A subscription to JoVE is required to view this content. Sign in or start your free trial.
Method Article
O9-1 הוא קו תא multipotent העכבר הרכס העצבי. כאן נתאר מפורט שלב אחר שלב פרוטוקולים culturing O9-1 תאים, המבדילים O9-1 תאים תאים מסוים סוגים של מניפולציה גנטית O9-1 תאים על-ידי שימוש בתיווך siRNA נוקאאוט או עריכה של הגנום CRISPR-Cas9.
תאי הרכס העצבי (NCCs) מעביר multipotent תאי גזע יכולים להתמיין לסוגי תאים שונים, להצמיח מרובים רקמות ואיברים. שורת התאים O9-1 נגזרת אנדוגני העכבר NCCs עובריים ושומר על multipotency שלה. עם זאת, בתנאים תרבות מסוימת, O9-1 התאים יכולים להתמיין לסוגי תאים שונים, ניתן להשתמש במגוון רחב של יישומי מחקר. לאחרונה, עם השילוב של העכבר מחקרים ולימודים תא O9-1, אנחנו הראו כי ההיפופוטם איתות לשביל effectors הפה, טאז תפקיד חשוב בהתפתחות ואסטתיים נגזר הרכס העצבי. למרות תהליך culturing עבור תאים O9-1 הוא מסובך יותר בשימוש עבור שורות תאים אחרים, שורת התאים O9-1 הוא מודל חזק על חקירת NCCs חוץ גופית בתוך. כאן, אנו מציגים פרוטוקול עבור culturing הקו תא O9-1 כדי לשמור על stemness שלה, כמו גם פרוטוקולים עבור המבדילים O9-1 תאים לתוך לסוגי תאים שונים, כגון תאי שריר חלק, תאי העצם. בנוסף, פרוטוקולים מתוארים לביצוע מחקרים אובדן-של-פונקציה ג'ין בתאים O9-1 על-ידי שימוש CRISPR-Cas9 והמומנט קטן מפריעות נוקאאוט בתיווך RNA.
תאי הרכס העצבי (NCCs) הם תאי גזע דמוי multipotent עם יכולת מדהימה נודדות, קיום חולף במהלך התפתחות עובריים. NCCs מקורם בין האאקטודרם השטח של הצינור העצבי ולהעביר אל חלקים אחרים של העובר במהלך התפתחות1. בהתבסס על תחומים פונקציונליים שלהם, NCCs יכולים להיות מסווגים לתוך מספר סוגים שונים, כולל הגולגולת, תא המטען, vagal, עצם העצה, NCCs הלב. בנוסף, NCCs ניתן להתמיין שושלות תאים מרובים, כגון תאי שריר חלק, תאים עצם הנוירונים, להצמיח רקמות שונות2,3. הפיתוח של NCCs מאופיין על ידי סדרה מורכבת של אירועים morphogenetic, כי הם יסודי על ידי אותות מולקולריים שונים. לאור מורכבות ויסות NCCs ותרומתם מבנים רבים חשוב, dysregulation של פיתוח NCC יכול להוביל בדרך כלל מולדת למומים מולדים, באיזה חשבון כמעט 30% של כל אדם מולדות מומים מולדים. ליקויים במהלך פיתוח הרכס העצבי יכול להוביל שסוע שפתיים/החיך, פגם באף צורה, תסמונות, פגמים כגון מערכת יצוא לב פגומים או אפילו תמותת1,4,5, 6 , 7. הבנת המנגנונים המולקולריים של פיתוח NCC חשוב לפיתוח טיפולים עבור מחלות הנגרמות על ידי ליקויים בהתפתחות NCC. עם השימוש השונים במבחנה , ויוו מתקרב8,9,10,11,12,13,14 ,15, התקדמות ניכרת נעשתה במחקר NCC. In vivo, מודלים בבעלי חיים, כולל עופות, דו-חיים, דג זברה ועכברים, שימשו כדי לחקור NCCs1. יתר על כן, עוברי אדם שימשו כדי לחקור את תהליך ההעברה NCC במהלך התפתחות העובר מוקדם16. במבחנה, מודלים תא NCCs, כגון NCCs האנושי, כי מקורם החולה השומן התת עורית שימשו כדי לחקור את מחלת פרקינסון17. הקו NCC O9-1, אשר נגזר במקור מתרבויות המונית של NCCs אנדוגני מבודד E8.5 העכבר עוברי18, הוא מודל חזק תא ללמוד NCCs. חשוב, בתנאים תרבות שאינם מבדילים, תאים O9-1 NCCs גזע דמוי multipotent. עם זאת, בתנאים תרבות שונות, תאים O9-1 יכול להיות מובחן סוגי תאים מכובדים, כגון תאי שריר חלק, תאי העצם, chondrocytes וגלייה18. לאור מאפיינים אלה, תאים O9-1 שימשו בהרחבה ללימודים הקשורות NCC, כגון חקירת המנגנון המולקולרי של הפנים הגולגולתי פגמים19,20.
