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操作規(guī)程
試析全新化學(xué)重編程人多能干細(xì)胞技術(shù)對(duì)類器官實(shí)驗(yàn)技術(shù)應(yīng)用的推動(dòng)作用
一、細(xì)胞可獲得性對(duì)構(gòu)建組織類器官實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的挑戰(zhàn)
類器官(Organoids)是指一種或多種由干細(xì)胞衍生的、具有器官特異性細(xì)胞增殖分化、3D空間自我組裝生成的類似于目標(biāo)組織器官結(jié)構(gòu)的體外培養(yǎng)物。這些有組織的細(xì)胞簇不僅保留了源組織的基因型和表型,可在一定程度上模擬組織器官基本結(jié)構(gòu)、內(nèi)細(xì)胞間及細(xì)胞與基質(zhì)間的相互作用,還能發(fā)揮其對(duì)應(yīng)功能(如過(guò)濾、神經(jīng)活動(dòng)、收縮、排泄等生理活動(dòng)), 因此命名為類器官。類器官在結(jié)構(gòu)和表觀遺傳學(xué)方面都與源組織器官具有高度生物相關(guān)性和遺傳穩(wěn)定性,能進(jìn)行長(zhǎng)期、穩(wěn)定的傳代培養(yǎng)。它解決了人體大腦、胚胎、心臟等組織樣本的穩(wěn)定來(lái)源和實(shí)驗(yàn)倫理學(xué)限制問(wèn)題,使以前無(wú)法進(jìn)行的研究成為可能。類器官可作為研究組織器官發(fā)育,藥物有效性和安全評(píng)價(jià),癌癥、傳染性疾病、神經(jīng)系統(tǒng)病變及其他疾病病理機(jī)制研究和再生醫(yī)學(xué)(regenerative medicine)研究的可靠工具。目前,不僅多種組織腫瘤類器官技術(shù)已商品化,大腦、心臟、腸道、腎臟、肺和視網(wǎng)膜等類器官模型也開(kāi)發(fā)和投入應(yīng)用。
2017年,類器官被《自然方法》(Nature Methods)雜志評(píng)選為推動(dòng)生物學(xué)發(fā)展最受矚目、影響力最大的年度生命科學(xué)技術(shù)方法。美國(guó)FDA則表示,類器官作為非動(dòng)物測(cè)試技術(shù)類藥物測(cè)試平臺(tái)有望獲得批準(zhǔn)。
從報(bào)道看,類器官的組織細(xì)胞材料中,一部分是直接采集人組織、實(shí)驗(yàn)動(dòng)物成體多能干細(xì)胞(adult pluripotent stem cells, aPSCs),或胚胎干細(xì)胞(embryonic stem cells, ESCs) ,然后在3D 培養(yǎng)基中培養(yǎng)成正常類器。但實(shí)驗(yàn)動(dòng)物、人成體細(xì)胞經(jīng)重編程生成的誘導(dǎo)多能干細(xì)胞(induced pluripotent stem cell,iPSC)才是主渠道來(lái)源。沒(méi)有多能干細(xì)胞這一墻磚,類器官技術(shù)這一萬(wàn)丈高樓難以挺拔矗立。
細(xì)胞的多能性(pluripotency)是指一種細(xì)胞可以分化為所有體細(xì)胞類型的潛能。
細(xì)胞命運(yùn)的決定與可塑性理論,強(qiáng)調(diào)的是基因表達(dá)的動(dòng)態(tài)調(diào)控和表觀遺傳機(jī)制的重要作用。20世紀(jì)60年代,科學(xué)家通過(guò)核移植技術(shù)發(fā)現(xiàn),體細(xì)胞核能夠在卵細(xì)胞的細(xì)胞質(zhì)環(huán)境中被重新編程生成具有多能性胚胎。說(shuō)明,細(xì)胞所處微環(huán)境因素同樣對(duì)細(xì)胞命運(yùn)的決定和可塑性過(guò)程扮演著極關(guān)鍵的角色。這為通過(guò)重塑細(xì)胞微環(huán)境、調(diào)控細(xì)胞基因轉(zhuǎn)錄以驅(qū)動(dòng)細(xì)胞重編程實(shí)現(xiàn)細(xì)胞命運(yùn)逆轉(zhuǎn)的科學(xué)探索指明了方向。
2006年,日本科學(xué)家山中伸彌(Shinya Yamanaka)發(fā)現(xiàn),通過(guò)轉(zhuǎn)染和表達(dá)Oct4,Sox2,Klf4和c-Myc四個(gè)關(guān)鍵基因的轉(zhuǎn)錄因子(OSKM組合),可將小鼠皮膚成纖維細(xì)胞重新編程為誘導(dǎo)性多能干細(xì)胞(induced pluripotent stem cell, iPSC)。隨后,OSKM組合應(yīng)用于人iPSCs的誘導(dǎo)取得成功,開(kāi)辟了體細(xì)胞重編程的新紀(jì)元。山中伸彌也因此成就榮膺2012年的諾貝爾生理與醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)。
