Name: a simplified method for generating kidney organoids from human pluripotent stem cells
Uploaded: 2021-04-13T14:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about A Simplified Method for Generating Kidney Organoids from Human Pluripotent Stem Cells at JoVE.com

이 연구는 국립 보건원 R01 DK069403, UC2 DK126122 및 P30-DK079307 및 ASN 신장 연구 재단 Ben J. Lipps Research Fellowship Program에서 AP에 자금을 지원했습니다.

hPSCs를 사용한 모든 실험은 제도적 지침에 따라 수행되었고, 적절한 개인 보호 장비를 갖는 클래스 II 생물안전 후드에서 수행되었다. 모든 시약은 달리 언급되지 않는 한 세포 배양 등급이다. 모든 배양물은 37°C, 5%CO2 공기 분위기에서 배양된다. 분석의 모든 단계에서, 배아체 또는 신장 오가노이드를 수집하고, 고정시키거나 분석을 위해 준비할 수 있다. 이 데이터를 생성하는 데 사용되는...

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	<li>Takasato, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Kidney+organoids+from+human+iPS+cells+contain+multiple+lineages+and+model+human+nephrogenesis.">Kidney organoids from human iPS cells contain multiple lineages and model human nephrogenesis.</a> Nature. 526 (7574), 564-568 (2015).</li><li>Freedman, B. 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=Modelling+kidney+disease+with+CRISPR-mutant+kidney+organoids+derived+from+human+pluripotent+epiblast+spheroids.">Modelling kidney disease with CRISPR-mutant kidney organoids derived from human pluripotent epiblast spheroids.</a> Nature Communications. 6, 8715 (2015).</li><li>Morizane, 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=Nephron+organoids+derived+from+human+pluripotent+stem+cells+model+kidney+development+and+injury.">Nephron organoids derived from human pluripotent stem cells model kidney development and injury.</a> Nature Biotechnology. 33 (11), 1193-1200 (2015).</li><li>Taguchi, 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=Redefining+the+in+vivo+origin+of+metanephric+nephron+progenitors+enables+generation+of+complex+kidney+structures+from+pluripotent+stem+cells.">Redefining the in vivo origin of metanephric nephron progenitors enables generation of complex kidney structures from pluripotent stem cells.</a> Cell Stem Cell. 14 (1), 53-67 (2013).</li><li>Przepiorski, 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=A+simple+bioreactor-based+method+to+generate+kidney+organoids+from+pluripotent+stem+cells.">A simple bioreactor-based method to generate kidney organoids from pluripotent stem cells.</a> Stem Cell Reports. 11 (2), 470-484 (2018).</li><li>Freedman, B. 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=Modelling+kidney+disease+with+CRISPR-mutant+kidney+organoids+derived+from+human+pluripotent+epiblast+spheroids.">Modelling kidney disease with CRISPR-mutant kidney organoids derived from human pluripotent epiblast spheroids.</a> Nature Communication. 6, 8715 (2015).</li><li>Morizane, 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=Nephron+organoids+derived+from+human+pluripotent+stem+cells+model+kidney+development+and+injury.">Nephron organoids derived from human pluripotent stem cells model kidney development and injury.</a> Nature Biotechnology. 33 (11), 1193-1200 (2015).</li><li>Takasato, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Kidney+organoids+from+human+iPS+cells+contain+multiple+lineages+and+model+human+nephrogenesis.">Kidney organoids from human iPS cells contain multiple lineages and model human nephrogenesis.</a> Nature. 526 (7574), 564-568 (2015).</li><li>Taguchi, A., Nishinakamura, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Higher-order+kidney+organogenesis+from+pluripotent+stem+cells.">Higher-order kidney organogenesis from pluripotent stem cells.</a> Cell Stem Cell. 21 (6), 730-746 (2017).</li><li>Uchimura, K., Wu, H., Yoshimura, Y., Humphreys, B. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Human+pluripotent+stem+cell-derived+kidney+organoids+with+improved+collecting+duct+maturation+and+injury+modeling.">Human pluripotent stem cell-derived kidney organoids with improved collecting duct maturation and injury modeling.</a> Cell Reports. 33 (11), 108514 (2020).</li><li>Howden, S. E., Little, M. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Generating+kidney+organoids+from+human+pluripotent+stem+cells+using+defined+conditions.">Generating kidney organoids from human pluripotent stem cells using defined conditions.</a> Methods in Molecular Biology. 2155, 183-192 (2020).</li><li>Tanigawa, 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=Activin+is+superior+to+BMP7+for+efficient+maintenance+of+human+iPSC-derived+nephron+progenitors.">Activin is superior to BMP7 for efficient maintenance of human iPSC-derived nephron progenitors.</a> Stem Cell Reports. 13 (2), 322-337 (2019).</li><li>Sander, V., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Protocol+for+large-scale+production+of+kidney+organoids+from+human+pluripotent+stem+cells.">Protocol for large-scale production of kidney organoids from human pluripotent stem cells.