Name: efficient differentiation of mouse embryonic stem cells into motor neurons
Uploaded: 2012-06-09T14:00:00
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Este manuscrito é dedicado à memória do Dr. Wenlan Wang, que faleceu em 26 de maio de 2011. Agradecemos ao Dr. Douglas A. Kerr para generosamente fornecer os HBG3 células MES utilizados neste estudo. Este trabalho foi financiado por Nemours, uma bolsa (2 RR016472-10) no âmbito do programa INBRE do Centro Nacional de Pesquisa de Recursos (NCRR), e um COBRE Prêmio da NCRR (5 P20 RR020173-05) para apoiar o Centro de Pesquisa Pediátrica do I. Alfred duPont Hospital for Children, Wilmington, Delaware, EUA.

1. Passo 1: Mouse Embryonic Stem Cultura de Células (MES) (Timing: 3 dias) 1. Plating primárias embrionárias fibroblastos de rato (PMEF) <ol><li> Revestimento quatro 100-mm de tecido pratos de cultura com a gelatina, para adesão PMEF. Adicionar 8 ml de 0,1% de solução de gelatina (StemCell Technologies) a cada prato e incubar durante 30 min à temperatura ambiente. </li><li> Retirar o excesso de gelatina a partir de pratos. Não lave os pratos. </li><li> Diluir um frasco de Mitomicina C...

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	<li>Wichterle, H., Lieberam, I., Porter, J. A., Jessell, T. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Directed+differentiation+of+embryonic+stem+cells+into+motor+neurons.">Directed differentiation of embryonic stem cells into motor neurons.</a> Cell. 110, 385-397 (2002).</li><li>Miles, G. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Functional+properties+of+motoneurons+derived+from+mouse+embryonic+stem+cells.">Functional properties of motoneurons derived from mouse embryonic stem cells.</a> J. Neurosci. 24, 7848-7858 (2004).</li><li>Wichterle, H., Peljto, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Differentiation+of+mouse+embryonic+stem+cells+to+spinal+motor+neurons.">Differentiation of mouse embryonic stem cells to spinal motor neurons.</a> Curr. Protoc. Stem Cell. Biol. Chapter 1, Unit 1H.1.1-Unit 1H.1.9 (2008).</li><li>Kiris, E. <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-derived+motoneurons+provide+a+highly+sensitive+cell+culture+model+for+botulinum+neurotoxin+studies,+with+implications+for+high-throughput+drug+discovery.">Embryonic stem cell-derived motoneurons provide a highly sensitive cell culture model for botulinum neurotoxin studies, with implications for high-throughput drug discovery.</a> Stem Cell Res. 6, 195-205 (2011).</li><li>Wu, C. Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Proteomic+assessment+of+a+cell+model+of+spinal+muscular+atrophy.">Proteomic assessment of a cell model of spinal muscular atrophy.</a> BMC Neurosci. 12, 25 (2011).</li><li>McMahon, J. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Noggin-mediated+antagonism+of+BMP+signaling+is+required+for+growth+and+patterning+of+the+neural+tube+and+somite.">Noggin-mediated antagonism of BMP signaling is required for growth and patterning of the neural tube and somite.</a> Genes Dev. 12, 1438-1452 (1998).</li><li>Storey, K. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Early+posterior+neural+tissue+is+induced+by+FGF+in+the+chick+embryo.">Early posterior neural tissue is induced by FGF in the chick embryo.</a> Development. 125, 473-484 (1998).</li><li>Launay, C., Fromentoux, V., Shi, D. L., Boucaut, J. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+truncated+FGF+receptor+blocks+neural+induction+by+endogenous+Xenopus+inducers.">A truncated FGF receptor blocks neural induction by endogenous Xenopus inducers.</a> Development. 122, 869-880 (1996).</li><li>Sinha, S., Chen, J. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Purmorphamine+activates+the+Hedgehog+pathway+by+targeting+Smoothened.">Purmorphamine activates the Hedgehog pathway by targeting Smoothened.</a> Nat. Chem. Biol. 2, 29-30 (2006).</li><li>Chen, J. K., Taipale, J., Young, K. E., Maiti, T., Beachy, P. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Small+molecule+modulation+of+Smoothened+activity.">Small molecule modulation of Smoothened activity.</a> Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 99, 14071-14076 (2002).</li><li>Lee, S. M., Danielian, P. S., Fritzsch, B., McMahon, A. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Evidence+that+FGF8+signaling+from+the+midbrain-hindbrain+junction+regulates+growth+and+polarity+in+the+developing+midbrain.">Evidence that FGF8 signaling from the midbrain-hindbrain junction regulates growth and polarity in the developing midbrain.</a> Development. 124, 959-969 (1997).</li></ol>

