This work was supported by the Intramural Research Program of the National Institutes of Health (NIH) at the National Institute of Neurological Disorders and Stroke. We would like to thank Dr. Ronald D. McKay for his discussion and comments on this project.

HPSCs tek hücre tabanlı olmayan koloni tipi tek tabaka (NCM) kültürü. 1.. Hazırlıklar <ol><li> % 10 FBS, 2 mM L-glutamin, ve 0.1 mM temel olmayan amino asitler (NEAA) ile takviye edilmiş DMEM ortamı: fare embriyonik fibroblastlar (MEF&#39;ler) ve kültür ortamının 500 ml olun. </li><li> Fare embriyonik fibroblastlar DMEM ortamı içinde% 0.1 jelatin kaplı 6 oyuklu hücre kültürü plakasının üzerinde rutin bir protokol 16 ve Kültür MEF&#39;ler sonra CF1 suşundan türetilmiş (MEF&#39;ler) hücreleri izole edin. Alternatif olarak, ticari kaynaklardan pasaj 3&#39;de MEF hisse senedi satın. </li><li> Matrigel tabak hazırlayın. <ol><li> Bir -20 ° C dondurucu içinde% 50 küçük parçalar halinde 5 (~ 4 ° C&#39;de soğutulmuş) DMEM/F12 ortamı ml ve mağaza ile HESC nitelikli Matrigel stoklar 5 ml seyreltin. Bir buzdolabı (~ 4 ° C) O / N donmuş Matrigel stok çözülme ve daha fazla (% 2.5 &#39;çalışma konsantrasyonuna neden vermek üzere), soğuk DMEM/F12 ortamı içindeki Matrigel seyreltin. </li><li&gt; oyuk başına 1.5 ml 2.5% &#39;si Matrigel ile kaplayın 6 oyuklu hücre kültürü plakaları, soğutma O / N kaplanmış plakalar saklamak (Not: 2 hafta içinde Matrigel kaplı plaka kullanın). </li><li> Plaka 10 ile 30 dakika boyunca hücre kültürü kaputu (Not: Bir hücre kültürü inkübatör plaka sıcak değil) içinde oda sıcaklığında ısıtın, buzdolabından Matrigel plakasını çıkarın ve aspirat DMEM orta önce hPSCs kaplama için. </li></ol></li><li> 500 ml HESC orta edin:% 80 DMEM/F12 ortamı,% 20 KSR, 2 mM L-glutamin, 0.1 mM temel olmayan amino asitler, 0.1 mM β-merkaptoetanol ve 4 FGF-2 ng / ml. </li><li> ,% 60 FBS,% 20 DMSO ve mTeSR1 ortamı içinde 20 uM Y-27632, filtrasyon ile sterilize ve 1 hafta içinde ortamını kullanmak: 2X hPSC dondurma ortamı 10 ml hazırlayın. </li></ol> . 2. Protokol 1 (Temel): yemlikler üzerine hPSC Kolonileri büyütün <ol><li> Tutarlı resul almak için hPSC kültür için 5 veya 6 (P5 ve P6 olarak adlandırılan) at MEF pasaj numaraları kullanınts. Mitotik 37 ° C&#39;de 3 saat boyunca 10 ug / ml mitomisin C ile hücrelerin işlemden geçirilmesi ile MEFS inaktive, yıkama hücreler, 1X Dulbecco Fosfat Tamponlu Salin (D-PBS) ile 3 kez ve daha sonra 0.53 mM% 0.05 tripsin ile MEFS ayırmak EDTA. Alternatif olarak, bir X-ışını ışınlama ile 8000 rad bir dozda MEFS ışın. </li><li> Mikroskop altında Trypan Blue leke çıkarma yöntemi kullanılarak hücre sayısı sayılır. Alternatif olarak, otomatik bir hücre sayacı kullanmak. </li><li> 6-yuvalı polistiren plakaları üzerine Plate ışınlanmış MEF&#39;ler oyuk başına 1.88 x 10 5 hücre (örneğin, 1.96 x 10 4 hücre / cm2) bir yoğunlukta% 0.1 jelatin ile kaplanmıştır. 37 ° C&#39;de inkübe edin ve hücreleri,% 5 CO2 24 saat karıştırıldı. </li><li> Pasteur pipeti (: bu zamanda gerekli hiçbir yıkama adımları Not) aspirasyon ile MEF kültür ortamı çıkarın. </li><li> Küçük öbekler halinde önceki kültürden öğütün hPSC koloniler, fr değişen boyutlarını sağlamak için mikroskop altında incelemek topaklarom 50 çaplarda um ila 100, ve de hPSC ortamının 2 ml birinde MEF besleyici tabakalarının üstüne hPSC kümeleri plaka. </li><li> Herhangi bir morfolojik değişmiş veya farklılaşmış kolonileri (~% 5) işaretlemek, fotoğraf tarafından 3 ila 5 gün, kayıt koloni büyüme için HESC orta günlük değişim, ve elle bir Pasteur pipeti ile hafifçe aspirasyon ile işaretlenmiş koloniler çıkarın. </li><li> Iki MEF&#39;ler kalan koloniler (2 dakika D-PBS ile her biri) yıkayın ve 2 ml 1 mg / 10-30 dakika boyunca hPSC ortamı içinde ml kollajenaz IV) ile inkübe koloniler ve ikinci hPSC kolonilerin kopmasını incelemek MEF-kaplanmış yüzey (Not: koloniler sıkıca plakasına bağlı olan yalnızca dekolmanı sürecine yardımcı olmak için bir kazıyıcı kullanın). </li><li> , Bir 15 ml tüp enzimatik reaksiyonlar, transfer koloniler en aza indirmek hPSC koloniler oda sıcaklığında 3-5 dakika boyunca tortu olanak sağlar ve c doğrudan görselleme yoluyla kolonilerin tortulaşmayı sağlamak için her bir oyuğa hPSC orta 5 mltüpün altındaki arşın (Not: Bu aşamada tüp santrifüj değil). </li><li> Kalıntı MEFS içeren süpernatantlar çıkarın ve tek hücreler ayrışmış, HESC 5 ml ortam ile tekrar süspansiyon koloniler ve iki kez sedimantasyon adımı tekrarlayın. </li><li> Hücre geçiş için bir 6-plaka üzerine (1 de dondurulmuş vialde konflüent) ya da levha dondurulması için orta (veya CryoSTORE CS10 donma orta) dondurma 1X hPSC küçük topaklar, mağaza içine orta, çiğnemek hPSC koloniler çıkarın. </li></ol> 3 Protokol 2:. NCM&#39;ye için hPSC Kolonileri yemlikler dönüştürme <ol><li> , Bir kere daha D-PBS içinde hPSC pelet, 10 dakika boyunca çalkalayın 1X Accutase 1 ml ile inkübe granül ve tek hücreli ayrışmasını sağlamak için bir mikroskop altında enzimatik reaksiyonu inceleyin. </li><li> Yavaşça Y-27632, 5 dakika boyunca oda sıcaklığında 200 x g&#39;de santrifüj ile ve ardından 10 uM içeren mTeSR1 ortamın 5 ml hücreleri asılı enzimatik reaksiyonları sonlandırma(Hücre hasarına neden aşırı santrifüj kuvvetleri kullanmak istemiyorum, Not). </li><li> Topağa mTeSR1 orta 5 ml, tek bir hücre olarak pelet tekrar süspansiyon ve filtre, bir 40 mikron hücre süzgecinden (herhangi bir artık hücre birikimlerin çıkması için) üzerinden hücreleri ayrışmış. </li><li> Bir kuyu içine tohum 1.3-2 x 10 6 hPSCs% 2.5 HESC nitelikli Matrigel ile kaplanmış bir 6-yuvalı plakanın (1.4-2.1 x 10 5 hücre / cm 2), 2,5 ml kadar mTeSR1 orta ekleyin ve 10 uM içerir bir ortam içinde Y-27632 (ilk 24 saat, tek hücreli bir kaplama kolaylaştırmak için). 1 uM Y-39983 (I inhibitör ROCK), 1 uM phenylbenzodioxane (ROCK II inhibitörü), 1 uM thiazovivin (yeni bir ROCK inhibitörü): Seçenek olarak ise, geliştirme, tek hücreli bir kaplama için 10 uM Y-27632 değiştirmek için aşağıdaki küçük moleküller kullanmaktadır ve 2 uM JAK önleyici 1. </li><li> (24 saat içinde), bir sonraki gün ilaçsız mTeSR1 ortam ile orta yerine, ilave bir ila hücreleri ayırmakiyi ve tek hücreli kaplama etkinliğini belirlemek için, hücre sayısını (Not: yaklaşık olarak bu aşamada elde edilebilir, tek hücreli bir kaplama verimliliğinin 50-90%). </li><li> Hücreler mTeSR1 ortam 3 ml ile bir kaç gün için tek hücreli bir şekillendirilmiş tek katman olarak çoğalmıştır izin verin. Günlük orta değiştirin. </li><li> Ampirik hücre yoğunluğuna bağlı olarak adapte NCM pasaj yapmak için takvimi belirlemek. Hücre büyümesi 3 gün veya günde 4 izdiham, ya da hücre-hücre sınırlarının kaybolması sonra 4 saat zaman noktasında ulaşır Passage. Bir 1-3 bölme oranını (örneğin, 6 oyuklu plakanın yuvaları içinde plaka 3 hücrelerinin konfluent 1) hücre geçiş için kullanın Accutase 1 ml hücreleri ayırmak ve 5 kısım tarafından adapte NCM stabilize. </li><li> Hücre dondurma <ol><li> Bir dondurulmuş şişe için, bir konfluent kuyu (~ 5-6 x10 6 hücre) kullanmaktadır: de, 10 dakika boyunca Accutase 1 ml bir konfluent hücreler çözülür. </li><li> W sulandırmakith 5 yukarıda tarif edildiği gibi mTeSR1 orta ve santrifüj hücre ml. </li><li> MTeSR1 ortamının 500 ul pelet yeniden süspanse edin ve daha sonra yavaş yavaş, bir kriyokoruma