, ...

generation-induced-pluripotent-stem-cells-from-frozen-buffy-coats

Research

JoVE Journal

Developmental Biology

12.8K Aufrufe.  European Academy Bozen/Bolzano (EURAC).  Pluripotenten Stammzellen (iPS) Quelle eines patientenspezifischen Geweben für die klinische Anwendung und Grundlagenforschung. Hier präsentieren wir ein detailliertes Protokoll für die menschliche periphere mononukleäre Blutzellen (PBMNC) von gefrorenen Buffy Coats in virale freien iPSCs mit nicht-integrierenden episomalen Plasmiden erhalten neu zu programmieren. 

Serie: Generation of Induced Pluripotent Stem Cells from Frozen Buffy Coats using Non-integrating Episomal Plasmids

Generation of Integration-free Human Induced Pluripotent Stem Cells Using Hair-derived Keratinocytes

Recent advances in reprogramming allow us to turn somatic cells into human induced pluripotent stem cells (hiPSCs). Disease modeling using patient-specific hiPSCs allows the study of the underlying mechanism for pathogenesis, also providing a platform for the development of in vitro drug screening and gene therapy to improve treatment options. The promising potential of hiPSCs for regenerative medicine is also evident from the increasing number of publications (>7000) on iPSCs in recent years. Various cell types from distinct lineages have been successfully used for hiPSC generation, including skin fibroblasts, hematopoietic cells and epidermal keratinocytes. While skin biopsies and blood collection are routinely performed in many labs as a source of somatic cells for the generation of hiPSCs, the collection and subsequent derivation of hair keratinocytes are less commonly used. Hair-derived keratinocytes represent a non-invasive approach to obtain cell samples from patients. Here we outline a simple non-invasive method for the derivation of keratinocytes from plucked hair. We also provide instructions for maintenance of keratinocytes and subsequent reprogramming to generate integration-free hiPSC using episomal vectors.

This manuscript provides a step-by-step procedure for the derivation and maintenance of human keratinocytes from plucked hair and subsequent generation of integration-free human induced pluripotent stem cells (hiPSCs) by episomal vectors.

Generation der Integration freie Menschen induzierten pluripotenten Stammzellen Mit Haarstamm Keratinozyten

Recent advances in reprogramming allow us to turn somatic cells into human induced pluripotent stem cells (hiPSCs). Disease modeling using ...

Forschung

Entwicklungsbiologie

Generation of Induced Pluripotent Stem Cells from Human Peripheral T Cells Using Sendai Virus in Feeder-free Conditions

Recently, iPSCs have attracted attention as a new source of cells for regenerative therapies. Although the initial method for generating iPSCs relied on dermal fibroblasts obtained by invasive biopsy and retroviral genomic insertion of transgenes, there have been many efforts to avoid these disadvantages. Human peripheral T cells are a unique cell source for generating iPSCs. iPSCs derived from T cells contain rearrangements of the T cell receptor (TCR) genes and are a source of antigen-specific T cells. Additionally, T cell receptor rearrangement in the genome has the potential to label individual cell lines and distinguish between transplanted and donor cells. For safe clinical application of iPSCs, it is important to minimize the risk of exposing newly generated iPSCs to harmful agents. Although fetal bovine serum and feeder cells have been essential for pluripotent stem cell culture, it is preferable to remove them from the culture system to reduce the risk of unpredictable pathogenicity. To address this, we have established a protocol for generating iPSCs from human peripheral T cells using Sendai virus to reduce the risk of exposing iPSCs to undefined pathogens. Although handling Sendai virus requires equipment with the appropriate biosafety level, Sendai virus infects activated T cells without genome insertion, yet with high efficiency. In this protocol, we demonstrate the generation of iPSCs from human peripheral T cells in feeder-free conditions using a combination of activated T cell culture and Sendai virus.

This protocol describes how to generate induced pluripotent stem cells (iPSCs) from human peripheral T cells in feeder-free conditions using a combination of matrigel and Sendai virus vectors containing reprogramming factors.

Erzeugung von induzierten pluripotenten Stammzellen aus menschlichen peripheren T-Zellen Mit Sendai Virus in Feeder-freien Bedingungen

Recently, iPSCs have attracted attention as a new source of cells for regenerative therapies. Although the initial method for generating iPSCs relied on ...