A qualidade de células MES é o parâmetro mais crítico para a geração eficiente de neurónios motores. células de MES deve ser cultivado em PMEF para impedir a diferenciação espontânea. A adição de LIF ajuda a manter as células MES em um estado indiferenciado. Como as células de MES dividir cada h 12-15, o meio de cultura se torna empobrecido rapidamente e deve ser substituído por dia. Activação eficiente da via Shh é um parâmetro crítico necessário para induzir a motor e...

<table border="1"><tbody><tr><td> Nome do reagente </td><td> Companhia </td><td> Número de catálogo </td><td> Concentração final </td></tr><tr><td> PMEF </td><td> Millipore </td><td> PMEF-H </td><td> NA </td></tr><tr><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td> PMEF médio </td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td> DMEM </td><td> Invitrogen </td><td> 11965-118 </td><td> NA </td></tr><tr><td> FBS </td><td> Invitrogen </td><td> 16140-071 </td><td> 10% </td></tr><tr><td> L-glutamina </td><td> Invitrogen </td><td> 25030-081 </td><td> 1% </td></tr><tr><td> A penicilina / estreptomicina </td><td> Invitrogen </td><td> 15240-063 </td><td> 1% </td></tr><tr><td></td><td></td&gt; <td></td><td></td></tr><tr><td> MES médio </td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td> DMEM </td><td> StemCell Technologies </td><td> 36250 </td><td> NA </td></tr><tr><td> ES Cell-Qualificado FBS </td><td> Invitrogen </td><td> 16141-079 </td><td> 15% </td></tr><tr><td> Glutamax-I </td><td> Invitrogen </td><td> 35050-061 </td><td> 1% </td></tr><tr><td> Non-aminoácidos essenciais </td><td> Invitrogen </td><td> 11140-050 </td><td> 1% </td></tr><tr><td> Nucleosídeos </td><td> Millipore </td><td> ES-008-D </td><td> 1% </td></tr><tr><td> β-mercaptoetanol </td><td> Millipore </td><td> ES-007-E </td><td> 0,1 mM </td></tr><tr><td> A penicilina / estreptomicina </td><td> Millipore </td><td> TMS-AB2-C </td><td> 1% </td></tr><tr><td> LIF </td><td> Millipore </td><td&gt; LIF2010 </td><td> 10 ng / ml </td></tr><tr><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td> Meio de diferenciação neural </td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td> DMEM </td><td> StemCell Technologies </td><td> 36250 </td><td> NA </td></tr><tr><td> ES Cult FBS </td><td> StemCell Technologies </td><td> 06905 </td><td> 15% </td></tr><tr><td> Non-aminoácidos essenciais </td><td> Invitrogen </td><td> 11140-050 </td><td> 1% </td></tr><tr><td> Mono-tio glicerol </td><td> Sigma-Aldrich </td><td> M-6145 </td><td> 1mM </td></tr><tr><td> Caneca pequena </td><td> Invitrogen </td><td> PHC1506 </td><td> 50 ng / ml </td></tr><tr><td> FGF-8 </td><td> Invitrogen </td><td> PHG0274 </td><td> 20 ng / ml </td></tr><tr><td> bFGF </td><td> Invitrogen </td><td> PHG0024 </td><td> 20 ng / ml </td></tr><tr><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td> MND médio (diferenciação) </td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td> ES Cult-Médio-A Basal </td><td> StemCell Technologies </td><td> 5801 </td><td> NA </td></tr><tr><td> Substituição Knockout soro </td><td> Invitrogen </td><td> 10828-028 </td><td> 10% </td></tr><tr><td> N-2 suplemento </td><td> Invitrogen </td><td> 17502-048 </td><td> 1% </td></tr><tr><td> Seu suplemento B- </td><td> StemCell Technologies </td><td> 07155 </td><td> 1% </td></tr><tr><td> Ácido ascórbico </td><td> StemCell Technologies </td><td> 07157 </td><td> 1% </td></tr><tr><td> A penicilina / estreptomicina </td><td> Millipore </td><td> TMS-AB2-C </td><td> 1% </td></tr><tr><td> Glutamax-I </td><td>Invitrogen </td><td> 35050-061 </td><td> 1% </td></tr><tr><td> D-glucose </td><td> Sigma-Aldrich </td><td> G-8270 </td><td> 0,15% em d 2 H2O </td></tr><tr><td> A fibronectina </td><td> StemCell Technologies </td><td> 07159 </td><td> 5 ug / ml </td></tr><tr><td> Heparina </td><td> Sigma-Aldrich </td><td> H3149 </td><td> 20 ug / ml em d 2 H2O </td></tr><tr><td> β-mercaptoetanol </td><td> Millipore </td><td> ES-007-E </td><td> 0,1 mM </td></tr><tr><td> Ácido Retinóico </td><td> Sigma-Aldrich </td><td> R-2625 </td><td> 1 uM </td></tr><tr><td> SAG </td><td> Merck Química </td><td> 566660 </td><td> 1 uM </td></tr><tr><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td> MND médio (Motor Neuron cultura) </td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td> ES Cult-Médio-A Basal </td><td> StemCell Technologies </td><td> 5801 </td><td> NA </td></tr><tr><td> Substituição Knockout soro </td><td> Invitrogen </td><td> 10828-028 </td><td> 10% </td></tr><tr><td> N-2 suplemento </td><td> Invitrogen </td><td> 17502-048 </td><td> 1% </td></tr><tr><td> Seu suplemento B- </td><td> StemCell Technologies </td><td> 07155 </td><td> 1% </td></tr><tr><td> Ácido ascórbico </td><td> StemCell Technologies </td><td> 07157 </td><td> 1% </td></tr><tr><td> A penicilina / estreptomicina </td><td> Millipore </td><td> TMS-AB2-C </td><td> 1% </td></tr><tr><td> Glutamax-I </td><td> Invitrogen </td><td> 35050-061 </td><td> 1% </td></tr><tr><td> D-glucose </td><td> Sigma-Aldrich </td><td> G-8270 </td><td> 0,15% em d 2 H2O </td></tr><tr><td> A fibronectina </td><td> StemCTecnologias ell </td><td> 07159 </td><td> 5 ug / ml </td></tr><tr><td> Heparina </td><td> Sigma-Aldrich </td><td> H3149 </td><td> 20 ug / ml em d 2 H2O </td></tr><tr><td> β-mercaptoetanol </td><td> Millipore </td><td> ES-007-E </td><td> 0,1 mM </td></tr><tr><td> BDNF </td><td> R &amp; D Systems </td><td> 248-BD-005/CF </td><td> 10 ng / ml </td></tr><tr><td> CNTF </td><td> R &amp; D Systems </td><td> 257-NY-010/CF </td><td> 10 ng / ml </td></tr><tr><td> GDNF </td><td> R &amp; D Systems </td><td> 212-GD-010/CF </td><td> 10 ng / ml </td></tr><tr><td> NT-3 </td><td> R &amp; D Systems </td><td> 267-N3-005/CF </td><td> 10 ng / ml </td></tr></tbody></table> NA = não-aplicável. Tabela 1. PMEF e Mídia para MES cultura de células ou de diferenciação. <table border="1"><tbody><tr><td> &lt;&gt; Nome forte do reagente </td><td> Companhia </td><td> Número de catálogo </td><td> Concentração Final </td></tr><tr><td> 0,1% de gelatina </td><td> StemCell Technologies </td><td> 07903 </td><td> NA </td></tr><tr><td> Poli-DL-ornitina </td><td> Sigma-Aldrich </td><td> P0421 </td><td> 0,1 mg / ml em d 2 H2O </td></tr><tr><td> Rato laminina </td><td> Millipore </td><td> CC095 </td><td> 2 ug / ml em PBS </td></tr><tr><td> 0,25% de tripsina / EDTA </td><td> StemCell Technologies </td><td> 07901 </td><td> NA </td></tr><tr><td> Accumax </td><td> Millipore </td><td> SCR006 </td><td> NA </td></tr></tbody></table> NA = não-aplicável. Tabela 2. Reagentes para revestimento e dissociação.

