A subscription to JoVE is required to view this content. Sign in or start your free trial.
Method Article
פרוטוקול זה מתאר שיטת חיתוך מכאנית רומן המאפשרת ההתרחבות של אגרגטים גזע ותאים אב עצביים כדוריים ללא ניתוק להשעית תא בודד. שמירה על קשר תא / תא מאפשרת צמיחה מהירה ויציבה במשך 40 מעברים.
טכניקת הרחבת תא לצבור מספר גדול של תאים מדגימה אחת עבור ניסויי מחקר וניסויים קליניים תרוויח הקהילה בתאי גזע באופן משמעותי. שיטות הרחבה הנוכחיות רבות מייגע ויקרות, ואלה הקשורים ניתוק מוחלט עלולים לגרום לכמה סוגי גזע ותאים ובתאים לעבור התמיינות או הזדקנות מוקדמת. כדי להתגבר על בעיות אלה, פיתחנו שיטת passaging מכאנית אוטומטית המכונה "קיצוץ" כי הוא פשוט ולא יקר. טכניקה זו מונעת ניתוק כימי או אנזימטי לתאים בודדים, ובמקום זאת מאפשרת להרחבה בקנה מידה גדולה של תרבויות מושעים, אליפטית, כי לשמור על קשר עם תא / תא קבוע. שיטת הקיצוץ יש בעיקר נעשתה שימוש בתאים עובריים שמקורם במוח עצבי אב או neurospheres, ולאחרונה יצאה לאור לשימוש בתאי גזע עצביים שמקורם בתאי גזע pluripotent עובריים ומושרים. Involv ההליךes זריעת neurospheres על גבי צלחת פטרי תרבית רקמה ולאחר מכן עובר להב חד, סטרילי דרך תאי יעילות אוטומציה של התהליך המייגע של ידני מכאני מתנער בכל תחום. השעיית תאים בתרבית מספקת יחס שטח לנפח חיובי פני השטח; כפי שניתן גדלו מעל 500,000 תאים בתוך neurosphere אחד של פחות מ 0.5 מ"מ קוטר. בבקבוק T175 אחד, מעל 50 מיליון תאים יכולים לגדול בתרבויות השעיה לעומת רק 15 מ'בתרבויות חסיד. חשוב מכך, הליך הקיצוץ נעשה שימוש בפרקטיקת ייצור טוב הנוכחית (cGMP), המאפשר ייצור כמות המוני של מוצרי תא כיתה קלינית.
יש היסטוריה של הרחבת תאי גזע עצביים מכרסמים בתרבות כמו גם monolayer 1-3 או 4-7 neurospheres המצרפי ארוכה. בנוסף, תאים אנושיים ותאים עצביים (hNPCs) מבודדים מאזורים השונים של מערכת העצבים המרכזית מתפתחת 8-17 הורחבו במבחנה. תאים אלה הם דו עוצמה, מסוגל להבדיל לשני האסטרוציטים ונוירונים והיה כלי שימושי מאוד בלימוד התפתחות עצבית 18,19 ו20,21 מנגנון מחלה. hNPCs גם הושתל לתוך מודלים של בעלי חיים רבים ושונים של מחלות מערכת עצבים מרכזיות עם רמות משתנות של אינטגרציה, הישרדות והשפעות פונקציונליות 22-24.
