Name: retinal organoid induction system for derivation of 3d retinal tissues from human pluripotent stem cells
Uploaded: 2021-04-12T14:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Retinal Organoid Induction System for Derivation of 3D Retinal Tissues from Human Pluripotent Stem Cells at JoVE.com

Questo studio è stato supportato dal National Key R&D Program of China (2016YFC1101103, 2017YFA0104101), dal Guangzhou Science and Technology Project Fund (201803010078), dal Science & Technology Project della provincia del Guangdong (2017B020230003), dalla Natural Science Foundation (NSF) della Cina (81570874, 81970842), dal programma Hundred talent della Sun Yat-sen University (PT1001010) e dai Fundamental Research Funds dello State Key Laboratory of Ophthalmology.

1. Cultura ed espansione delle hPSC
<ol><li>Cultura HPSC
	<ol>
<li>Rivestire due pozzetti di una piastra a 6 pozzetti con matrice extracellulare (ECM, matrice qualificata hESC). Preparare 50 mL di una soluzione ECM contenente 8-12 μg/mL di ECM nel Modified Eagle's Medium (DMEM) di Dulbecco. In 49 mL di DMEM, aggiungere 1 mL della soluzione stock ECM scongelata (50x). Aggiungere 1 mL di soluzione ECM a ciascun pozzettino di una piastra a 6 pozzetti. Incubarlo per 1 ora in un incubatore a 37 °C e 5% CO...

