Name: human pluripotent stem cell based developmental toxicity assays for chemical safety screening and systems biology data generation
Uploaded: 2015-06-17T13:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Human Pluripotent Stem Cell Based Developmental Toxicity Assays for Chemical Safety Screening and Systems Biology Data Generation at JoVE.com

We thank M. Kapitza, Margit Henry, Tamara Rotshteyn, Susan Rohani and Cornelia B&#246;ttinger for excellent technical support. This work was supported by grants from the German Research Foundation (RTG 1331) and the German Ministry for Research (BMBF).

Följande protokoll utfördes med användning av mänskliga embryonala stamcellslinje (hESC) H9. Denna cellinje var rutinmässigt på mitotiskt inaktiverade mus embryonala fibroblaster (MEF) i hESC odlingsmedia kompletterat med bFGF och sedan odlade i stamcellsmedia på 6 cm Petri-plattor belagda med basalmembran matris såsom matrigel, för att bli av MEF. H9-celler från&gt; 80% sammanflytande plattor användes för ytterligare passage. H9-celler odlade på basalmembranmatrisplattor använd...

<ol>
	<li>Liu, W. W., Deng, Y. G., Liu, Y., Gong, W. R., Deng, W. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Stem+Cell+Models+for+Drug+Discovery+and+Toxicology+Studies.">Stem Cell Models for Drug Discovery and Toxicology Studies.</a> Journal of Biochemical and Molecular Toxicology. 27 (1), 17-27 (2013).</li><li>Zuba-Surma, E. K., Jozkowicz, A., Dulak, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Stem+Cells+in+Pharmaceutical+Biotechnology.">Stem Cells in Pharmaceutical Biotechnology.</a> Current Pharmaceutical Biotechnology. 12 (11), 1760-1773 (2011).</li><li>Leist, M., Hartung, T., Nicotera, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+dawning+of+a+new+age+of+toxicology.">The dawning of a new age of toxicology.</a> ALTEX. 25 (2), 103-114 (2008).</li><li>Kuegler, P. B., 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=Markers+of+murine+embryonic+and+neural+stem+cells,+neurons+and+astrocytes:+reference+points+for+developmental+neurotoxicity+testing.">Markers of murine embryonic and neural stem cells, neurons and astrocytes: reference points for developmental neurotoxicity testing.</a> ALTEX. 27 (1), 17-42 (2010).</li><li>Yamada, 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=Human+oocytes+reprogram+adult+somatic+nuclei+of+a+type+1+diabetic+to+diploid+pluripotent+stem+cells.">Human oocytes reprogram adult somatic nuclei of a type 1 diabetic to diploid pluripotent stem cells.</a> Nature. , (2014).</li><li>Chambers, 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=Highly+efficient+neural+conversion+of+human+ES+and+iPS+cells+by+dual+inhibition+of+SMAD+signaling.">Highly efficient neural conversion of human ES and iPS cells by dual inhibition of SMAD signaling.</a> Nature Biotechnology. 27 (3), 275-280 (2009).</li><li>Takasato, 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=Directing+human+embryonic+stem+cell+differentiation+towards+a+renal+lineage+generates+a+self-organizing+kidney.">Directing human embryonic stem cell differentiation towards a renal lineage generates a self-organizing kidney.</a> Nature cell biology. 16 (1), 118-126 (2014).</li><li>Zimmer, B., 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=Evaluation+of+Developmental+Toxicants+and+Signaling+Pathways+in+a+Functional+Test+Based+on+the+Migration+of+Human+Neural+Crest+Cells.">Evaluation of Developmental Toxicants and Signaling Pathways in a Functional Test Based on the Migration of Human Neural Crest Cells.</a> Environmental Health Perspectives. 120 (8), 1116-1122 (2012).</li><li>Bosman, 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=Molecular+and+Functional+Evidence+of+HCN4+and+Caveolin-3+Interaction+During+Cardiomyocyte+Differentiation+from+Human+Embryonic+Stem+Cells.">Molecular and Functional Evidence of HCN4 and Caveolin-3 Interaction During Cardiomyocyte Differentiation from Human Embryonic Stem Cells.</a> Stem Cells and Development. 22 (11), 1717-1727 (2013).