efficient differentiation of mouse embryonic stem cells into motor neurons

Diferenciação direta de células tronco embrionárias (ES), as células em neurônios funcionais motoras representa um recurso promissor para estudar mecanismos da doença, para filtrar compostos de drogas novas, e para desenvolver novas terapias para doenças do neurônio motor, tais como atrofia muscular espinhal (AME) e esclerose lateral amiotrófica ( ALS). Muitos protocolos actuais usar uma combinação de ácido retinóico (RA) e hedgehog sónica (Shh) para diferenciar estaminais embrionárias de rato (MES) em células do motor neurónios 1-4. No entanto, a eficiência de diferenciação de células de MES em neurónios do motor tem apenas um sucesso moderado. Nós desenvolvemos um protocolo de diferenciação de dois passos 5, que melhora significativamente a eficiência de diferenciação em comparação com os protocolos actualmente estabelecidas. O primeiro passo é melhorar o processo de neuralization por adição de noggin e factores de crescimento de fibroblastos (FGFs). Noggin é uma proteína morfogenética do osso antagonista (BMP) e está implicado na indução neural umae acordo com o modelo padrão de neurogênese e resulta na formação de padrão neural anterior 6. FGF sinalização age sinergicamente com Noggin na indução de formação de tecido neural através da promoção de uma identidade posterior neural 7-9. Neste passo, as células foram condicionadas com MES Noggin, bFGF, e FGF-8 durante dois dias para promover a diferenciação para linhagens neurais. O segundo passo é o de induzir a motor especificação neurónio. Noggin / FGFs expostas células foram incubadas com MES RA e um agonista de Shh, agonista Smoothened (SAG), durante mais 5 dias a fim de facilitar a motor geração neurónio. Para monitorizar a diferenciação de neurónios motores em MES, utilizou-se uma linha de células ES derivado de um ratinho transgénico eGFP expressando sob o controlo do promotor de neurónio motor específico Hb9 1. Usando este protocolo robusto, obtivemos 51 ± 0,8% de eficiência diferenciação (n = 3, p &lt;0,01, teste t de Student) 5. Os resultados de imunofluorescênciacoloração revelou que as células GFP + de expressar os marcadores neuronais específicas, a motor Islet-1 e de colina-acetiltransferase (ChAT). Nosso protocolo de diferenciação em duas fases fornece uma forma eficiente de diferenciar as células MES em neurônios motores da coluna vertebral.

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Efficient Differentiation of Mouse Embryonic Stem Cells into Motor Neurons

Desenvolvemos um novo protocolo para melhorar a eficiência de diferenciação in vitro de células-tronco embrionárias em neurônios motores. As células-tronco diferenciadas adquirido neurônios motores apresenta como evidenciado pela expressão de marcadores neuronais e neurônio motor utilizando técnicas de imuno-histoquímica.

