Name: differentiation, maintenance, and analysis of human retinal pigment epithelium cells: a disease-in-a-dish model for best1 mutations
Uploaded: 2018-08-24T12:30:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Differentiation, Maintenance, and Analysis of Human Retinal Pigment Epithelium Cells: A Disease-in-a-dish Model for BEST1 Mutations at JoVE.com

Dieses Projekt wurde von NIH-Stipendien EY025290, GM127652 und University of Rochester Anschubfinanzierung finanziert.

1. Differenzierung der hPSC, RPE
<ol><li>Pflegen und Durchgang hPSCs wie oben beschrieben18. Hinweis: Alle Zellen (einschließlich hPSCs und hPSC RPEs) werden bei 37 ° C um 5 % CO2 während der gesamten Dauer der Wachstum und Differenzierung Protokolle angebaut.</li>
	<li>
Vor der Differenzierung, konfluierende hPSCs für vorbeschichtete 6-Well-Platten aufgeteilt.
	<ol>
<li>Zum Beschichten Platten, Basalmembran Matrix für ca. 1 h auf Eis Auftauen, auszusetzen Son...

<ol>
	<li>Allikmets, 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=Evaluation+of+the+Best+disease+gene+in+patients+with+age-related+macular+degeneration+and+other+maculopathies.">Evaluation of the Best disease gene in patients with age-related macular degeneration and other maculopathies.</a> Hum Genet. 104 (6), 449-453 (1999).</li><li>Burgess, 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=Biallelic+mutation+of+BEST1+causes+a+distinct+retinopathy+in+humans.">Biallelic mutation of BEST1 causes a distinct retinopathy in humans.</a> Am J Hum Genet. 82 (1), 19-31 (2008).</li><li>Davidson, A. 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=Missense+mutations+in+a+retinal+pigment+epithelium+protein,+bestrophin-1,+cause+retinitis+pigmentosa.">Missense mutations in a retinal pigment epithelium protein, bestrophin-1, cause retinitis pigmentosa.</a> Am J Hum Genet. 85 (5), 581-592 (2009).</li><li>Kramer, F., 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=Mutations+in+the+VMD2+gene+are+associated+with+juvenile-onset+vitelliform+macular+dystrophy+(Best+disease)+and+adult+vitelliform+macular+dystrophy+but+not+age-related+macular+degeneration.">Mutations in the VMD2 gene are associated with juvenile-onset vitelliform macular dystrophy (Best disease) and adult vitelliform macular dystrophy but not age-related macular degeneration.</a> Eur J Hum Genet. 8 (4), 286-292 (2000).</li><li>Marquardt, 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=Mutations+in+a+novel+gene,+VMD2,+encoding+a+protein+of+unknown+properties+cause+juvenile-onset+vitelliform+macular+dystrophy+(Best's+disease).">Mutations in a novel gene, VMD2, encoding a protein of unknown properties cause juvenile-onset vitelliform macular dystrophy (Best's disease).</a> Hum Mol Genet. 7 (9), 1517-1525 (1998).</li><li>Petrukhin, 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+the+gene+responsible+for+Best+macular+dystrophy.">Identification of the gene responsible for Best macular dystrophy.</a> Nat Genet. 19 (3), 241-247 (1998).</li><li>Yardley, 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=Mutations+of+VMD2+splicing+regulators+cause+nanophthalmos+and+autosomal+dominant+vitreoretinochoroidopathy+(ADVIRC).">Mutations of VMD2 splicing regulators cause nanophthalmos and autosomal dominant vitreoretinochoroidopathy (ADVIRC).</a> Invest Ophthalmol Vis Sci. 45 (10), 3683-3689 (2004).</li><li>Yang, T., Justus, S., Li, Y., Tsang, S. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=BEST1:+the+Best+Target+for+Gene+and+Cell+Therapies.">BEST1: the Best Target for Gene and Cell Therapies.</a> Mol Ther. 23 (12), 1805-1809 (2015).</li><li>Marmorstein, A. 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=Bestrophin,+the+product+of+the+Best+vitelliform+macular+dystrophy+gene+(VMD2),+localizes+to+the+basolateral+plasma+membrane+of+the+retinal+pigment+epithelium.">Bestrophin, the product of the Best vitelliform macular dystrophy gene (VMD2), localizes to the basolateral plasma membrane of the retinal pigment epithelium.