<ol>
	<li>Flaxman, S. R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Global+causes+of+blindness+and+distance+vision+impairment+1990-2020:+a+systematic+review+and+meta-analysis.">Global causes of blindness and distance vision impairment 1990-2020: a systematic review and meta-analysis.</a> The Lancet Global Health. 5 (12), 1221-1234 (2017).</li><li>Sayed, N., Liu, C., Wu, J. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Translation+of+human-induced+pluripotent+stem+cells:+From+clinical+trial+in+a+dish+to+precision+medicine.">Translation of human-induced pluripotent stem cells: From clinical trial in a dish to precision medicine.</a> Journal of American College of Cardiology. 67 (18), 2161-2176 (2016).</li><li>Capowski, E. 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=Reproducibility+and+staging+of+3D+human+retinal+organoids+across+multiple+pluripotent+stem+cell+lines.">Reproducibility and staging of 3D human retinal organoids across multiple pluripotent stem cell lines.</a> Development. 146 (1), (2019).</li><li>Brooks, M. 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=Improved+retinal+organoid+differentiation+by+modulating+signaling+pathways+revealed+by+comparative+transcriptome+analyses+with+development+in+vivo.">Improved retinal organoid differentiation by modulating signaling pathways revealed by comparative transcriptome analyses with development in vivo.</a> Stem Cell Reports. 13 (5), 891-905 (2019).</li><li>Zerti, 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=Developing+a+simple+method+to+enhance+the+generation+of+cone+and+rod+photoreceptors+in+pluripotent+stem+cell-derived+retinal+organoids.">Developing a simple method to enhance the generation of cone and rod photoreceptors in pluripotent stem cell-derived retinal organoids.</a> Stem Cells. 38 (1), 45-51 (2020).</li><li>Osakada, 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=Toward+the+generation+of+rod+and+cone+photoreceptors+from+mouse,+monkey+and+human+embryonic+stem+cells.">Toward the generation of rod and cone photoreceptors from mouse, monkey and human embryonic stem cells.</a> Nature Biotechnology. 26 (2), 215-224 (2008).</li><li>Nakano, 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=Self-formation+of+optic+cups+and+storable+stratified+neural+retina+from+human+ESCs.">Self-formation of optic cups and storable stratified neural retina from human ESCs.</a> Cell Stem Cell. 10 (6), 771-785 (2012).</li><li>Zhong, X., 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=Generation+of+three-dimensional+retinal+tissue+with+functional+photoreceptors+from+human+iPSCs.">Generation of three-dimensional retinal tissue with functional photoreceptors from human iPSCs.</a> Nature Communication. 5, 4047 (2014).</li><li>Liu, C., Oikonomopoulos, A., Sayed, N., Wu, J. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Modeling+human+diseases+with+induced+pluripotent+stem+cells:+from+2D+to+3D+and+beyond.">Modeling human diseases with induced pluripotent stem cells: from 2D to 3D and beyond.</a> Development. 145 (5), (2018).</li><li>Lamba, D. A., Gust, J., Reh, T. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Transplantation+of+human+embryonic+stem+cell-derived+photoreceptors+restores+some+visual+function+in+Crx-deficient+mice.">Transplantation of human embryonic stem cell-derived photoreceptors restores some visual function in Crx-deficient mice.</a> Cell Stem Cell. 4 (1), 73-79 (2009).</li><li>Reichman, 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=From+confluent+human+iPS+cells+to+self-forming+neural+retina+and+retinal+pigmented+epithelium.">From confluent human iPS cells to self-forming neural retina and retinal pigmented epithelium.</a> Proceedings of the National Academy of Sciences. 111 (23), 8518-8523 (2014).</li><li>Maeda, A., Mandai, M., Takahashi, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Gene+and+Induced+Pluripotent+Stem+Cell+Therapy+for+Retinal+Diseases.">Gene and Induced Pluripotent Stem Cell Therapy for Retinal Diseases.</a> Annual Review Genomics and Human Genetics. 20, 201-216 (2019).</li><li>Kruczek, K., Swaroop, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Pluripotent+stem+cell-derived+retinal+organoids+for+disease+modeling+and+development+of+therapies.">Pluripotent stem cell-derived retinal organoids for disease modeling and development of therapies.</a> Stem Cells. 38 (10), 1206-1215 (2020).</li><li>O'Hara-Wright, M., Gonzalez-Cordero, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Retinal+organoids:+a+window+into+human+retinal+development.">Retinal organoids: a window into human retinal development.</a> Development. 147 (24), (2020).</li><li>Eckert, P., Knickmeyer, M. D., Schutz, L., Wittbrodt, J., Heermann, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Morphogenesis+and+axis+specification+occur+in+parallel+during+optic+cup+and+optic+fissure+formation,+differentially+modulated+by+BMP+and+Wnt.">Morphogenesis and axis specification occur in parallel during optic cup and optic fissure formation, differentially modulated by BMP and Wnt.</a> Open Biology. 9 (2), 180179 (2019).</li><li>Patel, A., Sowden, J. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Genes+and+pathways+in+optic+fissure+closure.">Genes and pathways in optic fissure closure.</a> Seminals in Cell and Development Biology. 91, 55-65 (2019).</li><li>Chan, B. H. C., Moosajee, M., Rainger, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Closing+the+Ggap:+Mechanisms+of+epithelial+fusion+during+optic+fissure+closure.">Closing the Ggap: Mechanisms of epithelial fusion during optic fissure closure.</a> Frontiers in Cell and Developmental Biology. 8, (2021).</li><li>Li, G., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Generation+of+retinal+organoids+with+mature+rods+and+cones+from+urine-derived+human+induced+pluripotent+stem+cells.">Generation of retinal organoids with mature rods and cones from urine-derived human induced pluripotent stem cells.</a> Stem Cells International. 2018, 4968658 (2018).</li><li>Liu, 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=Self-formation+of+RPE+spheroids+facilitates+enrichment+and+expansion+of+hiPSC-derived+RPE+generated+on+retinal+organoid+induction+platform.">Self-formation of RPE spheroids facilitates enrichment and expansion of hiPSC-derived RPE generated on retinal organoid induction platform.