şişe içinde (20 uM Y-27632 ihtiva eden) 2X hPSC dondurma ortamı içinde 500 ul ekleyin. Seçenek olarak ise, 10 uM Y-27632 ya da 2 ya da uM JAK önleyici 1 varlığında, 2 uM JAK inhibitörü 1 veya 1X CryoStor CS10 ortam içeren 1X hPSC dondurma ortamı içinde tekrar süspansiyon hücreleri. </li><li> Bir buz soğutulmuş cryocontainer (isopranol ile alt-dolu) içine dondurulmuş şişeleri yerleştirin ve hemen -80 ° C dondurucu cryocontainer aktarın. </li><li> Uzun süreli dondurulması için (bir sonraki günde) bir sıvı azot tankına -80 ° C dondurucu transfer hücreleri. </li></ol></li><li> Hücre çözdürme <ol><li> 6-plaka 1 kuyu kaplama için bir dondurulması flakon yararlanın. </li><li> 2 dakika için aynı su banyosu içerisinde 10 dakika, erime hücreler için bir 37 ° C su banyosu içinde önceden sıcak mTeSR1 ortamı,damla damla 10 uM Y-27632 içeren önceden ısıtılmış mTeSR1 ortamın 5 ml hücreleri ekleyin ve yukarıda tarif edildiği gibi santrifüj. </li><li> Yavaşça 10 uM Y-27632 içeren mTeSR1 ortam 2 ml hücre topakları tekrar süspansiyon ve yavaş yavaş da iyi Matrigel ile önceden kaplanmış hücreleri transferi (Not: hava kabarcıkları üretmek kaçının). </li><li> Günlük orta değiştirin ve hPSC büyüme günde 3 veya 4 de izdiham ulaşmasını bekliyoruz. </li></ol></li></ol> 4 Protokol 3:. NCM Kültür Matrigel hPSC Kolonileri dönüştürün <ol><li> , Buzdolabı bir Matrigel kaplı plaka çıkarmak 10-30 dakika boyunca doku kültürü kaputu levhayı, plakanın her gelen orta kaldırmak ve de her bir önceden ısıtılmış mTeSR1 ortamının 2 ml ekleyin. </li><li> Aktarım Yukarıdaki Matrigel plakasına besleyici kültür (temel protokol Adım 2.10) için hPSC kümeleri ezilerek karıştırıldı. Her bir 2.5 ml nihai hacme kadar mTeSR1 orta ekleyin. </li><li> 3-4 gün için her gün ortam değiştirmekoloniler kadar s% 80-90&#39;ını izdiham ulaşmak. </li><li> Hücre geçirilmesi için: iki kez D-PBS ile durulayın kolonileri 15-20 dakika boyunca 37 ° C &#39;de 2 mg / ml dispase 1 ml ile hücrelerin tedavi ve topaklar halinde sediment ve geçiş hücreleri. </li><li> NCM kültürü için: 3,1-3,9 Protokol 2&#39;de anlatılan adımları tekrarlayın. </li></ol> 5 Protokolü 4:. Üzerine hPSCs NCM Kültür LN-521 <ol><li> Kullanım bir gün önce, 4 ° C &#39;de rekombinant LN-521 çözeltisi çözülme ve bir son konsantrasyon için (Ca 2 + / Mg2 + ihtiva eden) 1X D-PBS ile çözülmüş laminin seyrelterek laminin kaplama çözeltisi (LCS) yapmak 10 ug / ml. </li><li> (: Kuru-out kaplama işlemi sırasında önlemek not) 6 oyuklu bir plaka içerisinde birine LCS 1 ml ilave edilir. </li><li> Buharlaşmasını önlemek ve buzdolabında (4 ° C) O / N (: 1 hafta içinde plaka kullanmak notu) olarak plaka saklamak için Parafilm ile kaplanmış plaka mühür. </li><li> Yavaşça olmadan bir Pasteur pipeti ile LCS çıkarınkaplanmış yüzeyi uching ve iyi birine mTeSR1 orta 2 ml ekleyin. </li><li> 25 dakika için bir 37 ° C su banyosunda (D-PBS dahil) tüm kültür çözümler ısıtın. </li><li> HPSC koloniler NCM&#39;ye dönüştürme <ol><li> Protokol 2 de tarif edildiği gibi Accutase ile tek bir hücre için hücre agregatları ayrıştırmaları. </li><li> Bir tohum içine 1.3-2 x 10 6 hPSCs iyi LN-521 kaplı (1.4-2.1 x 10 / cm 2 5 hücreleri) ROCK inhibitörlerinin varlığı olmadan. </li><li> 3-4 gün boyunca her gün ortam değiştirin. </li><li> Bir 1-3 bölme oranını kullanarak bir sonraki hücre geçiş için günde 3 ya da 4 ° C&#39;de Accutase 1 ml hücreleri ayırmak. </li></ol></li></ol> . 6 Protokol 5: Kültür NCM Plasmid DNA Transfeksiyonu için <ol><li> 4 Protocols 2&#39;de tarif edildiği gibi kültüre NCM hPSC koloniler uyum. </li><li> Levha 10 uM Y-2763 mevcudiyetinde mTeSR1 ortamı içinde 5 hücre / oyuk 10 x 7.5 &#39;lik bir hücre yoğunluğunda 12 oyuklu bir plaka içerisinde hPSCs ayrışmış2. </li><li> Hücreleri kaplama yapıldıktan sonra 4-8 saat arasında ilaç içermeyen mTeSR1 orta mTeSR1 orta yerine. </li><li> Her bir transfeksiyon için, (örneğin, pmaxGFP) ekspresyon plazmidleri 2.5 ug seyreltilmiş ve 125 ul Opti-MEM her ayrı Eppendorf tüpleri içinde Lipofectamine 2000 5 ul serum Orta azalır. </li><li> 5 dakika sonra, seyreltilmiş reaktifleri karıştırmak ve oda sıcaklığına (transfeksiyon kompleksler oluşturmak üzere) 20 dakika boyunca inkübe edin. </li><li> 1 ml mTeSR1 ortam içinde içeren her hPSCs için 250 ul transfeksiyon kompleksi ilave edin ve 24 saat boyunca bir CO2 inkübatör içinde 37 ° C&#39;de hücreleri inkübe edin. </li><li> Flöresanlı bir mikroskop ve gerçek transfeksiyon verimliliğinin hesaplanması için rasgele fotoğraf altında transfeksiyon verimi inceleyin. </li></ol> . 7 Protokol 6: NCM Kültür microRNA Transfaksiyon için <ol><li> 6&#39;da oyuk başına Accutase 1 ml ilave etmek suretiyle NCM koşullar altında 2 gün yarı-birleşik hPSCs ayrıştırmaları<html> Oyuklu plaka. </li><li> 5 dakika boyunca 200 x g enzimatik reaksiyonlar ve santrifüj seyreltilmesi mTeSR1 ortamı 10 ml ilave edilir. </li><li> , MTeSR1 orta hücre pelletini 10 uM Y-27632 içeren mTeSR1 ortamı içinde bir 12-çukurlu plaka içinde gözenek başına 7.5 x 10 5 hücre yoğunluğunda hücreler tohum ve hücreler, 4 saat boyunca birleşmeye izin verin. </li><li> Y27632-ücretsiz mTeSR1 orta orta yerine. </li><li> Piyasada mevcut microRNA (örneğin, Dy547 ile etiketlenmiş olmayan bir hedefleme miRIDIAN miRNA Transfection Denetimi) kullanın. Sağlanan reaktifler kullanılarak 0-160 nM arasında değişen konsantrasyonlarda titre ve üreticinin talimatlarını izleyin. </li><li> Transfeksiyondan 24 saat sonra bir mikroskop altında canlı hücre Dy547 flüoresan görüntüleme ile hPSC çizgilerle her bir konsantrasyonu için transfeksiyon verimi optimize. </li><li> Görüntülenen tüm hücreleri üzerinde Dy547 pozitif hücrelerin yüzdesi göre transfeksiyon verimliliği hesaplayın. </li></ol>. tle &quot;&gt; 8 Protokol 7: Lentiviral Vector İletim için NCM Kültür <ol><li> Tekrar Protokol&#39;ün 6 7,1-7,4 adımları. </li><li> Transdüksiyon için kullanılacak viral parçacıkların miktarda hesaplayın: aşağıdaki formül kullanılır: TU = TU birimlerinin dönüşüm toplam sayıları temsil eder, oysa (MOI CN x) / VT, MOI kuyunun (İB veya enfeksiyon arzu edilen çok sayıda eşittir TU / hücre), her bir oyuğa CN hücrelerin sayısını belirtir ve VT stok viral titreler (TU / ml) göstermektedir. Örneğin, SMART-shRNA vektörü için hazır viral titresi (bir ml için dönüştürme birimleri) 1 x 10 9 TU / ml eşit olduğu göz önüne alındığında, 7.5 x 10 5 transdüksiyon anda oyuk başına hücre ve 20 beklenen bir MOI: 15, kullanımı her bir kuyu için stok viral parçacıkların ul (not: Bu durum geçici Lentiviral indüksiyon için tavsiye edilir). </li><li> 30 dakika boyunca polibren 10 mg / ml &#39;lik mTeSR1 ortamının önceden sıcak 300 ul. </li><li> Stok viral parçacıkların 15 ul içine ekleyinönceden ısıtılmış mTeSR1 orta polybrene ihtiva eden ve çözelti yavaşça karıştırın. </li><li> Viral parçacıkları içeren, önceden ısıtılmış ortam 300 ul hücre kültür ortamı değiştirin. </li><li> 4 saat inkübe edildikten sonra, iletim etkinliğini belirlemek için turboGFP floresan (shRNA ekspresyonu için bir yapıcı) inceleyin. </li><li> Hücreler turboGFP ifade başladığınızda iyi Transdükleme ek mTeSR1 orta 300 ul ekleyin. </li><li> 12-16 saat inkübasyondan sonra, turbo-GFP ifade yeniden gözden. </li><li> 72 saat içinde bu transdüksiyona hücrelerle istenen takip deneyler. </li></ol>

