Name: direct lineage reprogramming of adult mouse fibroblast to erythroid progenitors
Uploaded: 2018-12-14T13:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Direct Lineage Reprogramming of Adult Mouse Fibroblast to Erythroid Progenitors at JoVE.com

Nous remercions Evelyn Wang et Gregory Hyde (Whitehead Institute, Cambridge (Massachusetts) pour le clonage et Harvey Lodish (Whitehead Institute) fournissant plusieurs des plasmides utilisés pour générer la bibliothèque rétrovirale. Nous remercions Kavitha Siva et Sofie Singbrant (département de médecine moléculaire et Gene Therapy, Université de Lund), Göran Karlsson et Shamit Soneji (département d’hématologie moléculaire, Université de Lund) pour leur rôle dans la description de la production de l’iEP. Nous tenons également à remercier Julian Pulecio (Centre de la médecine régénératrice, Barcelone Biomedical Research Park), Violeta rayonne-Estrada (The Rockefeller University, New York), Carl Walkley (Institut de recherche médicale de St. Vincent et Département de médecine, hôpital St Vincent, Université de Melbourne), Ángel Raya (Institution catalane pour la recherche et des études supérieures, Barcelone) et Vijay G. Sankaran (Broad Institute de la Massachusetts Institute of Technology et Harvard, Cambridge ) pour leurs contributions antérieures à ce travail. Ce travail a été soutenu par la fondation de Söderberg de Ragnar (à J.F.) ; les Suédois Research Council (à J.F.) ; Stiftelsen Olle Engkvist Byggmästare (à J.F.) ; la fondation suédoise pour la recherche stratégique (à J.F.) ; Fondation de Åke Wiberg (à J.F.) ; une subvention de l’intégration de Marie Curie (à J.F.).

1. la création et l’entretien de queue de souris primaire astuce Cultures de fibroblastes
<ol><li>Préparer des plats enduit de gélatine (recommande un plat de 10 cm pour une queue) en recouvrant la surface avec de la gélatine de 0,1 % et en incubant les plats pendant environ 20 min à 37 ° C. Aspirer la solution de gélatine du plat et laisser sécher pendant au moins 2 h.</li>
	<li>Euthanasier les souris par dislocation cervicale. Enlever la queue avec des ciseaux, coupant à la base de la queue. Mettre la queu...

