Name: direct reprogramming of mouse fibroblasts into melanocytes
Uploaded: 2021-08-27T14:30:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Direct Reprogramming of Mouse Fibroblasts into Melanocytes at JoVE.com

Bu çalışma kısmen Çin Ulusal Doğa Bilimleri Vakfı (82070638 ve 81770621) ve Jiangsu Eyaleti Doğa Bilimleri Vakfı (BK20180281) tarafından desteklenmiştir.

Bu çalışma, Jiangsu Üniversitesi Laboratuvar Hayvanları Yönetimi ve Kullanım Komitesi (UJS-IACUC-AP--20190305010) tarafından onaylanmıştır. Deneyler, Uluslararası Laboratuvar Hayvanları Bakımı Değerlendirme ve Akreditasyon Derneği (AAALAC International) tarafından belirlenen standartlara sıkı sıkıya bağlı kalınarak gerçekleştirilmiştir. İnsanları içeren hiçbir deney yoktu, bu yüzden bu çalışmanın insan araştırma etik komitesinden onay alması gerekmiyordu. Reaktifler hakkında ayrı...

<ol>
	<li>Ezzedine, K., Eleftheriadou, V., Whitton, M., van Geel, N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Vitiligo.">Vitiligo.</a> Lancet. 386 (9988), 74-84 (2015).</li><li>Picardo, 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=Vitiligo.">Vitiligo.</a> Nature Reviews. Disease Primers. 1, 15011 (2015).</li><li>Speeckaert, R., van Geel, N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Vitiligo:+An+update+on+pathophysiology+and+treatment+options.">Vitiligo: An update on pathophysiology and treatment options.</a> American Journal of Clinical Dermatology. 18 (6), 733-744 (2017).</li><li>Cortelazzi, C., Pellacani, G., Raposio, E., Di Nuzzo, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Vitiligo+management:+combination+of+surgical+treatment+and+phototherapy+under+reflectance+confocal+microscopy+monitoring.">Vitiligo management: combination of surgical treatment and phototherapy under reflectance confocal microscopy monitoring.</a> European Review for Medical and Pharmacological Sciences. 24 (13), 7366-7371 (2020).</li><li>Mohammad, T. F., Hamzavi, I. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Surgical+therapies+for+vitiligo.">Surgical therapies for vitiligo.</a> Dermatologic Clinics. 35 (2), 193-203 (2017).</li><li>Bishnoi, A., Parsad, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Clinical+and+molecular+aspects+of+vitiligo+treatments.">Clinical and molecular aspects of vitiligo treatments.</a> International journal of molecular sciences. 19 (5), 1509 (2018).</li><li>Takahashi, K., Yamanaka, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+decade+of+transcription+factor-mediated+reprogramming+to+pluripotency.">A decade of transcription factor-mediated reprogramming to pluripotency.</a> Nature Reviews. Molecular Cell Biology. 17 (3), 183-193 (2016).</li><li>Yamanaka, S. <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-based+cell+therapy-promise+and+challenges.">Pluripotent stem cell-based cell therapy-promise and challenges.</a> Cell Stem Cell. 27 (4), 523-531 (2020).