</a> Investigative Ophthalmology and Visual Science. 59 (13), 5659-5669 (2018).</li><li>Luo, Z., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=An+optimized+system+for+effective+derivation+of+three-dimensional+retinal+tissue+via+Wnt+signaling+regulation.">An optimized system for effective derivation of three-dimensional retinal tissue via Wnt signaling regulation.</a> Stem Cells. 36 (11), 1709-1722 (2018).</li><li>Li, G., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Generation+and+characterization+of+induced+pluripotent+stem+cells+and+retinal+organoids+from+a+leber's+congenital+amaurosis+patient+with+novel+RPE65+mutations.">Generation and characterization of induced pluripotent stem cells and retinal organoids from a leber's congenital amaurosis patient with novel RPE65 mutations.</a> Frontiers in Molecular Neuroscience. 12, 212 (2019).</li><li>Matsa, E., Ahrens, J. H., Wu, J. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Human+induced+pluripotent+stem+cells+as+a+platform+for+personalized+and+precision+cardiovascular+medicine.">Human induced pluripotent stem cells as a platform for personalized and precision cardiovascular medicine.</a> Physiology Reviews. 96 (3), 1093-1126 (2016).</li><li>Wahlin, K. 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=Photoreceptor+outer+segment-like+structures+in+long-term+3d+retinas+from+human+pluripotent+stem+cells.">Photoreceptor outer segment-like structures in long-term 3d retinas from human pluripotent stem cells.</a> Science Reports. 7 (1), 766 (2017).</li><li>Eiraku, 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=Self-organizing+optic-cup+morphogenesis+in+three-dimensional+culture.">Self-organizing optic-cup morphogenesis in three-dimensional culture.</a> Nature. 472 (7341), 51-56 (2011).</li><li>Reichman, 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=Generation+of+storable+retinal+organoids+and+retinal+pigmented+epithelium+from+adherent+human+iPS+cells+in+xeno-free+and+feeder-free+conditions.">Generation of storable retinal organoids and retinal pigmented epithelium from adherent human iPS cells in xeno-free and feeder-free conditions.</a> Stem Cells. 35 (5), 1176-1188 (2017).</li><li>Lamba, D. A., Karl, M. O., Ware, C. B., Reh, T. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Efficient+generation+of+retinal+progenitor+cells+from+human+embryonic+stem+cells.">Efficient generation of retinal progenitor cells from human embryonic stem cells.</a> Proceedings of the National Academy of Science U. S. A. 103 (34), 12769-12774 (2006).</li><li>Kuwahara, 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=Generation+of+a+ciliary+margin-like+stem+cell+niche+from+self-organizing+human+retinal+tissue.">Generation of a ciliary margin-like stem cell niche from self-organizing human retinal tissue.</a> Nature Communication. 6, 6286 (2015).</li><li>da Silva, S., Cepko, C. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Fgf8+expression+and+degradation+of+retinoic+acid+are+required+for+patterning+a+high-acuity+area+in+the+retina.">Fgf8 expression and degradation of retinoic acid are required for patterning a high-acuity area in the retina.</a> Developmental Cell. 42 (1), 68-81 (2017).</li><li>Mitchell, D. 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=Retinoic+acid+signaling+regulates+differential+expression+of+the+tandemly-duplicated+long+wavelength-sensitive+cone+opsin+genes+in+zebrafish.">Retinoic acid signaling regulates differential expression of the tandemly-duplicated long wavelength-sensitive cone opsin genes in zebrafish.</a> PLoS Genetics. 11 (8), 1005483 (2015).</li><li>Stevens, C. B., Cameron, D. A., Stenkamp, D. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Plasticity+of+photoreceptor-generating+retinal+progenitors+revealed+by+prolonged+retinoic+acid+exposure.">Plasticity of photoreceptor-generating retinal progenitors revealed by prolonged retinoic acid exposure.</a> BMC Developmental Biology. 11 (1), (2011).</li><li>Eldred, K. C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Thyroid+hormone+signaling+specifies+cone+subtypes+in+human+retinal+organoids.">Thyroid hormone signaling specifies cone subtypes in human retinal organoids.</a> Science. 362 (6411), (2018).</li><li>Yang, F., Ma, H., Ding, X. Q. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Thyroid+hormone+signaling+in+retinal+development,+survival,+and+disease.">Thyroid hormone signaling in retinal development, survival, and disease.</a> Vitamins and Hormones. 106, 333-349 (2018).</li><li>Brzezinski, J. A., Reh, T. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Photoreceptor+cell+fate+specification+in+vertebrates.">Photoreceptor cell fate specification in vertebrates.</a> Development. 142 (19), 3263-3273 (2015).</li><li>Kim, 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=Generation,+transcriptome+profiling,+and+functional+validation+of+cone-rich+human+retinal+organoids.">Generation, transcriptome profiling, and functional validation of cone-rich human retinal organoids.</a> Proceedings of the National Academy of Science U. S. A. 116 (22), 10824-10833 (2019).</li><li>Lowe, A., Harris, R., Bhansali, P., Cvekl, A., Liu, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Intercellular+adhesion-dependent+cell+survival+and+ROCK-regulated+actomyosin-driven+forces+mediate+self-formation+of+a+retinal+organoid.">Intercellular adhesion-dependent cell survival and ROCK-regulated actomyosin-driven forces mediate self-formation of a retinal organoid.</a> Stem Cell Reports. 6 (5), 743-756 (2016).</li><li>Carcamo-Orive, I., 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=Analysis+of+transcriptional+variability+in+a+large+human+ipsc+library+reveals+genetic+and+non-genetic+determinants+of+heterogeneity.">Analysis of transcriptional variability in a large human ipsc library reveals genetic and non-genetic determinants of heterogeneity.</a> Cell Stem Cell. 20 (4), 518-532 (2017).</li><li>DeBoever, C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Large-scale+profiling+reveals+the+influence+of+genetic+variation+on+gene+expression+in+human+induced+pluripotent+stem+cells.">Large-scale profiling reveals the influence of genetic variation on gene expression in human induced pluripotent stem cells.</a> Cell Stem Cell. 20 (4), 533-546 (2017).</li></ol>