<ol>
	<li>Cherry, A. B., Daley, G. Q. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Reprogrammed+cells+for+disease+modeling+and+regenerative+medicine.">Reprogrammed cells for disease modeling and regenerative medicine.</a> Annu Rev Med. 64, 277-290 (2013).</li><li>Takahashi, K., Yamanaka, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Induction+of+pluripotent+stem+cells+from+mouse+embryonic+and+adult+fibroblast+cultures+by+defined+factors.">Induction of pluripotent stem cells from mouse embryonic and adult fibroblast cultures by defined factors.</a> Cell. 126, 663-676 (2006).</li><li>Thomson, J. A., 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=Embryonic+stem+cell+lines+derived+from+human+blastocysts.">Embryonic stem cell lines derived from human blastocysts.</a> Science. 282, 1145-1147 (1998).</li><li>Burridge, P. W., 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=Production+of+de+novo+cardiomyocytes:+human+pluripotent+stem+cell+differentiation+and+direct+reprogramming.">Production of de novo cardiomyocytes: human pluripotent stem cell differentiation and direct reprogramming.</a> Cell Stem Cell. 10, 16-28 (2012).</li><li>Mallon, B. S., 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=StemCellDB:+The+Human+Pluripotent+Stem+Cell+Database+at+the+National+Institutes+of+Health.">StemCellDB: The Human Pluripotent Stem Cell Database at the National Institutes of Health.</a> Stem Cell Res. 10, 57-66 (2012).</li><li>Chen, K. G., 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=Human+pluripotent+stem+cell+culture:+considerations+for+maintenance,+expansion,+and+therapeutics.">Human pluripotent stem cell culture: considerations for maintenance, expansion, and therapeutics.</a> Cell Stem Cell. 14, 13-26 (2014).</li><li>Bendall, S. C., 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=IGF+and+FGF+cooperatively+establish+the+regulatory+stem+cell+niche+of+pluripotent+human+cells+in+vitro.">IGF and FGF cooperatively establish the regulatory stem cell niche of pluripotent human cells in vitro.</a> Nature. 448, 1015-1021 (2007).</li><li>Moogk, D., 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=Human+ESC+colony+formation+is+dependent+on+interplay+between+self-renewing+hESCs+and+unique+precursors+responsible+for+niche+generation.">Human ESC colony formation is dependent on interplay between self-renewing hESCs and unique precursors responsible for niche generation.</a> Cytometry A. 77, 321-327 (2010).</li><li>Chen, K. G., 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=Non-colony+type+monolayer+culture+of+human+embryonic+stem+cells.">Non-colony type monolayer culture of human embryonic stem cells.</a> Stem Cell Res. 9, 237-248 (2012).</li><li>Amit, M., 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=Suspension+culture+of+undifferentiated+human+embryonic+and+induced+pluripotent+stem+cells.">Suspension culture of undifferentiated human embryonic and induced pluripotent stem cells.</a> Stem Cell Rev. 6, 248-259 (2010).</li><li>Dang, S. M., 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=scalable+embryonic+stem+cell+differentiation+culture.">scalable embryonic stem cell differentiation culture.</a> Stem Cells. 22, 275-282 (2004).</li><li>Serra, M., 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=Process+engineering+of+human+pluripotent+stem+cells+for+clinical+application.">Process engineering of human pluripotent stem cells for clinical application.</a> Trends Biotechnol. 30, 350-359 (2012).</li><li>Steiner, D., 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=propagation+and+controlled+differentiation+of+human+embryonic+stem+cells+in+suspension.">propagation and controlled differentiation of human embryonic stem cells in suspension.</a> Nat Biotechnol. 28, 361-364 (2010).</li><li>Watanabe, K., 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=A+ROCK+inhibitor+permits+survival+of+dissociated+human+embryonic+stem+cells.">A ROCK inhibitor permits survival of dissociated human embryonic stem cells.</a> Nat Biotechnol. 25, 681-686 (2007).</li><li>Androutsellis-Theotokis, A., 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=Notch+signalling+regulates+stem+cell+numbers+in+vitro+and+in+vivo.">Notch signalling regulates stem cell numbers in vitro and in vivo.</a> Nature. 442, 823-826 (2006).</li><li>Jozefczuk, J., 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=Preparation+of+mouse+embryonic+fibroblast+cells+suitable+for+culturing+human+embryonic+and+induced+pluripotent+stem+cells.">Preparation of mouse embryonic fibroblast cells suitable for culturing human embryonic and induced pluripotent stem cells.</a> J Vis Exp. , (2012).</li><li>Kozhich, O. A., 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=Standardized+Generation+and+Differentiation+of+Neural+Precursor+Cells+from+Human+Pluripotent+Stem+Cells.">Standardized Generation and Differentiation of Neural Precursor Cells from Human Pluripotent Stem Cells.</a> Stem Cell Rev. , (2012).</li><li>Kunova, M., 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=Adaptation+to+robust+monolayer+expansion+produces+human+pluripotent+stem+cells+with+improved+viability.">Adaptation to robust monolayer expansion produces human pluripotent stem cells with improved viability.</a> Stem Cells Transl Med. 2, 246-254 (2013).</li><li>Tsutsui, H., 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=An+optimized+small+molecule+inhibitor+cocktail+supports+long-term+maintenance+of+human+embryonic+stem+cells.">An optimized small molecule inhibitor cocktail supports long-term maintenance of human embryonic stem cells.</a> Nat Commun. 2, 167 (2011).</li><li>Amps, K., 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=Screening+ethnically+diverse+human+embryonic+stem+cells+identifies+a+chromosome+20+minimal+amplicon+conferring+growth+advantage.">Screening ethnically diverse human embryonic stem cells identifies a chromosome 20 minimal amplicon conferring growth advantage.</a> Nat Biotechnol. 29, 1132-1144 (2011).</li><li>Baker, D. E., 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=Adaptation+to+culture+of+human+embryonic+stem+cells+and+oncogenesis+in+vivo.">Adaptation to culture of human embryonic stem cells and oncogenesis in vivo.</a> Nat Biotechnol. 25, 207-215 (2007).</li><li>Lee, A. S., 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=Tumorigenicity+as+a+clinical+hurdle+for+pluripotent+stem+cell+therapies.">Tumorigenicity as a clinical hurdle for pluripotent stem cell therapies.</a> Nat Med. 19, 998-1004 (2013).</li><li>Domogatskaya, A., 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=Laminin-511+but+not+-332,+-111,+or+-411+enables+mouse+embryonic+stem+cell+self-renewal+in+vitro.">Laminin-511 but not -332, -111, or -411 enables mouse embryonic stem cell self-renewal in vitro.</a> Stem Cells. 26, 2800-2809 (2008).</li><li>Domogatskaya, A., 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=Functional+diversity+of+laminins.">Functional diversity of laminins.</a> Annu Rev Cell Dev Biol. 28, 523-553 (2012).</li><li>Rodin, S., 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=Long-term+self-renewal+of+human+pluripotent+stem+cells+on+human+recombinant+laminin-511.">Long-term self-renewal of human pluripotent stem cells on human recombinant laminin-511.</a> Nat Biotechnol. 28, 611-615 (2010).</li><li>Liew, C. G., 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=Transient+and+stable+transgene+expression+in+human+embryonic+stem+cells.">Transient and stable transgene expression in human embryonic stem cells.</a> Stem Cells. 25, 1521-1528 (2007).</li><li>Braam, S. R., 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=Genetic+manipulation+of+human+embryonic+stem+cells+in+serum+and+feeder-free+media.">Genetic manipulation of human embryonic stem cells in serum and feeder-free media.</a> Methods Mol Biol. 584, 413-423 (2010).</li><li>Braam, S. R., 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=Improved+genetic+manipulation+of+human+embryonic+stem+cells.">Improved genetic manipulation of human embryonic stem cells.</a> Nat Methods. 5, 389-392 (2008).</li></ol>