</a> Proc Natl Acad Sci U S A. 97 (23), 12758-12763 (2000).</li><li>Boon, C. 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=The+spectrum+of+ocular+phenotypes+caused+by+mutations+in+the+BEST1+gene.">The spectrum of ocular phenotypes caused by mutations in the BEST1 gene.</a> Prog Retin Eye Res. 28 (3), 187-205 (2009).</li><li>Marmorstein, A. D., Cross, H. E., Peachey, N. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Functional+roles+of+bestrophins+in+ocular+epithelia.">Functional roles of bestrophins in ocular epithelia.</a> Prog Retin Eye Res. 28 (3), 206-226 (2009).</li><li>Fujii, S., Gallemore, R. P., Hughes, B. A., Steinberg, R. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Direct+evidence+for+a+basolateral+membrane+Cl-+conductance+in+toad+retinal+pigment+epithelium.">Direct evidence for a basolateral membrane Cl- conductance in toad retinal pigment epithelium.</a> Am J Physiol. 262, C374-C383 (1992).</li><li>Gallemore, R. P., Steinberg, R. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Effects+of+DIDS+on+the+chick+retinal+pigment+epithelium.+II.+Mechanism+of+the+light+peak+and+other+responses+originating+at+the+basal+membrane.">Effects of DIDS on the chick retinal pigment epithelium. II. Mechanism of the light peak and other responses originating at the basal membrane.</a> J Neurosci. 9 (6), 1977-1984 (1989).</li><li>Gallemore, R. P., Steinberg, R. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Light-evoked+modulation+of+basolateral+membrane+Cl-+conductance+in+chick+retinal+pigment+epithelium:+the+light+peak+and+fast+oscillation.">Light-evoked modulation of basolateral membrane Cl- conductance in chick retinal pigment epithelium: the light peak and fast oscillation.</a> J Neurophysiol. 70 (4), 1669-1680 (1993).</li><li>Li, Y., Nguyen, H. V., Tsang, S. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Skin+Biopsy+and+Patient-Specific+Stem+Cell+Lines.">Skin Biopsy and Patient-Specific Stem Cell Lines.</a> Methods Mol Biol. 1353, 77-88 (2016).</li><li>Milenkovic, 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=Bestrophin+1+is+indispensable+for+volume+regulation+in+human+retinal+pigment+epithelium+cells.">Bestrophin 1 is indispensable for volume regulation in human retinal pigment epithelium cells.</a> Proc Natl Acad Sci U S A. 112 (20), E2630-E2639 (2015).</li><li>Moshfegh, Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=BESTROPHIN1+mutations+cause+defective+chloride+conductance+in+patient+stem+cell-derived+RPE.">BESTROPHIN1 mutations cause defective chloride conductance in patient stem cell-derived RPE.</a> Hum Mol Genet. 25 (13), 2672-2680 (2016).</li><li>Li, Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Patient-specific+mutations+impair+BESTROPHIN1's+essential+role+in+mediating+Ca2+-dependent+Cl-+currents+in+human+RPE.">Patient-specific mutations impair BESTROPHIN1's essential role in mediating Ca2+-dependent Cl- currents in human RPE.</a> Elife. 6, (2017).</li><li>Marmorstein, L. Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+light+peak+of+the+electroretinogram+is+dependent+on+voltage-gated+calcium+channels+and+antagonized+by+bestrophin+(best-1).">The light peak of the electroretinogram is dependent on voltage-gated calcium channels and antagonized by bestrophin (best-1).</a> J Gen Physiol. 127 (5), 577-589 (2006).</li><li>Volland, S., Esteve-Rudd, J., Hoo, J., Yee, C., Williams, D. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+comparison+of+some+organizational+characteristics+of+the+mouse+central+retina+and+the+human+macula.">A comparison of some organizational characteristics of the mouse central retina and the human macula.</a> PLoS One. 10 (4), e0125631 (2015).</li><li>Kamao, 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=Characterization+of+human+induced+pluripotent+stem+cell-derived+retinal+pigment+epithelium+cell+sheets+aiming+for+clinical+application.">Characterization of human induced pluripotent stem cell-derived retinal pigment epithelium cell sheets aiming for clinical application.