</li><li>Xu, J., Du, Y., Deng, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Direct+lineage+reprogramming:+strategies,+mechanisms,+and+applications.">Direct lineage reprogramming: strategies, mechanisms, and applications.</a> Cell Stem Cell. 16 (2), 119-134 (2015).</li><li>Ieda, 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=Direct+reprogramming+of+fibroblasts+into+functional+cardiomyocytes+by+defined+factors.">Direct reprogramming of fibroblasts into functional cardiomyocytes by defined factors.</a> Cell. 142 (3), 375-386 (2010).</li><li>Gasc&#243;n, S., Masserdotti, G., Russo, G. L., G&#246;tz, 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+neuronal+reprogramming:+achievements,+hurdles,+and+new+roads+to+success.">Direct neuronal reprogramming: achievements, hurdles, and new roads to success.</a> Cell Stem Cell. 21 (1), 18-34 (2017).</li><li>Atkinson, P. J., Kim, G. S., Cheng, A. 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+cellular+reprogramming+and+inner+ear+regeneration.">Direct cellular reprogramming and inner ear regeneration.</a> Expert Opinion on Biological Therapy. 19 (2), 129-139 (2019).</li><li>Kurita, 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=In+vivo+reprogramming+of+wound-resident+cells+generates+skin+epithelial+tissue.">In vivo reprogramming of wound-resident cells generates skin epithelial tissue.</a> Nature. 561 (7722), 243-247 (2018).</li><li>Yang, 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=Direct+conversion+of+mouse+and+human+fibroblasts+to+functional+melanocytes+by+defined+factors.">Direct conversion of mouse and human fibroblasts to functional melanocytes by defined factors.</a> Nature Communications. 5, 5807 (2014).</li><li>Fehrenbach, 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=Loss+of+tumorigenic+potential+upon+transdifferentiation+from+keratinocytic+into+melanocytic+lineage.">Loss of tumorigenic potential upon transdifferentiation from keratinocytic into melanocytic lineage.</a> Scientific Reports. 6, 28891 (2016).</li><li>Majumdar, G., Vera, S., Elam, M. B., Raghow, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+streamlined+protocol+for+extracting+RNA+and+genomic+DNA+from+archived+human+blood+and+muscle.">A streamlined protocol for extracting RNA and genomic DNA from archived human blood and muscle.</a> Analytical Biochemistry. 474, 25-27 (2015).</li><li>Bachman, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Reverse-transcription+PCR+(RT-PCR).">Reverse-transcription PCR (RT-PCR).</a> Methods in Enzymology. 530, 67-74 (2013).</li><li>Donaldson, J. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Immunofluorescence+staining.">Immunofluorescence staining.</a> Current Protocols in Cell Biology. 69 (1), 1-7 (2015).</li><li>Yin, 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=Non-viral+vectors+for+gene-based+therapy.">Non-viral vectors for gene-based therapy.</a> Nature Reviews. Genetics. 15 (8), 541-555 (2014).</li></ol>