</li><li>Sartiani, L., 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=Developmental+changes+in+cardiomyocytes+differentiated+from+human+embryonic+stem+cells:+A+molecular+and+electrophysiological+approach.">Developmental changes in cardiomyocytes differentiated from human embryonic stem cells: A molecular and electrophysiological approach.</a> Stem Cells. 25 (5), 1136-1144 (2007).</li><li>Xu, X. Q., 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=Chemically+defined+medium+supporting+cardiomyocyte+differentiation+of+human+embryonic+stem+cells.">Chemically defined medium supporting cardiomyocyte differentiation of human embryonic stem cells.</a> Differentiation. 76 (9), 958-970 (2008).</li><li>Pal, R., Mamidi, M. K., Das, A. K., Bhonde, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Comparative+analysis+of+cardiomyocyte+differentiation+from+human+embryonic+stem+cells+under+3-D+and+2-D+culture+conditions.">Comparative analysis of cardiomyocyte differentiation from human embryonic stem cells under 3-D and 2-D culture conditions.</a> Journal of Bioscience and Bioengineering. 115 (2), 200-206 (2013).</li><li>Subramanian, 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=Spheroid+Culture+for+Enhanced+Differentiation+of+Human+Embryonic+Stem+Cells+to+Hepatocyte-Like+Cells.">Spheroid Culture for Enhanced Differentiation of Human Embryonic Stem Cells to Hepatocyte-Like Cells.</a> Stem Cells and Development. 23 (2), 124-131 (2014).</li><li>Sivertsson, L., Synnergren, J., Jensen, J., Bjorquist, P., Ingelman-Sundberg, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Hepatic+Differentiation+and+Maturation+of+Human+Embryonic+Stem+Cells+Cultured+in+a+Perfused+Three-Dimensional+Bioreactor.">Hepatic Differentiation and Maturation of Human Embryonic Stem Cells Cultured in a Perfused Three-Dimensional Bioreactor.</a> Stem Cells and Development. 22 (4), 581-594 (2013).</li><li>Jagtap, 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=Cytosine+arabinoside+induces+ectoderm+and+inhibits+mesoderm+expression+in+human+embryonic+stem+cells+during+multilineage+differentiation.">Cytosine arabinoside induces ectoderm and inhibits mesoderm expression in human embryonic stem cells during multilineage differentiation.</a> British Journal of Pharmacology. 162 (8), 1743-1756 (2011).</li><li>Krug, A. 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=Human+embryonic+stem+cell-derived+test+systems+for+developmental+neurotoxicity:+a+transcriptomics+approach.">Human embryonic stem cell-derived test systems for developmental neurotoxicity: a transcriptomics approach.</a> Archives of Toxicology. 87 (1), 123-143 (2013).</li><li>Leist, 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=Test+systems+of+developmental+toxicity:+state-of-the+art+and+future+perspectives.">Test systems of developmental toxicity: state-of-the art and future perspectives.</a> Archives of Toxicology. 87 (12), 2037-2042 (2013).</li><li>Itskovitz-Eldor, 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=Differentiation+of+human+embryonic+stem+cells+into+embryoid+bodies+compromising+the+three+embryonic+germ+layers.">Differentiation of human embryonic stem cells into embryoid bodies compromising the three embryonic germ layers.</a> Molecular medicine. 6 (2), 88-95 (2000).</li><li>Khoo, M. L. 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=Growth+and+differentiation+of+embryoid+bodies+derived+from+human+embryonic+stem+cells:+Effect+of+glucose+and+basic+fibroblast+growth+factor.">Growth and differentiation of embryoid bodies derived from human embryonic stem cells: Effect of glucose and basic fibroblast growth factor.</a> Biology of Reproduction. 73 (6), 1147-1156 (2005).</li><li>Son, M. Y., Kim, H. J., Kim, M. J., Cho, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Physical+Passaging+of+Embryoid+Bodies+Generated+from+Human+Pluripotent+Stem+Cells.">Physical Passaging of Embryoid Bodies Generated from Human Pluripotent Stem Cells.</a> Plos One. 6 (5), (2011).</li><li>Winkler, J., Sotiriadou, I., Chen, S., Hescheler, J., Sachinidis, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+potential+of+embryonic+stem+cells+combined+with+-omics+technologies+as+model+systems+for+toxicology.">The potential of embryonic stem cells combined with -omics technologies as model systems for toxicology.