</a> Stem Cell Reports. 2 (2), 205-218 (2014).</li><li>Idelson, 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=Directed+differentiation+of+human+embryonic+stem+cells+into+functional+retinal+pigment+epithelium+cells.">Directed differentiation of human embryonic stem cells into functional retinal pigment epithelium cells.</a> Cell Stem Cell. 5 (4), 396-408 (2009).</li><li>Mandai, 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=Autologous+Induced+Stem-Cell-Derived+Retinal+Cells+for+Macular+Degeneration.">Autologous Induced Stem-Cell-Derived Retinal Cells for Macular Degeneration.</a> N Engl J Med. 376 (11), 1038-1046 (2017).</li><li>Maminishkis, 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=Confluent+monolayers+of+cultured+human+fetal+retinal+pigment+epithelium+exhibit+morphology+and+physiology+of+native+tissue.">Confluent monolayers of cultured human fetal retinal pigment epithelium exhibit morphology and physiology of native tissue.</a> Invest Ophthalmol Vis Sci. 47 (8), 3612-3624 (2006).</li><li>Maruotti, 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=A+simple+and+scalable+process+for+the+differentiation+of+retinal+pigment+epithelium+from+human+pluripotent+stem+cells.">A simple and scalable process for the differentiation of retinal pigment epithelium from human pluripotent stem cells.</a> Stem Cells Transl Med. 2 (5), 341-354 (2013).</li><li>Yang, T., He, L. L., Chen, M., Fang, K., Colecraft, H. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Bio-inspired+voltage-dependent+calcium+channel+blockers.">Bio-inspired voltage-dependent calcium channel blockers.</a> Nat Commun. 4, 2540 (2013).</li><li>Yang, T., Hendrickson, W. A., Colecraft, H. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Preassociated+apocalmodulin+mediates+Ca2+-dependent+sensitization+of+activation+and+inactivation+of+TMEM16A/16B+Ca2+-gated+Cl-+channels.">Preassociated apocalmodulin mediates Ca2+-dependent sensitization of activation and inactivation of TMEM16A/16B Ca2+-gated Cl- channels.</a> Proc Natl Acad Sci U S A. 111 (51), 18213-18218 (2014).</li><li>Yang, T., 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=Structure+and+selectivity+in+bestrophin+ion+channels.">Structure and selectivity in bestrophin ion channels.</a> Science. 346 (6207), 355-359 (2014).</li><li>Yang, T., Puckerin, A., Colecraft, H. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Distinct+RGK+GTPases+differentially+use+alpha1-+and+auxiliary+beta-binding-dependent+mechanisms+to+inhibit+CaV1.2/CaV2.2+channels.">Distinct RGK GTPases differentially use alpha1- and auxiliary beta-binding-dependent mechanisms to inhibit CaV1.2/CaV2.2 channels.</a> PLoS One. 7 (5), e37079 (2012).</li><li>Yang, T., Suhail, Y., Dalton, S., Kernan, T., Colecraft, H. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Genetically+encoded+molecules+for+inducibly+inactivating+CaV+channels.">Genetically encoded molecules for inducibly inactivating CaV channels.</a> Nat Chem Biol. 3 (12), 795-804 (2007).</li><li>Yang, T., Xu, X., Kernan, T., Wu, V., Colecraft, H. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Rem,+a+member+of+the+RGK+GTPases,+inhibits+recombinant+CaV1.2+channels+using+multiple+mechanisms+that+require+distinct+conformations+of+the+GTPase.">Rem, a member of the RGK GTPases, inhibits recombinant CaV1.2 channels using multiple mechanisms that require distinct conformations of the GTPase.</a> J Physiol. 588 (Pt 10), 1665-1681 (2010).</li><li>Gong, 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+Protein-Induced+Pluripotent+Stem+Cells+toward+a+Retinal+Pigment+Epithelial+Cell+Fate.">Differentiation of Human Protein-Induced Pluripotent Stem Cells toward a Retinal Pigment Epithelial Cell Fate.</a> PLoS One. 10 (11), e0143272 (2015).</li><li>Zhang, Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=ATP+activates+bestrophin+ion+channels+through+direct+interaction.">ATP activates bestrophin ion channels through direct interaction.</a> Nat Commun. 9 (1), 3126 (2018).</li></ol>