In questo protocollo di induzione retinica in più fasi, le hPSC sono state guidate passo dopo passo per ottenere il destino retinico e auto-organizzate in organoidi retinici contenenti NR e RPE laminati. Durante la differenziazione, le hPSC hanno ricapitolato tutte le principali fasi dello sviluppo della retina umana in vivo,da EF, OV e RPE, alla laminazione retinica, generando tutti i sottotipi di cellule retiniche, comprese le cellule gangliari retiniche, le cellule amacrine, le cellule bipolari, i fotorecett...

Le malattie degenerative della retina (NDI), come la degenerazione maculare legata all'età (AMD) e la retinite pigmentosa (RP), sono caratterizzate dalla disfunzione e dalla morte delle cellule fotorecettrici e in genere portano a una perdita irreversibile della vista senza modi efficaci per curare1. Il meccanismo alla base di queste malattie è in gran parte sconosciuto in parte a causa della mancanza di modelli di malattie umane2. Negli ultimi decenni, sono stati compiuti progressi significativi nella medicina rigenerativa attraverso la tecnologia delle cellule staminali. Molti ricercatori, noi compresi, hanno dimostrato che le cellule staminali pluripotenti umane (hPSC), comprese le cellule staminali embrionali umane (hESC) e le cellule staminali pluripotenti indotte umane (hiPSC), possono differenziarsi in tutti i tipi di cellule retiniche, anche mini-tessuti retinici attraverso vari approcci di differenziazione3,4,5,6,7,8,9,10, 11, fornendo un enorme potenziale nella modellazione delle malattie e nella terapia cellulare12,13,14.
Tuttavia, il processo di induzione dalle hPSC alle cellule retiniche è altamente complicato e richiede tempo con bassa ripetibilità, che richiede ricercatori con una ricca esperienza e competenze elevate. Durante il complesso e dinamico processo di induzione, una serie di fattori influenzerà la resa dei tessuti retinici15,16,17. Inoltre, diversi metodi di induzione spesso variano considerevolmente nei tempi e nell'espressione robusta dei marcatori retinici, il che potrebbe confondere la raccolta del campione e l'interpretazione dei dati3. Pertanto, sarebbe richiesto un protocollo semplice di differenziazione retinica dalle hPSC con una guida passo-passo.
Qui, sulla base dei nostri studi pubblicati18,19,20,21,viene descritto un protocollo di induzione retinica ottimizzato per generare organoidi retinici (RO) con ricchi fotorecettori a cono da hPSC, che non richiede l'integrazione di acido retinoico (RA). Questo protocollo si concentra sulla descrizione del metodo multi-step per generare retina neurale e RPE. La formazione di EB è la parte essenziale della fase iniziale di induzione. Sia le dimensioni che la densità di placcatura degli EB sono ottimizzate quantitativamente, il che migliora scientificamente la resa dei tessuti retinici e promuove la ripetibilità. Nella seconda parte dell'induzione, le vescicole ottiche (OV) si auto-organizzano nella cultura dell'aderenza e le RO si formano nella cultura della sospensione; i corsi di tempo e le efficienze di questa parte variano considerevolmente nelle diverse linee hPSC. La maturazione e la specificazione delle cellule retiniche nei RIO si verificano principalmente nella fase intermedia e tardiva dell'induzione. Senza l'aggiunta di RA, è possibile produrre fotorecettori maturi con coni e aste ricchi.
Lo scopo di questo protocollo è quello di descrivere quantitativamente e dettagliare ogni passaggio per i ricercatori inesperti da ripetere. Varie linee hPSC sono state indotte con successo in RO da questo protocollo con una robusta resa di tessuti retinici ricchi di coni e un'elevata ripetibilità. Le RO derivate da HPSC con questo protocollo possono ricapitolare le fasi principali dello sviluppo retinico in vivoe sopravvivere a lungo termine, il che facilita le applicazioni a valle, come la modellazione delle malattie, lo screening farmacologico e la terapia cellulare.