Generation of Induced-pluripotent Stem Cells Using Fibroblast-like Synoviocytes Isolated from Joints of Rheumatoid Arthritis Patients

Mature somatic cells can be reversed into a pluripotent stem cell-like state using a defined set of reprogramming factors. Numerous studies have generated induced-Pluripotent Stem Cells (iPSCs) from various somatic cell types by transducing four Yamanaka transcription factors: Oct4, Sox2, Klf4 and c-Myc. The study of iPSCs remains at the cutting edge of biological and clinical research. In particular, patient-specific iPSCs can be used as a pioneering tool for the study of disease pathobiology, since iPSCs can be induced from the tissue of any individual. Rheumatoid arthritis (RA) is a chronic inflammatory disease, classified by the destruction of cartilage and bone structure in the joint. Synovial hyperplasia is one of the major reasons or symptoms that lead to these results in RA. Fibroblast-like Synoviocytes (FLSs) are the main component cells in the hyperplastic synovium. FLSs in the joint limitlessly proliferate, eventually invading the adjacent cartilage and bone. Currently, the hyperplastic synovium can be removed only by a surgical procedure. The removed synovium is used for RA research as a material that reflects the inflammatory condition of the joint. As a major player in the pathogenesis of RA, FLSs can be used as a material to generate and investigate the iPSCs of RA patients. In this study, we used the FLSs of a RA patient to generate iPSCs. Using a lentiviral system, we discovered that FLSs can generate RA patient-specific iPSC. The iPSCs generated from FLSs can be further used as a tool to study the pathophysiology of RA in the future.

Here we describe a protocol for generating human induced-pluripotent stem cells from patient-derived fibroblast-like synoviocytes, using a lentiviral system without feeder cells.

Die Erzeugung von Induced-pluripotenten Stammzellen Fibroblast-wie Synoviozyten Isoliert von Gelenken von Patienten mit rheumatoider Arthritis

Mature somatic cells can be reversed into a pluripotent stem cell-like state using a defined set of reprogramming factors. Numerous studies have generated ...

Generation of Induced Pluripotent Stem Cells from Human Melanoma Tumor-infiltrating Lymphocytes

Adoptive transfer of ex vivo expanded autologous tumor-infiltrating lymphocytes (TILs) can mediate durable and complete responses in significant subsets of patients with metastatic melanoma. Major obstacles of this approach are the reduced viability of transferred T cells, caused by telomere shortening, and the limited number of TILs obtained from patients. Less-differentiated T cells with long telomeres would be an ideal T cell subset for adoptive T cell therapy;however, generating large numbers of these less-differentiated T cells is problematic. This limitation of adoptive T cell therapy can be theoretically overcome by using induced pluripotent stem cells (iPSCs) that self-renew, maintain pluripotency, have elongated telomeres, and provide an unlimited source of autologous T cells for immunotherapy. Here, we present a protocol to generate iPSCs using Sendai virus vectors for the transduction of reprogramming factors into TILs. This protocol generates fully reprogrammed, vector-free clones. These TIL-derived iPSCs might be able to generate less-differentiated patient- and tumor-specific T cells for adoptive T cell therapy.

The goal of this protocol is to show the protocol for reprogramming melanoma tumor-infiltrating lymphocytes into induced pluripotent stem cells.

Die Erzeugung von induzierten pluripotenten Stammzellen aus menschlichen Melanom-Tumor-infiltrierenden Lymphozyten

Adoptive transfer of ex vivo expanded autologous tumor-infiltrating lymphocytes (TILs) can mediate durable and complete responses in significant subsets ...

Induced Pluripotent Stem Cell Generation from Blood Cells Using Sendai Virus and Centrifugation

The recent development of human induced pluripotent stem cells (hiPSCs) proved that mature somatic cells can return to an undifferentiated, pluripotent state. Now, reprogramming is done with various types of adult somatic cells: keratinocytes, urine cells, fibroblasts, etc. Early experiments were usually done with dermal fibroblasts. However, this required an invasive surgical procedure to obtain fibroblasts from the patients. Therefore, suspension cells, such as blood and urine cells, were considered ideal for reprogramming because of the convenience of obtaining the primary cells. Here, we report an efficient protocol for iPSC generation from peripheral blood mononuclear cells (PBMCs). By plating the transduced PBMCs serially to a new, matrix-coated plate using centrifugation, this protocol can easily provide iPSC colonies. This method is also applicable to umbilical cord blood mononuclear cells (CBMCs). This study presents a simple and efficient protocol for the reprogramming of PBMCs and CBMCs.

We propose a protocol for reprogramming peripheral blood mononuclear cells (PBMCs) into induced pluripotent stem cells (iPSCs). By plating the transduced blood cells onto matrix-coated plates with centrifugation, iPSCs are successfully induced from floating cells. This technique suggests a simple and effective reprogramming protocol for cells such as PBMCs and CBMCs.

Induzierte pluripotente Stammzellen Erzeugung von Blutzellen mit Sendai-Virus und Zentrifugation

The recent development of human induced pluripotent stem cells (hiPSCs) proved that mature somatic cells can return to an undifferentiated, pluripotent ...