iPSC源自人體成體細(xì)胞,有效避開(kāi)使用卵細(xì)胞或胚胎所帶來(lái)的倫理難題。因iPSC在細(xì)胞替代性治療、發(fā)病機(jī)制研究、新藥篩選等方面具有巨大潛力。因此,通過(guò)病毒轉(zhuǎn)染細(xì)胞表達(dá)OSKM轉(zhuǎn)錄因子對(duì)細(xì)胞重編程而恢復(fù)體細(xì)胞的多能性這一技術(shù)及商業(yè)化成果——CytoTune-iPS 2.0 仙臺(tái)病毒重編程試劑盒,獲得空前廣泛應(yīng)用。
然而,近十余年的OSKM誘導(dǎo)重編程實(shí)踐表明,轉(zhuǎn)錄因子過(guò)表達(dá)方法很難精確操控重編程過(guò)程,部分重編程的不完全性,誘導(dǎo)效率低。許多通過(guò)OSKM誘導(dǎo)獲得的iPSC品系無(wú)法正常分化。而轉(zhuǎn)錄因子中的c-Myc原癌基因的致癌性并可能導(dǎo)致隨機(jī)的基因整合和潛在的致癌基因表達(dá)等問(wèn)題,早就引起了科學(xué)家的關(guān)注并已有共識(shí)。甚至有學(xué)者認(rèn)為,人們目前對(duì)iPSC技術(shù)調(diào)控網(wǎng)絡(luò)機(jī)制的了解并不完全。
OSKM組合技術(shù)路線的操作固然相對(duì)簡(jiǎn)單,容易上手。但其中一個(gè)貌似不起眼的技術(shù)細(xì)節(jié)卻不容忽視——病毒載體的應(yīng)用。
我國(guó)《病原微生物名錄及生物安全評(píng)價(jià)(病毒)》文件中,對(duì)不同類型的病毒實(shí)驗(yàn)材料的實(shí)驗(yàn)活動(dòng)所需實(shí)驗(yàn)室生物安全防護(hù)要求已有明確規(guī)定(見(jiàn)表1)。
表1 常用轉(zhuǎn)基因病毒載體工具實(shí)驗(yàn)操作的生物安全登記管理規(guī)定
中文名 | 危害分類 | 不同實(shí)驗(yàn)活動(dòng)所需實(shí)驗(yàn)室生物安全級(jí)別 | ||||
活病毒培養(yǎng)/核酸提取 | 動(dòng)物感染 | 未滅活樣本檢測(cè) | 已滅活材料操作 | 重組病毒 | ||
腺病毒相關(guān)病毒 (Adenovirus-associated virus, AAV) | 第三類 | BSL-2 | ABSL-2 | BSL-2 | BSL-1 | BSL-2 |
逆轉(zhuǎn)錄病毒科慢病毒 (Lentivirinae, Lvis) | 第三類 | BSL-2 | ABSL-2 | BSL-2 | BSL-1 | / |
仙臺(tái)病毒(Sendai virus) | 第三類 | BSL-2 | ABSL-2 | BSL-2 | BSL-1 | BSL-2 |
為對(duì)各級(jí)生物安全實(shí)驗(yàn)室有效管理,北京市目前執(zhí)行《北京市病原微生物實(shí)驗(yàn)室及實(shí)驗(yàn)活動(dòng)備案管理辦法(試行)》的規(guī)定。該《辦法》中包括有如下內(nèi)容:
第四條 實(shí)驗(yàn)室實(shí)行分級(jí)管理。根據(jù)實(shí)驗(yàn)室對(duì)病原微生物的生物安全防護(hù)水平,依照實(shí)驗(yàn)室生物安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定,將實(shí)驗(yàn)室分為生物安全一級(jí)、生物安全二級(jí)、生物安全三級(jí)、生物安全四級(jí)(以下簡(jiǎn)稱一級(jí)、二級(jí)、三級(jí)、四級(jí))。
第五條 一級(jí)和二級(jí)實(shí)驗(yàn)室由實(shí)驗(yàn)室的設(shè)立單位根據(jù)國(guó)家法律法規(guī)及生物安全防護(hù)原則,參照《北京市生物安全一級(jí)(BSL-1)和生物安全二級(jí)(BSL-2)實(shí)驗(yàn)室基本要求(試行)》進(jìn)行自我評(píng)估,確認(rèn)實(shí)驗(yàn)室級(jí)別。
第六條 新建一級(jí)、二級(jí)實(shí)驗(yàn)室應(yīng)自正式啟用之日起30日內(nèi),由實(shí)驗(yàn)室的設(shè)立單位向?qū)嶒?yàn)室所在地的區(qū)縣衛(wèi)生行政部門進(jìn)行備案。
第八條 區(qū)縣衛(wèi)生行政部門應(yīng)在收到申請(qǐng)單位的備案申請(qǐng)之日起20個(gè)工作日內(nèi)完成備案材料的形式審核。
對(duì)審核通過(guò)者,向申請(qǐng)單位發(fā)放《北京市病原微生物實(shí)驗(yàn)室及實(shí)驗(yàn)活動(dòng)備案通知書》,予以備案。