<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>(&#8722;)-Blebbistatin</td>
			<td>Sigma</td>
			<td>B0560-5mg</td>
			<td>ROCK-inhibitor</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>1 ml tips</td>
			<td>Kirgen</td>
			<td>KG1313</td>
			<td>1 ml</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>10 ml pipette</td>
			<td>Sorfa</td>
			<td>3141001</td>
			<td>Pipette</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>100 mm Tissue culture</td>
			<td>BIOFIL</td>
			<td>TCD000100</td>
			<td>100 mm Petri dish</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>100 mm Tissue culture</td>
			<td>Falcon</td>
			<td>353003</td>
			<td>100 mm Petri dish</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>15 ml Centrifuge tubes</td>
			<td>BIOFIL</td>
			<td>CFT011150</td>
			<td>Centrifuge tubes</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>35 mm Tissue culture dishes</td>
			<td>Falcon</td>
			<td>353001</td>
			<td>35 mm Petri dish</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>5 ml pipette</td>
			<td>Sorfa</td>
			<td>313000</td>
			<td>Pipette</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>50 ml Centrifuge tubes</td>
			<td>BIOFIL</td>
			<td>CFT011500</td>
			<td>Centrifuge tubes</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>6 wells tissue culture plates</td>
			<td>Costar</td>
			<td>3516</td>
			<td>Culture plates</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Anti-AP2&#945; Antibody</td>
			<td>DSHB</td>
			<td>3b5</td>
			<td>Primary&#160;antibody</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>ANTIBIOTIC ANTIMYCOTIC 100X</td>
			<td>Gibco</td>
			<td>15240062</td>
			<td>Antibiotic-Antimycotic</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Anti-ISL1 Antibody</td>
			<td>Boster</td>
			<td>BM4446</td>
			<td>Primary&#160;antibody</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Anti-Ki67 Antibody</td>
			<td>Abcam</td>
			<td>ab15580</td>
			<td>Primary&#160;antibody</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Anti-L/M opsin Antibody</td>
			<td>gift from Dr. jeremy</td>
			<td>/</td>
			<td>Primary&#160;antibody</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Anti-PAX6 Antibody</td>
			<td>DSHB</td>
			<td>pax6</td>
			<td>Primary&#160;antibody</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Anti-rabbit 555</td>
			<td>Invitrogen</td>
			<td>A31572</td>
			<td>Donkey anti-Rabbit IgG (H+L) 
			Secondary Antibody, Alexa Fluor 555</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Anti-Recoverin Antibody</td>
			<td>Millipore</td>
			<td>ab5585</td>
			<td>Primary&#160;antibody</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Anti-Rhodopsin Antibody</td>
			<td>Abcam</td>
			<td>ab5417</td>
			<td>Primary&#160;antibody</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Anti-sheep 555</td>
			<td>Invitrogen</td>
			<td>A21436</td>
			<td>Donkey anti-Sheep IgG (H+L) 
			Secondary Antibody, Alexa Fluor 555</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Anti-SOX9 Antibody</td>
			<td>Abclonal</td>
			<td>A19710</td>
			<td>Primary&#160;antibody</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Anti-VSX2 Antibody</td>
			<td>Millipore</td>
			<td>ab9016</td>
			<td>Primary&#160;antibody</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>B-27 supplement W/O VIT A (50X)</td>
			<td>Gibco</td>
			<td>12587010</td>
			<td>Supplement</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Cryotube vial</td>
			<td>Thermo scientific-NUNC</td>
			<td>375418</td>
			<td>1.8 ml</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>DAPI</td>
			<td>DOJINDO</td>
			<td>D532</td>
			<td>4&#39;,6-Diamidino-2-phenylindole 
			dihydrochloride; multiple suppliers</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Dimethyl sulphoxide(DMSO) Hybri-max</td>
			<td>Sigma</td>
			<td>D2650-100ML</td>
			<td>Multiple suppliers</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>DMEM</td>
			<td>Gibco</td>
			<td>C11995500BT</td>
			<td>Medium</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>DMEM /F12</td>
			<td>Gibco</td>
			<td>C11330500BT</td>
			<td>Medium</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>EDTA</td>
			<td>Invitrogen</td>
			<td>15575-020</td>
			<td>0.5 M PH 8.0</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>FBS</td>
			<td>NATOCOR</td>
			<td>SFBE</td>
			<td>Serum</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Filter</td>
			<td>Millipore</td>
			<td>SLGP033RB</td>
			<td>0.22&#956;m, sterile Millex filter</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>GlutaMax, 100X</td>
			<td>Gibco</td>
			<td>35050061</td>
			<td>L-alanyl-L-glutamine</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Heparin</td>
			<td>Sigma</td>
			<td>H3149</td>
			<td>2 mg/ml in PBS to use</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Matrigel, 100x</td>
			<td>Corning</td>
			<td>354277</td>
			<td>Extracellular matrix (ECM)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>MEM Non-Essential Amino Acids Solution (100X)</td>
			<td>Gibco</td>
			<td>11140050</td>
			<td>MEM NEAA</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>mTeSR1</td>
			<td>STEM CELL</td>
			<td>85850</td>
			<td>hPSCs maintenance medium (MM)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>N2 supplement</td>
			<td>Gibco</td>
			<td>17502048</td>
			<td>Supplement</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Phosphate-buffered saline (PBS) buffer</td>
			<td>GNM</td>
			<td>GNM10010</td>
			<td>Without Ca+,Mg+,PH7.2&#177;0.1 0.1M</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Taurine</td>
			<td>Sigma</td>
			<td>T0625</td>
			<td>Supplement</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ultra-low attachment culture dishes 100mm petri dish, low-attachment</td>
			<td>Corning</td>
			<td>CLS3262-20EA</td>
			<td>Petri dish</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