Virüsün kalitesi, bu protokolde melanositlere doğrudan yeniden programlamanın başarısı için çok önemlidir. Bu protokoldeki virüsleri paketleme ve yoğunlaştırma yöntemi basit ve tekrarlanması kolaydır ve başka herhangi bir yardımcı konsantre reaktife dayanmaz. Bu protokol çoğu laboratuvarda başarıyla takip edilebilir. Konsantre virüsün kalitesini sağlamak için, aşağıdaki noktalara özel dikkat gösterilmesi gerekir. Birincisi, HEK-293T'nin hücre durumudur. HEK-293T hücreleri ölümsüzleş...

Vitiligo, etkilenen bireylerin fiziksel ve zihinsel sağlığını ciddi şekilde etkileyen bir cilt hastalığıdır. Metabolik anormallikler, oksidatif stres, inflamatuar mediatörlerin oluşumu, hücre dekolmanı ve otoimmün yanıt gibi çeşitli nedenlerden dolayı, fonksiyonel melanositler kaybolur ve melanin salgılanması durdurulur ve vitiligo 1,2'nin gelişmesine yol açar. Bu durum yaygın olarak görülür ve özellikle yüzünde sorunludur. Ana tedavi kortikosteroidlerin ve immünomodülatörlerin sistemik kullanımıdır. Fototerapi sistemik veya lokal hastalıklarda kullanılabilmekte olup, delikli deri nakli ve otolog melanosit transplantasyonu gibi cerrahi tedaviler vardır 3,4,5. Bununla birlikte, ilaç tedavisi ve fototerapi kullanan hastalar nüksetmeye eğilimlidir ve bu tedavilerin uzun vadeli terapötik etkileri zayıftır. Cerrahi tedavi travmatiktir ve sadece orta derecede etkilidir 2,6. Bu nedenle vitiligo için yeni ve etkili bir tedavi stratejisine ihtiyaç vardır.
İndüklenmiş pluripotent kök hücrelerin (iPSC'ler) yeniden programlanması, bu hücreleri terminal durumlarından pluripotent bir duruma çevirir, bu da transkripsiyon faktörleri, Oct4, Sox2, Klf4 ve c-Myc7 tarafından aracılık edilen bir süreçtir. Bununla birlikte, tümörojenisite olasılığı ve uzun üretim süresi nedeniyle, bu teknoloji klinik ortamlara uygulandığında şüphecilikle karşılanmıştır8. Doğrudan yeniden programlama, bir terminal hücresi türünün başka bir terminal hücresi türüne dönüşmesini sağlayan bir teknolojidir9. Bu işlem uygun transkripsiyon faktörleri ile elde edilir. Kardiyomiyositler10, nöronlar 11 ve koklear saç hücreleri12 dahil olmak üzere çeşitli hücreler doğrudan başarıyla yeniden programlanmıştır. Bazı araştırmacılar, cilt dokusunu doğrudan in situ olarak yeniden programlamışlardır, bu da yara onarımı için kullanılabilir13. Doğrudan yeniden programlamanın avantajları arasında daha az bekleme süresi ve maliyeti, daha düşük kanser riski, daha az etik sorun ve hücre kaderinin belirlenmesinin altında yatan mekanizmanın daha iyi anlaşılmasıyer almaktadır 9.
Doğrudan yeniden programlama yöntemi yaygın olarak kullanılmasına rağmen, özellikle14,15 olarak kabul edilecek çok sayıda transkripsiyon faktörü nedeniyle, cilt hücrelerinin melanositlere doğrudan yeniden programlanması için şu anda kesin bir yöntem yoktur. Transkripsiyon faktörleri, Mitf, Sox10 ve Pax3, cilt hücrelerinin melanositlere doğrudan yeniden programlanması için kullanılmıştır14. Buna karşılık, MITF, PAX3, SOX2 ve SOX9'un kombinasyonu, başka bir çalışmada cilt hücrelerinin insan melanositlerine doğrudan yeniden programlanması için de kullanılmıştır15. Bu protokolde, farklı bir tarama yönteminin kullanılmasına rağmen, daha önce tarif edildiği gibi cilt hücrelerinin melanositlere doğrudan yeniden programlanması için Mitf, Sox10 ve Pax3 kombinasyonu ile aynı sonuç elde edilmiştir14. Diğer cilt hücrelerinden melanosit üretmek için bir sistem geliştirmek, vitiligo hastalarının diğer cilt hücrelerini melanositlere dönüştürmek için bir şema sağlayabilir. Bu nedenle, melanositleri başarılı bir şekilde üretmek için bu doğrudan yeniden programlama için basit ve etkili bir yöntem oluşturmak çok önemlidir.