<ol>
	<li>Sender, R., Fuchs, S., Milo, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Are+We+Really+Vastly+Outnumbered?+Revisiting+the+Ratio+of+Bacterial+to+Host+Cells+in+Humans.">Are We Really Vastly Outnumbered? Revisiting the Ratio of Bacterial to Host Cells in Humans.</a> Cell. 164 (3), 337-340 (2016).</li><li>Lujan, E., Chanda, S., Ahlenius, H., Sudhof, T. C., Wernig, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Direct+conversion+of+mouse+fibroblasts+to+self-renewing,+tripotent+neural+precursor+cells.">Direct conversion of mouse fibroblasts to self-renewing, tripotent neural precursor cells.</a> Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 109 (7), 2527-2532 (2012).</li><li>Szabo, 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=Direct+conversion+of+human+fibroblasts+to+multilineage+blood+progenitors.">Direct conversion of human fibroblasts to multilineage blood progenitors.</a> Nature. 468 (7323), 521-526 (2010).</li><li>Pereira, C. 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=Induction+of+a+hemogenic+program+in+mouse+fibroblasts.">Induction of a hemogenic program in mouse fibroblasts.</a> Cell Stem Cell. 13 (2), 205-218 (2013).</li><li>Batta, K., Florkowska, M., Kouskoff, V., Lacaud, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Direct+reprogramming+of+murine+fibroblasts+to+hematopoietic+progenitor+cells.">Direct reprogramming of murine fibroblasts to hematopoietic progenitor cells.</a> Cell Reports. 9 (5), 1871-1884 (2014).</li><li>Yu, 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=Reprogramming+fibroblasts+into+bipotential+hepatic+stem+cells+by+defined+factors.">Reprogramming fibroblasts into bipotential hepatic stem cells by defined factors.</a> Cell Stem Cell. 13 (3), 328-340 (2013).</li><li>Hendry, C. 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=Direct+transcriptional+reprogramming+of+adult+cells+to+embryonic+nephron+progenitors.">Direct transcriptional reprogramming of adult cells to embryonic nephron progenitors.</a> Journal of the American Society of Nephrology. 24 (9), 1424-1434 (2013).</li><li>Vierbuchen, T., Wernig, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Direct+lineage+conversions:+unnatural+but+useful.">Direct lineage conversions: unnatural but useful.</a> Nature Biotechnology. 29 (10), 892-907 (2011).</li><li>Capellera-Garcia, S., Flygare, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Direct+lineage+reprogramming:+a+useful+addition+to+the+blood+cell+research+toolbox.">Direct lineage reprogramming: a useful addition to the blood cell research toolbox.</a> Expert Review of Hematology. 10 (2), 107-109 (2017).</li><li>Capellera-Garcia, 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=Defining+the+Minimal+Factors+Required+for+Erythropoiesis+through+Direct+Lineage+Conversion.">Defining the Minimal Factors Required for Erythropoiesis through Direct Lineage Conversion.</a> Cell Reports. 15 (11), 2550-2562 (2016).</li><li>Mahmoudi, S., Brunet, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Aging+and+reprogramming:+a+two-way+street.">Aging and reprogramming: a two-way street.</a> Current Opinions in Cellular Biology. 24 (6), 744-756 (2012).</li><li>Singbrant, 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=Erythropoietin+couples+erythropoiesis,+B-lymphopoiesis,+and+bone+homeostasis+within+the+bone+marrow+microenvironment.">Erythropoietin couples erythropoiesis, B-lymphopoiesis, and bone homeostasis within the bone marrow microenvironment.</a> Blood. 117 (21), 5631-5642 (2011).</li><li>Heinrich, A. C., Pelanda, R., Klingmuller, U. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+mouse+model+for+visualization+and+conditional+mutations+in+the+erythroid+lineage.">A mouse model for visualization and conditional mutations in the erythroid lineage.</a> Blood. 104 (3), 659-666 (2004).</li><li>Gautier, E. 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=Gene-expression+profiles+and+transcriptional+regulatory+pathways+that+underlie+the+identity+and+diversity+of+mouse+tissue+macrophages.">Gene-expression profiles and transcriptional regulatory pathways that underlie the identity and diversity of mouse tissue macrophages.</a> Nature Immunology. 13 (11), 1118-1128 (2012).</li><li>Psaila, 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=Single-cell+profiling+of+human+megakaryocyte-erythroid+progenitors+identifies+distinct+megakaryocyte+and+erythroid+differentiation+pathways.">Single-cell profiling of human megakaryocyte-erythroid progenitors identifies distinct megakaryocyte and erythroid differentiation pathways.</a> Genome Biology. 17 (1), 83 (2016).</li><li>Pulecio, 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=Direct+Conversion+of+Fibroblasts+to+Megakaryocyte+Progenitors.">Direct Conversion of Fibroblasts to Megakaryocyte Progenitors.</a> Cell Reports. 17 (3), 671-683 (2016).</li><li>Kurita, 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=Establishment+of+immortalized+human+erythroid+progenitor+cell+lines+able+to+produce+enucleated+red+blood+cells.">Establishment of immortalized human erythroid progenitor cell lines able to produce enucleated red blood cells.</a> PLoS One. 8 (3), 59890 (2013).</li></ol>

La surexpression d’un cocktail de quatre facteurs, GATA1, TAL1, LMO2 et c-MYC (GTLM), est suffisante pour reprogrammer les fibroblastes murins et humains directement aux PFÉ10. Les cellules érythroïdes reprogrammé ressemblait beaucoup aux progéniteurs érythroïdes bona fide en ce qui concerne la morphologie, phénotype, expression génique et capacité de formatrices. Cette con...