Das wichtigste Verfahren für die Krankheit im Gericht Ansatz soll hPSCs mit einer krankheitsverursachenden Mutation auf die richtige Zelle Abstammung zu unterscheiden, die RPE für BEST1ist. So sollte nach jeder Differenzierung Experiment die resultierenden hPSC RPE-Zellen sorgfältig für ihren Reifen Status von RPE-spezifische Morphologien und Protein-Marker16,17,18überprüft werden. Zur Minimierung von klonalen Art...

Es ist dokumentiert worden, die mindestens fünf degenerative Netzhauterkrankungen durch genetische Mutationen im BEST1 gen1,2,3,4,5,6 entstehen , 7 , 8, mit der Anzahl der gemeldeten Mutationen bereits mehr als 200 und noch immer. Diese BEST1-assoziierten Krankheiten, auch bekannt als Bestrophinopathies, fortschreitenden Sehverlust und sogar Blindheit verursachen, und es gibt derzeit keine wirksamen Therapien. Die Protein-Produkt von BEST1, nämlich BESTROPHIN1 (BEST1), ist ein Ca2 +-aktivierte Cl– -Kanal (CaCC) speziell in das retinale Pigmentepithel (RPE) der Augen5,6, ausgedrückt 8,9. Wichtig ist, einen klinischen Phänotyp BEST1-Folgeerkrankungen ist die reduzierte visuelle Antwort auf lichtreize, namens light Peak (LP) gemessen in der Electrooculogram10,11; LP wird geglaubt, um durch ein CaCC RPE12,13,14vermittelt werden. Um die pathologischen Mechanismen der BEST1 Mutationen besser zu verstehen und darauf hinarbeiten, mögliche Therapien, unbedingt studieren mutierten BEST1 Kanäle endogen in menschlichen RPE-Zellen exprimiert.
Jedoch RPE Zellen direkt vom live-Patienten ist sehr unpraktisch. Obwohl native RPE-Zellen aus Biopsien von menschlichen Leichen und Föten geerntet werden können, schränkt der schwierige Zugang zu diesen Quellen deutlich wissenschaftlichen Forschung. Daher ist es wichtig, alternative RPE-Quellen als das menschliche Auge. Dieser Aufruf wurde durch die jüngsten Fortschritte in der Stammzellenforschung Techniken beantwortet wie funktionale RPE-Zellen können jetzt aus menschlicher pluripotenter Stammzellen (hPSCs), einschließlich der embryonalen Stammzellen (hESC) unterschieden und pluripotente Stammzellen (HiPSCs), letzteres induzierte durch Umprogrammierung primäre Haut Fibroblasten vom Geber16,17,18generiert wird. Wichtig ist, der Selbsterneuerung und Pluripotenz von hPSCs gewährleisten eine zuverlässige Quelle um RPEs, zu erzeugen, während die Patienten Spezifität der HiPSCs und genomic Änderung Potenzial embryonaler (z. B.durch CRISPR) bieten ein vielseitiges Krankheit-Gericht-Modell für gewünschte BEST1 Mutationen.
hPSC-RPE hat mehrere Vorteile gegenüber Mäusen RPE Modelle: 1) BEST1 -Knockout-Mäusen zeigen kein Netzhaut Anomalie19, Anhebung der Möglichkeit unterschiedliche genetische Anforderungen der BEST1 im RPE zwischen Mäusen und Menschen; (2) nur 3 % der menschlichen RPE-Zellen sind zweikernige, im Gegensatz zu 35 % in Mäusen20; (3) HiPSC-RPE potenziert autologe Transplantation in der klinischen Behandlung von retinalen Erkrankungen des21. Dennoch, Tiermodelle sind nach wie vor unverzichtbar für ein Studium RPE Physiologie und Pathologie in einem live-System und die Onkogene Potential des HiPSC nicht zu übersehen.
Hier wird beschrieben, eine nützliche und mäßig einfach hPSC RPE Differenzierung-Protokolls, die für Forschung und klinische Zwecke verwendet werden können. Dieses Protokoll verwendet Nicotinamid (Vitamin B3) Differenzierung des hPSCs, Nervengewebe, erweitern die weitere induziert wird, in RPE zu unterscheiden durch die Behandlung mit Activin-A. Nicotinamid Behandlung ist gezeigt worden, die Zahl der pigmentierten Zellen (ein Zeichen der Differenzierung in RPE), möglicherweise durch mildernde die Aktivität Apoptotic Zellen22zu unterscheiden. Die resultierenden hPSC RPE-Zellen anzeigen die gleiche wichtige Marker, Kopfsteinpflaster Morphologie und zelluläre Funktionen als native menschlichen RPE Zellen22. Somit eignen sich inmitten der Forschung, die resultierenden hPSC RPE-Zellen für nachgeschaltete Funktionsanalysen einschließlich Immunoblotting, Immunostaining und ganze Zelle Patch Clamp, für die detaillierte experimentelle Verfahren sind ebenfalls vorhanden. RPE Zellen aus Stammzellen haben klinisch, großes Potenzial für die Transplantation Behandlung der Makula-Degeneration in tierexperimentellen Studien und Studien am Menschen23gezeigt.