The authors declare that they have no competing financial interests.

Konvansiyonel (besleyiciler veya hücre dışı matrisler üzerinde hücrelerin) koloni tipi kültür ve besleyiciler 6 olmadan agrega olarak hPSCs süspansiyon kültürü: in vitro kültür hPSCs iki ana yolu vardır. Koloni tipi ve süspansiyon hem kültür yöntemleri sınırlamalar birikmiş heterojenliği ve kalıtsal epigenetik değişiklikleri içerir. NCM kültür, tek hücreli bir pasaj ve yüksek yoğunluklu bir kaplama her iki hücre göre, 6,18 hPSC büyüme için yeni bir kül...

Multilinaj yetişkin dokulara doğru ayırt etmek hPSCs kapasitesi kardiyovasküler, hepatik, pankreatik ve nörolojik sistemleri 1-4 içeren ciddi hastalıklardan muzdarip hastaların tedavisinde yeni yollar açtı. HPSCs türetilen çeşitli hücre tipleri de hastalık modelleme, genetik mühendisliği, ilaç tarama ve toksikolojik test 1,4 için sağlam hücresel platformlar sağlayacaktır. Onların gelecekteki klinik ve farmakolojik uygulamaları sağlayan temel konu, in vitro hücre kültürü yoluyla klinik dereceli hPSCs çok sayıda nesil. Ancak, mevcut kültür sistemleri koloniler 5,6 olarak hPSCs çeşitli besleyici ve besleyici ücretsiz kültürleri içeren, yetersiz ya da doğal olarak değişken ya vardır. HPSCs erken hisse memeli embriyoların iç hücre kütlesinin (ICM) birçok yapısal özelliği de koloni tipi büyüme. ICM üç germ-tabaka halinde ayırt eğilimliheterojen olması nedeniyle sinyal degradelerin varlığının bir çok hücreli bir ortamda. Bu nedenle, erken dönemde embriyo gelişimi içinde heterojenite edinimi farklılaşması için gerekli bir süreç olarak kabul edilir, ancak hPSC kültür istenmeyen bir özelliktir. HPSC kültür içinde heterojenite nedeniyle genellikle optimal büyüme koşulları aşırı apoptotik sinyallerin ve kendiliğinden farklılaşma tarafından indüklenir. Bu nedenle, koloni tipi kültür, heterojen hücreleri genellikle kolonilerin 7,8 periferinde gözlenmektedir. Aynı zamanda, insan embriyonik kök hücre (HESC) in hücreleri, BMP-4, 9 gibi sinyal moleküllerine sergi farklı yanıtlar kolonilerinin gösterilmiştir. Ayrıca, koloni kültürü yöntemleri nedeniyle kontrol edilemeyen büyüme oranları ve apoptotik sinyal 6,9 yolaklar düşük hücre verimi yanı sıra kriyokorunması çok düşük hücre kurtarma oranları üretmek. Son yıllarda çeşitli süspansiyon kültürleri, kültürleme hPSCs için Partikül geliştirilmiştirbesleyici-ve matris içermeyen koşullar 6,10-13 içinde hPSCs büyük miktarda genişletilmesi için as ı. Açıkçası, farklı kültür sistemleri kendi avantajları ve dezavantajları var. Genel olarak, hPSCs heterojen doğası genetik mühendisliği 6 hPSCs içine DNA ve RNA malzemeleri bırakmak için optimal olan koloni tipi ve toplanmış kültür yöntemleri en önemli dezavantajları, birini temsil eder. Açıkçası, mevcut kültür yöntemleri bazı eksikliklerini aşmak yeni sistemler geliştirmek için bir zorunluluk ihtiyaç vardır. Tek hücre canlılığını artırmak (örneğin ROCK inhibitörü Y-27632 ve JAK inhibitörü 1 gibi) küçük molekül inhibitörleri keşifler ayrışmış-hPSC kültür 14,15 için yol açmıştı. Bu küçük moleküllerin kullanımı ile, son zamanlarda non-koloni Çeşidi ayrışmış-hPSCs 9 (NCM) büyüme göre bir kültür yöntemi geliştirdik. Bu yeni kültür yöntemi tek hücreli pasajlanmasını ve yüksek yoğunluklu hem birleştiriryöntemleri kaplama bize majör kromozom anomalili 9 olmaksızın tutarlı bir büyüme çevrimleri altında homojen hPSCs büyük miktarlarda üretmek için izin. Seçenek olarak ise, NCM kültür geniş uygulamalar için kültür yöntemi optimize etmek amacıyla, farklı küçük moleküller (örneğin laminins gibi) gibi tanımlanmıştır matrisler ile uyarlanabilir. Burada, biz NCM kültürüne dayalı birçok ayrıntılı protokoller sunmak ve genetik mühendisliği için detaylı prosedürler tasvir. NCM protokollerin yönlülüğünü göstermek için, biz de farklı ROCK inhibitörleri ile ve tek laminin izoformlu 521 (yani, LN-521) ile NCM kültürü test.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0">
	<tbody>
		<tr height="41">
			<td height="41" style="height:41px;width:203px;">Countess automated cell counter&#160;&#160;</td>
			<td style="width:220px;">Invitrogen Inc.&#160;</td>
			<td style="width:187px;">C10227</td>
			<td style="width:187px;">Automatic cell counting</td>
		</tr>
		<tr height="41">
			<td height="41" style="height:41px;width:203px;">Faxitron Cabinet X-ray System</td>
			<td style="width:220px;">Faxitron X-ray Corporation, Wheeling, IL&#160;</td>
			<td style="width:187px;">Model RX-650</td>
			<td style="width:187px;">X-ray irradiation of MEFs</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:203px;">MULTIWELL six-well plates&#160;</td>
			<td style="width:220px;">Becton Dickinson Labware</td>
			<td style="width:187px;">353046</td>
			<td style="width:187px;">Polystyrene plates&#160;</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:203px;">DMEM</td>
			<td style="width:220px;">Invitrogen Inc.</td>
			<td style="width:187px;">11965&#8211;092</td>
			<td style="width:187px;">For MEF medium</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:203px;">mitomycin C</td>
			<td style="width:220px;">Roche&#160;</td>
			<td style="width:187px;">107 409</td>
			<td style="width:187px;">Mitotic inhibitor</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:203px;">Trypsin</td>
			<td style="width:220px;">Invitrogen Inc.</td>
			<td style="width:187px;">25300-054</td>
			<td style="width:187px;">For MEF dissociation</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:203px;">DMEM/F12&#160;</td>
			<td style="width:220px;">Invitrogen Inc.</td>
			<td style="width:187px;">11330&#8211;032</td>
			<td style="width:187px;">For hPSC medium</td>
		</tr>
		<tr height="45">
			<td height="45" style="height:45px;width:203px;">Opti-MEM I Reduced Serum Medium&#160;</td>
			<td style="width:220px;">Invitrogen Inc.</td>
			<td style="width:187px;">31985-062</td>
			<td style="width:187px;">For hPSC transfection</td>
		</tr>
		<tr height="41">
			<td height="41" style="height:41px;width:203px;">Heat-inactivated FBS</td>
			<td style="width:220px;">Invitrogen Inc.</td>
			<td style="width:187px;">16000&#8211;044</td>
			<td style="width:187px;">Component of MEF medium</td>
		</tr>
		<tr height="41">
			<td height="41" style="height:41px;width:203px;">Knockout Serum Replacer&#160;</td>
			<td style="width:220px;">Invitrogen Inc.</td>
			<td style="width:187px;">10828&#8211;028</td>
			<td style="width:187px;">KSR, Component of hPSC medium</td>
		</tr>
		<tr height="45">
			<td height="45" style="height:45px;width:203px;">Dulbecco&#8217;s Phosphate-Buffered Saline</td>
			<td style="width:220px;">Invitrogen Inc.</td>
			<td style="width:187px;">14190-144</td>
			<td style="width:187px;">D-PBS, free of Ca2+/Mg2+</td>
		</tr>
		<tr height="41">
			<td height="41" style="height:41px;width:203px;">Non-essential amino acids&#160;</td>
			<td style="width:220px;">Invitrogen&#160;</td>
			<td style="width:187px;">11140&#8211;050</td>
			<td style="width:187px;">NEAA, component of hPSC medium</td>
		</tr>
		<tr height="41">
			<td height="41" style="height:41px;width:203px;">L-Glutamine&#160;</td>
			<td style="width:220px;">Invitrogen&#160;</td>
			<td style="width:187px;">25030&#8211;081</td>
			<td style="width:187px;">Component of hPSC medium</td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="41" rowspan="2" style="height:41px;width:203px;">mTeSR1 &#38; Supplements</td>
			<td rowspan="2" style="width:220px;">StemCell Technologies</td>
			<td rowspan="2" style="width:187px;">5850</td>
			<td style="width:187px;">Animal protein-free</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:187px;">medium</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:203px;">TeSR2 &#38; Supplements</td>
			<td style="width:220px;">StemCell Technologies</td>
			<td style="width:187px;">5860</td>
			<td style="width:187px;">Xeno-free medium</td>
		</tr>
		<tr height="41">
			<td height="41" style="height:41px;width:203px;">&#946;-mercaptoethanol&#160;</td>
			<td style="width:220px;">Sigma&#160;</td>
			<td style="width:187px;">7522</td>
			<td style="width:187px;">Component of hPSC medium</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:203px;"> 
			MEF (CF-1) ATCC</td>
			<td style="width:220px;">American Type Culture Collection (ATCC)&#160;</td>
			<td style="width:187px;">SCRC-1040</td>
			<td style="width:187px;">For feeder culture of hPSCs</td>
		</tr>
		<tr height="41">
			<td height="41" style="height:41px;width:203px;">hESC-qualified Matrigel</td>
			<td style="width:220px;">BD Bioscience</td>
			<td style="width:187px;">354277</td>
			<td style="width:187px;">For feeder-free culture of hPSCs</td>
