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Method Article
この記事では、ヒト胚性幹細胞集団からヒト肝内胚葉の発生に焦点を当てます。
モデリング人間の薬物毒性の進歩にもかかわらず、多くの化合物は、予期せぬ副作用のために臨床試験中に失敗する。臨床試験の費用はかなりのもの、従ってそれはより多くの予測毒性学スクリーンを開発し、薬剤開発(Greenhoughら2010)で早い段階で展開されていることが不可欠です。ヒト肝細胞は、薬物の毒性を評価するための現在のゴールドスタンダードモデルを表していますが、変数機能を発揮する限られたリソースです。そのため、不死化細胞株や動物の組織モデルの使用が日常的に多量のために採用されている。両方のソースが有益であるが、彼らは貧しい機能、種の変動および/または培養における不安定性(ダルゲティら2009)によって制限されています。多能性幹細胞(PSCは)細胞などのヒト肝細胞の魅力的な代替ソース(HLCs)(Medineら2010)です。 PSCは自己再生し、成人で見つかったすべての体細胞型へ分化することが可能であり、それによって表しています分化した細胞の潜在的に無尽蔵の源。我々は、自動化と収量機能性ヒトHLCs(;フレッチャーら2008; Hannounら2010; Payne氏ら2011年とヘイら2011ヘイら2008)の影響を受けやすい、高効率、簡単な手続きを開発した。私たちは、私たちの技術が創薬、疾病のモデリング、体外装置の建設とおそらく細胞ベースの移植療法のためのHLCsのスケーラブルな生産につながると信じています。
1。すべての化学物質の株式や文化プラスチック容器のコーティングの初期準備
すべてのステップは、無菌条件下で組織培養フード内で行われる。
プレート/フラスコ | ボリューム/ウェルまたはフラスコ |
12ウェルプレート | ウェル当たり0.5mLの |
6ウェルプレート | ウェル当たり1 mLの |
25センチメートル2フラスコ | フラスコあたり2 mLの |
ヒトES細胞培養用コーティング標準的なプラスチック容器のためのマトリゲルの表は1推奨量。
2。ヒトES細胞の培養と特性評価の定期的なメンテナンス
3。差別肝内胚葉へのヒトESの評価作業を容易に
4。ヒトES細胞由来の肝内胚葉のキャラクタリゼーション
RNAの分離と抽出のためにセクション3.3.2を参照してください
ノート
5。代表的な結果:
肝分化する前に維持するヒトES細胞のキャラクタリゼーション
本研究で使用されているH9ヒトES細胞の幹細胞の状態を特徴付けるために我々は、パラメータの数を調べた。細胞はヒトES細胞の形態、定義されたコロニー(図1A)に成長している小さな、すし詰め状態の細胞を示し、多能性幹細胞の遺伝子マーカー、10月- 3 / 4とNanogを(図1B)表明した。我々は、H7のhESCのライン陽性対照と比較してこれらの遺伝子の発現に有意差を見つけることができませんでした。さらに、ヒトES細胞の人口の90.1%が幹細胞のマーカーSSEA - 4(図1C)のための陽性であった。
氏肝内胚葉へのSCの分化
ヒト胚性幹細胞を効率的にin vitroでの肝内胚葉(ヘイら2008)に分化させることができる。分化の9日目では、細胞を採取しHLCsへのヒトES細胞の分化を評価した。既報の通りヒトES細胞は、深遠な形態学的変化のシリーズを展示し、9日目で、多角形の外観(図2A)を開発する早期の肝細胞形態を示した。また、9日の時間の経過とともに月から3 / 4のダウンレギュレーションは、(図2B)が観察された。対照的に、肝臓の転写産物AFPとアルブミンは、7日目以降からアップレギュレート(図2C)であった。
肝内胚葉の体外成熟
肝内胚葉は、確立された手順(ヘイら2008)を用いてin vitroで成熟された。分化培養の最終日に人間の肝臓のマーカーアルブミン、AFPおよびE -カドヘリンのために免疫染色を行った。私たちを使用してHLCsの収量手順は、通常、90%(;アヌーンら2010; Payne氏ら2011ヘイら2008)です。 HLCsはアルブミン、α-フェトプロテインおよびE -カドヘリン(図3)に対して陽性に染色。
