Name: application of aorta-gonad-mesonephros explant culture system in developmental hematopoiesis
Uploaded: 2017-11-03T13:00:00.000+00:00
Duration: 7 min 38 s
Description: Watch this Scientific Journal Video about Application of Aorta-gonad-mesonephros Explant Culture System in Developmental Hematopoiesis at JoVE.com

그림 준비에 도움에 감사 Suwei가 오 하 고. 이 작품은 국립 자연 과학 재단의 중국 (81530004, 31425016) 사역의 과학 및 중국의 기술 (2016YFA0100500)에서 교부 금에 의해 지원 되었다. : J.L. 실험 수행 및 초안 원고; 플로리다는 원고 편집. 두 저자는 읽기와 최종 원고를 승인.

동물 주제를 포함 하 여 모든 절차 동물학 연구소, 중국 과학원, 베이징, 중국에서 윤리 검토 위원회에 의해 승인 되었습니다.
 1. 재료 준비 <ol><li>Sterilize는 0.65 μ m 필터 자외선 자외선 아래 생산 4 h에 대 한 깨끗 한 벤치에 램프를 레이 2 h 마크 후 필터를 넘겨. 
	참고: UV 라이트를 사용할 경우 적절 한 보호를 착용.</li>
	<li>소독 30 분 동안 121 ° C에 고압 소독 기와 스테인레스 스틸 메쉬. 
	참고: 스테인레스 스틸 메시의 특정 높이 공기 액체 인터페이스에서 필터를 지원 하기 위해 필요 하다 고이 강철 메시 ( 그림 1 A)에 와이어로 실현 될 수 있다.</li>
	<li>M5300 장기로 10 µ M의 최종 농도에 희석 부정맥 문화 매체와 혼합 균등 하 게. 
	참고: 6-잘 접시 2 mL M5300 장기 배양은 각 잘 적합 합니다. 10 -6 M에 날린 선택적으로 매체에 희석 수 있습니다.</li>
	<li>6 잘 플레이트 나 요리에 10 µ M에서 부정맥으로 보충 하는 매체를 전송 하 고 매체에 넣고 멸 균된 스테인레스 스틸 메쉬.</li>
	<li>때마다 살 균에 대 한 유리 셀 문화 접시에 두 번 3 분 동안 끓는 물으로 0.65 μ m 필터 세척. 각 세척, 염 인산 염 버퍼에 필터를 넣어 (PBS) 2 분 및 장소는 스테인리스에 젖은 필터 메쉬 공기 액체 인터페이스에 서 보듯이 그림 1 A [도식 후 센터]. 
	참고: 끓는 물 생성 될 수 있습니다와 무 균 상태를 달성 하기 위해 고압 소독 기 및 장비 온도 감소를 피하기 위해 적시에 고압 소독 기에서 취해야 한다.</li>
</ol> 2. AGM Explant 문화 <ol><li>신중 하 게 집게와 E10.5 또는 E11 배아에서 AGM 영역을 분리.
	<ol><li>해가 위로 임신한 쥐에서 uteruses를 벗기고 배아는 uteruses에서 분리.</li>
		<li>노른자위 낭, 탯 줄, 및 태아 몸에서 내장 닦아.</li>
		<li>신중 하 게 등 쪽 신경 조직 및 주변 근육 조직 제거.</li>
		<li>컷 앞쪽에 및 후방 사지의 사이트에 집게와 조직와 관련해 지역 태아 몸에서 분리. 그림 1 B C 표현식 및 해 부 AGM의 형태 표시.</li>
	</ol></li> <li>2-3 일 동안 37 ° C에서 5% CO 2 문화와 공기 액체 인터페이스 ( 그림 1 A)에서 필터에 별도로 해 부 AGMs explant. 
	참고: 않습니다 하지 강철 메시의 와이어에 해 부 관련해 놓고 필터 문화 중 공기 액체 인터페이스에는 다는 것을 확인 합니다. AGM, 외 노 른 자 sac와 태아 간 수 또한 될 교양이 시스템 7.</li>
</ol> 3. 식 분석 <ol><li>mRNA 수준 <li>1 mL PBS에 교양된 AGMs 수집 및 4 ° c, 310 x g 6 분에 대 한 원심</li> <ol>
		<li>제거한 후에 상쾌한, 총 RNA 추출에서 monophasic 솔루션 페 놀의 수집된 AGMs 제조 업체에 따르면 &#39; s 지침.</li>
		<li>총 RNA (2 µ g)은 역방향 다음 템플릿으로 cDNA를 M MLV 역전사를 사용 하 여 복사할. 양적 실시간 PCR 분석 실험 SYBR 녹색 공연과 Gapdh 내부 통제로 사용 됩니다.</li>
	</ol></li> <li>단백질 수준 <ol><li>단계 3.1.1에서에서 위에서 설명한 대로 교양된 관련해 수집.</li>