		</tr>
		<tr height="41">
			<td height="41" style="height:41px;width:203px;">Laminin-521</td>
			<td style="width:220px;">BioLamina</td>
			<td style="width:187px;">LN521-02</td>
			<td style="width:187px;">Human recombinant protein</td>
		</tr>
		<tr height="41">
			<td height="41" style="height:41px;width:203px;">FGF-2 (recombinant FGF, basic)</td>
			<td style="width:220px;">R&#38;D Systems, MN</td>
			<td style="width:187px;">223-FB</td>
			<td style="width:187px;">Growth factor in hPSC medium</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:203px;">CryoStor CA10&#160;</td>
			<td style="width:220px;">StemCell Technologies</td>
			<td style="width:187px;">7930</td>
			<td style="width:187px;"></td>
		</tr>
		<tr height="41">
			<td height="41" style="height:41px;width:203px;">Accutase</td>
			<td style="width:220px;">Innovative Cell Technologies</td>
			<td style="width:187px;">AT-104</td>
			<td style="width:187px;">1X mixed enzymatic solution</td>
		</tr>
		<tr height="41">
			<td height="41" style="height:41px;width:203px;">JAK inhibitor I</td>
			<td style="width:220px;">EMD4 Biosciences</td>
			<td style="width:187px;">420099</td>
			<td style="width:187px;">An inhibitor of Janus kinase</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:203px;">Y-27632</td>
			<td style="width:220px;">EMD4 Biosciences</td>
			<td style="width:187px;">688000</td>
			<td style="width:187px;">ROCK inhibitor</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:203px;">Y-27632</td>
			<td style="width:220px;">Stemgent</td>
			<td style="width:187px;">04-0012</td>
			<td style="width:187px;">ROCK inhibitor</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:203px;">Y-39983</td>
			<td style="width:220px;">Stemgent</td>
			<td style="width:187px;">04-0029</td>
			<td style="width:187px;">ROCK I inhibitor</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:203px;">Phenylbenzodioxane&#160;</td>
			<td style="width:220px;">Stemgent</td>
			<td style="width:187px;">04-0030</td>
			<td style="width:187px;">ROCK II inhibitor</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:203px;">Thiazovivin</td>
			<td style="width:220px;">Stemgent</td>
			<td style="width:187px;">04-0017</td>
			<td style="width:187px;">A novel ROCK inhibitor</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:203px;">BD Falcon Cell Strainer&#160;</td>
			<td style="width:220px;">BD Bioscience</td>
			<td style="width:187px;">352340</td>
			<td style="width:187px;">40-&#181;m cell strainer</td>
		</tr>
		<tr height="41">
			<td height="41" style="height:41px;width:203px;">Nalgene 5100-0001 Cryo 1&#176;C</td>
			<td style="width:220px;">Thermo Scientific&#160;</td>
			<td style="width:187px;">C6516F-1</td>
			<td style="width:187px;">&#8220;Mr. Frosty&#8221; Freezing Container</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:203px;">Lipofectamine 2000&#160;</td>
			<td style="width:220px;">Invitrogen Inc.</td>
			<td style="width:187px;">11668-027</td>
			<td style="width:187px;">Transfection reagents</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:203px;">DharmaFECT Duo&#160;</td>
			<td style="width:220px;">Thermo Scientific</td>
			<td style="width:187px;">T-2010-02</td>
			<td style="width:187px;">Transfection reagent</td>
		</tr>
		<tr height="61">
			<td height="61" style="height:61px;width:203px;">Non-targeting miRIDIAN miRNA Transfection Control</td>
			<td style="width:220px;">Thermo Scientific</td>
			<td style="width:187px;">IP-004500-01-05</td>
			<td style="width:187px;">Labeled with Dy547, to monitor the delivery of microRNAs&#160;</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:203px;">SMART-shRNA</td>
			<td style="width:220px;">Thermo Scientific&#160;</td>
			<td style="width:187px;">To be determined</td>
			<td style="width:187px;">Lentiviral vector</td>
		</tr>
		<tr height="41">
			<td height="41" style="height:41px;width:203px;">pmaxGFP</td>
			<td>amaxa Inc (Lonza)</td>
			<td>Included in every transfection kit</td>
			<td style="width:187px;">Expression plasmid for transfection control</td>
		</tr>
		<tr height="41">
			<td height="41" style="height:41px;width:203px;">4-Oct</td>
			<td style="width:220px;">Santa Cruz Biotechnology</td>
			<td style="width:187px;">sc-5279</td>
			<td style="width:187px;">Mouse IgG2b, pluripotent marker</td>
		</tr>
		<tr height="41">
			<td height="41" style="height:41px;width:203px;">SSEA-1</td>
			<td>Santa Cruz Biotechnology</td>
			<td style="width:187px;">sc-21702</td>
			<td style="width:187px;">Mouse IgM, differentiation marker</td>
		</tr>
		<tr height="41">
			<td height="41" style="height:41px;width:203px;">SSEA-4</td>
			<td style="width:220px;">Santa Cruz Biotechnology</td>
			<td style="width:187px;">sc-21704</td>
			<td style="width:187px;">Mouse IgG3, pluripotent marker</td>
		</tr>
		<tr height="41">
			<td height="41" style="height:41px;width:203px;">Tra-1-60</td>
			<td style="width:220px;">Santa Cruz Biotechnology</td>
			<td style="width:187px;">sc-21705&#160;</td>
			<td style="width:187px;">Mouse IgM, pluripotent marker</td>
		</tr>
		<tr height="41">
			<td height="41" style="height:41px;width:203px;">Tra-1-81</td>
			<td style="width:220px;">Santa Cruz Biotechnology</td>
			<td style="width:187px;">sc-21706</td>
			<td style="width:187px;">Mouse IgM, pluripotent marker</td>
		</tr>
		<tr height="41">
			<td height="41" style="height:41px;width:203px;">CK8 (C51)</td>
			<td style="width:220px;">Santa Cruz Biotechnology</td>
			<td style="width:187px;">sc-8020</td>
			<td style="width:187px;">Mouse IgG1, against cytokeratin 8</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:203px;">&#945;-fetoprotein</td>
			<td style="width:220px;">Santa Cruz Biotechnology</td>
			<td style="width:187px;">sc-8399</td>
			<td style="width:187px;">AFP, mouse IgG2a</td>
		</tr>
		<tr height="41">
			<td height="41" style="height:41px;width:203px;">HNF-3&#946; (P-19)</td>
			<td style="width:220px;">Santa Cruz Biotechnology</td>
			<td style="width:187px;">sc-9187</td>
			<td style="width:187px;">FOXA2, goat polyclonal antibody</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:203px;">Troponin T (Av-1)</td>
			<td style="width:220px;">Thermo Scientific</td>
			<td style="width:187px;">MS-295-P0</td>
			<td style="width:187px;">Mouse IgG1</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:203px;">Desmin&#160;</td>
			<td style="width:220px;">Thermo Scientific</td>
			<td style="width:187px;">RB-9014-P1</td>
			<td style="width:187px;">Rabbit IgG</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:203px;">Anti-NANOG</td>
			<td style="width:220px;">ReproCELL Inc, Japan</td>
			<td style="width:187px;">RCAB0004P-F</td>
			<td style="width:187px;">Polyclonal antibody&#160;</td>
		</tr>
		<tr height="41">
			<td height="41" style="height:41px;width:203px;">Rat anti-GFAP</td>
			<td style="width:220px;">Zymed</td>
			<td style="width:187px;">13-0300</td>
			<td style="width:187px;">Glial fibrillary acidic protein</td>
		</tr>
		<tr height="41">
			<td height="41" style="height:41px;width:203px;">Albumin (clone HSA1/25.1.3)</td>
			<td style="width:220px;">Cedarlane Laboratories Ltd. (</td>
			<td style="width:187px;">CL2513A</td>
			<td style="width:187px;">Mouse IgG1,</td>
		</tr>
		<tr height="41">
			<td height="41" style="height:41px;width:203px;">Smooth muscle actin (clone 1A4)</td>
			<td style="width:220px;">DakoCytomation Inc</td>
			<td style="width:187px;">IR611/IS611</td>
			<td style="width:187px;">Mouse IgG2a</td>
		</tr>
		<tr height="41">
			<td height="41" style="height:41px;width:203px;">Nestin</td>
			<td style="width:220px;">Chemicon International</td>
			<td style="width:187px;">MAB5326</td>
			<td style="width:187px;">Rabbit polyclonal antibody</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:203px;">TUBB3</td>
			<td style="width:220px;">Convance Inc</td>
			<td style="width:187px;">MMS-435P</td>
			<td style="width:187px;">Tuj1, mouse IgG2a</td>
		</tr>
		<tr height="41">
			<td height="41" style="height:41px;width:203px;">HNF4&#945; (C11F12)</td>
			<td style="width:220px;">Cell Signaling Technologies</td>
			<td style="width:187px;">3113</td>
			<td style="width:187px;">Rabbit monoclonal antibody</td>
		</tr>
		<tr height="41">
			<td height="41" style="height:41px;width:203px;">Paraformaldehyde (solution)</td>
			<td style="width:220px;">Electron Microscopy Sciences</td>
			<td style="width:187px;">15710</td>
			<td style="width:187px;">PFA, fixative, diluted in D-PBS</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