図1。本研究で使用されるヒトES細胞のキャラクタリゼーション。 (A)ヒトES細胞の形態の位相差顕微鏡画像の代表は、4倍と10倍の倍率で文化の中で観察された。画像はニコンTE3000 / U倒立顕微鏡を用いて捕獲された(B)培養したヒトES細胞は、正八量体(10 - 3 / 4)正とNanogです。 H7ヒトES細胞は多能性遺伝子の発現レベルのコントロールとして使用した。相対的な発現は、β- 2ミクログロブリン、内因性遺伝子の制御と比較して誘導のひだを指します。(C)FACSプロットはステージの特定胚性抗原SSEA 4を含む、ヒトES細胞の表面マーカーの発現レベルを示す。
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図2。 (A)× 4と× 10の倍率での培養で観察される分化の9日目でヒトES細胞由来の肝内胚葉の形態、の位相差顕微鏡の代表的なイメージを。遺伝子発現の変化(B)キャラ。プログレッシブ未分化細胞の遺伝子発現のダウンレギュレーション(10 - 3 / 4)と肝細胞の遺伝子発現の(C)アップレギュレーションを(アルブミンとα-フェトプロテイン)を示す、定量的ポリメラーゼ連鎖反応によってRNAを抽出し、cDNAを解析した。相対的な発現は、内在性遺伝子制御、分化の0日目β- 2ミクログロブリンと比較して誘導のひだを指します。 P <0.05は、*と表記されており、P <0.001は0日目でヒトES細胞に比べて生徒のt検定により測定された***が示されます。エラーバーは1標準偏差を表しています。
図3。 CHヒトES細胞由来の肝内胚葉のaracterisation
肝細胞マーカー、アルブミン、AFPとヒトES細胞におけるE -カドヘリン(H9)由来の肝内胚葉の発現を示す免疫細胞化学。ネガティブコントロールは、対応する免疫グロブリンG(IgG)と画像が表示されている代表者で行われた。
図4ヒトES細胞(H9)由来HLCsは、代謝活性を示す。 17日目で、HLCsに分化H9は、CYP3A代謝活性(N = 6)を示した。
私たちは、人間のHLCsのスケーラブルなレベルを生成するために、単純な均質およびin vitroで再現性の高いモデルを開発した。我々のモデルは、外部の協力研究室の数によって検証されています。我々は日常的に発達マーカーと肝特異的機能アッセイ(これのほとんどが市販されている)の私達の家のツールボックスを使用して幹細胞由来のHLCsを特徴付ける。私たちのプロセスの重要な...
利害の衝突は宣言されません。
博士ヘイは博士西、RCUKフェローシップによってサポートされていました外科でサポートされていた、博士MedineはBHFコア基金からの助成金によって支えられて、氏バルタザルLucendo - VillarinはMRC博士Studenshipによってサポートされていました。博士周は、中国政府からの奨学金によって支えられている。
マトリゲルコーティングプレートとフラスコ
hESCのメンテナンス
コラゲナーゼで継代ヒトES細胞
肝内胚葉へのヒトESの分化
ヒトES細胞由来の肝内胚葉のキャラクタリゼーション
免疫染色
Name | Company | Catalog Number | Comments |
一次抗体 | |||
抗原* | タイプ | サプライヤー | 希釈 |
ALB | モノクローナルマウス | シグマアルドリッチ | 1月5日00 |
E -カドヘリン | モノクローナルマウス | ミリポア | 100分の1 |
α-フェトプロテイン | モノクローナルマウス | シグマ | 500分の1 |
SSEA - 4 FITC | モノクローナルマウス | Biolegend | 100分の1 |
IgG抗体 | モノクローナルマウス | DAKO | 500分の1 |
二次抗体 | |||
抗マウスFITC共役 | モノクローナルヤギ | インビトロジェン | 400分の1 |
表2ヒトES細胞由来の肝内胚葉の免疫染色に用いる抗体を、使用される濃度は、種はで開発され、企業はそれらがから購入されています。
肝内胚葉とNormalisationの機能解析(mgタンパク質当たり)
シトクロムP450アッセイ
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