ヒト人工多能性幹細胞から間葉系間質細胞への分化のための2つの代表的な方法の比較

要約

このプロトコルでは、ヒトiPS細胞を間葉系間質細胞(MSC)に分化させるための2つの代表的な方法を説明し、比較します。単層法は、低コスト、操作の簡便さ、骨形成の分化の容易さを特徴としています。胚様体(EB)法は、時間消費が少ないという特徴があります。

要約

間葉系間質細胞(MSC)は、再生医療で広く利用されている成体多能性幹細胞です。体細胞組織由来のMSCは、提供が限られていること、品質のばらつきがあること、バイオセーフティーによって制限されているため、過去10年間で、ヒト人工多能性幹細胞(iPS細胞)からMSCを作製する取り組みが大幅に増加しています。ヒトiPS細胞を間幹細胞に分化させるためのこれまでの取り組みは、(1)胚様体(EB)の形成と(2)単層培養の2つの培養方法が中心でした。このプロトコルでは、iPS細胞からMSCを誘導する際のこれら2つの代表的な方法について説明します。それぞれの方法には、時間、コスト、細胞増殖能、MSCマーカーの発現、 in vitroでの分化能力など、長所と短所があります。このプロトコルは、どちらの方法もiPS細胞から成熟した機能的なMSCを導き出すことができることを示しています。単層法は低コスト、操作の簡便さ、骨形成の分化の容易さを特徴とし、EB法は時間消費が少ないという特徴があります。

概要

間葉系間質細胞(MSC)は、中胚葉由来の成体多能性幹細胞^です1。MSCは、ほとんどすべての結合組織に^{存在します2。}MSCが1970年代に初めて発見され、1987年にFriedensteinらによって骨髄からの単離に成功して以来^3,4,5、骨、軟骨、腱、筋肉、脂肪組織、造血支持間質などのさまざまなヒト体細胞組織(胎児および成人を含む)がMSCの単離に使用されてきました^1,2,6,7.MSCは、多くの体細胞系統に分化するための高い増殖能力と可塑性を示し、損傷組織や炎症組織に移動する可能性があります^2,8,9。これらの特性により、MSCは再生医療の候補となる可能性があります¹⁰

プロトコル

1. iPS細胞のメンテナンス

1. iPS細胞の解凍
   1. 液体窒素から細胞を取り出し、37°Cのウォーターバスで細胞を速やかに融解します。融解細胞を、3 mLのiPS細胞維持培地(材料表)で調製した15 mLのチューブに移します。培地を静かに混ぜます。
   2. 300 x g で5分間遠心分離します。上清を取り除き、10 μM Y-27632を含む1 mLのiPS細胞維持培地に細胞を静かに再懸濁します(細胞を上下に2〜3回ピペットで移動させます)。
   3. 成長因子低減(GFR)細胞外マトリックスゲル(1:100)でコーティングした6ウェル組織培養プレートに細胞懸濁液を移し、10 μM Y-27632をあらかじめ添加したiPS細胞維持培地2 mL(約4 x 10⁴ cells/cm²)に細胞懸濁液を移します。
   4. 細胞を37°C、5%_CO2 で5〜6日間(80%〜90%コンフルエント)培養し、iPS細胞維持培地を毎日交換します。
2. ヒトiPS細胞の通過
   1. iPS細胞維持培地を6ウェルプレートから取り出します。iPS細胞をDPBSで一度洗浄します。
   2. 700〜800μLの0.48 mM EDTA溶液を加え、室温(RT)で1分間インキュベート....

ディスカッション

このプロトコルでは、ヒトiPS細胞をMSCに鑑別する2つの代表的な方法を検討しました20,21,22,23,24,25,26,27,28,30。どちらの方法も、iPS細胞からMSC?.......

資料

Name	Company	Catalog Number	Comments
Alizarin red staining kit	Beyotime Biotechnology	C0148S
Anti-human-CD105 (PE)	Biolegend	323206
Anti-human-CD34 (FITC)	Biolegend	343503
Anti-human-CD45 (APC)	Biolegend	304011
Anti-human-CD73( APC)	Biolegend	344006
Anti-human-CD90 (FITC)	Biolegend	328108
Ascorbic acid	Solarbio	A8100
BMP-6	Novoprotein	C012
Carbon dioxide level shaker	Crystal	CO-06UC6
Compensation Beads	BioLegend	424601
CryoStor CS10	STEMCELL Technology	07959
Dexamethasone	Beyotime Biotechnology	ST1254
DMEM/F12  medium	Servicebio	G4610
Fetal bovine serum	HAKATA	HS-FBS-500
FGF2	Stemcell	78003.1
Gelatin	Sigma-Aldrich	G2500-100G
GlutaMAX	Gibco	35050061
human IgG1 isotype control APC	BioLegend	403505
human IgG1 isotype control FITC	BioLegend	403507
human IgG1 isotype control PE	BioLegend	403503
Human TGF-β1	Stemcell	78067
Human TruStain FcX	BioLegend	422301
IBMX	Beyotime Biotechnology	ST1398
Indomethacin	Solarbio	SI9020
Insulin	Beyotime Biotechnology	P3376
iPSC maintenance medium	STEMCELL Technology	85850
ITS Media Supplement	Beyotime Biotechnology	C0341-10mL
Matrigel, growth factor reduced	BD Corning	354230
Oli Red O staining kit	Beyotime Biotechnology	C0158S
Proline	Solarbio	P0011
Sodium pyruvate	ThermoFisher	11360-070
TGFβ3	Novoprotein	CJ44
Toluidine blue staining kit	Solarbio	G2543
TrypLE Express Enzyme(1x)	Gibco	12604013
Ultra-Low Attachment 6 Well Plate	Costar	3471
Versene	Gibco	15040-66
Y-27632	Stemcell	72304
α-MEM	Hyclone	SH30265
β-glycerophosphate	Solarbio	G8100