</a> Current medicinal chemistry. 16 (36), 4814-4827 (2009).</li><li>Gunaseeli, I., Doss, M. X., Antzelevitch, C., Hescheler, J., Sachinidis, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Induced+pluripotent+stem+cells+as+a+model+for+accelerated+patient-+and+disease-specific+drug+discovery.">Induced pluripotent stem cells as a model for accelerated patient- and disease-specific drug discovery.</a> Current medicinal chemistry. 17 (8), 759-766 (2010).</li><li>Miller, M. T., Stromland, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Teratogen+update:+Thalidomide:+A+review,+with+a+focus+on+ocular+findings+and+new+potential+uses.">Teratogen update: Thalidomide: A review, with a focus on ocular findings and new potential uses.</a> Teratology. 60 (5), 306-321 (1999).</li><li>Newman, C. G. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Teratogen+Update+-+Clinical+Aspects+of+Thalidomide+Embryopathy+-+A+Continuing+Preoccupation.">Teratogen Update - Clinical Aspects of Thalidomide Embryopathy - A Continuing Preoccupation.</a> Teratology. 32 (1), 133-144 (1985).</li><li>Stern, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=In+vivo+assessment+of+the+teratogenic+potential+of+drugs+in+humans.">In vivo assessment of the teratogenic potential of drugs in humans.</a> Obstetrics and gynecology. 58 (5 Suppl), 3S-8S (1981).</li><li>Lynch, H. T., Reich, J. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Diethylstilbestrol,+Genetics,+Teratogenesis,+and+Tumor+Spectrum+in+Humans.">Diethylstilbestrol, Genetics, Teratogenesis, and Tumor Spectrum in Humans.</a> Medical Hypotheses. 16 (3), 315-332 (1985).</li><li>Satoh, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Behavioral+teratology+of+mercury+and+its+compounds.">Behavioral teratology of mercury and its compounds.</a> Tohoku Journal of Experimental Medicine. 201 (1), 1-9 (2003).</li><li>Meganathan, 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=Identification+of+Thalidomide-Specific+Transcriptomics+and+Proteomics+Signatures+during+Differentiation+of+Human+Embryonic+Stem+Cells.">Identification of Thalidomide-Specific Transcriptomics and Proteomics Signatures during Differentiation of Human Embryonic Stem Cells.</a> Plos One. 7 (8), (2012).</li><li>Balmer, N. V., 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=Epigenetic+changes+and+disturbed+neural+development+in+a+human+embryonic+stem+cell-based+model+relating+to+the+fetal+valproate+syndrome.">Epigenetic changes and disturbed neural development in a human embryonic stem cell-based model relating to the fetal valproate syndrome.</a> Human Molecular Genetics. 21 (18), 4104-4114 (2012).</li><li>Smirnova, L., Hogberg, H. T., Leist, M., Hartung, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Developmental+neurotoxicity+-+Challenges+in+the+21st+Century+and+In+Vitro+Opportunities.">Developmental neurotoxicity - Challenges in the 21st Century and In Vitro Opportunities.</a> ALTEX. 31 (2), 129-156 (2014).</li><li>Leist, M., Efremova, L., Karreman, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Food+for+thought+...+considerations+and+guidelines+for+basic+test+method+descriptions+in+toxicology.">Food for thought ... considerations and guidelines for basic test method descriptions in toxicology.</a> ALTEX. 27 (4), 309-317 (2010).</li><li>Zimmer, B., 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=Coordinated+waves+of+gene+expression+during+neuronal+differentiation+of+embryonic+stem+cells+as+basis+for+novel+approaches+to+developmental+neurotoxicity+testing.">Coordinated waves of gene expression during neuronal differentiation of embryonic stem cells as basis for novel approaches to developmental neurotoxicity testing.</a> Cell Death and Differentiation. 18 (3), 383-395 (2011).</li><li>Kraljevic, S., Stambrook, P. J., Pavelic, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Accelerating+drug+discovery.">Accelerating drug discovery.</a> EMBO Reports. 5 (9), 837-842 (2004).</li></ol>