綜合國(guó)家和北京市兩個(gè)規(guī)范性文件內(nèi)容可知,對(duì)腺病毒相關(guān)病毒、慢病毒和仙臺(tái)病毒的活性實(shí)驗(yàn)材料的操作須在BSL-2級(jí)生物安全防護(hù)等級(jí)的實(shí)驗(yàn)室環(huán)境下進(jìn)行。這對(duì)于不具備BSL-2實(shí)驗(yàn)條件的研究單位而言,限制了其獨(dú)立實(shí)施病毒OSKM轉(zhuǎn)染重編程操作的可行性。
既不違?,F(xiàn)行實(shí)驗(yàn)室生物安全管理規(guī)定,又要確保類器官實(shí)驗(yàn)技術(shù)平臺(tái)將來(lái)絲滑開(kāi)展工作,則選擇非病毒型成體細(xì)胞重編程賽道是勢(shì)在必行。
二、類器官細(xì)胞來(lái)源新途徑——化學(xué)重編程誘導(dǎo)人多能干細(xì)胞 (hCiPSC)
目前,將發(fā)育成熟的體細(xì)胞逆轉(zhuǎn)為多能干細(xì)胞的辦法有三種,即基于體細(xì)胞核移植技術(shù)的克隆法、基于轉(zhuǎn)錄因子的病毒重編程法和由北京大學(xué)鄧宏魁教授領(lǐng)銜科研團(tuán)隊(duì)發(fā)明的人化學(xué)誘導(dǎo)多能干細(xì)胞(human pluripotent stem cells, hCiPSCs)技術(shù)。
將體細(xì)胞誘導(dǎo)到多能狀態(tài)的化學(xué)重編程技術(shù)的雛形最早于2013年《Science》公開(kāi)報(bào)道。這一科學(xué)發(fā)明的產(chǎn)生靈感源泉、技術(shù)迭代情況、臨床成功應(yīng)用等大量報(bào)道,讀者可以輕松從北大官方及第三方信息平臺(tái)獲取,本文不作贅述。
化學(xué)重編程技術(shù)則利用化學(xué)小分子模擬外界信號(hào)刺激,以更加靈活可控的方式,促進(jìn)細(xì)胞命運(yùn)分階段、有序調(diào)控。以CHIR-99021、616452、TTNPB及JNK-IN-8等為代表的具有生物學(xué)功能活性的小分子化合物,可直接穿過(guò)細(xì)胞膜進(jìn)入細(xì)胞發(fā)揮再生基因LIN28A激活、抑制JNK信號(hào)通路而成功將人類體細(xì)胞從緊密鎖定的分化狀態(tài)中釋放出來(lái),實(shí)現(xiàn)人體細(xì)胞逆向發(fā)育,將其誘導(dǎo)回前體細(xì)胞狀態(tài),從而重啟人體細(xì)胞的再生潛能。研究團(tuán)隊(duì)已利用化學(xué)小分子實(shí)現(xiàn)了不同體細(xì)胞類型間的轉(zhuǎn)變,直接將皮膚細(xì)胞重編程為功能神經(jīng)元,建立了具有全能性功能特征的EPS細(xì)胞,還構(gòu)建了具有再生能力的新型類器官模型。
在細(xì)胞標(biāo)準(zhǔn)化制備方面,化學(xué)小分子具有操作簡(jiǎn)單,時(shí)空調(diào)控性強(qiáng),作用可逆,合成儲(chǔ)存方便,易于標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)等特點(diǎn)。因此,人CiPS細(xì)胞在標(biāo)準(zhǔn)化和規(guī)?;a(chǎn)方面有著不可替代的優(yōu)勢(shì)。這一原創(chuàng)技術(shù)有望成為高效制備各種功能細(xì)胞類型的通用底層技術(shù),為細(xì)胞治療及人造器官工程應(yīng)用所需細(xì)胞來(lái)源的可靠、安全保障開(kāi)辟了一條全新途徑。
三、高效快速的化學(xué)重編程系統(tǒng)生成人多能干細(xì)胞 (hCiPSC)實(shí)驗(yàn)流程
以下內(nèi)容從小分子儲(chǔ)備溶液和每個(gè)階段條件培養(yǎng)基的制備方法、體細(xì)胞的分離和培養(yǎng)、體細(xì)胞誘導(dǎo)及hCiPSC細(xì)胞系衍生的具體步驟都做了詳細(xì)描述。
實(shí)驗(yàn)中, 人脂肪來(lái)源的基質(zhì)細(xì)胞(human adipose derived stromal cells, hADSCs)和人成人皮膚成纖維細(xì)胞(human adult skin fibroblasts, hASFs)為起始細(xì)胞材料(資料來(lái)源:https://protocolexchange.researchsquare.com/article/pex-2226/v1)
一)實(shí)驗(yàn)所用試劑
英文品名 | 【參考備注】 |
DMEM (Gibco, C11965500BT) | DMEM高糖培養(yǎng)基【DMEM為基礎(chǔ)培養(yǎng)基, 可支持多種哺乳動(dòng)物細(xì)胞生長(zhǎng)。用DMEM已成功培養(yǎng)出包括原代成纖維細(xì)胞、神經(jīng)元、膠質(zhì)細(xì)胞、HUVEC、平滑肌細(xì)胞及 HeLa、293、Cos-7 和 PC-12 等多種細(xì)胞系】 |