alternative cultures for human pluripotent stem cell production, maintenance, and genetic analysis

Human pluripotent stem cells (hPSCs) hold great promise for regenerative medicine and biopharmaceutical applications. Currently, optimal culture and efficient expansion of large amounts of clinical-grade hPSCs are critical issues in hPSC-based therapies. Conventionally, hPSCs are propagated as colonies on both feeder and feeder-free culture systems. However, these methods have several major limitations, including low cell yields and generation of heterogeneously differentiated cells. To improve current hPSC culture methods, we have recently developed a new method, which is based on non-colony type monolayer (NCM) culture of dissociated single cells. Here, we present detailed NCM protocols based on the Rho-associated kinase (ROCK) inhibitor Y-27632. We also provide new information regarding NCM culture with different small molecules such as Y-39983 (ROCK I inhibitor), phenylbenzodioxane (ROCK II inhibitor), and thiazovivin (a novel ROCK inhibitor). We further extend our basic protocol to cultivate hPSCs on defined extracellular proteins such as the laminin isoform 521 (LN-521) without the use of ROCK inhibitors. Moreover, based on NCM, we have demonstrated efficient transfection or transduction of plasmid DNAs, lentiviral particles, and oligonucleotide-based microRNAs into hPSCs in order to genetically modify these cells for molecular analyses and drug discovery. The NCM-based methods overcome the major shortcomings of colony-type culture, and thus may be suitable for producing large amounts of homogeneous hPSCs for future clinical therapies, stem cell research, and drug discovery.

NCM kültürünün genel bir şema Şekil 1, bu ROCK inhibitörü Y-27632 varlığında, yüksek yoğunluklu tek hücreli sonra kaplama hPSCs dinamik değişiklik gösteren tipik bir NCM kültür şemasını temsil etmektedir. Bu morfolojik değişiklikler, hücre kümeleri oluşumu kaplama ve hücre yoğunlaştırma ile ve ardından üssel hücre büyümesi (Şekil 1A) sonra hücreler arası bağlantıları vardır. Temsili deney 1. günde ...

Watch this Scientific Journal Video about Alternative Cultures for Human Pluripotent Stem Cell Production, Maintenance, and Genetic Analysis at JoVE.com

Alternative Cultures for Human Pluripotent Stem Cell Production, Maintenance, and Genetic Analysis | Biology | Video

Alternative Cultures for Human Pluripotent Stem Cell Production, Maintenance, and Genetic Analysis

Here, we present human pluripotent stem cell (hPSC) culture protocols, based on non-colony type monolayer (NCM) growth of dissociated single cells. This new method, utilizing Rho-associated kinase inhibitors or the laminin isoform 521 (LN-521), is suitable for producing large amounts of homogeneous hPSCs, genetic manipulation, and drug discovery.