		<li>세포 세포의 용 해 버퍼와 교양된 AGM에서 단백질을 준비 (10 mM Tris HCl, 10 mM NaCl, 그리고 0.5 %NP-40) 포함 하는 효소 억제제와 단백질 수준으로 이전 검색 서양 blotting에 대 한 사용 설명 13.</li>
	</ol></li></ol> 4. 식민지 형성 단위 (CFU-C) 문화 분석 결과에 <ol><li>2-3 일 동안 배양 후 1 mL 버퍼링 하는 인산 염 (PBS) 및 4 ° C, 6 분 310 x g에서 원심 분리기에 관련해 지역 수집 하 고 37에서 200 µ L 콜라 (PBS에 0.1%)와 해리 ° C. 
	참고: 단일 셀-정지를 생성 하는 콜라에 필요한 시간은 약 20 분입니다. 관련해 포함 된 튜브를 떨고 5 분 마다 소화 과정을 가속화할 수 있습니다. 200 µ L 0.1% 콜라 각 관련해 사용 되 고 200 µ L 10% 혈 청 반응을 중지 하는 데 사용 됩니다.</li>
	<li>문화 초 저 첨부 파일 24-잘 접시에서 M3434 매체에 단일 셀 정지. 
	참고: 오염을 피하기 위해, 페니실린 스 솔루션 추가할 수 있습니다 선택적으로 매체에. M3434 매체 점성 때문에 1.0 cc 주사기 바늘 없이 세포와 매체는.</li>
	<li>후 7-10 일 식민지 형성 단위-erythroid (BFU-E), CFU-granulo-monocyte (CFU-GM) 및 CFU granulocyte, 버스트를 포함 한 적혈구, 대 식 세포, megakaryocyte (CFU-GEMM)의 각 유형에 대 한 수, 5% CO 2에서 37 ° C에서 배양 고유 형태에 따라 하 고 ( 그림 2 C) 거꾸로 현미경으로.</li>
</ol> 5. Vivo에서 분석 결과 이식 explant 경작의 <ol><li>식민지 형성 단위-비장 (CFU-S) 분석 결과 <ol><li>후 2-3 일은 AGMs 수집 하 고 준비 20 200 µ L 콜라 (PBS에 0.1%)와 함께 배양 하 여 단일 셀-정지 분</li>
		<li>8에 10 주 된 남성 C57BL/6 마우스의 치명적인 방사선 (x-레이의 9 Gy)을 수행 셀 주입 하기 전에 4-5 h.</li>
		<li>Restrainer의 활동을 제한 하에 비친된 마우스 넣어.</li>
		<li>꼬리 정 맥의 vasodilatation를 홍보 하기 위해 75% 알코올에 면봉을 사용 하 여 닦아.</li>
		<li>0.5 배아 상응 (ee) 또는 1 ee AGM의 단일 셀-정지 정 맥에 주사 방사능된 쥐의 꼬리 정 맥 1.0 cc 주사기. 
		참고: 세포는 PBS로 일시 중단 하 고 받는 당 0.5 mL PBS는 적합 한 볼륨. 25 게이지 또는 26 게이지 크기 바늘 1.0 cc 주사기 주입에 사용 됩니다. 공기는 주사기에 도입 될 수 있습니다. 눌러 출혈을 멈추게 하는 살 균 면봉으로 사출 사이트.</li>
		<li>11 일 이식, 수집 게시 하 고 받는 사람 마우스의 spleens Bouin 수정 &#39; s 솔루션 (15 mL 1.22 %Picric 산 포화 용액 2 mL 40% 메탄올, 아세트산 1 mL) 1-2 일 및 또 다른 1-2 일 동안 80% 알코올로 세척. 거시적 비장에 보이는 식민지를 계산 하 고 ee 당 식민지의 수를 결정. 
		&#8203; 참고: Bouin &#39; s 정착 액, 마모 보호.</li>
	</ol></li> <li>장기 이식 분석 결과 <ol><li>경작 explant는 AGMs를 수집 하 고 준비 하는 20 분에 대 한 200 µ L 콜라 (PBS에 0.1%)와 함께 배양 하 여 단일 셀 정지 후 2-3 일</li>
		<li>수행 8에 10 주 된 남성 C57BL/6 마우스의 치명적인 방사선 (x-레이의 9 Gy) 셀 주입 하기 전에 4-5 시간.</li>
		<li>Restrainer의 활동을 제한 하에 비친된 마우스 넣어.</li>
		<li>꼬리 정 맥의 vasodilatation를 홍보 하기 위해 75% 알코올에 면봉을 사용 하 여 닦아.</li>
		< l나 > 0.5 배아 상응 (ee)를 주입 또는 1 ee 1.0 cc 주사기 비친된 마우스의 꼬리 정 맥에 정 맥 AGM의 셀 정지를 단일. AGM의 2 × 10 5 골 수 세포 (CD45.1 배경)와 받는 사람 당 1 ee 복용량 주입. 
		참고: 공기는 주사기에 도입 수 있습니다. 눌러 출혈을 멈추게 하는 살 균 면봉으로 사출 사이트.</li>
		<li>4 개월 후 이식 받는 사람의 골 수를 수집 하 고 FACS에 의해 재구성 분석 결과 대 한 그것을 사용 하 여. 함께 받는 &#8805; 10% 기증자 파생 된 chimerism 성공적인 재구성 전시 여겨진다.</li>
	</ol>
	</li>
</ol>