Traditionella metoder för toxikologiska tester innebär omfattande djurstudier vilket gör att testa kostsamt och tidskrävande. Dessutom, på grund av skillnader mellan arterna de prekliniska djursäkerhetsstudier är inte alltid gäller att förutsäga toxiska effekter av potentiella läkemedel som är relevanta för människor. Även icke-mänskliga primater är mest förutsägbara, fortfarande stark etisk och socioekonomiska krav snabbt höja med det moderna samhället för att utveckla känsliga och robust in ...

Förmågan hos humana embryonala stamceller (hESC) att differentiera till olika typer av celler öppnat en ny era av testning in vitro toxicitet 1, sjukdom modellering och regenerativ medicin 2. Stamcellerna begåvats med förmågan att självreplikera, för att hålla sin pluripotent tillstånd, och att differentiera till specialiserade celler 3,4. Egenskaperna hos hESC (förmåga att differentiera till alla större celltyper) återfinns också i andra humana pluripotenta stamceller, såsom mänskliga inducerade pluripotenta stamceller (hiPSC) eller celler som genereras av kärnöverföring 5. Till exempel har många olika hESC linjer differentierats till neuroner 6, njurceller 7, neurallist celler 8 cardiomyocytes 9-12, eller hepatocyter som celler 13,14. Dessutom hESC kan spontant differentiera till celler från alla tre germinallager 15-18 i embryoidkroppar (EBS) 19,20. EArly embryonal utveckling regleras genom differentiell expression av olika gener relaterade till de olika groddblad som har fångats på mRNA-nivå genom transkriptomik använder microarray-teknik 15. Dessa ansträngningar resulterade i upprättandet av organspecifika toxikologiska modeller baserade på hESC / hiPSC och transkriptomik analys (för en översikt se 21,22). Dessa modeller har fördelar jämfört med den traditionella användningen av försöksdjur för toxikologiska studier, som prekliniska studier med försöksdjur är inte alltid är prediktiva för människors säkerhet. Läkemedels inducerade toxicitet påträffas hos patienter är ofta relaterade till metabola eller signaleringsprocesser som skiljer sig mellan människor och försöksdjur. Skillnaden arter har hindrat tillförlitlig tidig upptäckt av fosterskadande effekter hos människor, och till exempel läkemedel såsom talidomid 23,24 och dietylstilbestrol 25,26 drogs tillbaka från marknaden på grund av fosterskada. Thalidomide har inte visat någon utvecklingstoxicitet hos råttor eller möss. Miljö kemikalier, såsom metylkvicksilver 27 resulterade i prenatal utvecklingstoxicitet med avseende på nervsystemet i olika arter, men mänskliga yttringar har varit svårt att modellera i djur. För att lösa problemet med artspecificiteten frågor, forskare som arbetar under olika projekt baserade på stamceller som ReProTect, ESNATS, DETECTIVE etc. är engagerade i utvecklingen av olika modeller för embryonal toxicitet, neuro kardiotoxicitet, levertoxicitet och nefrotoxicitet använder mänskliga gifter misstänks påverka människan. Enligt det europeiska konsortiet projektet &quot;embryonala stamceller baserad roman alternativa testmetoder (ESNATS) fem testsystem har etablerats. Ett testsystem den så kallade UKK (U niversitäts k linikum K OLN) testsystem delvis fångar människans tidiga embryots utveckling. I detta sYSTEM mänskliga embryonala H9-celler differentieras i tre germinallager (ektoderm, endoderm och mesoderm) 15 och GRODDBLAD specifika signaturer har fångats av transkriptomik profil att använda Affymetrix microarray-plattform. Olika utvecklings toxikanter som talidomid 28, valproinsyra, metylkvicksilver 16,17, eller cytosinarabinosid 15 har testats i detta system, och det toxiska specifik gen signaturer har erhållits. I ett andra test-system, det så kallade UKN1 (U niversity K Önsta n ^) testsystem 1 är H9-celler differentierade för att neuroektodermala progenitorceller (NEP) och 6 dagar. Detta bevisas av högt uttryck av neurala genmarkörer såsom Pax6 och OTX2. Under differentiering för 6 dagar, har NEP-celler exponerats för utvecklingsstörningar neuro-toxiska ämnen, såsom VPA, metylkvicksilver. Gift-specifika avreglerade transkriptomik profiler har varit obtained samt genom att använda Affymetrix microarray plattformen 16,29. Den nya visionen för toxikologi av 21-talet räknar man med att testsystem inte bara ge fenotypiska beskrivningar som histopatologi in vivo, eller transkriptom förändringar i slutet av långsiktiga gift inkubationer. Det tyder snarare att analyser ger mekanistiska uppgifter 3, och att denna information kan kopplas till så kallade negativa resultatvägar (AOP) som ger en vetenskaplig motivering för farliga effekter 30. Att lämna sådan information, de testsystem som används måste vara mycket kvalitetsgranskade 31, såsom exempelvis dokumenteras genom robusta standardrutiner. Dessutom, tidsberoende förändringar måste kartläggas med hög upplösning. Detta kräver testsystem med synkroniserade ändringar 32. De UKN1 och UKK testsystem som beskrivs här har optimerats för dessa krav.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0">