כאן, פרוטוקולים מפורט ניתנים לשמירה על תאי O9-1, המבדילים O9-1 תאים לתוך לסוגי תאים שונים של מניפולציה O9-1 תאים על-ידי ביצוע גנים לימודי אובדן-של-פונקציה עם עריכה הגנום CRISPR-Cas9 ו- RNA מפריעות קטן (siRNA)- מתווכת הטכנולוגיות תמונות ציפורים. בתור דוגמא מייצגת, מתואר השימוש O9-1 תאים כדי לחקור הפה , טאז אובדן-של-פונקציה. הפה טאז effectors במורד הזרם של ההיפופוטם איתות, אשר ממלא תפקיד קריטי התפשטות תאים, בידול ולאחר אפופטוזיס בקרב אנשי עסקים ותיירים כאחד. מסלול היפו גם הוכח להיות חשוב פיתוח, הומאוסטזיס של מספר ברקמות שונות ואיברים, וכן בפתוגנזה של מחלות שונות20,21,22,23 ,24,25,26,27,28. מרכיבי הליבה של היפו איתות כוללים את הגידול משתיק קול סטרילית כמו 20 kinases Mst1/2, WW המכילות תחום סלבדור לגרדום חלבונים kinases homolog (Lats1/2) משתיק קול של גידול גדול. היפו איתות מעכב פעילות הפה, טאז ומקדם שפלותם בציטופלסמה. ללא דיכוי של היפופוטם, הפה, טאז יכול translocate לתוך גרעין האטום, לתפקד כמו תעתיק שיתוף activators. אנחנו לאחרונה הראה כי במיוחד inactivating ההיפופוטם איתות effectors הפה, טאז עכבר NCCs באמצעות Wnt1שלcre וכתוצאה Wnt1Cre2SOR נהגים עובריים lethality ב E10.5 עם חמור פגמים ואסטתיים20. אנחנו גם הופיעו מחקרים באמצעות תאים O9-1 כדי לחקור את התפקיד של הפה ו Taz ב- NCCs. כדי לחקור הפה, טאז פונקציה NCC התפשטות, בידול, הפה , טאז נוקאאוט תאים נוצר בתאים O9-1 על-ידי שימוש siRNA, הפה נוקאאוט תאים נוצרו באמצעות עריכת הגנום CRISPR-Cas9. האסטרטגיות אובדן-של-פונקציה באותו הגן ניתן ליישם יעד אחר גנים במשעולים אחרים. בנוסף, רווח-של-תפקוד לימודי, תרביות תאים מבחני ניתן להחיל גם לתאים O9-1 ללמוד ג'ין פונקציה ורגולציה. הפרוטוקולים המתוארים כאן נועדו לשמש על ידי חוקרים מדריכים culturing O9-1 תאים כדי לשמור על multipotent stemness, על הבחנה O9-1 תאים לתוך סוגי תאים אחרים בתנאים תרבות אחרת, ועל לימוד תפקוד הגן, המנגנון המולקולרי של NCCs.
1. הכנה לפני תרבית תאים O9-1
הערה: הבסיס מדיה המשמשת עבור תרבית תאים O9-1 בטח יש כבר נעשים על ידי סנדוס מוכלאים עכברים thioguanine/ouabain-עמידים (STO) העכבר פיברובלסט תאים; לכן, STO תאים צריך להיות שהושג והכינו כמפורט להלן לפני שמתחילים תרבית תאים O9-1.