Globules rouges (hématies) sont essentiels chez tous les vertébrés et représentent 84 % de toutes les cellules du corps humain1. D’embryonnaire à l’âge adulte, notre santé est fortement tributaire de réglage exact de l’homéostasie de la RBC. La production continue des hématies matures au cours du développement à l’âge adulte est connue comme l’érythropoïèse. Un défi majeur dans la recherche de l’érythropoïèse est de définir les régulateurs maîtres qu’orchestrent le développement de RBC et le commutateur entre érythropoïèse primitive et définitive. Reprogrammation de la lignée directe des progéniteurs érythroïdes présente une opportunité de mieux comprendre érythroïdes développement in vivo.
Lignée directe reprogrammation (DLR), aussi appelé transdifférenciation, est le processus de reprogrammation d’un type de cellule directement dans une autre, contournant pluripotentes et stades de souches multipotentes. DLR a jusqu'à présent été utilisé pour produire de nombreux types de cellules, y compris les neurones2, hématopoïétiques3,4,5, hépatique6 et néphrotique7, cellules progénitrices. Pour les biologistes du développement, DLR est devenu un outil important pour les aspects interrogation d’engagement de la lignée et les processus de différenciation terminale8,9. DLR peut compléter et remplacer partiellement les études in vivo pour la compréhension des mécanismes du destin cellulaire durant le développement des facteurs déterminants. Le protocole DLR de reprogrammation de progéniteurs érythroïdes décrites dans le présent document fournit le champ une méthode gratuite pour les études sur le développement de l’érythropoïèse.
Nous avons démontré précédemment que la surexpression d’un cocktail de quatre facteurs, GATA1, TAL1, LMO2 et c-MYC (GTLM), est suffisante pour reprogrammer les fibroblastes murins et humains directement aux progéniteurs érythroïdes induite (PFE) 10. les cellules érythroïdes le GTLM-reprogrammé grandement ressemblent à des progéniteurs érythroïdes primitives bona fide en termes de morphologie, phénotype et gene expression10. Ainsi les PEI ont limité la capacité de prolifération et mature aux érythrocytes nucléés semblables à ceux produits transitoirement dans l’embryon précoce avant l’apparition de l’érythropoïèse définitif. Par des changements dans les conditions de reprogrammation (p. ex., les mutations ponctuelles dans la reprogrammation des facteurs ou l’ajout d’autres facteurs), on peut comprendre comment ceci mène aux changements érythroïdes développement et différenciation. Nous avons montré par exemple qu’Ajout de Klf1 ou Myb au cocktail GTLM passe au modèle d’expression globine de principalement embryonnaire (primitive) à principalement adulte (définitif). Cette constatation confirme la validité de l’utilisation de DLR comme un outil pour définir les facteurs du développement de l’érythropoïèse.
Ici, nous décrivons le processus de génération de PFE de fibroblastes de souris queue astuce (TTF). Dans nos résultats représentatifs, nous avons effectué la reprogrammation sur les fibroblastes des souris de lignée-traçage érythroïdes (Epor- Cre R26- eYFP) qui expriment la protéine fluorescente jaune (eYFP) du locus Rosa26 dans toutes les cellules qui ont exprimé le récepteur de l’érythropoïétine, ce qui permet de faciliter la visualisation de l’engagement à la lignée érythroïde. En utilisant cette méthode, les cellules positives (EpoR +) YFP sont présents dès que cinq jours après la transduction. Ce protocole, par conséquent, propose une technique rapide et robuste pour la génération de progéniteurs érythroïdes in vitro.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" style="width:1141px;" width="1142">
	<colgroup>
		<col />
		<col />
		<col />
		<col />
	</colgroup>
	<tbody>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:347px;">DMEM without sodium pyruvate</td>
			<td style="width:167px;">GE Life Sciences</td>
			<td style="width:123px;">SH30022.01</td>
			<td style="width:505px;">Culturing media for PhGP cells</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:347px;">DMEM with sodium pyruvate</td>
			<td style="width:167px;">GE Life Sciences</td>
			<td style="width:123px;">SH30243.01</td>
			<td>Culturing media for tail tip fibroblasts</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:347px;">StemSpan Serum Free Expansion Media (SFEM)</td>
			<td style="width:167px;">Stem Cell Technologies</td>
			<td style="width:123px;">9650</td>
			<td>Reprogramming media&#160;</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:347px;">Fetal Bovine Serum HyClone</td>
			<td style="width:167px;">GE Life Sciences</td>
			<td style="width:123px;">SH30071.03HI</td>
			<td>Growth factor</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:347px;">Penicillin/Streptomycin HyClone (100x)</td>
			<td style="width:167px;">Ge Life Sciences</td>
			<td style="width:123px;">SV30010</td>
			<td>Antiboiotic</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:347px;">Non-Essential Amino Acids (100x)</td>
			<td style="width:167px;">Thermo Fisher</td>
			<td style="width:123px;">11140050</td>
			<td>SNL media is suppplemented with this</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:347px;">Trypsin HyClone (1x)</td>