	<tbody>
		<tr>
			<td>DMEM/F-12</td>
			<td>Life Technologies</td>
			<td>11320082</td>
			<td>Dulbecco&#39;s Modified Eagle Medium:Nutrient Mixture F-12</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>KOSR</td>
			<td>Life Technologies</td>
			<td>10828028</td>
			<td>Knockout Serum Replacement</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>GlutaMAX</td>
			<td>Life Technologies</td>
			<td>35050061</td>
			<td>GlutaMAX supplement</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>NEAA</td>
			<td>Life Technologies</td>
			<td>11140050</td>
			<td>MEM Nonessential Amino Acids Solution</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>DPBS</td>
			<td>Life Technologies</td>
			<td>14190-0144</td>
			<td>Dulbecco&#39;s Phosphate-Buffered Saline, without calcium, without magnesium</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>mTeSR medium</td>
			<td>Stemcell Technologies</td>
			<td>5850</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Pluronic F-127</td>
			<td>Sigma</td>
			<td>P2443-250G</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>V bottom plate</td>
			<td>VWR</td>
			<td>734-0483</td>
			<td>Plate,Microwell,V BTTM,96 Well,Sterile 1 * 50 ST</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Vbottom plate lid</td>
			<td>VWR</td>
			<td>634-0011</td>
			<td>Lid, Microtitre plates, Cond. Ring 1 * 50 ST</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Pen/Strep</td>
			<td>Life Technologies</td>
			<td>15140-122</td>
			<td>Penicillin- Streptomycin, Liquid</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Distilled Water</td>
			<td>Life Technologies</td>
			<td>15230-089.</td>
			<td>Sterile Distilled Water</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Human FGF-2 (bFGF)</td>
			<td>Millipore</td>
			<td>GF003AF-100UG</td>
			<td>Fibroblast Growth Factor basic, human recombinant, animal-free</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Filter 0.22 &#956;m</td>
			<td>Millipore</td>
			<td>SCGPU02RE</td>
			<td>Stericup-GP, 0.22 &#956;m, polyethersulfone, 250 ml, radio- sterilized</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>StemPro EZPassageTM Disposablte</td>
			<td>Invitrogen</td>
			<td>23181010</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>BD MatrigelTM, hESC qualified Matrix</td>
			<td>Stemcell Technologies</td>
			<td>354277</td>
			<td>5 ml vial</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>DMSO</td>
			<td>Sigma</td>
			<td>D-2650</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>RNAlater Stabilization Solution</td>
			<td>Life Technologies</td>
			<td>AM7020</td>
			<td>It stabilizes and protect the RNA integrity in unfrozen samples.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>70 &#956;m Cell Strainer</td>
			<td>Becton Dickinson</td>
			<td>352350</td>
			<td>Cell strainer with 70 &#956;m Nylon mesh</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>35 &#956;m Lid cell strainer, 5 ml tube</td>
			<td>Becton Dickinson</td>
			<td>352235</td>
			<td>5 ml polystyrene round bottom test tube, with a cell strainer cap (35 &#956;m)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>50 ml sterile Polypropylene tube</td>
			<td>Greiner Bio-One</td>
			<td>227261</td>
			<td>50 ml Polypropylene tube with conical bottom, Sterile</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>T75 flask</td>
			<td>Greiner Bio-One</td>
			<td>658175</td>
			<td>CELLSTAR Filter Cap Cell Culture 75 cm2 Flasks</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>TRIzol</td>
			<td>Life Technologies</td>
			<td>10296010</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>96 well optical bottom plates</td>
			<td>Thermo Scientific</td>
			<td>165305</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>CellTiter-Blue</td>