<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>0.05% Trypsin-EDTA</td>
			<td>Gibco</td>
			<td>25300-062</td>
			<td>Stored at -20 &#176;C</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>0.45 &#956;M filter</td>
			<td>Millipore</td>
			<td>SLHVR33RB</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>5 mL polystyrene round bottom tube</td>
			<td>Falcon</td>
			<td>352052</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>95%/100% ethanol</td>
			<td>LANBAO</td>
			<td>210106</td>
			<td>Stored at RT</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Adenine</td>
			<td>Sigma</td>
			<td>A2786</td>
			<td>Stock concentration 40 mg/mL 
			Final concentration 24 &#181;g/mL</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Alexa Fluor 555 Goat anti-Mouse IgG2a</td>
			<td>Invitrogen</td>
			<td>A21137</td>
			<td>Dilution of 1:500 to use</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Antibiotics(Pen/Strep)</td>
			<td>Gibco</td>
			<td>15140-122</td>
			<td>Stored at -20 &#176;C</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Anti-TRP1/TYRP1 Antibody</td>
			<td>Millipore</td>
			<td>MABC592</td>
			<td>Host/Isotype: Mouse IgG2a 
			Species reactivity: Mouse/Human 
			Dilution of 1:200 to use</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Anti-TRP2/DCT Antibody</td>
			<td>Abcam</td>
			<td>ab74073</td>
			<td>Host/Isotype: Rabbit IgG 
			Species reactivity: Mouse/Human Dilution of 1:200 to use</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>CHIR99021</td>
			<td>Stemgent</td>
			<td>04-0004</td>
			<td>Stock concentration 10 mM 
			Final concentration 3 &#956;M</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Cholera toxin</td>
			<td>Sigma</td>
			<td>C8052</td>
			<td>Stock concentration 0.3 mg/mL 
			Final concentration 20 pM</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Cy3 Goat anti-Rabbit IgG (H+L)</td>
			<td>Jackson Immunoresearch</td>
			<td>111-165-144</td>
			<td>Dilution of 1:500 to use</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>DMEM (High glucose)</td>
			<td>HyClone</td>
			<td>SH30243.01</td>
			<td>Stored at 4 &#176;C</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>DMSO&#160;</td>
			<td>Sigma</td>
			<td>D2650</td>
			<td>Stored at RT</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>FBS</td>
			<td>Gibco</td>
			<td>10270-106</td>
			<td>Stored at -20 &#176;C 
			Heat-inactivated before use</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Gelatin</td>
			<td>Sigma</td>
			<td>G9391</td>
			<td>Stored at RT</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>GFP-PURO plasmids (Mitf, Sox10, Pax3, Sox2, Sox9 and Snai2)</td>
			<td>Hanheng Biological Technology Co., Ltd.</td>
			<td>pHBLPm003198 pHBLPm001143 pHBLPm002968 pHBLPm002981 pHBLPm004348 pHBLPm000325</td>
			<td>Stored at -20 &#176;C</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Hematoxylin</td>
			<td>Abcam</td>
			<td>ab220365</td>
			<td>Stored at RT</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Human EDN3</td>
			<td>American-Peptide</td>
			<td>88-5-10A</td>
			<td>Stock concentration 100 &#956;M 
			Final concentration 0.1 &#956;M</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Hydrocortisone</td>
			<td>Sigma</td>
			<td>H0888</td>
			<td>Stock concentration 100 &#181;g/mL 
			Final concentration 0.5 &#181;g/mL</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>L-DOPA</td>
			<td>Sigma</td>
			<td>D9628</td>
			<td>Stored at RT</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Lipofectamine 2000</td>
			<td>Invitrogen</td>
			<td>11668-019</td>
			<td>Transfection reagent, stored at 4 &#176;C</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Masson-Fontana staining kit</td>
			<td>Solarbio</td>
			<td>G2032</td>
			<td>Stored at 4 &#176;C</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Neutral balsam</td>
			<td>Solarbio</td>
			<td>G8590</td>
			<td>Stored at 4 &#176;C</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Paraformaldehyde</td>
			<td>Sigma</td>
			<td>P6148</td>
			<td>Stored at RT</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>PBS (-)</td>
			<td>Gibco</td>
			<td>C10010500BT</td>
			<td>Stored at RT</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Phorbol 12-myristate 13-acetate (TPA)</td>
			<td>Sigma</td>
			<td>P8139</td>
			<td>Stock concentration 1 mM 
			Final concentration 200 nM</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Polybrene</td>
			<td>Sigma</td>
			<td>H9268</td>
			<td>cationic polymeric transfection reagent; Stock concentration 8 &#956;g/&#181;L 
			Final concentration 4 ng/&#181;L</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Puromycin</td>
			<td>Gibco</td>
			<td>A11138-03</td>
			<td>Stored at -20 &#176;C</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Recombinant human bFGF</td>
			<td>Invitrogen</td>
			<td>13256-029</td>
			<td>Stock concentration 4 &#956;g/mL 
			Final concentration 10 ng/mL</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Recombinant human insulin</td>
			<td>Sigma&#160;</td>
			<td>I3536</td>
			<td>Stock concentration 10 mg/mL 
			Final concentration 5 &#181;g/mL</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Recombinant human SCF</td>
			<td>R&#38;D</td>
			<td>255-SC-010</td>
			<td>Stock concentration 200 &#956;g/mL 
			Final concentration 100 ng/mL</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>RPMI-1640</td>
			<td>Gibco</td>
			<td>11875-093</td>
			<td>Stored at 4 &#176;C</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Xylene</td>
			<td>Sigma</td>
			<td>1330-20-7</td>
			<td>Stored at RT</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