Mesenchymal Stem Cell Growth Medium 2 (Promo Cell, C-28009) | 間充質(zhì)干細(xì)胞生長(zhǎng)培養(yǎng)基2 (MSCGM2)【用于人間充質(zhì)干細(xì)胞大規(guī)模培養(yǎng), 不誘導(dǎo)細(xì)胞分化】 |
KnockOut DMEM (Gibco, 10829018) | KnockOut D-MEM【一種基礎(chǔ)培養(yǎng)基, 經(jīng)優(yōu)化用于未分化胚胎干細(xì)胞及誘導(dǎo)型多能干細(xì)胞生長(zhǎng)】 |
GlutaMAX (Gibco, 35050-061) | Gibco GlutaMAX 補(bǔ)充劑【是L-谷氨酰胺的替代品, 包含在多種培養(yǎng)基配方中。GlutaMAX補(bǔ)充劑減少了有毒氨氣積累,改善細(xì)胞活力和生長(zhǎng), 可改善細(xì)胞健康狀況,適用于哺乳動(dòng)物細(xì)胞的貼壁和懸浮培養(yǎng)】 |
MEM Non-Essential Amino Acids Solution (NEAA) (Gibco, 11140050) | MEM非必需氨基酸溶液【用作細(xì)胞培養(yǎng)基添加劑, 可以提高細(xì)胞生長(zhǎng)和活性?!?/span> |
Penicillin-Streptomycin (Gibco, 15140-122) | 青霉素-鏈霉素混合溶液【內(nèi)含10000單位/mL青霉素和10000 μg/mL鏈霉素, 對(duì)革蘭陽(yáng)性細(xì)菌和革蘭陰性細(xì)菌具有有效的聯(lián)合抗菌作用】 |
Fetal Bovine Serum (FBS) (Vistech, VIS93526487) | 胎牛血清 |
Knockout Serum Replacement (KSR) (Gibco, 10828028) | Knockout 血清替代物【適用于多個(gè)物種胚胎干細(xì)胞 (ESC) 和誘導(dǎo)多能干細(xì)胞 (iPSC) 進(jìn)行無(wú)血清的滋養(yǎng)細(xì)胞依賴性培養(yǎng), 可直接替代現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)方案中的 FBS。與添加FBS 的培養(yǎng)基相比, 在添加 KnockOut SR 的培養(yǎng)基中培育時(shí), ES和iPS細(xì)胞出現(xiàn)的分化顯著更少, 種系傳遞能力應(yīng)該不會(huì)受到影響】 |
B27 supplement (Gibco, 17504-044) | B27添加劑【無(wú)血清添加劑,由抗氧化劑、蛋白、維生素和脂肪酸以最優(yōu)比例混合而成,可支持神經(jīng)細(xì)胞的培養(yǎng)】 |
AlbuMAX-II (Gibco, 11021-045) | AlbuMAX II 富含脂質(zhì)BSA【用于細(xì)胞培養(yǎng)的富含脂質(zhì)牛血清白蛋白】 |
mTeSR Plus Medium (STEMCELL, 100-0276) | 多能干細(xì)胞培養(yǎng)基【專為人類胚胎干細(xì)胞(ES)和誘導(dǎo)多能干細(xì)胞(iPS)設(shè)計(jì)的無(wú)血清、無(wú)飼養(yǎng)層維持培養(yǎng)基】 |
Collagenase IV (Gibco, 1963347) | 膠原酶IV |
0.25% Trypsin-EDTA (Gibco, 25200-056) | 胰蛋白酶-EDTA |
Accutase (Millipore, SCR005) | Accutase細(xì)胞解離溶液【Accutase含細(xì)胞解離的蛋白水解酶和膠原蛋白水解酶,可從標(biāo)準(zhǔn)組織培養(yǎng)塑料器具和粘附涂層塑料器具中常規(guī)解離細(xì)胞。用于誘導(dǎo)性多能干細(xì)胞(IPSC)解離或酶解成單個(gè)細(xì)胞】 |
ReLeSR (STEMCELL, 05872) | 干細(xì)胞集落解離液【一種無(wú)酶試劑用于將ES或iPS細(xì)胞集落解離為細(xì)胞聚集體,且無(wú)需對(duì)已發(fā)生分化的集落進(jìn)行手工挑選】 |
Matrigel (Corning, 354248) | Matrigel基底膜基質(zhì)【富含細(xì)胞外基質(zhì)蛋白,包括層粘連蛋白 (主要成分)、IV型膠原、硫酸乙酰肝素蛋白聚糖、巢蛋白和多種生長(zhǎng)因子】 |