İnsan Pluripotent için alternatif Kültürleri Hücre Üretim, Bakım ve Genetik Analizi Kök

Human pluripotent stem cells (hPSCs) hold great promise for regenerative medicine and biopharmaceutical applications. Currently, optimal culture and ...

alternative-cultures-for-human-pluripotent-stem-cell-production

Research

Education

JoVE Journal

JoVE Core

Biology

Genetics

Biotechnology

SCIENTISTS IN ACTION

12.2K Görüntüleme.  National Institutes of Health. Here, we present human pluripotent stem cell (hPSC) culture protocols, based on non-colony type monolayer (NCM) growth of dissociated single cells. This new method, utilizing Rho-associated kinase inhibitors or the laminin isoform 521 (LN-521), is suitable for producing large amounts of homogeneous hPSCs, genetic manipulation, and drug discovery.

Video: Alternative Cultures for Human Pluripotent Stem Cell Production, Maintenance, and Genetic Analysis

Mouse Epidermal Neural Crest Stem Cell (EPI-NCSC) Cultures

EPI-NCSC are remnants of the embryonic neural crest in an adult location, the bulge of hair follicles. They are multipotent stem cells that have the physiological property to generate a wide array of differentiated cell types, including neurons, nerve supporting cells, smooth muscle cells, bone/cartilage cells and melanocytes. EPI-NCSC are easily accessible in the hairy skin and can be isolated as a highly pure population of stem cells. This video provides a detailed protocol for preparing mouse EPI-NCSC cultures from whisker follicles. The whisker pad of an adult mouse is removed, and whisker follicles dissected. The follicles are then cut longitudinally and subsequently transversely above and below the bulge region. The bulge is removed from the collagen capsule and placed in a culture plate. EPI-NCSC start to emigrate from the bulge explants 3 to 4 days later.

Mouse Epidermal Neural Crest Stem Cell EPI-NCSC Cultures

Here we show our method to isolate mouse epidermal neural crest stem cells (EPI-NCSC). Technique involves micro-dissecting whisker follicles, isolating the bulge and placeing it into tissue culture. EPI-NCSC start to emigrate from bulge explants onto the substratum within 3 - 4 days.

Fare Epidermal Sinir Crest Kök Hücre (EPI-NCSC) Kültürler

EPI-NCSC are remnants of the embryonic neural crest in an adult location, the bulge of hair follicles. They are multipotent stem cells that have the ...

Biyoloji

Culture and Maintenance of Human Embryonic Stem Cells  

Human embryonic stem (hES) cells must be monitored and cared for in order to maintain healthy, undifferentiated cultures. At minimum, the cultures must be  fed  every day by performing a complete medium change to replenish lost nutrients and to keep the cultures free of unwanted differentiation factors. Although a small amount of differentiation is normal and expected in stem cell cultures, the culture should be routinely cleaned up by manually removing, or "picking" differentiated areas. Identifying and removing excess differentiation from hES cell cultures are essential techniques in the maintenance of a healthy population of cells.

Culture and Maintenance of Human Embryonic Stem Cells

This protocol demonstrates how to maintain healthy, undifferentiated human embryonic stem (ES) cells.

İnsan Embriyonik Kök Hücre Kültürü ve Bakım

Human embryonic stem (hES) cells must be monitored and cared for in order to maintain healthy, undifferentiated cultures. At minimum, the cultures must be ...

Preparation of Pooled Human Platelet Lysate (pHPL) as an Efficient Supplement for Animal Serum-Free Human Stem Cell Cultures

Platelet derived growth factors have been shown to stimulate cell proliferation efficiently in vivo1,2 and in vitro. This effect has been reported for mesenchymal stromal cells (MSCs), fibroblasts and endothelial colony-forming cells with platelets activated by thrombin3-5 or lysed by freeze/thaw cycles6-14 before the platelet releasate is added to the cell culture medium. The trophic effect of platelet derived growth factors has already been tested in several trials for tissue engineering and regenerative therapy.1,15-17 Varying efficiency is considered to be at least in part due to individually divergent concentrations of growth factors18,19 and a current lack of standardized protocols for platelet preparation.15,16 This protocol presents a practicable procedure to generate a pool of human platelet lysate (pHPL) derived from routinely produced platelet rich plasma (PRP) of forty to fifty single blood donations. By several freeze/thaw cycles the platelet membranes are damaged and growth factors are efficiently released into the plasma. Finally, the platelet fragments are removed by centrifugation to avoid extensive aggregate formation and deplete potential antigens. The implementation of pHPL into standard culture protocols represents a promising tool for further development of cell therapeutics propagated in an animal protein-free system.

Preparation of Pooled Human Platelet Lysate pHPL as an Efficient Supplement for Animal Serum-Free Human Stem Cell Cultures

Human platelet lysate is a rich source of growth factors and a potent supplement in cell culture. This protocol presents the process of preparing a large pool of human platelet lysate by starting from platelet rich plasma, performing several freeze-thaw cycles and depleting the platelet fragments.

Hayvan Serum Ücretsiz İnsan Kök Hücre Kültürleri Verimli Ek olarak Pooled İnsan Trombosit Lizat (pHPL) hazırlanması

Platelet derived growth factors have been shown to stimulate cell proliferation efficiently in vivo1,2 and in vitro. This effect has been reported for ...

Video Bioinformatics Analysis of Human Embryonic Stem Cell Colony Growth

Because video data are complex and are comprised of many images, mining information from video material is difficult to do without the aid of computer software.  Video bioinformatics is a powerful quantitative approach for extracting spatio-temporal data from video images using computer software to perform dating mining and analysis. In this article, we introduce a video bioinformatics method for quantifying the growth of human embryonic stem cells (hESC) by analyzing time-lapse videos collected in a Nikon BioStation CT incubator equipped with a camera for video imaging. In our experiments, hESC colonies that were attached to Matrigel were filmed for 48 hours in the BioStation CT.  To determine the rate of growth of these colonies, recipes were developed using CL-Quant software which enables users to extract various types of data from video images.  To accurately evaluate colony growth, three recipes were created. The first segmented the image into the colony and background, the second enhanced the image to define colonies throughout the video sequence accurately, and the third measured the number of pixels in the colony over time.  The three recipes were run in sequence on video data collected in a BioStation CT to analyze the rate of growth of individual hESC colonies over 48 hours. To verify the truthfulness of the CL-Quant recipes, the same data were analyzed manually using Adobe Photoshop software. When the data obtained using the CL-Quant recipes and Photoshop were compared, results were virtually identical, indicating the CL-Quant recipes were truthful. The method described here could be applied to any video data to measure growth rates of hESC or other cells that grow in colonies. In addition, other video bioinformatics recipes can be developed in the future for other cell processes such as migration, apoptosis, and cell adhesion.  

Video bioinformatics is the automated processing, analysis, understanding, and data mining of biological spatio-temporal data extracted from microscopic videos. The purpose of this article is to demonstrate a method for measuring human embryonic stem cell colony growth using a video bioinformatics method.

Video Biyoinformatik İnsan Embriyonik Kök Hücre Colony Büyüme Analizi

Because video data are complex and are comprised of many images, mining information from video material is difficult to do without the aid of computer ...

Transfecting and Nucleofecting Human Induced Pluripotent Stem Cells

Genetic modification is continuing to be an essential tool in studying stem cell biology and in setting forth potential clinical applications of human embryonic stem cells (HESCs)1. While improvements in several gene delivery methods have been described2-9, transfection remains a capricious process for HESCs, and has not yet been reported in human induced pluripotent stem cells (iPSCs). In this video, we demonstrate how our lab routinely transfects and nucleofects human iPSCs using plasmid with an enhanced green fluorescence protein (eGFP) reporter. Human iPSCs are adapted and maintained as feeder-free cultures to eliminate the possibility of feeder cell transfection and to allow efficient selection of stable transgenic iPSC clones following transfection. For nucleofection, human iPSCs are pre-treated with ROCK inhibitor11, trypsinized into small clumps of cells, nucleofected and replated on feeders in feeder cell-conditioned medium to enhance cell recovery. Transgene-expressing human iPSCs can be obtained after 6 hours. Antibiotic selection is applied after 24 hours and stable transgenic lines appear within 1 week. Our protocol is robust and reproducible for human iPSC lines without altering pluripotency of these cells.

Despite recent advancements in genetic modification, transfection of human embryonic stem cells (HESCs) remains a capricious process. To our knowledge, systematic and efficient methods to transfect human induced pluripotent stem cells (iPSCs) have not been reported. Here, we describe robust protocols to efficiently transfect and nucleofect human iPSCs.