</a> STAR Protocols. 1 (3), 100150 (2020).</li><li>Ekblom, P., Thesleff, I., Miettinen, A., Saxen, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Organogenesis+in+a+defined+medium+supplemented+with+transferrin.">Organogenesis in a defined medium supplemented with transferrin.</a> Cell Differentiation. 10 (5), 281-288 (1981).</li><li>Thesleff, I., Ekblom, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Role+of+transferrin+in+branching+morphogenesis,+growth+and+differentiation+of+the+embryonic+kidney.">Role of transferrin in branching morphogenesis, growth and differentiation of the embryonic kidney.</a> Journal of Embryology and Experimental Morphology. 82, 147-161 (1984).</li><li>Freund, 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=Insulin+redirects+differentiation+from+cardiogenic+mesoderm+and+endoderm+to+neuroectoderm+in+differentiating+human+embryonic+stem+cells.">Insulin redirects differentiation from cardiogenic mesoderm and endoderm to neuroectoderm in differentiating human embryonic stem cells.</a> Stem Cells. 26 (3), 724-733 (2008).</li><li>Nishikawa, 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=An+optimal+serum-free+defined+condition+for+in+vitro+culture+of+kidney+organoids.">An optimal serum-free defined condition for in vitro culture of kidney organoids.</a> Biochemistry and Biophysics Research Communication. 501 (4), 996-1002 (2018).</li><li>Oh, J. 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=Derivation+of+induced+pluripotent+stem+cell+lines+from+New+Zealand+donors.">Derivation of induced pluripotent stem cell lines from New Zealand donors.</a> Journal of the Royal Society of New Zealand. , 1-14 (2020).</li><li>Takasato, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Directing+human+embryonic+stem+cell+differentiation+towards+a+renal+lineage+generates+a+self-organizing+kidney.">Directing human embryonic stem cell differentiation towards a renal lineage generates a self-organizing kidney.</a> Nature Cell Biology. 16 (1), 118-126 (2013).</li><li>Lam, A. Q., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Rapid+and+efficient+differentiation+of+human+pluripotent+stem+cells+into+intermediate+mesoderm+that+forms+tubules+expressing+kidney+proximal+tubular+markers.">Rapid and efficient differentiation of human pluripotent stem cells into intermediate mesoderm that forms tubules expressing kidney proximal tubular markers.</a> Journal of American Society of Nephrology. 25 (6), 1211-1225 (2014).</li><li>Bratt-Leal, A. M., Carpenedo, R. L., McDevitt, T. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Engineering+the+embryoid+body+microenvironment+to+direct+embryonic+stem+cell+differentiation.">Engineering the embryoid body microenvironment to direct embryonic stem cell differentiation.</a> Biotechnology Progress. 25 (1), 43-51 (2009).</li><li>Imasawa, 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=High+glucose+repatterns+human+podocyte+energy+metabolism+during+differentiation+and+diabetic+nephropathy.">High glucose repatterns human podocyte energy metabolism during differentiation and diabetic nephropathy.</a> FASEB Journal. 31 (1), 294-307 (2017).</li><li>Kim, K. 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=High+glucose+condition+induces+autophagy+in+endothelial+progenitor+cells+contributing+to+angiogenic+impairment.">High glucose condition induces autophagy in endothelial progenitor cells contributing to angiogenic impairment.</a> Biological and Pharmaceutical Bulletin. 37 (7), 1248-1252 (2014).</li><li>Piwkowska, A., Rogacka, D., Audzeyenka, I., Jankowski, M., Angielski, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=High+glucose+concentration+affects+the+oxidant-antioxidant+balance+in+cultured+mouse+podocytes.">High glucose concentration affects the oxidant-antioxidant balance in cultured mouse podocytes.</a> Journal of Cellular Biochemistry. 112 (6), 1661-1672 (2011).</li><li>Wu, 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=Comparative+analysis+and+refinement+of+human+PSC-derived+kidney+organoid+differentiation+with+single-cell+transcriptomics.">Comparative analysis and refinement of human PSC-derived kidney organoid differentiation with single-cell transcriptomics.</a> Cell Stem Cell. 23 (6), 869-881 (2018).</li><li>Lei, X., Deng, Z., Duan, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Uniform+embryoid+body+production+and+enhanced+mesendoderm+differentiation+with+murine+embryonic+stem+cells+in+a+rotary+suspension+bioreactor.">Uniform embryoid body production and enhanced mesendoderm differentiation with murine embryonic stem cells in a rotary suspension bioreactor.</a> Methods in Molecular Biology. , (2016).</li></ol>