retinal organoid induction system for derivation of 3d retinal tissues from human pluripotent stem cells

Le malattie degenerative della retina sono le principali cause di cecità irreversibile senza un trattamento efficace. Le cellule staminali pluripotenti che hanno il potenziale per differenziarsi in tutti i tipi di cellule retiniche, anche nei tessuti mini-retinici, hanno enormi promesse per i pazienti con queste malattie e molte opportunità nella modellazione delle malattie e nello screening farmacologico. Tuttavia, il processo di induzione dalle hPSC alle cellule retiniche è complicato e richiede molto tempo. Qui, descriviamo un protocollo di induzione retinica ottimizzato per generare tessuti retinici ad alta riproducibilità ed efficienza, adatti a varie cellule staminali pluripotenti umane. Questo protocollo viene eseguito senza l'aggiunta di acido retinoico, che avvantaggia l'arricchimento dei fotorecettori del cono. Il vantaggio di questo protocollo è la quantificazione della dimensione EB e della densità di placcatura per migliorare significativamente l'efficienza e la ripetibilità dell'induzione retinica. Con questo metodo, tutte le principali cellule retiniche appaiono sequenzialmente e ricapitolano le fasi principali dello sviluppo retinico. Faciliterà le applicazioni a valle, come la modellazione delle malattie e la terapia cellulare.

Il processo di induzione retinica in questo protocollo imita lo sviluppo della retina fetale umana. Per avviare la differenziazione retinica, le hPSC sono state dissociate in piccoli grumi e coltivate in sospensione per indurre la formazione di EB. Su D1, si sono formati aggregati di celle uniformate o EB (Figura 1C). Il mezzo di coltura è stato gradualmente trasferito in NIM. Su D5, gli EB sono stati placcati sui piatti di coltura rivestiti in ECM. Le celle migrarono gradualmente fuori dag...