İnsan İsteyerek Pluripotent Kök Hücreler transfekte ve Nucleofecting

Genetic modification is continuing to be an essential tool in studying stem cell biology and in setting forth potential clinical applications of human ...

Generation of Human Cardiomyocytes: A Differentiation Protocol from Feeder-free Human Induced Pluripotent Stem Cells

In order to investigate the events driving heart development and to determine the molecular mechanisms leading to myocardial diseases in humans, it is essential first to generate functional human cardiomyocytes (CMs). The use of these cells in drug discovery and toxicology studies would also be highly beneficial, allowing new pharmacological molecules for the treatment of cardiac disorders to be validated pre-clinically on cells of human origin. Of the possible sources of CMs, induced pluripotent stem (iPS) cells are among the most promising, as they can be derived directly from readily accessible patient tissue and possess an intrinsic capacity to give rise to all cell types of the body 1. Several methods have been proposed for differentiating iPS cells into CMs, ranging from the classical embryoid bodies (EBs) aggregation approach to chemically defined protocols 2,3. In this article we propose an EBs-based protocol and show how this method can be employed to efficiently generate functional CM-like cells from feeder-free iPS cells.

Pluripotent stem cells, either embryonic or induced pluripotent stem (iPS) cells, constitute a valuable source of human differentiated cells, including cardiomyocytes. Here, we will focus on cardiac induction of iPS cells, showing how to use them to obtain functional human cardiomyocytes through an embryoid bodies-based protocol.

İnsan kardiyomiyositleri Üretimi: Besleyici-ücretsiz İnsan Bağlı Pluripotent Kök Hücre A Farklılaşma Protokolü

In order to investigate the events driving heart development and to determine the molecular mechanisms leading to myocardial diseases in humans, it is ...

Efficient Generation Human Induced Pluripotent Stem Cells from Human Somatic Cells with Sendai-virus

A few years ago, the establishment of human induced pluripotent stem cells (iPSCs) ushered in a new era in biomedicine. Potential uses of human iPSCs include modeling pathogenesis of human genetic diseases, autologous cell therapy after gene correction, and personalized drug screening by providing a source of patient-specific and symptom relevant cells. However, there are several hurdles to overcome, such as eliminating the remaining reprogramming factor transgene expression after human iPSCs production. More importantly, residual transgene expression in undifferentiated human iPSCs could hamper proper differentiations and misguide the interpretation of disease-relevant in vitro phenotypes. With this reason, integration-free and/or transgene-free human iPSCs have been developed using several methods, such as adenovirus, the piggyBac system, minicircle vector, episomal vectors, direct protein delivery and synthesized mRNA. However, efficiency of reprogramming using integration-free methods is quite low in most cases.
Here, we present a method to isolate human iPSCs by using Sendai-virus (RNA virus) based reprogramming system. This reprogramming method shows consistent results and high efficiency in cost-effective manner.

Here, we present our established method to reprogram human somatic cells into transgene-free human iPSCs with Sendai virus, which shows consistent outcome and enhanced efficiency.

Sendai-virüs ile İnsan Somatik Verimli Üretimi İnsan uyarılmış pluripotent kök hücrelerin

A few years ago, the establishment of human induced pluripotent stem cells (iPSCs) ushered in a new era in biomedicine. Potential uses of human iPSCs ...

Automated Production of Human Induced Pluripotent Stem Cell-Derived Cortical and Dopaminergic Neurons with Integrated Live-Cell Monitoring

Manual culture and differentiation protocols for human induced pluripotent stem cells (hiPSC) are difficult to standardize, show high variability and are prone to spontaneous differentiation into unwanted cell types. The methods are labor-intensive and are not easily amenable to large-scale experiments. To overcome these limitations, we developed an automated cell culture system coupled to a high-throughput imaging system and implemented protocols for maintaining multiple hiPSC lines in parallel and neuronal differentiation. We describe the automation of a short-term differentiation protocol using Neurogenin-2 (NGN2) over-expression to produce hiPSC-derived cortical neurons within 6&#8210;8 days, and the implementation of a long-term differentiation protocol to generate hiPSC-derived midbrain dopaminergic (mDA) neurons within 65 days. Also, we applied the NGN2 approach to a small molecule-derived neural precursor cells (smNPC)&#160;transduced with GFP lentivirus and established a live-cell automated neurite outgrowth assay. We present an automated system with protocols suitable for routine hiPSC culture and differentiation into cortical and dopaminergic neurons. Our platform is suitable for long term hands-free culture and high-content/high-throughput hiPSC-based compound, RNAi and CRISPR/Cas9 screenings to identify novel disease mechanisms and drug targets.

We show the automation of human induced pluripotent stem cell (hiPSC) cultures and neuronal differentiations compatible with automated imaging and analysis.

Entegre Canlı Hücre İzleme ile İnsan Kaynaklı Pluripotent Kök Hücre Kaynaklı Kortikal ve Dopaminerjik Nöronların Otomatik Üretimi

Manual culture and differentiation protocols for human induced pluripotent stem cells (hiPSC) are difficult to standardize, show high variability and are ...

A Two-Step Strategy that Combines Epigenetic Modification and Biomechanical Cues to Generate Mammalian Pluripotent Cells

Cell phenotype can be reversed or modified with different methods, with advantages and limitations that are specific for each technique. Here we describe a new strategy that combines the use of chemical epigenetic erasing with mechanosensing-related cues, to generate mammalian pluripotent cells. Two main steps are required. In the first step, adult mature (terminally differentiated) cells are exposed to the epigenetic eraser 5-aza-cytidine to drive them into a pluripotent state. This part of the protocol was developed, based on the increasing understanding of the epigenetic mechanisms controlling cell fate and differentiation, and involves the use of the epigenetic modifier to erase cell differentiated state and then drive into a transient high plasticity window.
In the second step, erased cells are encapsulated in polytetrafluoroethylene (PTFE) micro-bioreactors, also known as Liquid Marbles, to promote 3D cell rearrangement to extend and stably maintain the acquired high plasticity. PTFE is a non-reactive hydrophobic synthetic compound and its use permits the creation of a cellular microenvironment, which cannot be achieved in traditional 2D culture systems. This system encourages and boosts the maintenance of pluripotency though bio-mechanosensing-related cues.
The technical procedures described here are simple strategies to allow for the induction and maintenance of a high plasticity state in adult somatic cells. The protocol allowed the derivation of high plasticity cells in all mammalian species tested. Since it does not involve the use of gene transfection and is free of viral vectors, it may represent a notable technological advance for translational medicine applications. Furthermore, the micro-bioreactor system provides a notable advancement in stem cell organoid technology by in vitro re-creating a specific micro-environment that allows for the long-term culture of high plasticity cells, namely as ESCs, iPSCs, epigenetically erased cells and MSCs.

We here present a method that combines the use of chemical epigenetic erasing with mechanosensing-related cues to efficiently generate mammalian pluripotent cells, without the need of gene transfection or retroviral vectors. This strategy is, therefore, promising for translational medicine and represents a notable advancement in stem cell organoid technology.

Memeli Pluripotent Hücreleri Üretmek için Epigenetik Modifikasyonu ve Biyomekanik İpuçlarını Birleştiren İki Adımlı Bir Strateji

Cell phenotype can be reversed or modified with different methods, with advantages and limitations that are specific for each technique. Here we describe ...

Generation and Maintenance of Primate Induced Pluripotent Stem Cells Derived from Urine

Cross-species approaches studying primate pluripotent stem cells and their derivatives are crucial to better understand the molecular and cellular mechanisms of disease, development, and evolution. To make primate induced pluripotent stem cells (iPSCs) more accessible, this paper presents a non-invasive method to generate human and non-human primate iPSCs from urine-derived cells, and their maintenance using a feeder-free culturing method.
The urine can be sampled from a non-sterile environment (e.g., the cage of the animal) and treated with a broad-spectrum antibiotic cocktail during primary cell culture to reduce contamination efficiently. After propagation of the urine-derived cells, iPSCs are generated by a modified transduction method of a commercially available Sendai virus vector system. First&#160;iPSC colonies may already be visible after 5 days, and can be picked after 10 days at the earliest. Routine clump passaging with enzyme-free dissociation buffer supports pluripotency of the generated iPSCs for more than 50 passages.

The present protocol describes a method to isolate, expand, and reprogram human and non-human primate urine-derived cells to induced pluripotent stem cells (iPSCs), as well as instructions for feeder-free maintenance of the newly generated iPSCs.