이전의 연구들은 초기 프로토콜 단계들이 중간 중배 엽 분화 5,19,20에 매우 중요하며, 따라서, 이 단계에서 엄격한 배지 조성물을 구현하는 것이 필수적이라는 것을 보여주었다. 프로토콜의 첫 번째 단계로부터 혈청, 알부민, 단백질 프리 하이브리도마 배지 II와 같은 정의되지 않은 성분을 제거하는 것은 분석(21</...

최근 몇 년 동안, 인간 다능성 줄기 세포를 신장 오가노이드로 분화시키기 위한 다수의 프로토콜이 개발되었다 1,2,3,4,5. 신장 오가노이드는 새로운 재생 의학 접근법에 대한 연구를 돕고, 신장 관련 질병을 모델링하고, 독성 연구 및 치료 약물 개발을 수행하는 데 중요한 도구를 제공했습니다. 그들의 광범위한 적용성에도 불구하고, 신장 오가노이드는 성숙의 부족, 시험관 내에서의 제한된 장기 배양 능력, 및 인간 신장6,7,8에서 발견되는 여러 세포 유형의 소박함과 같은 한계를 갖는다. 최근의 연구는 오가노이드 성숙 수준을 향상시키고, 배양 기간을 연장하며, 기존 프로토콜 9,10,11,12를 수정하여 신장 세포 집단의 복잡성을 확대하는 데 중점을 두었습니다. 확립된 프로토콜 5,13의 이번 반복에서, 우리는 프로토콜의 첫 번째 단계에서 배지 성분을 인슐린-트랜스페린-셀레늄-에탄올아민(ITSE), 지질, 폴리비닐 알코올(E5-ILP) 및 CHIR99021로 보충된 무혈청 염기 배지로 변형시켰다(도 1). 이러한 변화는 완전히 정의 된 혈청이없고 저단백질 배지를 제공하며, 이전 배지 조성 5,13보다 성분이 적고 추가 성장 인자가 없습니다. 결과적으로, 첫 번째 단계 매체는 이전에 게시된 버전보다 준비에 노동력이 덜 많으며, 배치-배치 간 변동성을 감소시킬 수 있다5. 이전의 연구들은 인슐린과 트랜스페린 둘 다 무혈청 배양14,15에서 중요하다는 것을 보여주었지만, 높은 수준의 인슐린은 중배엽 분화를 억제할 수 있다16. 우리는 원래의 프로토콜에 제공된 바와 같이 낮은 인슐린 수준을 유지하고 분석의 두 번째 단계에서 KOSR (인슐린 함유)의 수준을 더욱 감소시켰다. 신장 오가노이드 형성을 위한 다른 프로토콜과 일치하여, KOSR의 낮은 수준은 신장 조직의 증식과 분화 사이의 균형을 유지하는데 유익하다(17). 또한, 우리는 우리의 Stage II 배지13에서 글루코스 농도를 낮췄다.
우리의 방법은 신장 오가노이드의 현탁 분석을 위한 셋업을 기술하며, 원래의 간행물 5,13에 기술된 바와 같이 초기 ∼60% 합류 hPSC 100 mm 배양 플레이트로부터 최대 ∼1,000개의 오가노이드를 산출한다. 이 프로토콜은 여러 개의 100mm 또는 150mm 플레이트로 시작하여 오가노이드 수를 더욱 늘릴 수 있습니다.