CellAdhere Laminin-521 (STEMCELL, 77004) | 層粘連蛋白521【可與細(xì)胞表面的整合素、多聚糖等多種受體結(jié)合,其中整合素α6β1與Laminin高親和力結(jié)合,是Laminin的主要細(xì)胞粘附受體,直接決定Laminin對(duì)細(xì)胞貼壁能力的支持。LN521與細(xì)胞表面受體結(jié)合激活細(xì)胞信號(hào)通路,從而產(chǎn)生更多功能性細(xì)胞】 |
PBS (Corning, 05418005) | PBS緩沖液 |
DMSO(Dimethyl sulfoxide) (Sigma-Aldrich, D2650) | 二甲基亞砜【可在在細(xì)胞冷凍培養(yǎng)基中保護(hù)細(xì)胞免受冰晶引起的機(jī)械性損傷,常與BSA或FBS混合使用】 |
CHIR99021 (CHIR, C) (WUXI APPTEC) | 糖原合成酶激酶3β抑制劑【可誘導(dǎo)人胚胎干細(xì)胞向內(nèi)胚層分化】 |
616452 (6) (WUXI APPTEC) | 616452【一種轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子-β抑制劑】 |
TTNPB (N) (WUXI APPTEC) | TTNPB/Arotinoid Acid,即芳香維甲酸【視黃酸受體(retinoic acid receptor, RAR)是一種轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)因子,控制特定基因亞群的表達(dá),在細(xì)胞生長(zhǎng)、分化和器官發(fā)生中起重要作用的激動(dòng)劑,在小鼠肢芽細(xì)胞培養(yǎng)物中,可抑制軟骨生成】 |
SAG (WUXI APPTEC) | SAG (Smoothened Agonist)【一種細(xì)胞滲透性Smoothened (Smo)激動(dòng)劑】 |
EPZ5676 (MCE, HY-15593) | EPZ-5676即Pinometostat【一種有效 MV4-11 增殖抑制劑,誘導(dǎo)協(xié)同和持久的抗增殖作用,增加分化標(biāo)志物的表達(dá)和細(xì)胞凋亡】 |
Ruxolitinib (Ruxo) (Selleckchem, S1378) | Ruxolitinib即魯索利替尼【選擇性JAK1/2抑制劑,可誘導(dǎo)自噬并增強(qiáng)細(xì)胞凋亡。JAK/STAT信號(hào)通路是眾多細(xì)胞因子信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)的共同途徑,廣泛參與細(xì)胞增殖、分化、凋亡以及炎癥等過(guò)程】 |
3-deazaneplanocin A (DZNep) (WUXI APPTEC) | DZNep即3-去氮腺嘌呤A【一種有效的組蛋白甲基轉(zhuǎn)移酶 (histone methyltransferase,EZH2) 抑制劑。通過(guò)抑制EZH2的表達(dá),激活被抑制的腫瘤抑制基因,誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡】 |
Y-27632 (WUXI APPTEC) | 小分子抑制劑Y27632【Rho相關(guān)蛋白激酶小分子抑制劑,作用于Rho介導(dǎo)的應(yīng)力纖維的形成,抑制G1-S期細(xì)胞周期進(jìn)程和胞質(zhì)分裂。還能通過(guò)調(diào)節(jié)上皮-間充質(zhì)過(guò)渡樣誘導(dǎo)人多能干細(xì)胞選擇性地分化為間胚層譜系】 |
5-Azacytidine (5azaC, 5) (Sigma-Aldrich, A2385) | 5-氮雜胞苷【是DNA甲基轉(zhuǎn)移酶抑制劑(DNMT抑制劑),可以嵌入DNA/RNA上并作用DNA甲基轉(zhuǎn)移酶,使細(xì)胞中DNA甲基轉(zhuǎn)移酶活性的缺失和DNA去甲基化】 |
JNK-IN-8 (J) (Selleckchem, S4901) | JNK-IN-8【不可逆的JNK抑制劑,作用于JNK1,JNK2和JNK3激酶】 |
BIRB796 (BIRB) (Selleckchem, S1574) | 即Doramapimod【BIRB 796) 通常與炎癥有關(guān),是一種是一種抗炎化合物,通過(guò)抑制p38 MAPK而發(fā)揮生物活性】 |
SGC-CBP30 (CBP30) (Selleckchem, S7256) | SGC-CBP30【一種有效且高度選擇性的CBP/p300溴結(jié)構(gòu)域抑制劑,減少Th17細(xì)胞中IL-17A的分泌,并具有抗炎作用】 |
Dorsomorphin (DM) (MCE, HY-13418A) | Dorsomorphin【一種選擇性ATP 競(jìng)爭(zhēng)性的AMPK 抑制劑,可降低細(xì)胞中AMPK 磷酸化水平】 |