<table>
	<tbody>
		<tr>
			<td>Knock-Out (KO) DMEM</td>
			<td>ThermoFisher</td>
			<td>10829018</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>KO serum replacement</td>
			<td>ThermoFisher</td>
			<td>10829028</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Nonessential amino acids</td>
			<td>ThermoFisher</td>
			<td>11140050</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Glutamine</td>
			<td>ThermoFisher</td>
			<td>35050061</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Penicillin-streptomycin</td>
			<td>ThermoFisher</td>
			<td>10378016</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Nicotinamide</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>N0636</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Human activin-A</td>
			<td>PeproTech</td>
			<td>120-14</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>MEM (a modification)</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>M4526</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Fetal Bovine Serum</td>
			<td>VWR</td>
			<td>97068-085</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>N1 supplement</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>N6530</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Glutamine-penicillin-streptomycin</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>G1146</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Nonessential amino acids</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>M7156</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Taurine</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>T0625</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Hydrocortisone</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>H0386</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Triiodo-thyronin</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>T5516</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>mTeSR-1 medium</td>
			<td>Stemcell Technologies</td>
			<td>5850</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Matrigel</td>
			<td>Corning</td>
			<td>356230</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Collagenase</td>
			<td>Gibco</td>
			<td>17104019</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Trypsin</td>
			<td>VWR</td>
			<td>45000-664</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>M-PER mammalian protein extraction reagent</td>
			<td>Pierce</td>
			<td>78501</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>proteinase inhibitor cocktail</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>4693159001</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>RPE65 antibody</td>
			<td>Novus Biologicals</td>
			<td>NB100-355</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>CRALBP antibody</td>
			<td>Abcam</td>
			<td>ab15051</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>BEST1 antibody</td>
			<td>Novus Biologicals</td>
			<td>NB300-164</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Beta Actin antibody</td>
			<td>ThermoFisher</td>
			<td>MA5-15739</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Alexa Fluor 488-conjugated donkey anti-mouse IgG</td>
			<td>ThermoFisher</td>
			<td>A-21202</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Goat anti-mouse IgG</td>
			<td>ThermoFisher</td>
			<td>SA5-35521</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Goat anti-Rabbit IgG</td>
			<td>LI-COR Biosciences</td>
			<td>926-68071</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Hoechst 33342</td>
			<td>ThermoFisher</td>
			<td>62249</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>HEKA EPC10 patch clamp amplifier</td>
			<td>Warner Instruments</td>
			<td>895000</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Patchmaster</td>
			<td>Warner Instruments</td>
			<td>895040</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