<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>2-Mercaptoethanol</td>
			<td>Thermo Fisher</td>
			<td>21-985-023</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Anti-adherence rinsing solution</td>
			<td>STEMCELL Technologies</td>
			<td>7010</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>CHIR99021</td>
			<td>STEMCELL Technologies</td>
			<td>72054</td>
			<td>10 mM stock in DMSO</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Corning&#160;disposable spinner flasks</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>07-201-152</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Corning Ultra-Low Attachment 6-well plates</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>07-200-601</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Corning Slow-Speed Stirrers</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>11-495-03</td>
			<td>Multi plate magnetic stirrer for spinner flask culture</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Dispase</td>
			<td>STEMCELL Technologies</td>
			<td>7923</td>
			<td>Aliquot and freeze</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>DMEM, low glucose, pyruvate, no glutamine, no phenol red</td>
			<td>Thermo Fisher</td>
			<td>11054020</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>DPBS 1x, no calcium, no magnesium</td>
			<td>Thermo Fisher</td>
			<td>14-190-250</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Egg / Oval Stirring Bars</td>
			<td>2mag</td>
			<td>PI20106</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Excelta General-Purpose Tweezers</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>17-456-103</td>
			<td>Keep sterile in the cell culture hood</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>EZBio Single Use Media Bottle, 250mL</td>
			<td>Foxx Life Sciences</td>
			<td>138-3211-FLS</td>
			<td>Used to make PVA 10%</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Falcon Standard Tissue Culture Dishes (100 mm)</td>
			<td>Thermo Fisher</td>
			<td>08-772E</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Fisherbrand&#160;Sterile Aspirating Pipet 2mL</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>14-955-135</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Fisherbrand&#160; Cell Lifters - Cell lifter</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>08-100-240</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Fisherbrand&#160;Multi Function 3D Rotators</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>88-861-047</td>
			<td>Orbital shaker</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Geltrex LDEV-Free Reduced Growth Factor Basement Membrane Matrix</td>
			<td>Thermo Fisher</td>
			<td>A1413302</td>
			<td>BME. Aliquot on ice and freeze. Another suitable matrix alternative is Matrigel or Cultrex.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Gentle Cell Dissociation Reagent</td>
			<td>STEMCELL Technologies</td>
			<td>7174</td>
			<td>GCDR</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>GlutaMAX Supplement</td>
			<td>Thermo Fisher</td>
			<td>35-050-061</td>
			<td>L-glutamine supplement.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>HEPES (1M)</td>
			<td>Thermo Fisher</td>
			<td>15-630-080</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Insulin-Transferrin-Selenium-Ethanolamine</td>
			<td>Thermo Fisher</td>
			<td>51-500-056</td>
			<td>ITSE</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>KnockOut&#160; Serum Replacement - Multi-Species</td>
			<td>Thermo Fisher</td>
			<td>A3181502</td>
			<td>KOSR. Aliquot and freeze</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Lipid Mixture 1, Chemically Defined</td>
			<td>Millipore-Sigma</td>
			<td>L0288-100ML</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>MEM Non-Essential Amino Acids Solution</td>
			<td>Thermo Fisher</td>
			<td>11140-050</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>MilliporeSigma Stericup Quick Release-GP Sterile Vacuum Filtration System 500mL</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>S2GPU05RE</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>MilliporeSigma&#160; Stericup Quick Release-GP Sterile Vacuum Filtration System 250mL</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>S2GPU02RE</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>MIXcontrol MTP / Variomag TELEcontrol MTP Control Unit</td>
			<td>2mag</td>
			<td>VMF 90250 U</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>MIXdrive 6 MTP / Variomag TELEdrive 6 MTP Microplate Stirring Drive</td>
			<td>2mag</td>
			<td>VMF 40600</td>
			<td>6MSP</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>MP Biomedicals&#160; 7X Cleaning Solution</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>MP0976670A4</td>
			<td>Tissue culture suitable detergent. Make a 5% solution in water</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>mTeSR1</td>
			<td>STEMCELL Technologies</td>
			<td>85850</td>
			<td>hPSC medium.TeSR-E8, NutriStem XF, and mTeSR Plus medium have also been tested and are suitable alternatives.&#160;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Nunc 50 mL Conical, Sterile Centrifuge Tubes</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>12-565-270</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Nunc 15mL Conical Sterile Centrifuge Tubes</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>12-565-268</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Penicillin-Streptomycin</td>
			<td>Thermo Fisher</td>
			<td>15-140-122</td>
			<td>Aliquot and freeze</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Plasmocin</td>
			<td>Invivogen</td>
			<td>ant-mpt</td>
			<td>Anti-mycoplasma reagent. Aliquot and freeze</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>pluriStrainer&#174; 200 &#181;m</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>NC0776417</td>
			<td>Cell strainer</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>pluriStrainer&#174; 500 &#181;m</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>NC0822591</td>
			<td>Cell strainer</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Poly(vinyl alcohol) 87-90% hydrolyzed&#160; (PVA)</td>
			<td>Millipore-Sigma</td>
			<td>P8136-250G</td>
			<td>10% in DPBS stirring at 98 degrees C until disolves, make in 138-3211-FLS</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>ROCK inhibitor Y-27632 (ROCKi)</td>
			<td>STEMCELL Technologies</td>
			<td>72304</td>
			<td>10 mM stock in DPBS</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sterile Disposable Serological Pipets&#160; - 10mL</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>13-678-11E</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sterile Disposable Serological Pipets - 25mL</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>13-678-11</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sterile Disposable Serological pipette - 5 mL</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>13-678-12D</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>TeSR-E5</td>
			<td>STEMCELL Technologies</td>
			<td>5916</td>
			<td>Serum-free, low protein base medium for E5-ILP</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Variomag distriBOX 2 Distributor</td>
			<td>2mag</td>
			<td>VMF 90512</td>
			<td>If you use more than one MIXdrive</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