direct reprogramming of mouse fibroblasts into melanocytes

Melanositlerin fonksiyon kaybı, etkilenen bireylerin fiziksel ve zihinsel sağlığını ciddi şekilde etkileyen vitiligoya yol açar. Halen, vitiligo için etkili bir uzun süreli tedavi yoktur. Bu nedenle, vitiligo için uygun ve etkili bir tedavi geliştirmek zorunludur. Cilt hücrelerinin melanositlere doğrudan yeniden programlanması için rejeneratif tıp teknolojisi, vitiligo'nun umut verici yeni bir tedavisi gibi görünmektedir. Bu, vitiligolu hastalarda melanosit kaybını iyileştirmeye yardımcı olmak için hastanın cilt hücrelerinin fonksiyonel melanositlere doğrudan yeniden programlanmasını içerir. Bununla birlikte, bu yöntemin önce fareler üzerinde test edilmesi gerekir. Doğrudan yeniden programlama yaygın olarak kullanılmasına rağmen, melanositlere doğrudan yeniden programlama için net bir protokol yoktur. Dahası, mevcut transkripsiyon faktörlerinin sayısı çok fazladır. 
Burada, cilt hücrelerini melanositlere yeniden programlamak için seçilen transkripsiyon faktörlerini üretmek için Sox10, Mitf, Pax3, Sox2, Sox9 ve Snai2 dahil olmak üzere konsantre bir lentivirüs paketleme sistemi protokolü sunulmaktadır. Fare embriyonik fibroblastları (MEF'ler), MEF'lerin in vitro olarak indüklenmiş melanositlere (iMel'ler) doğrudan yeniden programlanması için tüm bu transkripsiyon faktörleri için konsantre lentivirüs ile enfekte olmuştur. Ayrıca, bu transkripsiyon faktörleri tarandı ve sistem melanositlere doğrudan yeniden programlama için optimize edildi. iMel'lerde melaninin karakteristik belirteçlerinin gen veya protein seviyesinde ekspresyonu önemli ölçüde artmıştır. Bu sonuçlar, fibroblastların melanositlere doğrudan yeniden programlanmasının vitiligo için başarılı bir yeni terapötik strateji olabileceğini ve fibroblastların in vivo melanositlere doğrudan yeniden programlanması için temel oluşturacak melanosit gelişim mekanizmasını doğrulayabileceğini düşündürmektedir.

Bu makalede, fibroblastların melanositlere doğrudan yeniden programlanması için transkripsiyon faktörlerinin lentivirüsünü üretmek için konsantre bir lentivirüs paketleme sisteminin protokolleri ve transkripsiyon faktörlerinin taranması ve melanositlerin MEF'lerden doğrudan yeniden programlanması için protokoller bulunmaktadır.
Konsantre lentivirüs üretiminin başarısı, GFP'nin floresan yoğunluğunu gözlemleyerek (Şekil 1A) veya HEK-293T h?...

Watch this Scientific Journal Video about Direct Reprogramming of Mouse Fibroblasts into Melanocytes at JoVE.com

Direct Reprogramming of Mouse Fibroblasts into Melanocytes

Burada, melanositler için optimize edilmiş bir doğrudan yeniden programlama sistemi ve sorunsuz doğrudan yeniden programlama sağlayan yüksek verimli, konsantre bir virüs paketleme sistemi açıklanmaktadır.

Fare Fibroblastlarının Melanositlere Doğrudan Yeniden Programlanması

The loss of function of melanocytes leads to vitiligo, which seriously affects the physical and mental health of the affected individuals. Presently, ...