Generation of Integration-free Induced Pluripotent Stem Cells from Human Peripheral Blood Mononuclear Cells Using Episomal Vectors

Induced Pluripotent Stem Cells (iPSCs) hold great promise for disease modeling and regenerative therapies. We previously reported the use of Episomal Vectors (EV) to generate integration-free iPSCs from peripheral blood mononuclear cells (PB MNCs). The episomal vectors used are DNA plasmids incorporated with oriP and EBNA1 elements from the Epstein-Barr (EB) virus, which&#160;allow for replication and long-term retainment of plasmids in mammalian cells, respectively. With further optimization, thousands of iPSC colonies can be obtained from 1 mL of peripheral blood. Two critical factors for achieving high reprogramming efficiencies&#160;are: 1) the use of a 2A &#34;self-cleavage&#34; peptide to link OCT4 and SOX2, thus achieving equimolar expression of the two factors; 2) the use of two vectors to express MYC and KLF4 individually. Here we describe a step-by-step protocol for generating integration-free iPSCs from adult peripheral blood samples. The generated iPSCs are integration-free as residual episomal plasmids are undetectable after five passages. Although the reprogramming efficiency is comparable to that of Sendai Virus (SV) vectors, EV plasmids are considerably more economical than the commercially available SV vectors. This affordable EV reprogramming system holds potential for clinical applications in regenerative medicine and provides an approach for the direct reprogramming of PB MNCs to integration-free mesenchymal stem cells, neural stem cells, etc.

This protocol describes a detailed method for efficient generation of integration-free iPSCs from human adult peripheral blood cells. With the use of four oriP/EBNA-based episomal vectors to express the reprogramming factors, KLF4, MYC, BCL-XL, or OCT4 and SOX2, thousands of iPSC colonies can be obtained from 1 mL of peripheral blood.

Die Erzeugung von Integration freien induzierte pluripotente Stammzellen aus menschlichen peripheren einkernigen Blutzellen Mit Episomale Vektoren

Induced Pluripotent Stem Cells (iPSCs) hold great promise for disease modeling and regenerative therapies. We previously reported the use of Episomal ...

Defined and Scalable Generation of Hepatocyte-like Cells from Human Pluripotent Stem Cells

Human pluripotent stem cells (hPSCs) possess great value for biomedical research. hPSCs can be scaled and differentiated to all cell types found in the human body. The differentiation of hPSCs to human hepatocyte-like cells (HLCs) has been extensively studied, and efficient differentiation protocols have been established. The combination of extracellular matrix and biological stimuli, including growth factors, cytokines, and small molecules, have made it possible to generate HLCs that resemble primary human hepatocytes. However, the majority of procedures still employ undefined components, giving rise to batch-to-batch variation. This serves as a significant barrier to the application of the technology. To tackle this issue, we developed a defined system for hepatocyte differentiation using human recombinant laminins as extracellular matrices in combination with a serum-free differentiation process. Highly efficient hepatocyte specification was achieved, with demonstrated improvements in both HLC function and phenotype. Importantly, this system is easy to scale up using research and GMP-grade hPSC lines&#160;promising advances in cell-based modelling and therapies.

The method presented here describes a scalable and good manufacturing practice (GMP)-ready differentiation system to generate human hepatocyte-like cells from pluripotent stem cells. It serves as a cost-effective and standardized system to generate human hepatocyte-like cells for basic and applied human liver research.

Definierte und Scalable Generierung von Leber-ähnlichen Zellen aus humanen pluripotenten Stammzellen

Human pluripotent stem cells (hPSCs) possess great value for biomedical research. hPSCs can be scaled and differentiated to all cell types found in the ...

Generation of Standardized and Reproducible Forebrain-type Cerebral Organoids from Human Induced Pluripotent Stem Cells

The human cortex is highly expanded and exhibits a complex structure with specific functional areas, providing higher brain function, such as cognition. Efforts to study human cerebral cortex development have been limited by the availability of model systems. Translating results from rodent studies to the human system is restricted by species differences and studies on human primary tissues are hampered by a lack of tissue availability as well as ethical concerns. Recent development in human pluripotent stem cell (PSC) technology include the generation of three-dimensional (3D) self-organizing organotypic culture systems, which mimic to a certain extent human-specific brain development in vitro. Currently, various protocols are available for the generation of either whole brain or brain-region specific organoids. The method for the generation of homogeneous and reproducible forebrain-type organoids from induced PSC (iPSC), which we previously established and describe here, combines the intrinsic ability of PSC to self-organize with guided differentiation towards the anterior neuroectodermal lineage and matrix embedding to support the formation of a continuous neuroepithelium. More specifically, this protocol involves: (1) the generation of iPSC aggregates, including the conversion of iPSC colonies to a confluent monolayer culture; (2) the induction of anterior neuroectoderm; (3) the embedding of neuroectodermal aggregates in a matrix scaffold; (4) the generation of forebrain-type organoids from neuroectodermal aggregates; and (5) the fixation and validation of forebrain-type organoids. As such, this protocol provides an easily applicable system for the generation of standardized and reproducible iPSC-derived cortical tissue structures in vitro.