<ol>
	<li>Bertrand, J. 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=Haematopoietic+stem+cells+derive+directly+from+aortic+endothelium+during+development.">Haematopoietic stem cells derive directly from aortic endothelium during development.</a> Nature. 464, 108-111 (2010).</li><li>Boisset, J. C., Robin, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Imaging+the+founder+of+adult+hematopoiesis+in+the+mouse+embryo+aorta.">Imaging the founder of adult hematopoiesis in the mouse embryo aorta.</a> Cell cycle. 9, 2489-2490 (2010).</li><li>Kissa, K., Herbomel, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Blood+stem+cells+emerge+from+aortic+endothelium+by+a+novel+type+of+cell+transition.">Blood stem cells emerge from aortic endothelium by a novel type of cell transition.</a> Nature. 464, 112-115 (2010).</li><li>Zovein, A. 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T., Horng, J. S., Bymaster, F. P., Hauser, K. L., Molloy, B. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+selective+inhibitor+of+serotonin+uptake:+Lilly+110140,+3-(p-trifluoromethylphenoxy)-N-methyl-3-phenylpropylamine.">A selective inhibitor of serotonin uptake: Lilly 110140, 3-(p-trifluoromethylphenoxy)-N-methyl-3-phenylpropylamine.</a> Life sciences. 15, 471-479 (1974).</li><li>Chen, M. J., Yokomizo, T., Zeigler, B. M., Dzierzak, E., Speck, N. 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K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Bringing+together+the+organoid+field:+from+early+beginnings+to+the+road+ahead.">Bringing together the organoid field: from early beginnings to the road ahead.</a> Development. 144, 963-967 (2017).</li></ol>

저자 아무 충돌 금융 관심 있다.

그것은 잘 알려진 골 수에서 성숙 HSCs 조사 받는 사람 혈액 시스템을 다시 수 있습니다. 이러한 기능 HSCs 달리 마우스 배아의 AGM에 신흥 HSCs 성숙 하지 않습니다. 직접 이식 결과 유형을 보여 난 (VE-cad+ CD45- CD41+) 유형 II와 (VE-cad+ CD45+) 사전 HSCs 없이 재구성 능력20소유. AGM explant 문화 시스템 관련해 지역에서 초기 HSCs의 활용 이식 분석 결과<su...

조 혈 줄기 세포 (HSCs)는 자체 갱신 하는 기능 뿐만 아니라 erythroid, 골수성를 포함 하는 multilineage 잠재력 및 림프 세포 조직 관련 성인 줄기 세포 이다. 최근 연구 초기 HSCs 조 혈 등 쪽 대동맥1,2의 복 부 벽에 전환 (EHT) 내 피를 통해 (그는), hemogenic endothelium로 알려진 전문된 내 피 인구에서 발생 ,,34. HSCs 확장을 위한 태아 간으로 이동 되며 마지막으로 개인의 생활 내내 성인 조를 유지 하 골 식민지 대동맥-생식-mesonephros (AGM) 지역에 배아 (E) 10.5에서에서 E12.5 마우스 배아 형성, 면 5 , 6.이 몇 년 동안 공부 하고있다, 비록 HSC 출현 그리고 발달의 기본 메커니즘 남아 불완전 하 게 이해.
체 외에서 수정 및 zebrafish 태아의 개발와 달리 마우스 배아의 자궁내 개발은 확실 한 조 연구 embryogenesis 동안 훨씬 더 불편. 녹아웃 (KO) 마우스를 사용 하 여 유전 실험은 일반적으로 활용 하 고, 비록 특정 KO 마우스의 부족 또한 조 혈 연구 분야에서 그들의 사용을 제한 합니다. 또한, 구조 실험 vivo에서 KO 생쥐에서 쉽게 수행 하지 않습니다. 1996 년 이래로, AGM explant 문화 분야7에 개척자에 의해 조 혈 연구 개발 되었습니다. 이 문화 시스템의 도움으로 관련해 지역의 복 부 조직 등 조직 반대 효과8,9발휘 하는 동안 HSC 활동, 홍보 확인 되었습니다. AGM explant 문화 시스템 또한 세로토닌, Mpl, SCF, BMP, HSC 개발10,,1112,13, 신호 고슴도치의 역할 결정에 적용 된 14. 중요 한 것은, 그것은 또한 돌연변이 배아13,15조 혈 결함을 구출 하는 데 사용 하는 인기 있는 방법.