Melanositler üretmek için doğrudan yeniden programlama bildirilmiştir. Bununla birlikte, farklı çalışmalarda çeşitli transkripsiyon faktörleri kullanılmaktadır. Bu protokolde, transkripsiyon faktörü sayısını hala daha yüksek yeniden programlama verimliliği ile doğruladık ve azalttık.Sadece üç transkripsiyon faktörü olan Mitf, Sox10 ve PAX3'ü kullanarak melanositler üretmek için doğrudan bir yeniden programlama sistemi kurduk ve kültür sistemini daha kararlı ve sağlam hale getirmek için değiştirdik. Fonksiyonel melanositlerin nasıl yenileneceği, vitiligo gibi depigmentasyon hastalıkları için tedavi sınırlamalarının ele alınmasına yardımcı olabilecek önemli bir sorudur. Doğru yeniden programlama, ileriye dönük bir teknik sağlar Tekniğimiz, tanıtılması ve tekrarlanması daha kolay olan kolaylık, güçlü çalışabilirlik ve kararlılık özelliklerine sahiptir.Konsantre lentivirüsün üretimine başlamak için, 6 HEK-293T hücresine 1,5 kez 10 kez 60 milimetrelik bir kaba yerleştirin ve normal ortama sahip hücreleri% 5 karbondioksit içeren nemlendirilmiş bir inkübatörde 37 santigrat derecede kültürleyin. Kuluçkadan 24 saat sonra, HEK-293T hücreleri% 80 ila% 90 akıcılığa ulaştığında, ortamı 3.5 mL DMEM ile değiştirin, ardından hücreleri iki saat boyunca% 5 karbondioksit içeren nemlendirilmiş bir inkübatörde 37 santigrat derecede inkübe edin. Hücreleri inkübatörden çıkardıktan sonra, ortamı% 2 FBS içeren DMEM ile değiştirin ve taze hazırlanmış transfeksiyon kompleksi karışımını hücrelere damla damla bir şekilde ekleyin.Sıvı karışımı nazikçe karıştırın. Sekiz saatin sonunda, hücre ortamını 3.5 mL normal ortam ile değiştirin. Virüs süpernatantını 24 ve 48 saatte toplayın.Daha sonra, iki farklı zaman noktasında toplanan virüs süpernatantlarını karıştırın ve karışımı dört santigrat derecede beş dakika boyunca 200 xg'de santrifüj edin. Daha sonra toplanan süpernatantı 50 mL'lik steril konik bir tüpte filtrat toplamak için 0.45 mikron filtrelerden geçirin. Filtrelenmiş virüs süpernatantını gece boyunca dört santigrat derecede 6.000 xg'de santrifüjleme ile konsantre edin.İşiniz bittiğinde, virüs peletinin konik tüpün dibinde görünür olduğundan emin olun. Süpernatantı yavaşça dökün. Virüs peletini normal ortamda, virüs süpernatantının 100th * hacminin bir tanesi ile çözmek için.Homojen bir 100x konsantre virüs karışımı elde edilene kadar yavaşça yukarı ve aşağı pipet yapmak için bir P1000 mikropipet kullanın. Konsantre virüsü 80 santigrat derecede saklamak için mikrosantrifüj tüplerine bölün. 5. HEK-293T hücrelerine 1 kez 10 kez altı delikli bir plakanın bir kuyucuğuna plaka yapın.Bu hücreleri% 5 karbondioksit içeren nemlendirilmiş bir inkübatörde 37 santigrat derecede normal ortamla kültürleyin. 24 saat sonra, her bir kuyucuğa 100x floresan konsantre virüsün 0.1 ila 0.2 mikrolitresini ekleyin. Bunu takiben, her bir kuyucuğa katyonik polimerik transfeksiyon reaktifinin mikrolitresi başına dört nanogram eklenmesi takip edilir.Virüs ile enfeksiyondan yaklaşık sekiz ila on iki saat sonra, ortamı normal ortamla değiştirin. Enfeksiyondan kırk sekiz saat sonra, ölü hücreleri çıkarmak için bulaşığı 1 mL steril PBS ile yıkayın. Daha sonra, oda sıcaklığında altı delikli bir plakanın kuyucuğu başına 250 mikrolitre% 0.05 tripsin-EDTA çözeltisi kullanarak hücreleri tripsinize edin.Plakayı dört santigrat derecede beş dakika boyunca 200 xg'de santrifüj yapın. Süpernatanı çıkardıktan sonra, hücre peletini bir mL PBS içinde tekrar askıya alın ve hücre süspansiyonunu beş mL'lik polistiren yuvarlak tabanlı bir tüpe ekleyin. Ardından, numuneyi analiz etmek için tüpü akış sitometresine yerleştirin.Fibroblastların doğrudan yeniden programlanması için, altı kuyucuklu bir hücre kültürü plakasının bir kuyucuğunu, oda sıcaklığında 1 mL% 0.1 jelatin çözeltisi ile kaplayın. 