a simplified method for generating kidney organoids from human pluripotent stem cells

hPSCs에서 생성 된 신장 오가노이드는 신장 조직의 무한한 공급원을 제공했습니다. 인간 신장 오가노이드는 신장 질환 및 부상을 연구하고, 세포 기반 치료법을 개발하고, 새로운 치료법을 테스트하는 데 매우 유용한 도구입니다. 이러한 적용을 위해서는 많은 수의 균일 한 오가노이드와 재현성이 높은 분석이 필요합니다. 우리는 오가노이드의 전반적인 건강을 개선하기 위해 이전에 발표 된 신장 오가노이드 프로토콜을 기반으로합니다. 이 간단하고 견고한 3D 프로토콜은 지질, 인슐린-트랜스페린-셀레늄-에탄올아민 보충제 및 GSK3 억제제(CHIR99021)를 함유한 폴리비닐알코올을 함유하는 최소 성분 배지에서 3일 동안 균일한 배아체를 형성한 다음, 녹아웃 혈청 대체(KOSR) 함유 배지에서 배양하는 것을 포함한다. 또한, 교반 분석은 배아체의 응집을 줄이고 균일 한 크기를 유지할 수있게하며, 이는 오가노이드 간의 변동성을 줄이는 데 중요합니다. 전반적으로이 프로토콜은 다량의 신장 오가노이드를 생성하기위한 빠르고 효율적이며 비용 효율적인 방법을 제공합니다.