<table><tbody><tr><td>durapore 0.65 &amp;micro;m filters</td><td>Millipore</td><td>R5BA63787</td><td>AGM explant culture</td></tr><tr><td>M5300 long-term culture medium</td><td>Stem Cell Technologies</td><td>5300</td><td>AGM explant culture</td></tr><tr><td>Trizol&amp;nbsp;</td><td>Tiangen</td><td>5829</td><td>RNA extration</td></tr><tr><td>M-MLV reverse transcriptase</td><td>Promega</td><td>90694</td><td>reverse transcription</td></tr><tr><td>SYBR Green</td><td>Qiagen</td><td>A6002</td><td>quantatitive real-time PCR</td></tr><tr><td>protease inhibitor</td><td>Roche</td><td>55622</td><td>Protein extration</td></tr><tr><td>collagenase</td><td>Sigma</td><td>C2674</td><td>digestion of AGM tissues</td></tr><tr><td>MethoCult GF M3434 medium</td><td>Stem Cell Technologies</td><td>3434</td><td>CFU-C assay</td></tr><tr><td>ultra-low attachment 24-well plates</td><td>Costar</td><td>3473</td><td>CFU-C assay</td></tr><tr><td>C57BL/6 CD45.2 mice</td><td>Beijing HFK Bioscience Co. Ltd</td><td></td><td>CFU-S assay</td></tr><tr><td>C57BL/6 CD45.1 mice</td><td>Beijing HFK Bioscience Co. Ltd</td><td></td><td>Long-term transplantation</td></tr><tr><td>phosphate buffered saline</td><td>Life Technologines</td><td>8115284</td><td>AGM Collection</td></tr><tr><td>Penicillin-Streptomycin solution</td><td>HyClone</td><td>SV30010</td><td>AGM explant culture</td></tr><tr><td>anti-CD45.2-PE-CY7</td><td>eBioscience</td><td>25-0454-80</td><td>Long-term transplantation</td></tr><tr><td>anti-CD45-FITC</td><td>eBioscience</td><td>11-0451-81</td><td>Long-term transplantation</td></tr><tr><td>UV lamp</td><td>Beijing jiangmorning yuan bio-technology co., LTD</td><td>039-14402</td><td>power: 30W</td></tr><tr><td>stainless steel mesh</td><td>AS ONE SHANGHAI Corporation</td><td>2-9817-10&amp;nbsp;</td><td>aperture diameter: 2.5 mm</td></tr><tr><td>hydrocortisone</td><td>Sigma</td><td>H0396</td><td>selectively diluted into M5300 medium</td></tr></tbody></table>

application of aorta-gonad-mesonephros explant culture system in developmental hematopoiesis

조 연구에 대 한 마우스 배아를 사용 하 여 제한 주로 태아의 자궁내 개발 하는 작업에 추가 불편입니다. 녹아웃 (KO) 마우스에서 유전자 데이터를 설득 하지만 필요에 따라 모든 유전자에 대 한 코 쥐를 생성할 비현실적 이다. 또한, vivo에서 수행 코 쥐에서 얻은 데이터를 통합 하는 구조 실험은 하지 편리. 이러한 한계를 극복 하기 위해 대동맥-생식-Mesonephros (AGM) explant 문화는 조 혈 줄기 세포 (HSC) 개발을 공부 하는 적절 한 시스템으로 개발 되었다. 구조 실험을 위해 특히 코 쥐에 장애인된 조 복구 사용할 수 있습니다. 매체에 적합 한 화학 물질을 추가 하 여 장애인 신호 재 활성화할 수 있습니다 또는 위로 경로 저해 될 수 있습니다. 이 메서드를 사용 하 여, 많은 실험 HSC 개발의 중요 한 레 귤 레이 터를 식별 하기 위해 수행할 수 있습니다, 그리고 HSC를 포함 하 여 관련 된 mRNA와 단백질 수준, 식민지 형성 능력, 및 재구성 능력에서 유전자 발현. 이 일련의 실험 포유류에 HSC 개발에 필수적인 기본 메커니즘을 정의 하는 데 도움이 될 것 이다.

최근 간행물 보고 내 피 세포 유래 세로토닌 관련해13프로 apoptotic 통로 억제 함으로써 HSCs의 생존을 촉진. HSC 개발에 세로토닌의 홍보 효과 확인 하려면 팩 포함 되었다. 선택적 세로토닌 재 이해 억제제 (SSRI)로 부정맥 주변 조직16,,1718세로토닌 재 흡수를 억제 하기 위해 입증 되었습니...

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Application of Aorta-gonad-mesonephros Explant Culture System in Developmental Hematopoiesis

조 혈 줄기에 규제 요인 및 신호 통로의 효과 결정 하 식 분석, 문화와 비장, 장기 재구성에 콜로 니 형성 단위에 대 한 교양된 대동맥-생식-Mesonephros를 사용 하 여이 프로토콜에 설명 합니다. 셀 개발입니다. 이 조 혈 줄기 세포 생물학을 연구 하 고 기능에 대 한 효과적인 시스템으로 입증 되었습니다.