באופן מסורתי, מכרסם או NPCs נגזר עוברי האנושי חשופים לגורמי גדילה - גורם לעתים קרובות אפידרמיס צמיחה (EGF) ו / או גידול פיברובלסטים גורם-2 (FGF-2) 25-28 - ושניהם 29 חסיד ושלושהמערכות אליפטית ממדיות בדרך כלל passaged באמצעות ניתוק האנזימטית לתוך השעיה תא בודד 30-34. השיטה סטנדרטית להרחבת תאים למחקר או לשימוש קליני היא כmonolayer חסיד בשל מניפולציה קלה. עם זאת, יש לנו הראינו כי hNPCs monolayer passaging וneurosphere עם האנזימטית או תמיסות כימיות הביאה להזדקנות המוקדמת 35. בנוסף, דיסוציאציה האנזימטית עלולה לגרום לרמות מוגברות של מומים בידול וkaryotypic מבוססים על נתונים הפגינו עם תאי גזע עובריים 36-38. למרות שהשיטה סטנדרטית של hNPCs passaging הפיקה בפועל ייצור טוב הנוכחיים מוצרי כיתה (cGMP) שהושקעו בשלב 1 בניסויים קליניים (בתאי גזע Inc, Neuralstem Inc), השיטה מותר רק כמה סיבובים של הגברה תא, המגביל את בנקאי פוטנציאלי.
ברור, ניסויי מחקר גדולים וניסויים קליניים בעתיד יכולים להפיק תועלת מהיכולתלהפיץ תאים בכמויות גדולות ועם הזדקנות מתעכבת כדי לאפשר צמיחה בקנה מידה גדולה ובבנקאות סלולרי. כדי לענות על צורך זה, פיתחנו רומן ודרך אוטומטית של neurospheres שלמות מכאנית passaging ידי "לקצוץ" אותם לקבוצות קטנות כדי לשמור על קשר תא אל התא. בשיטה זו גדלה מאוד תרבות תוחלת החיים 39 והשעיה שלהם מאפשרת שימוש יעיל יותר של שטח חממה בהשוואה לתרבויות monolayer, כפי שניתן לראות בשיטת תרבות bioreactor 3D אלטרנטיבית 40. פרוטוקול הקיצוץ בתנאי מאפשר לייצור של בנקים בקנה מידה גדולה ממדגם העובר אחד גדול יותר ממעבר 10, הישג סביר בשיטות passaging סטנדרטיות. בעוד ששיטה זו לhNPCs passaging היא בלתי שגרתית, הוא גדל ב פופולריות והיה לאחרונה, שפורסם עם סוגי תאים אחרים כגון תאי גזע עצביים שמקורם עוברי אנושי ותאי גזע pluripotent מושרה, המאפשרים התרחבות בקנה מידה גדולה עבור יישומים שונים, כולל בvדוגמנות המחלה itro 41-46. חשוב מכך, בנק תאים בדרגת cGMP hNPC כבר הופק בשיטת החיתוך, הוכחת כי הטכניקה יכולה להיות מיושמת כלפי יישומים קליניים בעתיד.
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
1. הצהרה ובטיחות אתיות
2. הכנת הציוד, חומרי גלם, חומרים כימיים, ותצפיות
בקבוק | נפח תקשורת בסך הכל | טרום צ'ופ | → | פוסט קוצצים |
T12.5 1 | 5 מיליליטר | T12.5 1 | → | T25 1 |
T25 1 | 10 מיליליטר | T25 1 | → | T75 1 |
T75 1 | 20 מיליליטר | T75 1 | → | T175 1 |
T175 1 | 40 מיליליטר | T175 1 | → | 2 T175s |
2 T175s | 80 מיליליטר | 2 T175s * | → | 4 T175s |
* 2 T175s הוא המספר המרבי של צלוחיות שניתן קצוץ בכל פעם. קוצץ בסטים של 2 T175s ומתייחסים לשלב 7. |
טבלת 1. הפרדיגמה התרחבות hNPC. תיאור של תכנית הרחבה טיפוסית לhNPCs. זהו תקן להרחבה שני לקפל volumetrically כל 7-10 ימים.
3. התקנה ופר
איור 1. פר רקמות McIlwain. א) קוצץ מיקרומטר עובי הסתגלות, בסיס זרוע B) ופר וזרוע מצורף, C) הוק על בעל צלחת לצלחת פטרי, D) ידית שחרור שולחן ומגש, E) ידית שליטת כוח הלהב, F) איפוס מתג, בעל פלייט) G, H קובץ מצורף) בורג ללהב, אבזם ואגוז, אני) ברגים אגוזים כלולים במסוק, J) אגוז להב / אבזם, אבזם להב K), L ) כפתור בקרת מהירות חיתוך אוטומטי, M) מתג הפעלה כפתור הפעלה זרוע חיתוך ידני, N).