이 프로토콜의 가장 최신 버전에서, 신장 오가노이드 분화는 정의 된 저단백질 배지에서 시작됩니다. 상기 분석은 전적으로 현탁액에서 수행되며, 세뇨관 형성의 개시를 위한 hPSCs 분화 및 조직의 선천적 능력에 의존한다. 100 mm ∼60% 합류성 hPSC 배양 플레이트로부터 기원한 단일 검정은 우리의 이전 간행물 5에 나타난 바와 같이 일상적으로 500-1,000개의 신장 오가노이드를 산출한다.</s...

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A Simplified Method for Generating Kidney Organoids from Human Pluripotent Stem Cells

여기서 우리는 인간 다능성 줄기 세포 (hPSCs)로부터 신장 오가노이드를 생성하는 프로토콜을 설명합니다. 이 프로토콜은 두 주 이내에 신장 오가노이드를 생성합니다. 생성된 신장 오가노이드는 병렬 약물 테스트 접근법을 위해 대규모 스피너 플라스크 또는 다중 웰 자기 교반 플레이트에서 배양될 수 있다.

인간 다능성 줄기 세포로부터 신장 오가노이드를 생성하는 단순화된 방법

Kidney organoids generated from hPSCs have provided an unlimited source of renal tissue. Human kidney organoids are an invaluable tool for studying kidney ...