대동맥-생식-mesonephros Explant 문화 시스템 개발 조에의 응용

The limitation of using mouse embryos for hematopoiesis studies is the added inconvenience in operations, which is largely due to the intrauterine ...

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JoVE Journal

Developmental Biology

8.4K 조회수.  Chinese Academy of Sciences. 조 혈 줄기에 규제 요인 및 신호 통로의 효과 결정 하 식 분석, 문화와 비장, 장기 재구성에 콜로 니 형성 단위에 대 한 교양된 대동맥-생식-Mesonephros를 사용 하 여이 프로토콜에 설명 합니다. 셀 개발입니다. 이 조 혈 줄기 세포 생물학을 연구 하 고 기능에 대 한 효과적인 시스템으로 입증 되었습니다.

비디오: Application of Aorta-gonad-mesonephros Explant Culture System in Developmental Hematopoiesis

Using Ex Vivo Upright Droplet Cultures of Whole Fetal Organs to Study Developmental Processes during Mouse Organogenesis

Investigating organogenesis in utero is a technically challenging process in placental mammals due to inaccessibility of reagents to embryos that develop within the uterus. A newly developed ex vivo upright droplet culture method provides an attractive alternative to studies performed in utero. The ex vivo droplet culture provides the ability to examine and manipulate cellular interactions and diverse signaling pathways through use of various blocking and activating compounds; additionally, the effects of various pharmacological reagents on the development of specific organs can be studied without unwanted side effects of systemic drug delivery in utero. As compared to other in vitro systems, the droplet culture not only allows for the ability to study three-dimensional morphogenesis and cell-cell interactions, which cannot be reproduced in mammalian cell lines, but also requires significantly less reagents than other ex vivo and in vitro protocols. This paper demonstrates proper mouse fetal organ dissection and upright droplet culture techniques, followed by whole organ immunofluorescence to demonstrate the effectiveness of the method. The ex vivo droplet culture method allows the formation of organ architecture comparable to what is observed in vivo and can be utilized to study otherwise difficult-to-study processes due to embryonic lethality in in vivo models. As a model application system, a small-molecule inhibitor will be utilized to probe the role of vascularization in testicular morphogenesis. This ex vivo droplet culture method is expandable to other fetal organ systems, such as lung and potentially others, although each organ must be extensively studied to determine any organ-specific modifications to the protocol. This organ culture system provides flexibility in experimentation with fetal organs, and results obtained using this technique will help researchers gain insights into fetal development.

Using Ex Vivo Upright Droplet Cultures of Whole Fetal Organs to Study Developmental Processes during Mouse Organogenesis

The&#160;ex vivo&#160;upright droplet culture is an alternative to current&#160;in vitro&#160;and&#160;in vivo&#160;experimental techniques. This protocol is easy to perform and requires smaller amounts of reagent, while permitting the ability to manipulate and study fetal vascularization, morphogenesis, and organogenesis.

사용<em&gt; 전의 VIVO</em&gt; 전체 태아 기관의 강직 한 방울 문화 마우스 기관 형성 기간 동안 발달 프로세스를 연구

Investigating organogenesis in utero is a technically challenging process in placental mammals due to inaccessibility of reagents to embryos that develop ...

연구

발생학

Ex vivo Mimicry of Normal and Abnormal Human Hematopoiesis

Hematopoietic stem cells require a unique microenvironment in order to sustain blood cell formation1; the bone marrow (BM) is a complex three-dimensional (3D) tissue wherein hematopoiesis is regulated by spatially organized cellular microenvironments termed niches2-4. The organization of the BM niches is critical for the function or dysfunction of normal or malignant BM5. Therefore a better understanding of the in vivo microenvironment using an ex vivo mimicry would help us elucidate the molecular, cellular and microenvironmental determinants of leukemogenesis6.
Currently, hematopoietic cells are cultured in vitro in two-dimensional (2D) tissue culture flasks/well-plates7 requiring either co-culture with allogenic or xenogenic stromal cells or addition of exogenous cytokines8. These conditions are artificial and differ from the in vivo microenvironment in that they lack the 3D cellular niches and expose the cells to abnormally high cytokine concentrations which can result in differentiation and loss of pluripotency9,10.
Herein, we present a novel 3D bone marrow culture system that simulates the in vivo 3D growth environment and supports multilineage hematopoiesis in the absence of exogenous growth factors. The highly porous scaffold used in this system made of polyurethane (PU), facilitates high-density cell growth across a higher specific surface area than the conventional monolayer culture in 2D11. Our work has indicated that this model supported the growth of human cord blood (CB) mononuclear cells (MNC)12 and primary leukemic cells in the absence of exogenous cytokines. This novel 3D mimicry provides a viable platform for the development of a human experimental model to study hematopoiesis and to explore novel treatments for leukemia.

Ex vivo Mimicry of Normal and Abnormal Human Hematopoiesis

A 3D culture system for hematopoiesis is described using human cord blood and leukemic bone marrow cells. The method is based on the use of a porous synthetic polyurethane scaffold coated with extracellular matrix proteins. This scaffold is adaptable to accommodate a wide range of cells.