2. תרבית תאים O9-1
3. שמירה על תאים O9-1
הערה: עובד מדיה הבזליים O9-1 הוא מסנן לעקר ממוזגים הבסיס לתקשורת, לאיש אשר LIF (הריכוז הסופי 103 יחידות/mL) ו bFGF (ריכוז סופי 25 ng/mL) מתווספים מיד לצלחת תרבות תא לפני השימוש. מדיה זו צריך להיות מוגן מפני אור ומאוחסנים ב 4 º C.
4. מניפולציה של תאים O9-1
5. O9-1 תאית התמיינות
המטרה של הניסויים שלנו תמונות ציפורים, נוקאאוט היה לחקור את ההשפעות של הפה , טאז אובדן-של-פונקציה בתאים O9-1. לפני הניסויים תמונות ציפורים, הסתרה, אנחנו חייבים לוודא המכינות עבור מדיה הבזליים ותאים תרבות O9-1 כפי שתואר לעיל (לדוגמה, קרום המרתף לצרכים במטריקס כדי לכסו...
NCC הוא תורם רב-תכליתי, מפתח ברקמות שונות ואיברים במהלך מורפוגנזה עובריים. שורת התאים O9-1 שומרת את הפוטנציאל להתמיין סוגי תאים שונים רבים ולאחר מחקה ויוו מאפייני NCCs, שהופך אותו כלי שימושי במבחנה ללמוד ג'ין פונקציה ורגולציה מולקולרית ב- NCCs. המצב שונה של O9-1 תאים עשויים להתאים הרכס העצ?...
המחברים אין לחשוף.
ניקול Stancel, Ph.d., ELS, הפרסומים המדעיים במכון הלב טקסס, סיפק תמיכה העריכה. אנו מודים גם את מקורות המימון הבאים: מענק פיתוח של מדען מרכז של איגוד הלב האמריקני הלאומי (14SDG19840000 כדי ג'יי וואנג), לורנס 2014 מחקר פרס Rolanette, Berdon לורנס עצם המחלה תוכנית טקסס (כדי ג'יי וואנג ), ולא את המכונים הלאומיים לבריאות (DE026561 ו- DE025873 ג'יי Wang, DE016320, DE019650 ל ר מקסון).
Name | Company | Catalog Number | Comments |
Active STO feeder cells | ATCC | ATCC CRL-1503 | Also available in mitomycin C-inactivated form, catalog # ATCC 56-X |
O9-1 mouse cranial neural crest cell line | Millipore Sigma | SCC049 | |
DMEM, high glucose, no glutamine | Gibco | 11960-044 | |
DMEM, high glucose | Hyclone | SH30243.01 | |
FBS (fetal bovine serum) | Millipore Sigma | ES-009-B | |
Penicillin - streptomycin | Gibco | 15140-122 | |
L-glutamine 200 mM (100x) | Gibco | 25030-081 | |
Gelatin from porcine skin | Sigma | G1890 | |
Trypsin-EDTA 0.25% in HBSS | Genesee Scientific | 25-510 | |
DPBS (Dulbecco's phosphate buffered saline) without calcium or magnesium | Lonza | 17-512F | |
MEM non-essential amino acids (MEM NEAA) 100Xx | Gibco | 11140-050 | |
Sodium pyruvate (100 mM) | Gibco | 11360-070 | |
2-Mercaptoethanol | Sigma | M-7522 | |
ESGRO leukemia inhibitory factor (LIF) 106 unit/mL | Millipore Sigma | ESG1106 | |
Recombinant human fibroblast growth factor-basic (rhFGF-basic) | R&D Systems | 233-FB-025 | |
Mitomycin C | Roche | 10107409001 | |
Matrigel matrix | Corning | 356234 | |
DMSO (dimethylsulfoxide) | Millipore Sigma | MX1458-6 | |
Lipofectamine RNAiMAX | Thermo Fisher Scientific | 13778-075 | |
Opti-MEM I (1x) | Gibco | 31985-070 | |
Minimum essential medium, alpha 1x with Earle's salts, ribonucleosides, deoxyribonucleosides, & L-glutamine | Corning | 10-022-CV | |
ON-TARGETplus Wwtr1 siRNA | Dharmacon | L-041057 | |
ON-TARGETplus Non-targeting Pool | Dharmacon | D-001810 | |
ON-TARGETplus Yap1 siRNA | Dharmacon | L-046247 | |
FCS (fetal calf serum) | |||
ITS (insulin-transferrin-selenium) | |||
TGF-b3 | |||
Ascorbic acid | |||
BMP2 (bone morphogenetic protein 2) | |||
Dexamethasone | |||
B-27 supplement |
An erratum was issued for: Culturing and Manipulation of O9-1 Neural Crest Cells. The Protocol section was updated.