4. נוהל טרום קוצצים
איור 2. הכנת כדור לקיצוץ.) Lean צפחת () s נגד מתלה צינור או פריט דומה ליישב את הכדורים בפינה של בקבוק. ב ') מעבירים את הכדורים כמו בצפיפות ככל האפשר מצינור חרוטי לפטרי מנה. C) ברכת הכדורים מצינור חרוטי בtהוא אמצע צלחת פטרי. ד) סר כמו supernatant ככל האפשר מהחלק העליון של ספירות ונקווה. E) מורחים את הכדורים החוצה באמצעות הצד של קצה micropipettor פלסטיק. F) בעדינות להעביר את הכדורים אל צד אחד של הבריכה התחומים. דוגמא G) של תחומים שכבר עברו לצד אחד של הבריכה כדי להקל על הסרת תקשורת. H) תמצית פרושים על צלחת פטרי, מוכנה לקיצוץ. לחצו כאן לצפייה בתמונה גדולה יותר.
עמודה | טור ב ' | טור ג' | העמודה D | עמודת E | העמודה F | |
גודל בקבוק טרום צ'ופ | → | גודל פוסט קוצצים צפחת (ים) | נפח של MM הציע להעביר לבקבוק חדש (ים) מראש לקצוץ | נפח מוצע של CM להעביר לבקבוק חדש (ים) מראש לקצוץ | נפח מוצע של תחומים / תקשורת להעביר לבקבוק חדש (ים) הודעה צ'ופ | נפח סופי זורעים / בקבוק |
T12.5 | → | T25 | 5 מיליליטר | 0 מיליליטר | 5 מיליליטר | 10 מיליליטר |
T25 | → | T75 | 10 מיליליטר | 0 מיליליטר | 10 מיליליטר | 20 מיליליטר |
T75 | → | T175 | 20 מיליליטר | 10 מיליליטר | 10 מיליליטר | 40 מיליליטר |
T175 1 | → | 2 T175s | 20 מיליליטר לכל בקבוק | 15 מיליליטר לכל בקבוק | 5 מ"ל לכל בקבוק | 40 מיליליטר |
2 T75s | → | 4 T175s | 20 מיליליטר לכל בקבוק | 17.5 מיליליטר לכל בקבוק | 2.5 מיליליטר לכל בקבוק | 40 מיליליטר |
טבלה 2. מדריך העברת מדיה לפני / אחרי צ'ופ. כרכים הציעו להשתמש במהלך תהליך החיתוך.
5. קוצצים נוהל
6. נוהל פוסט קוצצים
. 7 וריאציות תהליך - צלוחיות מרובות
ישנם כמה הבדלים כשpassaging יותר משני T175s. הצעדים להלן שינויים של הצעד בהפניה.
8. Cryopreservation
הפרוטוקול הבא מיועד לשימור בהקפאה hNPCs.
her.within-page = "תמיד">
pipets פסטר איור 3. זכוכית אש ליטוש.) החזק את pipet בחלק העליון של הלהבה וספין כדי דוגמא לאופן שווה סביב שולי pipet הזכוכית. ב) pipet אש זכוכית מלוטשת גדול נשא. דוגמא ג') של pipet זכוכית אש מלוטשת בקוטר קטן.
מקפיא קצב מבוקר
שלב | שיעור (° C) | טמפרטורת הסוף (° C) | חזק (מזער) | הדק |
1 | - | - | שניות 0 5 דקות | הלשכה |
2 | - 1.3 | - 5 | - | מדגם |
3 | - | - | שניות 0 1 דקות | הלשכה |
4 | - 45 | - 58 | - | הלשכה |
5 | + 10 | - 26 | - | הלשכה |
6 | + 3 | - 23 | - | הלשכה |
7 | - 0.8 | - 40 | - | מדגם |
8 | - 10 | - 100 | - | הלשכה |
9 | - 35 | - 160 | - | הלשכה |
לוח 3. צעדים להקפאת hNPCs בr מבוקראכלתי במקפיא. תכנית הציעה לשימור בהקפאת hNPC במקפיא קצב מבוקר.