15 ila 30 dakika sonra, kuyu tamamen jelatin ile kaplandığında,% 0.1 jelatin çözeltisini aspire edin. Daha sonra, 4. fare embriyonik fibroblastlarına veya MEF'lere 5 kez 10 kez,% 0.1 jelatin ile kaplanmış altı kuyucuklu bir plakanın bir kuyucuğuna plakalayın ve% 5 karbondioksit içeren nemlendirilmiş bir inkübatörde hücreleri 37 santigrat derecede normal ortamla gece boyunca kültürleyin.24 saat sonra, MEF'ler% 40 ila% 50 akıcılığa ulaştığında, ortamı normal ortamla değiştirin. Daha sonra, donmuş, konsantre virüsü buz üzerinde eritin. Denklemi kullanarak eklenecek virüsün hacmini hesaplayın ve ardından hesaplanan hacme göre altı transkripsiyon faktörü için konsantre virüsü her bir kuyucuğa ekleyin.Katyonik polimerik transfeksiyon ajanının mL'si başına dört mikrogramı kuyucuğa ekleyin. Bunu lentivirüs enfeksiyonunun sıfır günü olarak düşünün. İlk gün, 8 ila 12 saatlik enfeksiyondan sonra, virüsü içeren ortamı taze normal ortamla değiştirin, kararlı enfekte hücre hatlarını taramak için mL puromisin başına 0.5 mikrogram ekleyin.İkinci günde, enfeksiyondan 48 saat sonra, süpernatant ortamı yavaş yavaş yeniden programlama ortamı ile değiştirin. Üç mikromolar CHIR99021 eklemeden önce toplam orta hacmin dörtte birini değiştirin. Üçüncü günden yedinci güne kadar, hücrelerin durumuna bağlı olarak, beş gün içinde tam yeniden programlama ortamına geçmek için ortamı kademeli olarak daha yüksek oranda yeniden programlama ortamıyla değiştirerek ortamı değiştirin.Daha sonra, hücreleri oda sıcaklığında üç dakika boyunca 500 mikrolitre% 0.05 tripsin-EDTA sindirim enzimi ile ayırın. Hücrelerin yaklaşık yüzde altmışı yüzdüğünde, sindirim enziminin hacminin iki katı olan normal ortamı ekleyerek sindirimi durdurun. Hücre süspansiyonunu 15 mL'lik steril konik bir tüpte toplayın ve dört santigrat derecede beş dakika boyunca 200 xg'de santrifüj yapın.Hücre peletini yeniden programlama ortamıyla yeniden askıya almadan önce süpernatantı çıkarın. İşiniz bittiğinde, yeniden askıya alınan hücreleri 60 milimetrelik steril bir kapta tabaklayın. Hücreleri nemlendirilmiş% 5 karbondioksit inkübatöründe 37 santigrat derecede kültürleyin.HEK-293T hücrelerinde kırk sekiz saatlik lentivirüs enfeksiyonundan sonra, konsantre lentivirüs üretiminin başarısı, GFP'nin floresan yoğunluğunu gözlemleyerek veya akış sitometrisi ile değerlendirildi. Konsantre virüsün titresinin 10 ila 8. TU / mL'de yüksek olduğu bulundu. Fibroblastların doğrudan yeniden programlanması sırasında, hücre morfolojisi yavaş yavaş uzatılmış hücre sinapsına ve genişlemiş hücre çekirdeklerine dönüştü.Bununla birlikte, hücreler yirmi günden sonra giderek yaşlanır. Transkripsiyon faktörlerinin, Mitf, Pax3 veya Sox10'un çıkarılması, melanositik genlerin, Tyr, Tyrp1 ve Mlana'nın ekspresyonunun susturulmasıyla sonuçlandı ve bu da fibroblastın melanositlere dönüşümü üzerindeki en büyük etkiyi gösterdi. Bu nedenle, üç transkripsiyon faktörü ile doğrudan programlama tarafından indüklenen melanositik genlerin ekspresyonu, altı transkripsiyon faktörü ile karşılaştırıldığında daha yüksekti.MEF ile indüklenen melanositleri veya iMel'leri tanımlamak için, melanositik belirteçlerin, TYRP1 ve DCT'nin ekspresyonu, immünofloresan boyama kullanılarak tespit edildi. Ayrıca, DOPA ve Masson-Fontana boyama gibi melanine özgü boyama yöntemleri olumlu sonuçlar göstermiştir. 293T hücreleri eşit olarak dağıtılmalıdır.Ayrıca, hücrelere transfeksiyon karışımının eklenmesi, hücrelerin yüzmesini önlemek için nazikçe yapılmalıdır. Protokol kararlı ve pratiktir ve diğer hücre türlerini yeniden programlamak için kullanılabilir. Gelecekteki tıpta melanosit rejenerasyonunda in vivo doğrudan yeniden programlama için bir referans ve strateji sağlamayı beklemektedir.