differentiation, maintenance, and analysis of human retinal pigment epithelium cells: a disease-in-a-dish model for best1 mutations

Obwohl über 200 Genmutationen im menschlichen BEST1 gen identifiziert und mit degenerativen Netzhauterkrankungen verknüpft wurden, bleiben die pathologischen Mechanismen schwer vor allem aufgrund des Fehlens eines guten in Vivo -Modells für das Studium BEST1 und seine Mutationen unter physiologischen Bedingungen. BEST1 kodiert einen Ionenkanal, nämlich BESTROPHIN1 (BEST1), welche Funktionen im retinalen Pigmentepithel (RPE); jedoch ist der äußerst begrenzte Zugang zu nativen menschlichen RPE-Zellen eine große Herausforderung für die wissenschaftliche Forschung. Dieses Protokoll beschreibt die menschliche RPEs Lager BEST1 krankheitsauslösende Mutationen durch induzierte Differenzierung von menschlicher pluripotenter Stammzellen (hPSCs) zu generieren. Da hPSCs selbst erneuerbar sind, dieser Ansatz erlaubt es den Forschern, eine stete Quelle der hPSC RPEs für verschiedene experimentelle Analysen, z. B. Immunoblotting, Immunfluoreszenz und Patch-Clamp, zu haben und bietet somit ein sehr leistungsfähiges Krankheit im Gericht-Modell für BEST1-retinale Bedingungen verbunden. Insbesondere kann diese Strategie angewendet werden, um RPE (Patho) Physiologie und andere Gene von Interesse, die nativ in RPE zu studieren.

Der technisch anspruchsvolle Schritt ist die manuelle Isolierung, deren Ziel es ist, eine hohe Reinheit einer differenzierten P0 hPSC-RPE Bevölkerung zu erreichen. Nach einem erfolgreichen Isolierung > 90 % der Zellen in der P-0 -Bevölkerung werden wachsen und Reifen Signatur RPE Morphologien (Abbildung 1) angezeigt. Die Existenz des einen geringen Anteil von nicht-RPE oder unreif RPE-Zellen in der P-0 -Bevölkerung ist fast...

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Differentiation, Maintenance, and Analysis of Human Retinal Pigment Epithelium Cells: A Disease-in-a-dish Model for BEST1 Mutations

Differenzierung, Wartung und Analyse der menschlichen Retina Pigment Epithelzellen: eine Krankheit im Gericht-Modell für BEST1 Mutationen

Hier präsentieren wir ein Protokoll zur retinalen Pigmentepithels (RPE) Pigmentzellen aus menschlicher pluripotenter Stammzellen tragen Patienten abgeleitet Mutationen zu unterscheiden. Die mutierten Zelllinien können für Funktionsanalysen einschließlich Immunoblotting, Immunfluoreszenz und Patch-Clamp verwendet werden. Dieser Krankheit im Gericht Ansatz umgeht die Schwierigkeit, native menschlichen RPE-Zellen.

Although over 200 genetic mutations in the human BEST1 gene have been identified and linked to retinal degenerative diseases, the pathological mechanisms ...