איור 4. עקומת הקפאה לדוגמא. עקומת הקפאה אופיינית עבור hNPCs במקפיא קצב מבוקר.
9. הפשרת נוהל
הפרוטוקול הבא הוא עבור p cryogenically ההפשרהhNPCs שמורות.
# של בקבוקונים | נפח כולל זריעה (מיליליטר) | בקבוק |
1 | 5 | T12.5 |
2 | 10 | T25 |
3 | 15 | T75 |
4 | 20 | T75 |
5 | 25 | T75 |
6 | 30 | T175 |
7 | 35 | T175 |
8 | 40 | T175 |
8 + | - | שילוב של צלוחיות |
לוח 4. גדלי בקבוק המבוססים על מספר cryovials מופשר. נפח הציע וגודל בקבוק זרע לאחר הפשרת hNPCs.
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
מספרים סלולריים איור 5. נציגי נתונים.) תחזית של hNPCs הקפוא ב p19, ולאחר מכן הפשירו והתרחבו כmonolayer חסיד באמצעות ניתוק האנזימטית בהשוואה לneurospheres passaged באמצעות שיטת החיתוך. יום 0 מיי?...
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
איור 6. חיתוך סכמטי. הרחבת תאי גזע אליפטית / אב בתרבות בשיטת החיתוך המכני.
שלבים קריטיים
סקירה של ה?...
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
יש המחברים אין לחשוף.
אנו מודים לד"ר Soshana סוונדסן לביקורת ועריכת דוח זה קריטי. עבודה זו תרמה לעל ידי NIH / NINDS 1U24NS078370-01 וCIRM DR2A-05,320.
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
Beaker, 50 ml | Fisherbrand | FB-100-50 | multiple manufacturers/suppliers |
Bio-Safety Cabinet, class II | Baker | SG-603A | 4 ft. or 6 ft. model. 6 ft. model recommended; multiple manufacturers/suppliers |
Blades, Double-edge Prep | Personna | 74-0002 | multiple manufacturers/suppliers. CAUTION: Sharp |
Cell Freezing Media | Sigma-Aldrich | C6295-50ML | DMSO, serum-free |
Centrifuge, swing-bucket with 15 ml inserts | Eppendorf | 5810 R | multiple manufacturers/suppliers |
Conical Tubes, 15 ml | Fisherbrand | S50712 | multiple manufacturers/suppliers |
Conical Tubes, 50 ml | BD Falcon | 352074 | multiple manufacturers/suppliers |
Controlled Rate Freezer | Planer | Kryo 750 | multiple manufacturers/suppliers |
Cryovials, 2 ml | Corning | 430488 | multiple manufacturers/suppliers |
Culture Flask, Vented, T12.5 | BD Falcon | 353107 | multiple manufacturers/suppliers |
Culture Flask, Vented, T25 | BD Falcon | 353081 | multiple manufacturers/suppliers |
Culture Flask, Vented, T175 | BD Falcon | 353045 | multiple manufacturers/suppliers |
Culture Flask, Vented, T75 | BD Falcon | 353110 | multiple manufacturers/suppliers |
Filter, 0.22 µm, attached cup, 1 L | Millipore | SCGPU11RE | multiple manufacturers/suppliers |
Filter, 0.22 µm, attached cup, 150 ml | Millipore | SCGVU01RE | multiple manufacturers/suppliers |
Filter, 0.22 µm, attached cup, 500 ml | Millipore | SCGPU05RE | multiple manufacturers/suppliers |
Filter, 0.22 µm, attached cup, 50 ml | Millipore | SCGP00525 | multiple manufacturers/suppliers |
Filter Paper, 8.5 cm circles | Whatman/GE | 1001-085 | |
Forceps, Standard Pattern - Serrated/Curved/18 cm | Fine Science Tools | 11001-18 | |
Freezing Chamber, Isopropyl Alcohol | Nalgene | 5100-0001 | "Mr. Frosty" |
Incubator, 37 °C/5% CO2 | Forma | 370 series | multiple manufacturers/suppliers |