이 방법은 세포 배양 실험을 위해 장착 된 모든 실험실에서 수행 할 수 있습니다. 이 방법을 사용하여 우리는 신장 발달 및 질병 경로에 대한 이해를 증진시킬 수 있습니다. 이것은 신장 오가노이드를 생성하는 다른 사람들에 비해 상대적으로 간단하고 저렴한 방법입니다.이 기술의 가장 큰 과제는 고품질의 인간 다능성 줄기 세포 배양을 유지하는 것입니다. 세포가 80 % 미만으로 유지되고 정기적으로 분할되는 것이 중요합니다. 인간 다능성 줄기 세포 배양을 처음 접하는 연구자들은 분화를 진행하기 전에 줄기 세포주에 익숙해 져야합니다.여섯 웰 초저 부착 플레이트의 각 웰에 완전한 E5-ILP 배지 두 밀리리터를 첨가하여 신장 오가노이드 분석을 시작하십시오. 인간 만능 줄기 세포 또는 hPSC를 60 % 합류율에 도달 할 때까지 100 밀리미터 조직 배양 처리 플레이트에서 배양하십시오. hPSC를 약 여덟 밀리리터의 DPBS로 두 번 씻으십시오.DPBS를 흡인한 다음, 세포를 덮기 위해 디스파제 두 밀리리터를 적가하고, 섭씨 37도에서 6분 동안 배양한다. 약 10 밀리리터의 DPBS로 세포를 세 번 씻으십시오. DPBS를 흡인한 다음 플레이트를 45도 기울인 다음 셀 리프터로 세포를 긁어냅니다.콜로니를 10 밀리리터 혈청 학적 피펫을 사용하여 6 밀리리터의 완전한 E5-ILP 배지로 위에서 씻어 내십시오. 그런 다음, 피펫을 수직으로 잡고, 위아래로 부드럽게 피펫팅하여 큰 콜로니를 분해하고, 배양 플레이트의 측면에 닿지 않도록 주의한다. 웰 당 한 밀리리터를 여섯 웰 플레이트에 추가하여 콜로니 클러스터를 고르게 분배 한 다음 플레이트를 섭씨 37도 인큐베이터 내부의 궤도 쉐이커에 놓습니다.대안적으로, 오비탈 진탕기가 이용가능하지 않으면, 세포는 정적으로 배양될 수 있다. 둘째 날, 배아체가 플레이트의 바닥에 정착하게 한 후, 플레이트를 45도 기울인 다음 배지를 위에서 천천히 흡인하여 웰 당 한 밀리리터를 남깁니다. 웰 당 두 밀리리터의 준비된 완전한 배지를 넣고 플레이트를 다시 쉐이커로 되돌립니다.셋째 날에, 이전에 입증된 바와 같이 배지를 흡인한 후, 10밀리리터 혈청학적 피펫을 사용하여 각 웰로부터 모든 배아체를 조심스럽게 수집하고, 이를 50밀리리터 원뿔형 튜브로 옮긴다. 남아있는 배아체를 수집하려면 각 웰을 저포도당 DMEM 한 밀리리터로 헹구고 동일한 50밀리리터 원뿔형 튜브에 첨가하십시오. 배아체가 튜브 바닥에 정착하기를 기다리는 동안 여섯 웰 플레이트의 각 웰에 두 밀리리터의 Stage II 배지를 추가하십시오.다음으로, 새로운 50밀리리터 원뿔형 튜브 위에 200마이크로미터 세포 스트레이너를 놓고 모든 배아체를 세포 스트레이너 위에 조심스럽게 피펫팅하여 큰 배아체를 체질한다. 세포 스트레이너를 추가로 다섯 밀리리터의 DMEM으로 헹구어 스트레이너에 붙어있는 배아체를 수집합니다. 나중 단계에서는 먼저 500 마이크로 미터 스트레이너를 사용하여 매우 큰 배아체를 체로 만든 다음 여과액을 200 마이크로 미터 스트레이너를 통해 통과시켜 세뇨관이없는 매우 작은 배아체를 체질합니다.200 마이크로 미터 스트레이너를 새로운 50 밀리리터 튜브로 반전시키고 DPBS로 스트레이너를 세척하여 200 ~ 500 마이크로 미터 사이의 올바른 크기의 배아체를 수집하십시오. 긴장 후, 배아체가 원뿔형 튜브의 바닥에 정착 한 다음 상청액을 흡인하고 약 10 밀리리터의 DMEM으로 씻으십시오. 그런 다음, 배아체를 여섯 밀리리터의 단계 II 배지에 재현탁시킨다.배아체를 다시 여섯 웰 초저 부착판으로 옮겨 우물 사이에 고르게 분배한다. 대부분의 오가노이드가 피펫 상단에 모이기 때문에 끝에 약 반 밀리리터를 남겨 둔 다음 각 웰의 미디어에 팁을 부드럽게 만져서 오가노이드가 우물로 흘러 들어갈 수 있습니다. 배아체를 45밀리리터의 Stage II 배지가 있는 125밀리리터 스피너 플라스크에 옮깁니다.자기 교반 속도를 120 rpm으로 설정하고 플라스크를 인큐베이터에 넣습니다. 배아체 또는 신장 오가노이드를 먹이려면 스피너 플라스크의 바닥에 잠깐 정착시킨 다음 플라스크의 한쪽 팔에서 뚜껑을 들어 올리고 팁이 반대쪽 내부 벽에 닿아 흡기 피펫을 안쪽에 놓습니다. 피펫을 천천히 아래로 기울이고 배지의 약 절반을 흡인합니다.20 밀리리터의 신선한 Stage II 배지로 동일한 개구부를 통해 피펫팅하여 보충하십시오. 긴 멸균 포셉을 사용하여 배아체 또는 신장 오가노이드가 있는 여섯 웰 플레이트의 각 웰에 자석 교반 막대 하나를 조심스럽게 배치합니다. 플레이트를 육륜 마그네틱 교반 플레이트 상에 놓고, 속도를 120 rpm으로 설정하였다.자기 교반 막대가 제자리에 끼워져 회전을 시작하려면 먼저 전력 레벨을 100으로 설정하십시오. 모든 막대가 회전하기 시작하면 전력 레벨을 25로 낮춥니다. 이전에 입증 된 바와 같이 배지의 절반을 변경하여 신장 오가노이드를 유지하십시오.제14일째 신장 오가노이드의 파라핀 절편의 면역형광은 간세포 핵 인자-1 베타 및 로터스 테트라고놀로버스 렉틴을 발현하는 신장 세뇨관과 같은 네프론 세그먼트뿐만 아니라 V-maf 근아포신경성 섬유육종 종양유전자 상동체 B 및 네프린을 발현하는 podocyte 클러스터의 존재를 보여준다. 이 프로토콜의 변형은 배양 26일째에 혈소판 및 내피 세포 부착 분자-1로 염색함으로써 확인되는 바와 같이 내피 세포의 확장을 지원할 수 있다. 인간 다능성 줄기 세포는 적절한 시간 동안 Dispase로 처리 한 다음 모든 흔적을 제거하기 위해 철저히 씻어야합니다.Dispase가 완전히 제거되지 않으면 세포 사멸 및 배아체 군집화로 이어질 수 있습니다. 이 방법은 선천성 신장 질환뿐만 아니라 다양한 신장 손상 경로 및 체외 치료 개입 가능성을 검사하는 데 도움이되었습니다.