VTP50469 (Selleckchem, S8934) | VTP50469【一種高選擇性Menin-MLL相互作用抑制劑,將Menin從蛋白質(zhì)復(fù)合物中置換出來(lái)并抑制MLL的染色質(zhì)占據(jù)基因。MLL結(jié)合的喪失導(dǎo)致基因表達(dá)、分化和細(xì)胞凋亡發(fā)生變化】 |
Valproic acid sodium salt (VPA) (Sigma-Aldrich, P4543) | 丙戊酸【抗癲癇藥,可影響信號(hào)傳導(dǎo)通路,如Wnt/β-連環(huán)蛋白和ERK通路,干擾肌醇和花生四烯酸代謝,在細(xì)胞存活、轉(zhuǎn)錄調(diào)控、離子穩(wěn)態(tài)、信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)和細(xì)胞骨架修飾的基因表達(dá)中發(fā)揮作用】 |
Tranylcypromine (Tranyl, T) (Enzo, BML-EI217-0005) | 反苯環(huán)丙胺【一種抑制單胺氧化酶的抗抑郁藥),可抑制組蛋白去甲基化】 |
PD0325901 (WUXI APPTEC) | 即Mirdametinib【對(duì)ERK1和ERK2磷酸化抑制作用并誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡】 |
IWP-2 (Selleckchem, S7085) | IWP-2【W(wǎng)nt 加工和分泌的抑制劑,阻止關(guān)鍵的 Wnt 配體棕櫚糖基化,在數(shù)μM范圍即可抑制細(xì)胞的增殖】 |
SB590885 (Selleckchem, S2220) | SB590885【一種有效的Raf/VEGFR 激酶抑制劑】 |
L-Ascorbic acid 2-phosphate (Vc2P) (Sigma-Aldrich, A8960) | 維生素C磷酸酯【即-抗壞血酸-2-磷酸酯,可促進(jìn)膠原蛋白的合成】 |
LiCl (Sigma-Aldrich, L4408) | 氯化鋰【是糖原合成酶激酶 3β的高度選擇性抑制劑,通過(guò)抑制GSK-3β的活性,激活 Wnt/β-catenin 信號(hào)途徑。促進(jìn)大鼠骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞的增殖及向成骨細(xì)胞分化】 |
Nicotinamide (NAM) (Sigma-Aldrich, 72340) | 煙酰胺【組織培養(yǎng)基的營(yíng)養(yǎng)成分】 |
Recombinant Human FGF2 (oriGene, TP750002) | 重組人成纖維細(xì)胞生長(zhǎng)因子2【參與骨的愈合、軟骨修復(fù)、骨修復(fù)和神經(jīng)再生。也是一種有絲分裂促進(jìn)劑,能加速細(xì)胞增殖】 |
Recombinant Human Heregulinβ-1 (HRG) (PEPROTECH, 100-03) | 重組人 Heregulinβ-1【屬神經(jīng)調(diào)節(jié)蛋白(NRG)中I 型 NRG1,參與組織細(xì)胞的發(fā)育和成熟】 |
BMP4 (Stemimmune, HST-B4-0100) | 骨形態(tài)發(fā)生蛋白4(BMP-4)【是轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子 β 家族成員,從早期胚胎發(fā)生到胚胎發(fā)育期廣泛表達(dá),在軟骨和骨骼形成、中胚層誘導(dǎo)、牙齒發(fā)育、肢體形成和骨折修復(fù)中起重要作用】 |
AKT Kinase Inhibitor (AKTi) (MCE, HY-10249A) | 蛋白激酶B(PKB或Akt)【絲氨酸/蘇氨酸特異性蛋白激酶,在葡萄糖代謝,細(xì)胞凋亡,細(xì)胞增殖,轉(zhuǎn)錄和細(xì)胞遷移多種細(xì)胞過(guò)程中起關(guān)鍵作用。AKTi一種細(xì)胞滲透化合物,能選擇性抑制Akt1,Akt2和Akt3的活性】 |
SETD2-IN-1 (SET) (MCE, HY-136328) | EZM0414 (SETD2-IN-1)【對(duì)SETD2 甲基轉(zhuǎn)移酶活性具有靶向抑制作用,具有抗增殖作用】 |
5-Iodotubercidin (5ITU) (MCE, HY-15424) | 5-碘代殺結(jié)核菌素【腺苷激酶抑制劑,可通過(guò)激活磷酸化酶和糖原合成酶。也抑制 CK1、胰島素受體酪氨酸激酶、磷酸化酶激酶】 |
CX4945 (MCE, HY-50855) | 即Silmitasertib【選擇性的CK2抑制劑,下調(diào)CK2 表達(dá),抑制CK2介導(dǎo)的 PI3K/Akt/mTOR 信號(hào)通路的激活,誘導(dǎo)血液腫瘤細(xì)胞毒性和凋亡】 |