			<td style="width:167px;">GE Life Sciences</td>
			<td style="width:123px;">SH30042.01</td>
			<td>Cell dissociation agent</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:347px;">Murine Stem Cell Factor (mSCF)</td>
			<td style="width:167px;">Peprotech</td>
			<td style="width:123px;">250-03</td>
			<td>Added to reprogramming media</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:347px;">Recombinant Murine Il-3</td>
			<td style="width:167px;">Peprotech</td>
			<td style="width:123px;">213-13</td>
			<td>Added to reprogramming media</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:347px;">human recombinant erythropoietin (hrEPO)</td>
			<td style="width:167px;">Peprotech</td>
			<td style="width:123px;">100-64</td>
			<td>Added to reprogramming media</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:347px;">Dexamethasone</td>
			<td style="width:167px;">Sigma</td>
			<td style="width:123px;">50-02-2&#160;&#160;</td>
			<td>Added to reprogramming media</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:347px;">Gelatin from porcine skin</td>
			<td style="width:167px;">Sigma</td>
			<td style="width:123px;">9000-70-8&#160;</td>
			<td>Dissovled in dH2O and used for coating plates. Ensure sterility before use.</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:347px;">Blasticidin S hydrochloride</td>
			<td style="width:167px;">Sigma</td>
			<td style="width:123px;">3/9/3513</td>
			<td>Selection antibiotic. Affects both pro- and eukaryotic cells</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:347px;">Dulbecco&#39;s Phosphate Buffered Saline (DPBS)</td>
			<td style="width:167px;">Ge Life Sciences</td>
			<td style="width:123px;">SH30850.03</td>
			<td>Used for washing steps</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:347px;">Polybrene</td>
			<td style="width:167px;">Merck</td>
			<td style="width:123px;">TR-1003-G</td>
			<td>Infection / Transfection&#160; Reagent</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:347px;">FuGENE HD Transfection Reagent</td>
			<td style="width:167px;">Promega</td>
			<td style="width:123px;">E2311</td>
			<td>Transfection Reagent for PhGP cell line</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:347px;">Millex-GP Syringe Filter Unit 0.22 &#181;m</td>
			<td style="width:167px;">Merck</td>
			<td style="width:123px;">SLGP033RS</td>
			<td>Used for filtering virus supernatant</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:347px;">BD Emerald Hypodermic Syringe</td>
			<td style="width:167px;">Becton Dickinson</td>
			<td style="width:123px;">SKU: 307736</td>
			<td>Used for filtering virus supernatant</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:347px;">100 mm Culture Dish</td>
			<td style="width:167px;">Corning</td>
			<td style="width:123px;">430167</td>
			<td>Cell culture</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:347px;">6-well plate</td>
			<td style="width:167px;">Falcon</td>
			<td style="width:123px;">10799541</td>
			<td>Cell culture</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:347px;">Jeweler Forceps #5</td>
			<td style="width:167px;">Sklar</td>
			<td style="width:123px;">66-7642</td>
			<td>Used for handling small tail fragments</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:347px;">Sklarlite Iris Scissors</td>
			<td style="width:167px;">Sklar</td>
			<td style="width:123px;">23-1149</td>
			<td>Used for cutting the tail into small pieces</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:347px;">Lineage Cell Depletion Kit, mouse</td>
			<td style="width:167px;">Miltenyi Biotec</td>
			<td style="width:123px;">130-090-858</td>
			<td>For depletion of hematopoietic cells in fibroblast cultures</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:347px;">CD117 MicroBeads, mouse</td>
			<td style="width:167px;">Miltenyi Biotec</td>
			<td>130-091-224</td>
			<td>For depletion of hematopoietic cells in fibroblast cultures</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:347px;">PheonixGP cells</td>
			<td style="width:167px;">ATCC</td>
			<td>CRL-3215</td>
			<td>retroviral packaging cell line</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:347px;">EcoPAC vector (pCL-Eco)&#160;</td>
			<td>Novus Biologicals</td>
			<td>NBP2-29540</td>
			<td>retroviral helper vector containing gag and pol genes</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:347px;">pMX-Gata1</td>
			<td style="width:167px;">Cloned in-lab</td>
			<td style="width:123px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:347px;">pMX-Tal1</td>
			<td style="width:167px;">Cloned in-lab</td>
			<td style="width:123px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:347px;">pMX-Lmo2</td>
			<td style="width:167px;">Cloned in-lab</td>
			<td style="width:123px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:347px;">pMX-cMyc</td>
			<td style="width:167px;">Cloned in-lab</td>
			<td style="width:123px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">CellSens Standard 1.6 software&#160;</td>
			<td style="width:167px;"></td>
			<td style="width:123px;"></td>
			<td>Cytospin analysis software</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