			<td>Promega</td>
			<td>G8081</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Accutase</td>
			<td>PAA</td>
			<td>L11-007</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Apotransferin</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>T-2036</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Dispase</td>
			<td>Worthington Biochemicals</td>
			<td>LS002104</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Dorsomorphin</td>
			<td>Tocris Bioscience</td>
			<td>3093</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>EDTA</td>
			<td>Roth</td>
			<td>8043.2</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>FBS</td>
			<td>PAA</td>
			<td>A15-101</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>FGF-2</td>
			<td>R&#38;D Systems</td>
			<td>233-FB</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Gelatine</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>G1890-100G</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Glucose</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>G7021-100G</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>GlutaMAX</td>
			<td>Gibco Invitrogen</td>
			<td>35050-038</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>HEPES</td>
			<td>Gibco Invitrogen</td>
			<td>15630-056</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Insulin</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>I-6634</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Knockout DMEM</td>
			<td>Gibco Invitrogen</td>
			<td>10829-018</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Matrigel</td>
			<td>BD Biosciences</td>
			<td>354234</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Noggin</td>
			<td>R&#38;D Systems</td>
			<td>719-NG</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>PBS</td>
			<td>Biochrom AG</td>
			<td>L1825</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Progesteron</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>P7556</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Putrescine</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>P-5780</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>ROCK inhibitor Y-27632</td>
			<td>Tocris Biosciences</td>
			<td>1254</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>SB431542</td>
			<td>Tocris Biosciences</td>
			<td>1614</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>SDS</td>
			<td>Bio-Rad</td>
			<td>161-0416</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Selenium</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>S-5261</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>&#946;-Mercaptoethanol</td>
			<td>Gibco Invitrogen</td>
			<td>31350-010</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>List of Kits</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>RNeasy Mini Kit (250)</td>
			<td>QIAGEN</td>
			<td>74106</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>GeneChip Hybridization, Wash, and Stain Kit</td>
			<td>Affymetrix</td>
			<td>900721, 22, 23</td>
			<td>This kit provides all reagents required for hybridization wash and staining of microarrays.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Rnase-Free DNase Set</td>
			<td>QIAGEN</td>
			<td>79254</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td colspan="4">List of equipment.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Inverted microscope</td>
			<td>Olympus</td>
			<td></td>
			<td>IX71</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Genechip Hybridisation Oven - 645</td>
			<td>Affymetrix</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Genechip Fluidics Station-450</td>
			<td>Affymetrix</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Affymetrix Gene-Chip Scanner-3000-7 G</td>
			<td>Affymetrix</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Spectramax M5</td>
			<td>Molecular Devices</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>List of softwares</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Prism 4</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Affymetrix GCOS</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Partek Genomic Suite 6.25</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Online tools for Functional annotation 
			DAVID 
			Onto-tools Intelligent Systems and Bioinformatics Laboratory</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