Research

JoVE Journal

Genetics

Differentiation, Maintenance, and Analysis of Human Retinal Pigment Epithelium Cells: A Disease-in-a-dish Model for BEST1 Mutations

Analysis of Cap-binding Proteins in Human Cells Exposed to Physiological Oxygen Conditions

Analyse von Cap-bindende Proteine ​​in menschlichen Zellen zu Physiologische Sauerstoffbedingungen ausgesetzt

Translational control is a focal point of gene regulation, especially during periods of cellular stress. Cap-dependent translation via the eIF4F complex ...

Forschung

Genetik

Genome Editing and Directed Differentiation of hPSCs for Interrogating Lineage Determinants in Human Pancreatic Development

Genome Editing und gerichteten Differenzierung von hPSCs zur Abfrage Lineage Bestimmungsfaktoren im Bereich Human Pancreatic Entwicklung

Interrogating gene function in self-renewing or differentiating human pluripotent stem cells (hPSCs) offers a valuable platform towards understanding ...

Immunostaining for DNA Modifications: Computational Analysis of Confocal Images

Immunostaining für DNA-Modifikationen: computergestützte Analyse der konfokalen Bilder

For several decades, 5-methylcytosine (5mC) has been thought to be the only DNA modification with a functional significance in metazoans. The discovery of ...

Highly Efficient Gene Disruption of Murine and Human Hematopoietic Progenitor Cells by CRISPR/Cas9

Hocheffiziente gen Störung der murinen und menschlichen hämatopoetischen Vorläuferzellen von CRISPR/Cas9

Advances in the hematopoietic stem cell (HSCs) field have been aided by methods to genetically engineer primary progenitor cells as well as animal models. ...

Single Droplet Digital Polymerase Chain Reaction for Comprehensive and Simultaneous Detection of Mutations in Hotspot Regions

Einzelne Tropfen digitale Polymerase-Kettenreaktion für umfassende und gleichzeitigen Nachweis von Mutationen im Hotspot-Regionen

Droplet digital polymerase chain reaction (ddPCR) is a highly sensitive quantitative polymerase chain reaction (PCR) method based on sample fractionation ...

Endogenous Protein Tagging in Human Induced Pluripotent Stem Cells Using CRISPR/Cas9

Endogene Protein Tagging in menschlichen induzierten pluripotenten Stammzellen mit CRISPR/Cas9

A protocol is presented for generating human induced pluripotent stem cells (hiPSCs) that express endogenous proteins fused to in-frame&#160;N- or ...

CRISPR-mediated Genome Editing of the Human Fungal Pathogen Candida albicans

CRISPR-mediated Genome Editing of the Human Fungal Pathogen Candida albicans

CRISPR-vermittelten Genom-Bearbeitung von menschlichen pilzliche Erreger Candida albicans

This method describes the efficient CRISPR mediated genome editing of the diploid human fungal pathogen Candida albicans. CRISPR-mediated genome editing ...

Single-cell RNA Sequencing and Analysis of Human Pancreatic Islets

Einzellige RNA-Sequenzierung und Analyse menschlicher Pankreas-Inseln

Pancreatic islets comprise of endocrine cells with distinctive hormone expression patterns. The endocrine cells show functional differences in response to ...

Identifying Mutations by High Resolution Melting in a TILLING Population of Rice

Identifizieren von Mutationen durch hochauflösendes Schmelzen in einer TILLING-Bevölkerung von Reis

Target Induced Local Lesions In Genomes (TILLING) is a strategy of reverse genetics for the high-throughput screening of induced mutations. However, the ...

Characterization of In Vitro Differentiation of Human Primary Keratinocytes by RNA-Seq Analysis

Charakterisierung der In-Vitro-Differenzierung menschlicher Primärkeratinozyten durch RNA-Seq-Analyse

Human primary keratinocytes are often used as in vitro models for studies on epidermal differentiation and related diseases. Methods have been reported ...