direct lineage reprogramming of adult mouse fibroblast to erythroid progenitors

Différenciation et l’engagement de cellules érythroïdes procèdent grâce à l’activation d’un réseau transcriptionnel restreints lignée orchestrée par un groupe du sort de la cellule déterminant et facteurs de maturation. Nous avons précédemment énoncés pour définir l’ensemble minimal des facteurs nécessaires pour instruire les globules rouges de développement à l’aide de lignée directe reprogrammation des fibroblastes en progéniteurs/précurseurs érythroïdes induite (PFE). Nous avons montré que la surexpression de Gata1, Tal1 Lmo2et c-Myc (GTLM) peuvent rapidement convertir murins et humains fibroblastes directement aux PFE qui ressemblent à des cellules érythroïdes bona fide en termes de morphologie, phénotype, et l’expression des gènes. Nous avons l’intention que les PEI fournira un outil précieux pour étudier l’érythropoïèse et cellule de régulation sort. Nous décrivons ici le processus progressif de transformer les fibroblastes pointe queue murine PEI via transcription axés sur le facteur lignée directe reprogrammation (DLR). Dans cet exemple, nous effectuons la reprogrammation dans les fibroblastes de souris de traçage lignée érythroïde qui expriment la protéine fluorescente jaune (YFP) sous le contrôle du promoteur du gène (EpoR) érythropoïétine récepteur, permettant la visualisation des cellules érythroïdes induction de sort à la reprogrammation. Suite à ce protocole, les fibroblastes peuvent être reprogrammées en PEI dans les cinq à huit jours.
Tandis que les améliorations peuvent encore être apportées au processus, nous montrons qu’induite par le GTLM reprogrammation est un processus rapid et direct, ce qui donne des cellules avec des propriétés de bona fide cellules progénitrices et précurseurs érythroïdes.

Nous présentons ici un protocole reproductible pour la production de PFE de fibroblastes adultes à l’aide de DLR pilotée par facteur de transcription. Nous évaluons la reprogrammation de cellules à l’aide de la cytométrie en flux, formatrices dosages et gène analyse de l’expression. Afin d’aider à la visualisation de la conversion au destin des cellules érythroïdes, nous avons effectué la reprogrammation sur les fibroblastes des souris de lignée-traçage érythroïdes ...