human pluripotent stem cell based developmental toxicity assays for chemical safety screening and systems biology data generation

Effektiva protokoll för att skilja mänskliga pluripotenta stamceller till olika vävnader i kombination med omik teknik öppnat nya horisonter för testning in vitro toxicitet potentiella läkemedel. Att ge en solid vetenskaplig grund för sådana analyser är det viktigt att få kvantitativ information om tidsförloppet för utveckling och om de underliggande regleringsmekanismer av systembiologiska metoder. Två analyser har därför ställts in här för dessa krav. I UKK testsystem, är mänskliga embryonala stamceller (hESC) (eller andra pluripotenta celler) kvar att spontant differentierar under 14 dagar i embryoidkroppar, för att möjliggöra generering av celler hos alla tre groddblad. Detta system rekapitulerar de viktigaste stegen i människans tidiga embryonal utveckling, och det kan förutsäga humanspecifik tidig embryonal toxicitet / teratogenicitet, om celler exponeras för kemikalier under differentieringen. Det UKN1 testsystem bygger på hESC differentiering till en population av neuroektodermal progenitorceller (NEP) celler under 6 dagar. Detta system rekapitulerar tidigt neurala utveckling och förutspår tidigt utvecklingsneurotoxiska och epigenetiska förändringar utlöses av kemikalier. Båda systemen, i kombination med transkriptom microarray studier, är lämpliga för att identifiera toxicitet biomarkörer. Dessutom kan de användas i kombination för att generera indata för systembiologi analys. Dessa testsystem har fördelar jämfört med de traditionella toxikologiska studier som kräver stora mängder av djur. De testsystem kan bidra till en minskning av kostnaderna för läkemedelsutveckling och utvärdering kemikaliesäkerhet. Deras kombination belyser speciellt på föreningar som kan påverka nervsystemets utveckling specifikt.