Research

Education

JoVE Core

JoVE Journal

Anatomy and Physiology

Developmental Biology

Unit 1

The Integumentary System

SCIENTISTS IN ACTION

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

Nöral Analizi Yetişkin Fare V-SVZ&#39;una Hücre istikrarlı ve verimli Genetik Modifikasyon Kök Hücre Özerk ve Non-özerk Etkileri

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

Methods for Precisely Localized Transfer of Cells or DNA into Early Postimplantation Mouse Embryos

Erken Postimplantation Fare Embriyolar içine Hücreleri veya DNA Kesinlikle lokalize Transferi Yöntemleri

Manipulation and culture of early mouse embryos is a powerful yet largely under-utilized technology enhancing the value of this model system. Conversely, ...

Feeder-free Derivation of Melanocytes from Human Pluripotent Stem Cells

Insan pluripotent kök hücreleri gelen melanosit besleyici içermeyen türetilmesi

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

Kinetic Measurement and Real Time Visualization of Somatic Reprogramming

Somatik yeniden programlanması Kinetik Ölçümü ve Gerçek Zamanlı Görselleştirme

Somatic reprogramming has enabled the conversion of adult cells to induced pluripotent stem cells (iPSC) from diverse genetic backgrounds and disease ...

Protocol for the Direct Conversion of Murine Embryonic Fibroblasts into Trophoblast Stem Cells

Trofoblast Kök Hücre içine Fare Embriyonik Fibroblastlar Doğrudan Dönüşüm Protokolü

Trophoblast stem cells (TSCs) arise as a consequence of the first cell fate decision in mammalian development. They can be cultured in vitro, retaining ...

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

Transkripsiyon Faktörleri ile fare embriyonik fibroblastlar yeniden programlama bir Hemogenic Programı tetikleyebilecek

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

Establishment of Proliferative Tetraploid Cells from Nontransformed Human Fibroblasts

Transforme İnsan Fibroblastlar gelen Proliferatif Tetraploid Hücreleri kurulması

Polyploid (mostly tetraploid) cells are often observed in preneoplastic lesions of human tissues and their chromosomal instability has been considered to ...

Conditional Reprogramming of Pediatric Human Esophageal Epithelial Cells for Use in Tissue Engineering and Disease Investigation

Doku Mühendisliği ve Hastalık Soruşturma Kullanılmak Üzere Pediatrik İnsan Özofagus Epitel Hücreleri koşullu yeniden programlanması

Identifying and expanding patient-specific cells in culture for use in tissue engineering and disease investigation can be very challenging. Utilizing ...

Assessing Cardiomyocyte Subtypes Following Transcription Factor-mediated Reprogramming of Mouse Embryonic Fibroblasts

Fare embriyonik fibroblastlar transkripsiyon faktör aracılı yeniden programlanması sonra kardiyomiyosit alt tiplerini değerlendirilmesi

Direct reprogramming of one cell type into another has recently emerged as a powerful paradigm for regenerative medicine, disease modeling, and lineage ...

Reprogramming Primary Amniotic Fluid and Membrane Cells to Pluripotency in Xeno-free Conditions

Birincil amniyotik sıvı ve membran hücreler Pluripotent Xeno-Alerjik koşullarında için yeniden programlama

Autologous cell-based therapies got a step closer to reality with the introduction of induced pluripotent stem cells. Fetal stem cells, such as amniotic ...