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Direct Lineage Reprogramming of Adult Mouse Fibroblast to Erythroid Progenitors

Diriger la lignée reprogrammation de fibroblastes de souris adulte de progéniteurs érythroïdes

Nous présentons notre protocole pour produire induit progéniteurs érythroïdes (PFE) de fibroblastes adultes de souris à l’aide axée sur le facteur de transcription directement lignée reprogrammation (DLR).

Erythroid cell commitment and differentiation proceed through activation of a lineage-restricted transcriptional network orchestrated by a group of cell ...

Reprogrammation directe de la lignée des fibroblastes aux cellules progénitrices érythroïdes. C’est une nouvelle méthode que nous avons développée dans notre laboratoire afin de mieux étudier les processus de régulation transcriptionnelle déterminant le destin des cellules érythroïdes. Le principal avantage avec l’utilisation de la reprogrammation de lignée directe pour étudier le développement est qu’il s’agit d’une technique très simple.Ainsi, par rapport, par exemple, la perte d’études de fonction chez les souris KNOCKOUT, ici, nous pouvons très facilement manipuler le facteur, sur-exprimer à un certain moment, puis facilement obtenir suffisamment de matériel pour étudier les effets en aval tels que les modifications de la chromatine ou des changements d’expression génétique. Bien que cette méthode se concentre sur la reprogrammation des fibroblastes de queue de souris aux progéniteurs érythroïdes, elle peut également être appliquée à d’autres types de cellules fibroblastes, et à d’autres organismes, y compris les humains. Les implications de cette technique s’étendent à la médecine transfusionnelle en ce sens qu’elle ouvre la voie à la production de globules rouges in vitro.Alban Johansson de mon groupe de recherche démontrera la procédure. Commencez par couvrir la surface des plats avec 0,1% de gélatine. Incubez-les à 37 degrés Celsius pendant environ 20 minutes.Aspirer la solution de gélatine et laisser sécher la vaisselle. Utilisez des ciseaux pour couper à la base de la queue d’une souris euthanasié pour l’enlever. Placez la queue dans DPBS avec 2%FBS jusqu’à ce qu’elle soit prête à l’emploi.Dans une hotte de culture tissulaire dans des conditions stériles, préparer une solution de trypsine diluée de 0,02% trypsine EDTA dans DPBS et ajouter 5 millilitres dans un plat non encolé de 10 centimètres. Dans une hotte de culture tissulaire, laver la queue dans suffisamment d’éthanol à 70 % dans un tube de 15 millilitres pour la couvrir, puis dans le DPBS. Placez la queue à plat dans un plat et utilisez des forceps pour la maintenir en place.Utilisez un scalpel pour faire une incision sur la queue le long de son axe longitudinal de la base à la pointe. Utilisez une paire de forceps pour saisir la queue et la tenir verticalement et utiliser une deuxième paire pour saisir la peau à côté de l’incision à la base de la queue et la peler en arrière. Effectuez ceci des deux côtés de l’incision jusqu’à ce que la peau puisse être décollée en tirant vers le bas vers l’extrémité de la queue.Maintenez la queue pelée avec des forceps sur le plat contenant la solution trypsine. Utilisez des ciseaux de dissection pour couper la queue en petits morceaux. Utilisez des ciseaux pour fragmenter ces morceaux dans la solution trypsine en morceaux encore plus petits, puis incuber à 37 degrés Celsius pendant 10 minutes.Pour étancher la trypsine, ajouter deux volumes de FEX moyen, DMEM avec des suppléments et des antibiotiques. Recueillir le contenu entier du plat dans un tube de 50 millilitres. Centrifuger le tube à 350 fois G pendant cinq minutes à quatre degrés Celsius.Aspirer le supernatant et résusquer la pastille contenant les fragments de queue en 10 millilitres de milieu FEX frais. Transférer cette suspension dans un plat recouvert de gélatine. Incuber à 37 degrés Celsius en dioxyde de carbone à 5 % et 4 % en oxygène, en ajoutant un milieu FEX frais tous les deux jours.Observez la culture après cinq à sept jours, au cours de laquelle les fragments de queue se sont fixés au fond du plat, et les fibroblastes s’éloignent d’eux. Une fois que des grappes de fibroblastes sont visibles, secouez doucement le plat pour déloger les morceaux de queue. Aspirer le milieu avec tous les fragments d’os, en laissant les fibroblastes attachés à la plaque.Ajouter 10 millilitres de milieu FEX frais et culturer les fibroblastes jusqu’à ce qu’ils soient confluents. Pour s’assurer qu’il n’y a pas de contamination par les progéniteurs hématopoïétiques dans la culture fibroblaste, dissocier les cellules de la plaque à l’aide de trypsine EDTA tel que décrit dans le manuscrit. Ajouter moyen et recueillir les cellules, et ajouter des perles magnétiques avec des anticorps.Utilisez un système de séparation magnétique pour éliminer les cellules exprimant des marqueurs hématopoïétiques. L’inclusion de cette étape est absolument vitale parce qu’elle élimine tous les PSCS qui pourraient être présents dans la culture et donc la probabilité de faux positifs le jour de l’analyse du FACS. Les cellules d’emballage rétroviral de graines à environ 25 000 cellules par centimètre carré sur un plat traité par culture tissulaire.Incuber les cellules dans le DMEM à haute teneur en glucose à 37 