Metylkvicksilver exponering i UKK testsystem Cytotoxicitetsanalysen utfördes med H9 EB att erhålla en IC 10 värde (minskning av lönsamheten med 10%) för cytotoxiciteten av metylkvicksilver (Figur 1). Vi genomförde också en microarray baserad (Affymetrix plattform) biomarkör studie. Den H9 EB har utsatts för metylkvicksilver (0,25 och 1 ^ M) under 14 dagar. På dag 14, har prover samlats med hjälp av TRIzol och RNA isolerades. Transkriptionell profilering...

Watch this Scientific Journal Video about Human Pluripotent Stem Cell Based Developmental Toxicity Assays for Chemical Safety Screening and Systems Biology Data Generation at JoVE.com

Human Pluripotent Stem Cell Based Developmental Toxicity Assays for Chemical Safety Screening and Systems Biology Data Generation

De protokoll beskriver två in vitro utvecklingstoxicitets testsystem (UKK och UKN1) bygger på mänskliga embryonala stamceller och transkriptom studier. De testsystem förutse fosterskadande effekter fara människa, och kan bidra till att minska djurstudier, kostnader och den tid som krävs för kemisk säkerhetstester.

Human pluripotenta stamceller Baserat Fosterskadande effekter Analyser för kemikaliesäkerhet Screening och systembiologi Data Generation

Efficient protocols to differentiate human pluripotent stem cells to various tissues in combination with -omics technologies opened up new horizons for in ...

Research

JoVE Journal

Developmental Biology

Culturing Human Pluripotent and Neural Stem Cells in an Enclosed Cell Culture System for Basic and Preclinical Research

Odling av humana pluripotenta och neurala stamceller i en sluten cellodlingssystem för Basic och preklinisk forskning

This paper describes how to use a custom manufactured, commercially available enclosed cell culture system for basic and preclinical research. Biosafety ...

Feeder-free Derivation of Melanocytes from Human Pluripotent Stem Cells

Feeder-fria Derivering av Melanocyter från Human pluripotenta stamceller

Human pluripotent stem cells (hPSCs) represent a platform to study human development in vitro under both normal and disease conditions. Researchers can ...

Large-Scale Production of Cardiomyocytes from Human Pluripotent Stem Cells Using a Highly Reproducible Small Molecule-Based Differentiation Protocol

Storskalig produktion av Cardiomyocytes från Human pluripotenta stamceller med hjälp av en mycket reproducerbar liten molekyl baserad differentiering protokoll

Maximizing the benefit of human pluripotent stem cells (hPSCs) for research, disease modeling, pharmaceutical and clinical applications requires robust ...

Generation of Induced Pluripotent Stem Cells from Human Melanoma Tumor-infiltrating Lymphocytes

Generering av inducerade pluripotenta stamceller från humant melanom tumörinfiltrerande lymfocyter

Adoptive transfer of ex vivo expanded autologous tumor-infiltrating lymphocytes (TILs) can mediate durable and complete responses in significant subsets ...

Generation of Integration-free Induced Pluripotent Stem Cells from Human Peripheral Blood Mononuclear Cells Using Episomal Vectors

Generation Integrations-fria inducerade pluripotenta stamceller från humant perifert blod mononukleära celler med användning av episomala vektorer

Induced Pluripotent Stem Cells (iPSCs) hold great promise for disease modeling and regenerative therapies. We previously reported the use of Episomal ...

Defined and Scalable Generation of Hepatocyte-like Cells from Human Pluripotent Stem Cells

Definierade och skalbar generation av hepatocyte-liknande celler från mänskliga pluripotenta stamceller

Human pluripotent stem cells (hPSCs) possess great value for biomedical research. hPSCs can be scaled and differentiated to all cell types found in the ...

Rapid, Directed Differentiation of Retinal Pigment Epithelial Cells from Human Embryonic or Induced Pluripotent Stem Cells

Snabb, regisserad differentiering av Retinal Pigment epitelial celler från mänskliga embryonala eller inducerade pluripotenta stamceller

We describe a robust method to direct the differentiation of pluripotent stem cells into retinal pigment epithelial cells (RPE). The purpose of providing ...

Chemical Reversion of Conventional Human Pluripotent Stem Cells to a Na&#239;ve-like State with Improved Multilineage Differentiation Potency

Chemical Reversion of Conventional Human Pluripotent Stem Cells to a NaÃƒÆ’Ã†'Ãƒâ€šÃ‚Â¯ve-like State with Improved Multilineage Differentiation Potency

Kemiska återgång av konventionella mänskliga pluripotenta stamceller till en naiv-liknande tillstånd med förbättrad Multilinjärt differentiering potens

Na&#239;ve human pluripotent stem cells (N-hPSC) with improved functionality may have a wide impact in regenerative medicine. The goal of this protocol is ...

RNA-based Reprogramming of Human Primary Fibroblasts into Induced Pluripotent Stem Cells

RNA-baserade omprogrammering av mänskliga primära fibroblaster till inducerade pluripotenta stamceller

Induced pluripotent stem cells (iPSCs) have proven to be a valuable tool to study human development and disease. Further advancing iPSCs as a regenerative ...