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Retinal Organoid Induction System for Derivation of 3D Retinal Tissues from Human Pluripotent Stem Cells

Qui descriviamo un sistema di induzione organoide retinica ottimizzato, adatto a varie linee di cellule staminali pluripotenti umane per generare tessuti retinici con elevata riproducibilità ed efficienza.

Sistema di induzione organoide retinica per la derivazione di tessuti retinici 3D da cellule staminali pluripotenti umane

Retinal degenerative diseases are the main causes of irreversible blindness without effective treatment. Pluripotent stem cells that have the potential to ...

Il processo di induzione dalle hPSC alle cellule retiniche è complicato e richiede molto tempo. Questo protocollo ottimizzato può generare tessuti retinici con elevata riproducibilità e nessun costo. Il vantaggio di questo protocollo è la quantificazione della dimensione EB e della densità di placcatura per migliorare significativamente l'efficienza e la ripetibilità dell'induzione retinica da hPSC.Con questo metodo, tutte le principali cellule retiniche appaiono sequenzialmente e ricapitolano le fasi principali dello sviluppo retinico. Faciliterà la modellazione delle malattie e la terapia cellulare per le malattie degenerative della retina. Dimostrando la procedura, siamo con Yuanyuan Guan, uno studente di dottorato, e Bingbing Xie, un tecnico del laboratorio.Iniziare preparando 50 mL di soluzione ECM aggiungendo 1 mL della terza soluzione stock 50 volte a 50 mL di DMEM. Quindi, aggiungere 1 mL di questa soluzione ECM preparata a ciascun pozzetti di una piastra a sei pozzetti e incubarla per un'ora a 37 gradi Celsius e al 5% di anidride carbonica. Preparare il mezzo di manutenzione hPSC secondo le istruzioni del produttore e preriscaldarlo a temperatura ambiente per 30 minuti.Versare una fiala criogenica di hPSC da un serbatoio di azoto liquido incubandola a bagnomaria a 37 gradi Celsius per 30 secondi. Disinfettarlo con cura con uno spray alcolico al 75% e metterlo in un armadietto di bio-sicurezza. Trasferire la sospensione cellulare dal flaconcino a un tubo da 15 millimetri.Quindi, aggiungere 5 mL di mezzo di manutenzione preriscaldato goccia a goccia al tubo usando una pipetta da 5 ml, scuotendo delicatamente il tubo per miscelare gli IPPC. Centrifugare il tubo a 170 volte G per cinque minuti. Rimuovere con attenzione la maggior parte del surnatante utilizzando una pipetta da 1 mL, lasciando circa 50 microlitri di surnatante per evitare di perdere le cellule.Sospendere di ricaspendere il pellet con 1 mL di mezzo di manutenzione mediante pipettaggio su e giù. Rimuovere l'ECM dai pozzi preverniciati e aggiungere 1,5 millilitri di terreno di manutenzione a ciascun pozzo. Quindi distribuire 0,5 millilitri di sospensione cellulare in ciascun pozzo.Agitare delicatamente la piastra per distribuire uniformemente le hPSC. Metti la piastra in un'incubatrice a 37 gradi Celsius e al 5% di anidride carbonica per almeno 24 ore per promuovere l'aderenza cellulare. Cambia mezzo ogni giorno e passa hPSC all'80% di confluenza.Il giorno-0, iniziare la differenziazione rimuovendo le cellule di confluenza dell'80% da un pozzo della piastra a sei pozzi. Raccogliere le cellule con la soluzione di dissociazione EDTA come descritto nel manoscritto di testo. Rimuovere la soluzione di EDTA e aggiungere 1 mL di mezzo di mantenimento contenente 10 fluvastatina micromolare per arrestare la dissociazione cellulare.Raccogliere le celle con una pipetta da 1 mL. Trasferire la sospensione cellulare in una capsula di Petri da 100 millimetri ultra-bassa e aggiungere 9 ml di mezzo di manutenzione contenente 10 fluvastatina micromolare alla piastra. Agitare delicatamente il piatto due volte per distribuire uniformemente le cellule.Quindi, mettilo nell'incubatrice a 37 gradi Celsius e 5% di anidride carbonica. Dopo che le cellule sono state coltivate per almeno 24 ore, osservarle al microscopio. Aggiungere 9 mL di mezzo di manutenzione e 3 mL di NIM a un tubo da 15 mL.Trasferire le colture cellulari in un tubo di centrifuga da 15 mL e aggiungere 10 mL della miscela NIM