degrés Celsius et 5% de dioxyde de carbone pendant la nuit. Le lendemain matin, retirer le milieu et ajouter la moitié du volume utilisé pour la culture pendant la nuit de DMEM sans additifs. Dans l’après-midi, vérifiez les cellules pour 70 à 80% confluence nécessaire pour la transfection.Commencez la transfection en préparant un mélange de deux à un de six microgrammes du vecteur d’expression PMX et de trois microgrammes du vecteur d’aide contenant des gènes Gag, Pol et enveloppe pour chaque facteur de reprogrammation. Ensuite, pour chaque facteur de reprogrammation, ajouter 300 microlitres de DMEM à température ambiante dans un tube stérile de polystyrène. Ajouter ensuite délicatement 27 microlitres de réaccfection commerciale à température ambiante directement dans le milieu pour éviter tout contact avec la paroi du tube.Ajouter le mélange de plasmides dans le réaccente de transfection contenant du tube. Vortex brièvement et incuber le mélange pendant 15 minutes à température ambiante. Vortex le mélange d’ADN réavant de transfection à nouveau.Ajoutez-le dropwise aux cellules d’emballage rétroviraux de sorte qu’il soit uniformément réparti sur la culture et incuber à 37 degrés Celsius. 24 heures après la transfection, retirer le milieu et ajouter le DMEM avec 20%FBS et 100 unités par streptomycine de pénicilline millilitre. 48 heures après la transfection, recueillir le supernatant et le filtrer à travers un filtre à seringues de taille pore de 0,22 micromètre.Commencez la transduction en ensemencer les fibroblastes de pointe de queue à 10 000 cellules par centimètre carré sur des plats pré-enduits de gélatine à 0,1% dans le milieu FEX. Incuber à 37 degrés Celsius pendant 24 heures. Lors de l’exécution de cette étape, il est important d’ajouter les quatre supernatants rétroviraux à un ratio égal pour s’assurer que les quatre transgènes contribuent également au processus de reprogrammation.Le lendemain, préparer un mélange de transduction en ajoutant d’abord un volume de supernatant viral pour chaque facteur de reprogrammation complété par quatre microgrammes par millilitre de réaccente d’infection rétrovirale à six volumes de moyenne FEX. Après cela, aspirer le milieu FEX de la culture fibroblaste et ajouter le mélange de transduction. Incuber la réaction de transduction pendant quatre heures à 37 degrés Celsius dans des conditions hypoxiques à 5% de dioxyde de carbone et 4% d’oxygène.Après quatre heures, aspirer le mélange de transduction et ajouter le milieu de reprogrammation frais. Incuber à 37 degrés Celsius dans des conditions hypoxiques pendant huit jours, en ajoutant un milieu de reprogrammation frais tous les deux jours. Observez la reprogrammation réussie avec des grappes de cellules cédées détachées de la plaque.Pour récolter les cellules reprogrammées du plat pour une analyse plus approfondie, pipette doucement de haut en bas, puis recueillir les cellules. Après une reprogrammation réussie des IPE, les cellules YFP-positives sont observables dès cinq jours après la transduction. Ils deviennent ronds, se soulèvent de la surface de la plaque, commencent à former des grappes, et affichent une morphologie érythroïde précurseur-like.L’hémoglobinisation de certaines cellules est évidente par la coloration positive de benzidine. Une petite fraction exprime le marqueur de surface ter-119 spécifique à l’érythroïde. Au huitième jour, on peut voir de grands groupes positifs à la PJ.Jour huit iPE ont un phénotype érythroïde plus différencié que le cinquième jour iPE. Ils sont significativement plus petits, ont accumulé plus d’hémoglobine, et montrent une expression accrue de TER-119. L’analyse de l’expression génétique par qPCR des IPE recueillies au huitième jour montre qu’ils ont presque arrêté l’expression des gènes fibroblastes et ont augmenté les gènes érythroïdes.Après avoir effectué des analyses de formation de colonies BFU-e sur les cellules reprogrammées, les iPE du huitième jour forment deux types de colonies, nettement rouges et pas visiblement rouges. Alors que les cellules des colonies rouges présentaient une morphologie érythroblastique, les cellules des colonies non rouges ne l’ont pas fait. Environ un enfant sur cinq a formé des colonies rouges pendant qu’environ une colonies sur 10 000 s’est formée à partir du huitième jour.L’efficacité de reprogrammation des fibroblastes de queue-pointe ou des TTF est influencée par le nombre de passage. Les FTT qui avaient été adoptés neuf fois ont montré une réduction spectaculaire de la capacité de produire des grappes d’IPE par rapport aux cellules qui avaient été passages trois fois. En outre, différentes conditions de culture peuvent affecter l’efficacité de la reprogrammation.Les TTF transduced cultivés dans la normoxie sont beaucoup plus lents à reprogrammer et des faisceaux d’IEP sont observés après 10 jours au lieu de cinq à huit jours. À la suite de cette procédure, des méthodes telles que les analyses de formation de colonies, l’analyse qPCR et FACS peuvent être appliquées afin de déterminer l’état de différenciation cellulaire. Depuis son développement, cette technique ouvre la voie à des chercheurs dans le domaine de l’érythropoïèse dans la compréhension du passage entre les cellules érythroïdes primitives et définitives chez la souris et l’homme.