Cerebral organoids represent a new model system to investigate early human brain development in vitro. This article provides the detailed methodology to efficiently generate homogeneous dorsal forebrain-type organoids from human induced pluripotent stem cells including critical characterization and validation steps.

Generation von standardisierten und reproduzierbaren Vorderhirn-Typ zerebralen Organellen aus menschlichen induzierten pluripotenten Stammzellen

The human cortex is highly expanded and exhibits a complex structure with specific functional areas, providing higher brain function, such as cognition. ...

Generation of 3D Skin Organoid from Cord Blood-derived Induced Pluripotent Stem Cells

The skin is the body&#8217;s largest organ and has many functions. The skin acts as a physical barrier and protector of the body and regulates bodily functions. Biomimetics is the imitation of the models, systems, and elements of nature for the purpose of solving complex human problems1. Skin biomimetics is a useful tool for in vitro disease research and in vivo regenerative medicine. Human induced pluripotent stem cells (iPSCs) have the characteristic of unlimited proliferation and the ability of differentiation to three germ layers. Human iPSCs are generated from various primary cells, such as blood cells, keratinocytes, fibroblasts, and more. Among them, cord blood mononuclear cells (CBMCs) have emerged as an alternative cell source from the perspective of allogeneic regenerative medicine. CBMCs are useful in regenerative medicine because human leukocyte antigen (HLA) typing is essential to the cell banking system. We provide a method for the differentiation of CBMC-iPSCs into keratinocytes and fibroblasts and for generation of a 3D skin organoid. CBMC-iPSC-derived keratinocytes and fibroblasts have characteristics similar to a primary cell line. The 3D skin organoids are generated by overlaying an epidermal layer onto a dermal layer. By transplanting this 3D skin organoid, a humanized mice model is generated. This study shows that a 3D human iPSC-derived skin organoid may be a novel, alternative tool for dermatologic research in vitro and in vivo.

We propose a protocol that shows how to differentiate induced pluripotent stem cell-derived keratinocytes and fibroblasts and generate a 3D skin organoid, using these keratinocytes and fibroblasts. This protocol contains an additional step of generating a humanized mice model. The technique presented here will improve dermatologic research.

Generation von 3D Haut organoide aus Cord Blood-abgeleitete induzierte pluripotente Stammzellen

The skin is the body&#8217;s largest organ and has many functions. The skin acts as a physical barrier and protector of the body and regulates bodily ...

In Vitro Generation of Somite Derivatives from Human Induced Pluripotent Stem Cells

In response to signals such as WNTs, bone morphogenetic proteins (BMPs), and sonic hedgehog (SHH) secreted from surrounding tissues, somites (SMs) give rise to multiple cell types, including the myotome (MYO), sclerotome (SCL), dermatome (D), and syndetome (SYN), which in turn develop into skeletal muscle, axial skeleton, dorsal dermis, and axial tendon/ligament, respectively. Therefore, the generation of SMs and their derivatives from human induced pluripotent stem cells (iPSCs) is critical to obtain pluripotent stem cells (PSCs) for application in regenerative medicine and for disease research in the field of orthopedic surgery. Although the induction protocols for MYO and SCL from PSCs have been previously reported by several researchers, no study has yet demonstrated the induction of SYN and D from iPSCs. Therefore, efficient induction of fully competent SMs remains a major challenge. Here, we recapitulate human SM patterning with human iPSCs in vitro by mimicking the signaling environment during chick/mouse SM development, and report on methods of systematic induction of SM derivatives (MYO, SCL, D, and SYN) from human iPSCs under chemically defined conditions through the presomitic mesoderm (PSM) and SM states. Knowledge regarding chick/mouse&#160;SM development was successfully applied to the induction of SMs with human iPSCs. This method could be a novel tool for studying human somitogenesis and patterning without the use of embryos and for cell-based therapy and disease modeling.

We present here a protocol for the differentiation of human induced pluripotent stem cells into each somite derivative (myotome, sclerotome, dermatome, and syndetome) in chemically defined conditions, which has applications in future disease modeling and cell-based therapies in orthopedic surgery.

In vitro-Generation der Somiten Derivate aus menschlichen induzierten Zellen pluripotenten Stammzellen

In response to signals such as WNTs, bone morphogenetic proteins (BMPs), and sonic hedgehog (SHH) secreted from surrounding tissues, somites (SMs) give ...