Triton X-100 (Sigma-Aldrich, T8787) | Triton X-100 |
Donkey serum (Jackson Immuno Research, 017-000-121) | 驢血清 |
Rabbit monoclonal anti-OCT4 (Invitrogen, MA5-14845; RRID: AB_10979606) | 兔抗OCT4單克隆抗體(一抗) |
Alexa Fluor 488-AffiniPure Donkey Anti-Rabbit IgG (H+L) (Invitrogen, 711-545-152; RRID:AB_2313584) | 驢抗兔IgG二抗 |
二)儀器設(shè)備配置
英文品名(規(guī)格) | 中文名 |
Cell incubator (37℃, 21% O2 and 5% CO2) | CO2培養(yǎng)箱 |
Cell incubator (37℃, hypoxia with 5% O2 and 5% CO2) | 三氣細(xì)胞培養(yǎng)箱 |
Water bath (37℃) | 恒溫水浴槽 |
Scissor | 組織用剪刀 |
Centrifuge | 帶水平轉(zhuǎn)頭的離心機(jī) |
Cell counter | 細(xì)胞計(jì)數(shù)器 |
Electric pipettor and pipette tips | 電動(dòng)移液器及移液器吸頭 |
Pipettor and pipette tips | 手動(dòng)移液器及移液吸頭 |
Inverted microscope | 倒置相差顯微鏡 |
Inverted fluorescence microscope | 倒置相差顯微鏡 |
12-well tissue culture plates | 12孔組織培養(yǎng)板 |
6-well tissue culture plates | 6孔組織培養(yǎng)板 |
100-mm tissue culture dish | 10cm組織培養(yǎng)皿 |
15ml polystyrene conical tubes | 15mL錐形離心管 |
50ml polypropylene conical tubes | 50mL錐形離心管 |
三)實(shí)驗(yàn)詳細(xì)操作步驟
3.1.1 成人脂肪來(lái)源基質(zhì)細(xì)胞(hADSC)的分離和培養(yǎng)操作流程
原文 | 參考譯文 |
Adult human adipose derived stromal cells (hADSCs) were isolated from donated adult adipose tissue that obtained with informed written consent. | 成人脂肪來(lái)源的基質(zhì)細(xì)胞 (hADSC) ,是從經(jīng)知情書面同意的捐贈(zèng)者采集的脂肪組織分離的。 |
1) The tissues (2-4 cm3) were washed twice with PBS containing 2% penicillin-streptomycin, minced as much as possible with scissors to 1-2 mm3. | 用含有 2% 青霉素-鏈霉素的 PBS 洗滌組織 (2-4 cm3)兩次, 用剪刀盡可能切碎至 1-2 mm3大小顆粒。 |
2) Dissociated with 5-10 ml 2 mg/ml collagenase IV solution in a 100-mm dish at 37℃ for 1-1.5 hour. | 在 37℃的 100 mm 培養(yǎng)皿中用 5-10mL濃度2 mg/mL的膠原酶 IV溶液解離 1-1.5小時(shí)。 |
3) 10-20 ml 15% FBS-DMEM medium was added and cells were pipetted up and down several times for dissociation. | 加入 10-20 mL 15% FBS-DMEM 培養(yǎng)基, 用移液器吹打數(shù)次將細(xì)胞解離。 |
4) The suspension was collected to two 50-ml tubes and diluted to 30-40 ml each with 15% FBS-DMEM medium, followed by shaking for 1-2 min to release cells. | 將細(xì)胞懸浮液收集到兩個(gè)50mL離心管中, 以 15% FBS-DMEM 培養(yǎng)基稀釋至30-40 mL, 然后振蕩處理1-2 分鐘以釋放細(xì)胞。 |