Research

JoVE Journal

Developmental Biology

Stable and Efficient Genetic Modification of Cells in the Adult Mouse V-SVZ for the Analysis of Neural Stem Cell Autonomous and Non-autonomous Effects

Stable et efficace modification génétique de cellules dans le Adulte souris V-SVZ pour l&#39;analyse des cellules souches neurales autonome et effets non autonomes

Relatively quiescent somatic stem cells support life-long cell renewal in most adult tissues. Neural stem cells in the adult mammalian brain are ...

Recherche

Biologie du développement

Murine Dermal Fibroblast Isolation by FACS

Murin fibroblastes dermiques Isolation par FACS

Fibroblasts are the principle cell type responsible for secreting extracellular matrix and are a critical component of many organs and tissues. Fibroblast ...

Generating Primary Fibroblast Cultures from Mouse Ear and Tail Tissues

Cultures Génération fibroblastes primaires de souris oreilles et la queue tissus

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Quantitative Analysis of Protein Expression to Study Lineage Specification in Mouse Preimplantation Embryos

Analyse quantitative de l&#39;expression des protéines pour l&#39;étude de Lineage Spécification dans Souris préimplantatoire d&#39;embryons

This protocol presents a method to perform quantitative, single-cell in situ analyses of protein expression to study lineage specification in mouse ...

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

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

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Trans-differentiation of one somatic cell type into another has enormous potential to model and treat human diseases. Previous studies have shown that ...

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