Step 2.1 was updated from:
Prepare basal media for O9-1 cell culture by adding the following in DMEM (final concentrations are indicated): 15% FBS, 0.1 mM minimum essential media (MEM) nonessential amino acids, 1 mM sodium pyruvate, 55 mM beta-mercaptoethanol, 100 U/mL penicillin, 100 U/mL streptomycin, 2 mM L-glutamine, 103 units/mL leukemia inhibitory factor (LIF; added immediately before use, do not add to stock bottle), and 25 ng/mL fibroblast growth factor-basic (bFGF; added immediately before use, do not add to stock bottle).
to:
Prepare basal media for O9-1 cell culture by adding the following in DMEM (final concentrations are indicated): 15% FBS, 0.1 mM minimum essential media (MEM) nonessential amino acids, 1 mM sodium pyruvate, 55 µM beta-mercaptoethanol, 100 U/mL penicillin, 100 µg/mL streptomycin, 2 mM L-glutamine, 103 units/mL leukemia inhibitory factor (LIF; added immediately before use, do not add to stock bottle), and 25 ng/mL fibroblast growth factor-basic (bFGF; added immediately before use, do not add to stock bottle).
Step 5.1.1 was updated from:
To prepare osteogenic differentiation media, dilute the following in alpha-MEM (final concentrations are indicated): 0.1 mM dexamethasone, 100 ng/mL bone morphogenetic protein 2 (BMP2), 50 µg/mL ascorbic acid, 10 mM b-glycerophosphate, 10% FBS, 100 U/mL penicillin, and 100 mg/mL streptomycin.
to:
To prepare osteogenic differentiation media, dilute the following in alpha-MEM (final concentrations are indicated): 0.1 µM dexamethasone, 100 ng/mL bone morphogenetic protein 2 (BMP2), 50 µg/mL ascorbic acid, 10 mM b-glycerophosphate, 10% FBS, 100 U/mL penicillin, and 100 µg/mL streptomycin.
Step 5.2.1 was updated from:
To prepare chondrocyte differentiation media, dilute the following in alpha-MEM (final concentrations are indicated): 5% fetal calf serum (FCS), 1% insulin-transferrin-selenium (ITS), 100 U/mL penicillin, 100 mg/mL streptomycin, 10 ng/mL transforming growth factor beta (TGF-b3), 50 mg/mL ascorbic acid, 10 ng/mL BMP2, 0.1 mM dexamethasone, and 1 mM sodium pyruvate.
to:
To prepare chondrocyte differentiation media, dilute the following in alpha-MEM (final concentrations are indicated): 5% fetal calf serum (FCS), 1% insulin-transferrin-selenium (ITS), 100 U/mL penicillin, 100 µg/mL streptomycin, 10 ng/mL transforming growth factor beta (TGF-b3), 50 µg/mL ascorbic acid, 10 ng/mL BMP2, 0.1 µM dexamethasone, and 1 mM sodium pyruvate.
Step 5.4.1 was updated from:
To prepare glial cell differentiation media, dilute the following in DMEM/F12 (final concentrations are indicated): 1x B-27 supplement, 2 mM L-glutamine, 50 ng/mL BMP2, 100 U/mL penicillin, 100 mg/mL streptomycin, 50 ng/mL LIF, and 1% heat-inactivated FBS.
to:
To prepare glial cell differentiation media, dilute the following in DMEM/F12 (final concentrations are indicated): 1x B-27 supplement, 2 mM L-glutamine, 50 ng/mL BMP2, 100 U/mL penicillin, 100 µg/mL streptomycin, 50 ng/mL LIF, and 1% heat-inactivated FBS.
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