Diferenciação eficiente de células-tronco embrionárias em neurônios motores

Direct differentiation of embryonic stem (ES) cells into functional  motor neurons represents a promising resource to study disease mechanisms, to  screen ...

Research

JoVE Journal

Biology

Derivation of Hematopoietic Stem Cells from Murine Embryonic Stem Cells

Derivação de Células-Tronco Hematopoéticas murino de Células-Tronco Embrionárias

A stem cell is defined as a cell with the capacity to both self-renew and generate multiple differentiated progeny.  Embryonic stem cells (ESC) are ...

Biologia

In vitro Differentiation of Mouse Embryonic Stem (mES) Cells Using the Hanging Drop Method

In vitro Differentiation of Mouse Embryonic Stem mES Cells Using the Hanging Drop Method

Na diferenciação in vitro de rato-tronco embrionárias (MES) células usando o método da gota de suspensão

Stem cells have the remarkable potential to develop into many different cell types. When a stem cell divides, each new cell has the potential to either ...

Isolation and Derivation of Mouse Embryonic Germinal Cells

Isolamento e derivação de células embrionárias de rato Germinal

The ability of embryonic germinal cells (EG) to differentiate into primordial germinal cells (PGCs) and later into gametes during early developmental ...

Differentiation of Embryonic Stem Cells into Oligodendrocyte Precursors

Diferenciação de células-tronco embrionárias em precursores oligodendroglial

Oligodendrocytes are the myelinating cells of the central nervous system. For regenerative cell therapy in demyelinating diseases, there is significant ...

Efficient Derivation of Human Cardiac Precursors and Cardiomyocytes from Pluripotent Human Embryonic Stem Cells with Small Molecule Induction

Derivação eficiente dos recursos humanos Precursores cardíaca e Cardiomyocytes pluripotentes a partir de células estaminais embrionárias humanas com a indução de moléculas pequenas

To date, the lack of a suitable human cardiac cell source has been the major setback in regenerating the human myocardium, either by cell-based ...

Preparation of Mouse Embryonic Fibroblast Cells Suitable for Culturing Human Embryonic and Induced Pluripotent Stem Cells

Preparação de células embrionárias de camundongos Fibroblastos adequados para a cultura de células-tronco embrionárias humanas e pluripotentes induzidas

In general, human embryonic stem cells (hESCs) and human induced pluripotent stem cells (hiPSCs)1 can be cultured under variable conditions. However, it ...

Generation of Mice Derived from Induced Pluripotent Stem Cells

Geração de camundongos derivadas de células-tronco pluripotentes induzidas

The production of induced pluripotent stem cells (iPSCs) from somatic cells provides a means to create valuable tools for basic research and may also ...

Rapid and Efficient Generation of Neurons from Human Pluripotent Stem Cells in a Multititre Plate Format

Geração rápida e eficiente de neurônios a partir de células-tronco pluripotentes humanas, em um formato de placa Multititre

Existing protocols for the generation of neurons from human pluripotent stem cells (hPSCs) are often tedious in that they are  multistep procedures ...

Differentiation of Newborn Mouse Skin Derived Stem Cells into Germ-like Cells In vitro

Differentiation of Newborn Mouse Skin Derived Stem Cells into Germ-like Cells In vitro

Diferenciação de camundongos neonatos pele derivadas de células-tronco em células germinativas semelhantes<em&gt; In vitro</em

Studying  germ cell formation and differentiation has traditionally been very difficult  due to low cell numbers and their location deep within developing ...

Retroviral Infection of Murine Embryonic Stem Cell Derived Embryoid Body Cells for Analysis of Hematopoietic Differentiation

Retroviral Infecção murina Embryonic Stem Cell Derived Cells embrioides corpo de Análise da diferenciação hematopoética

Embryonic stem cells (ESCs) are an outstanding model for elucidating the molecular mechanisms of cellular differentiation. They are especially useful for ...