preriscaldata al piatto. Centrifugare il tubo a 60 volte G per 3 minuti per raccogliere gli aggregati. Quindi rimuovere il surnatante usando una pipetta da 5 ml, lasciando circa 500 microlitri per evitare di perdere le cellule.Aggiungere 2 ml di miscela al tubo e trasferire nuovamente la sospensione nella stessa capsula di Petri. Agitare delicatamente il piatto per distribuire uniformemente gli aggregati cellulari. Quindi, rimettete il piatto nell'incubatrice.Il giorno 5, rimuovere l'ECM dai piatti pre-rivestiti e aggiungere 10 ml di NIM preriscaldato a ciascun piatto. Eserite il piatto contenente Ebs e controllate la qualità degli EB al microscopio, assicurandovi che siano luminosi e rotondi. Raccogliere tutti gli EB in un tubo da 15 ml e lasciarli depositare per 5 minuti.Quindi, rimuovere la maggior parte del surnatante, lasciando circa 2 ml di mezzo. Dopo aver contato gli EB, seminarli goccia a goccia ad una densità di circa 2-3 EB per centimetro quadrato in piatti rivestiti contenenti 10 ml di NIM. Agitare delicatamente i piatti per distribuire uniformemente gli EB e metterli nell'incubatrice per almeno 24 ore.Utilizzare un ago di tungsteno o un ago con una siringa da 1 mL per staccare meccanicamente le vescicole ottiche morfologicamente identificabili, insieme all'epitelio pigmentato retinico adiacente nei giorni da 28 a 35. Coltivateli in sospensione. Mettere 50-60 vescicole ottiche in ogni piatto di coltura ad attacco basso 100 millimetri, contenente 15 ml di RDM per la formazione di organoidi retinici.Cambia il mezzo ogni 2 o 3 giorni fino al giorno-42. Per avviare la differenziazione retinica, le hPSC sono state dissociate in piccoli grumi e coltivate in sospensione, che hanno formato EB dal Giorno-1. Il giorno 5 gli EB sono stati placcati sui piatti di coltura rivestiti di ECM e le cellule sono gradualmente migrate fuori dagli EB.Il giorno 16, il mezzo di induzione è stato sostituito da RDM, causando la formazione dei domini della retina neurale e gradualmente sporgenti dal piatto, così come la formazione di strutture vescicolari ottiche circondate da cellule RPE. Durante i giorni da 28 a 35, organoidi retinici costituiti dalla retina neurale, attaccati a una sfera RPE. Da un lato, si sono formate le cellule.Con il progredire della differenziazione e della specificazione retinica, le hPSC producevano sottotipi di retina neurale che gradualmente si allineavano in strati, imitando le caratteristiche architettoniche di una retina umana nativa. Le cellule gangliari retiniche sono state inizialmente generate da progenitori retinici e accumulate nel lato basale della neuro retina. Con questo protocollo, gli organoidi retinici si sono sviluppati in fotorecettori altamente maturi con entrambi, bastoncelli ricchi e coni.Le cellule fotorecettrici si trovavano nel lato apicale, mentre le cellule amacrine, le cellule orizzontali, le cellule bipolari e le cellule gliali muller erano tutte situate nello strato intermedio della retina neurale. I punti chiave di questo protocollo sono la creazione di Ebs di alta qualità e la loro semina alla giusta densità.

Research

JoVE Journal

Medicine

A Simplified Technique for In situ Excision of Cornea and Evisceration of Retinal Tissue from Human Ocular Globe

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Una tecnica semplificata per<em&gt; In situ</emEscissione&gt; della cornea e l&#39;eviscerazione del tessuto retinico dal globo oculare umano

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Ricerca

Medicina

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Differenziazione Isolamento, caratterizzazione e comparata delle cellule umane Dental Pulp staminali derivate da denti permanenti mediante due diversi metodi

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Forskolin indotta Gonfiore intestinale organoidi: An<em&gt; In Vitro</em&gt; Test per la valutazione della risposta farmacologica nella fibrosi cistica pazienti

Recently-developed cystic fibrosis transmembrane conductance regulator (CFTR)-modulating drugs correct surface expression and/or function of the mutant ...

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