Hemacytometer, Phase | Hausser Scientific | 1475 | multiple manufacturers/suppliers |
McIlwain Tissue Chopper | Lafayette Instruments | TC752-PD | Petri dish modification required. CAUTION: Moving, sharp blade. |
Micropipettor, 1-10 μl | Gilson | F144562 | multiple manufacturers/suppliers |
Micropipettor, 100-1,000 μl (starter kit) | Gilson | F167700 | multiple manufacturers/suppliers |
Micropipettor, 2-20 μl (starter kit) | Gilson | F167700 | multiple manufacturers/suppliers |
Micropipettor, 20-200 μl (starter kit) | Gilson | F167700 | multiple manufacturers/suppliers |
Nutdriver, Autoclavable, 5/16" | Steritool | 10302 | |
Pasteur Pipets, cotton-plugged | Fisherbrand | 13-678-8B | multiple manufacturers/suppliers |
Petri Dish, Glass, Autoclavable | Corning | 3160-100 | |
Pipet Aid | Drummond | 4-000-101 | multiple manufacturers/suppliers |
Shim disc | McMaster-Carr | VARIABLE | multiple manufacturers/suppliers |
Sterile barrier pipet tips, 10 μl | AvantGuard | AV10R-H | multiple manufacturers/suppliers |
Sterile barrier pipet tips, 1,000 μl | AvantGuard | AV1000 | multiple manufacturers/suppliers |
Sterile barrier pipet tips, 20 μl | AvantGuard | AV20-H | multiple manufacturers/suppliers |
Sterile barrier pipet tips, 200 μl | AvantGuard | AV200-H | multiple manufacturers/suppliers |
Sterile Disposable pipettes, all-plastic wrap, 10 ml | Fisherbrand | 13-676-10J | multiple manufacturers/suppliers |
Sterile Disposable pipettes, all-plastic wrap, 2 ml | Fisherbrand | 13-675-3C | multiple manufacturers/suppliers |
Sterile Disposable pipettes, all-plastic wrap, 25 ml | Fisherbrand | 13-676-10K | multiple manufacturers/suppliers |
Sterile Disposable pipettes, all-plastic wrap, 5 ml | Fisherbrand | 13-676-10H | multiple manufacturers/suppliers |
Sterilization Pouches, 19 x 33 cm | Crosstex | SCL | multiple manufacturers/suppliers |
Strainer, 40 µm | BD Falcon | 352340 | |
Tissue Culture Dishes, 60 mm | BD Falcon | 351007 | |
Tube Racks, Interlocking Four-Way | Fisherbrand | 03-448-17 | |
Water Bath | Fisherbrand | S52602Q | multiple manufacturers/suppliers |
Neural Progenitor Cell-Specific Processing Reagents | |||
Neural Stem Cell Expansion Medium (Stemline) | Sigma-Aldrich | S3194-500ML | Important to use the Stemline brand |
Recombinant Human Epidermal Growth Factor (EGF) | Millipore | GF316 | multiple manufacturers/suppliers |
Recombinant Human Leukemia Inhibitory Factor (LIF) | Millipore | LIF1010 | multiple manufacturers/suppliers |
Trypan Blue (0.4%) | Sigma-Aldrich | T8154-100ML | multiple manufacturers/suppliers |
TrypLE Select (1x) | Life Technologies | 12563-011 |
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
A correction was made to A cGMP-applicable Expansion Method for Aggregates of Human Neural Stem and Progenitor Cells Derived From Pluripotent Stem Cells or Fetal Brain Tissue. The corresponding author was changed from:
Brandon C. Shelley
to:
Clive Svendsen
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