정상과 비정상적인 인간 조혈의 전직 생체내 흉내

Hematopoietic stem cells require a unique microenvironment in order to sustain blood cell formation1; the bone marrow (BM) is a complex three-dimensional ...

생체공학

Reprogramming Mouse Embryonic Fibroblasts with Transcription Factors to Induce a Hemogenic Program

This protocol details the induction of a hemogenic program in mouse embryonic fibroblasts (MEFs) via overexpression of transcription factors (TFs). We first designed a reporter screen using MEFs from human CD34-tTA/TetO-H2BGFP (34/H2BGFP) double transgenic mice. CD34+ cells from these mice label H2B histones with GFP, and cease labeling upon addition of doxycycline (DOX). MEFS were transduced with candidate TFs and then observed for the emergence of GFP+ cells that would indicate the acquisition of a hematopoietic or endothelial cell fate. Starting with 18 candidate TFs, and through a process of combinatorial elimination, we obtained a minimal set of factors that would induce the highest percentage of GFP+ cells. We found that Gata2, Gfi1b, and cFos were necessary and the addition of Etv6 provided the optimal induction. A series of gene expression analyses done at different time points during the reprogramming process revealed that these cells appeared to go through a precursor cell that underwent an endothelial to hematopoietic transition (EHT). As such, this reprogramming process mimics developmental hematopoiesis "in a dish," allowing study of hematopoiesis in vitro and a platform to identify the mechanisms that underlie this specification. This methodology also provides a framework for translation of this work to the human system in the hopes of generating an alternative source of patient-specific hematopoietic stem cells (HSCs) for a number of applications in the treatment and study of hematologic diseases.

The protocol described here details the induction of a hemogenic program in mouse embryonic fibroblasts via overexpression of a minimal set of transcription factors. This technology may be translated to the human system to provide platforms for future study of hematopoiesis, hematologic disease, and hematopoietic stem cell transplant.

전사 인자와 마우스 배아 섬유 아 세포를 재 프로그램하는 것은 Hemogenic 프로그램을 유도하는

This protocol details the induction of a hemogenic program in mouse embryonic fibroblasts (MEFs) via overexpression of transcription factors (TFs). We ...

Dissection and Culture of Mouse Embryonic Kidney

The goal of this protocol is to describe a method for the dissection, isolation, and culture of mouse metanephric rudiments. 
During mammalian kidney development, the two progenitor tissues, the ureteric bud and the metanephric mesenchyme, communicate and reciprocally induce cellular mechanisms to eventually form the collecting system and the nephrons of the kidney. As mammalian embryos grow intrauterine and therefore are inaccessible to the observer, an organ culture has been developed. With this method, it is possible to study epithelial-mesenchymal interactions and cellular behavior during kidney organogenesis. Furthermore, the origin of congenital kidney and urogenital tract malformations can be investigated. After careful dissection, the metanephric rudiments are transferred onto a filter that floats on culture medium and can be kept in a cell culture incubator for several days. However, one must be aware that the conditions are artificial and could influence the metabolism in the tissue. Also, the penetration of test substances could be limited due to the extracellular matrix and basal membrane present in the explant.
One main advantage of organ culture is that the experimenter can gain direct access to the organ. This technology is cheap, simple, and allows a large number of modifications, such as the addition of biologically active substances, the study of genetic variants, and the application of advanced imaging techniques.

This protocol describes a method for isolating and culturing metanephric rudiments from mouse embryos.

마우스 배아 신장의 해부 및 배양

The goal of this protocol is to describe a method for the dissection, isolation, and culture of mouse metanephric rudiments. 
During mammalian kidney ...

Using In Vivo and Tissue and Cell Explant Approaches to Study the Morphogenesis and Pathogenesis of the Embryonic and Perinatal Aorta

The aorta is the largest artery in the body. The aortic wall is composed of an inner layer of endothelial cells, a middle layer of alternating elastic lamellae and smooth muscle cells (SMCs), and an outer layer of fibroblasts and extracellular matrix. In contrast to the widespread study of pathological models (e.g., atherosclerosis) in the adult aorta, much less is known about the embryonic and perinatal aorta. Here, we focus on SMCs and provide protocols for the analysis of the morphogenesis and pathogenesis of embryonic and perinatal aortic SMCs in normal development and disease. Specifically, the four protocols included are: i) in vivo embryonic fate mapping and clonal analysis; ii) explant embryonic aorta culture; iii) SMC isolation from the perinatal aorta; and iv) subcutaneous osmotic mini-pump placement in pregnant (or non-pregnant) mice. Thus, these approaches facilitate the investigation of the origin(s), fate, and clonal architecture of SMCs in the aorta in vivo. They allow for modulating embryonic aorta morphogenesis in utero by continuous exposure to pharmacological agents. In addition, isolated aortic tissue explants or aortic SMCs can be used to gain insights into the role of specific gene targets during fundamental processes such as muscularization, proliferation, and migration. These hypothesis-generating experiments on isolated SMCs and the explanted aorta can then be assessed in the in vivo context through pharmacological and genetic approaches.