Research

JoVE Journal

Developmental Biology

Feeder-free Derivation of Melanocytes from Human Pluripotent Stem Cells

인간 다 능성 줄기 세포에서 멜라닌 세포의 공급이없는 유도

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

연구

발생학

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

정의 및 간세포와 같은 세포의 확장 성 생성 인간 다 능성 줄기 세포에서

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

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

인간의 배아 또는 유도 만능 줄기 세포에서 망막 안료 상피 세포의 급속 한, 감독 차별화

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

Generation of Standardized and Reproducible Forebrain-type Cerebral Organoids from Human Induced Pluripotent Stem Cells

인간에서 표준화 되 고 재현 가능한 개 타입 대뇌 Organoids의 생성 유도 만능 줄기 세포

The human cortex is highly expanded and exhibits a complex structure with specific functional areas, providing higher brain function, such as cognition. ...

Efficient Differentiation of Human Pluripotent Stem Cells into Liver Cells

인간 다능성 줄기 세포를 간 세포로 효율적으로 분화

The liver detoxifies harmful substances, secretes vital proteins, and executes key metabolic activities, thus sustaining life. Consequently, liver ...

In Vitro Generation of Somite Derivatives from Human Induced Pluripotent Stem Cells

인간 유도에서 Somite 파생 상품의 체 외 발생에서 만능 줄기 세포

In response to signals such as WNTs, bone morphogenetic proteins (BMPs), and sonic hedgehog (SHH) secreted from surrounding tissues, somites (SMs) give ...

A Static Self-Directed Method for Generating Brain Organoids from Human Embryonic Stem Cells

인간 배아 줄기 세포에서 뇌 오르가노이드를 생성하기위한 정적 자기 지향 방법

Human brain organoids differentiated from embryonic stem cells offer the unique opportunity to study complicated interactions of multiple cell types in a ...

In vitro Neuromuscular Junction Induced from Human Induced Pluripotent Stem Cells

인체 유발 만능 줄기 세포에서 유도 된 체외 신경 근육 정션

The neuromuscular junction (NMJ) is a specialized synapse that transmits action potentials from the motor neuron to skeletal muscle for mechanical ...

Directed Differentiation of Hemogenic Endothelial Cells from Human Pluripotent Stem Cells

인간 만능 줄기 세포로부터 혈구 내피 세포의 유도 분화

Blood vessels are ubiquitously distributed within all tissues of the body and perform diverse functions. Thus, derivation of mature vascular endothelial ...