Using In Vivo and Tissue and Cell Explant Approaches to Study the Morphogenesis and Pathogenesis of the Embryonic and Perinatal Aorta

Protocols for studying the embryonic and perinatal murine aorta using in vivo clonal analysis and fate mapping, aortic explants, and isolated smooth muscle cells are detailed here. These diverse approaches facilitate the investigation of the morphogenesis of the embryonic and perinatal aorta in normal development and the pathogenesis in disease.

Morphogenesis 배아 및 Perinatal 대동맥의 병 인을 공부 하 고 Vivo에서 , 조직 및 세포 Explant 접근을 사용 하 여

The aorta is the largest artery in the body. The aortic wall is composed of an inner layer of endothelial cells, a middle layer of alternating elastic ...

Clonal Analysis of Embryonic Hematopoietic Stem Cell Precursors Using Single Cell Index Sorting Combined with Endothelial Cell Niche Co-culture

The ability to study hematopoietic stem cell (HSC) genesis during embryonic development has been limited by the rarity of HSC precursors in the early embryo and the lack of assays that functionally identify the long-term multilineage engraftment potential of individual putative HSC precursors. Here, we describe methodology that enables the isolation and characterization of functionally validated HSC precursors at the single cell level. First, we utilize index sorting to catalog the precise phenotypic parameter of each individually sorted cell, using a combination of phenotypic markers to enrich for HSC precursors with additional markers for experimental analysis. Second, each index-sorted cell is co-cultured with vascular niche stroma from the aorta-gonad-mesonephros (AGM) region, which supports the maturation of non-engrafting HSC precursors to functional HSC with multilineage, long-term engraftment potential in transplantation assays. This methodology enables correlation of phenotypic properties of clonal hemogenic precursors with their functional engraftment potential or other properties such as transcriptional profile, providing a means for the detailed analysis of HSC precursor development at the single cell level.

Here we present methodology for the clonal analysis of hematopoietic stem cell precursors during murine embryonic development. We combine index sorting of single cells from the embryonic aorta-gonad-mesonephros region with endothelial cell co-culture and transplantation to characterize the phenotypic properties and engraftment potential of single hematopoietic precursors.

단일 셀 인덱스 정렬 내 피 세포 틈새 공동 문화 결합을 사용 하 여 배아 조 혈 줄기 세포 선구자의 클론 분석

The ability to study hematopoietic stem cell (HSC) genesis during embryonic development has been limited by the rarity of HSC precursors in the early ...

Optimization of Renal Organoid and Organotypic Culture for Vascularization, Extended Development, and Improved Microscopy Imaging

Embryonic kidney organotypic cultures, and especially pluripotent stem cell-derived kidney organoids, are excellent tools for following developmental processes and modelling kidney disease. However, the models are limited by a lack of vascularization and functionality. To address this, an improved protocol for the method of xenografting cells and tissues to the chorioallantoic membrane (CAM) of an avian embryo to gain vascularization and restoration of blood flow was developed. The grafts are overlaid with custom-made minireservoirs that fix the samples to the CAM and supply them with culture medium that protects the grafts from drying. The improved culture method allows xenografts to grow for up to 9 days. The manuscript also describes how to provide optimal conditions for long-term confocal imaging of renal organoids and organotypic cultures using the previously published Fixed Z-Direction (FiZD) method. This method gently compresses an embryonic organ or organoid between a glass coverslip and membrane in a large amount of medium and provides excellent conditions for imaging for up to 12 days. Together, these methods allow vascularization and blood flow to renal organoids and organotypic kidney cultures with improved confocal imaging. The methods described here are highly beneficial for studying fundamental and applied functions of kidneys ex vivo. Both methods are applicable to various types of tissues and organoids.

This work describes two methods for studying organ development, an improved xenotransplantation setup on chorioallantoic membrane (CAM) from avian embryos that allows for vascularization of cultured embryonic organs and organoids and a novel fixed z-direction organ culture method with modified experimental conditions that allows for high-resolution time-lapse confocal imaging.

혈관 을 위한 신장 오르가노이드 및 Organotypic 문화의 최적화, 확장된 발달 및 향상한 현미경 검사법 화상 진찰

Embryonic kidney organotypic cultures, and especially pluripotent stem cell-derived kidney organoids, are excellent tools for following developmental ...

Modified ES / OP9 Co-Culture Protocol Provides Enhanced Characterization of Hematopoietic Progeny

The in vitro differentiation of ES cells towards a hematopoietic cell fate is useful when studying cell populations that are difficult to access in vivo and for characterizing the earliest genes involved in hematopoiesis, without having to deal with embryonic lethalities. The ES/OP9 co-culture system was originally designed to produce hematopoietic progeny, without the over production of macrophages, as the OP9 stromal cell line is derived from the calvaria of osteopetrosis mutant mice that lack functional M-CSF. The in vitro ES/OP9 co-culture system can be used in order to recapitulate early hematopoietic development. When cultured on OP9 stromal cells, ES cells differentiate into Flk-1+ hemangioblasts, hematopoietic progenitors, and finally mature, terminally differentiated lineages. The standard ES/OP9 co-culture protocol entails the placement of ES cells onto a confluent layer of OP9 cells; as well as, periodic replating steps in order to remove old, contaminating OP9 cells. Furthermore, current protocols involve evaluating only the hematopoietic cells found in suspension and are not optimized for evaluation of ES-derived progeny at each day of differentiation. However, with replating steps and the harvesting of only suspension cells one potentially misses a large portion of ES-derived progeny and developing hematopoietic cells. This issue becomes important to address when trying to characterize hematopoietic defects associated with knockout ES lines. Here we describe a modified ES/mStrawberry OP9 co-culture, which allows for the elimination of contaminating OP9 cells from downstream assays. This method allows for the complete evaluation of all ES-derived progeny at all days of co-culture, resulting in a hematopoietic differentiation pattern, which more directly corresponds to the hematopoietic differentiation pattern observed within the embryo.

mStrawberry OP9 cells allow for complete evaluation of all ES-derived progeny from co-culture.

수정 ES / OP9 공동 문화 프로토콜 조혈 제니의 향상된 특성화를 제공합니다

The in vitro differentiation of ES cells towards a hematopoietic cell fate is useful when studying cell populations that are difficult to access in vivo ...

생물학

<meta charset="utf8"></head><body>방사선 조사된 마우스에서 효과적인 HSCT를 위한 골오가노이드 유래 세포

In Vivo Osteo-organoid Approach for Harvesting Therapeutic Hematopoietic Stem/Progenitor Cells

Hematopoietic stem cell transplantation (HSCT) requires a sufficient number of therapeutic hematopoietic stem/progenitor cells (HSPCs). To identify an adequate source of HSPCs, we developed an in vivo osteo-organoid by implanting scaffolds loaded with recombinant human bone morphogenetic protein-2 (rhBMP-2) into an internal muscle pouch near the femur in mice. After 12 weeks of implantation, we retrieved the in vivo osteo-organoids and conducted flow cytometry analysis on HPSCs, revealing a significant presence of HSPC subsets within the in vivo osteo-organoids.
We then established a sublethal model of hematopoietic/immune system injury in mice through radiation and performed hematopoietic stem cell transplantation (HSCT) by injecting the extracted osteo-organoid-derived cells into the peripheral blood of radiated mice. The effect of hematopoietic recovery was evaluated through hematological, peripheral blood chimerism, and solid organ chimerism analyses. The results confirmed that in vivo osteo-organoid-derived cells can rapidly and efficiently reconstruct damaged peripheral and solid immune organs in irradiated mice. This approach holds potential as an alternative source of HSPCs for HSCT, offering benefits to a larger number of patients.

<meta charset="utf8"></head><body>치료용 조혈 줄기세포/전구세포를 채취하기 위한 In vivo Osteo-organoid 접근법

Here, we established in vivo osteo-organoids triggered by bone morphogenetic protein-2-loaded gelatin scaffolds to harvest therapeutic hematopoietic stem/progenitor cells for the reconstruction of a damaged hematopoietic and immune system. Overall, this approach can provide a promising cell source for cell therapies.

치료용 조혈 줄기세포/전구세포를 채취하기 위한 In vivo Osteo-organoid 접근법

Hematopoietic stem cell transplantation (HSCT) requires a sufficient number of therapeutic hematopoietic stem/progenitor cells (HSPCs). To identify an ...

대동맥-생식-mesonephros Explant 문화 시스템 개발 조에의 응용

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정상과 비정상적인 인간 조혈의 전직 생체내 흉내

전사 인자와 마우스 배아 섬유 아 세포를 재 프로그램하는 것은 Hemogenic 프로그램을 유도하는

마우스 배아 신장의 해부 및 배양

Morphogenesis 배아 및 Perinatal 대동맥의 병 인을 공부 하 고 Vivo에서 , 조직 및 세포 Explant 접근을 사용 하 여

단일 셀 인덱스 정렬 내 피 세포 틈새 공동 문화 결합을 사용 하 여 배아 조 혈 줄기 세포 선구자의 클론 분석

혈관 을 위한 신장 오르가노이드 및 Organotypic 문화의 최적화, 확장된 발달 및 향상한 현미경 검사법 화상 진찰

수정 ES / OP9 공동 문화 프로토콜 조혈 제니의 향상된 특성화를 제공합니다

치료용 조혈 줄기세포/전구세포를 채취하기 위한 In vivo Osteo-organoid 접근법

치료용 조혈 줄기세포/전구세포를 채취하기 위한 In vivo Osteo-organoid 접근법