5) The suspension was centrifuged at 400 g for 5 min and cells were resuspended in Mesenchymal Stem Cell Growth Medium 2 (Promo Cell) after removing the supernatant. | 將細(xì)胞懸浮液400×g離心5分鐘, 去除上清, 將細(xì)胞重懸于MSCG培養(yǎng)基 2中。 |
6) Generally, 1-3 x 106 cells can be obtained from 2-4 cm3 adipose tissue and are plated in a 100-mm dish (P0) followed by incubation in 37℃ with 5% CO2. | 通常,從 2-4 cm3 脂肪組織中可獲得 1-3×106 個(gè)細(xì)胞, 接種于100mm 培養(yǎng)皿(作為P0代細(xì)胞),在 37℃ - 5% CO2培養(yǎng)箱中孵育。 |
7) The next day, fresh Mesenchymal Stem Cell Growth Medium 2 was changed to remove the non-adherent cells. | 第二天, 更換新鮮的MSCG2培養(yǎng)基,以去除非貼壁細(xì)胞。 |
8) Primary hADSCs usually become confluent in 3-5 days and were ready to passage for reprogramming) The 0.25% Trypsin-EDTA was used to dissociate primary hADSCs. | 原代hADSCs通常在 3-5 天內(nèi)融合, 并準(zhǔn)備傳代以進(jìn)行重編程。0.25% 胰蛋白酶-EDTA 用于解離原代 hADSC。 |
9) For hCiPSCs induction, hADSCs were seeded at a density of 1 x 104 cells per well of a 12-well plate or 5 x 103 cells per well of a 24-well plate with 15% FBS-DMEM medium. | 對(duì)于 hCiPSC 誘導(dǎo), hADSCs 以 12 孔板每孔 1×104 個(gè)細(xì)胞或24 孔板每孔5×103 個(gè)細(xì)胞的密度接種于15% FBS-DMEM 培養(yǎng)基上。 |
10) For culture and expansion, hADSCs were seeded at a density of 1.5 x 106 cells per 100-mm dish with Mesenchymal Stem Cell Growth Medium 2) We recommend to use the primary hADSCs for the induction of CiPS cells between passages 2 to 4. | 對(duì)于培養(yǎng)和擴(kuò)增, 用MSCGM2培養(yǎng)基以每 100 mm培養(yǎng)皿1.5×106個(gè)細(xì)胞的密度接種 hADSC。我們建議在第2至第4次傳代之間使用原代 hADSCs 誘導(dǎo) CiPS 細(xì)胞。 |
The 15% FBS-DMEM medium: high glucose DMEM (Gibco) supplemented with 15% Fetal Bovine Serum (FBS) (Vistech), 1% GlutaMAX (Gibco), 1% MEM Non-Essential Amino Acids Solution (NEAA) (Gibco), 1% Penicillin-Streptomycin. | 15% FBS-DMEM 培養(yǎng)基組成為:高葡萄糖 DMEM, 補(bǔ)充有 15% 胎牛血清(FBS)、1% GlutaMAX、1% MEM 非必需氨基酸溶液 (NEAA)、1% 青霉素-鏈霉素。 |
3.1.2 成人皮膚成纖維細(xì)胞 (hASF)的分離和培養(yǎng)操作流程
原文 | 參考譯文 |
Human adult skin fibroblasts (hASFs) were isolated from donated adult dermis tissues that obtained with informed written consent. | 人成人皮膚成纖維細(xì)胞 (hASF) ,是從經(jīng)知情書面同意的捐贈(zèng)者采集的脂肪組織分離的。 |
1) The tissues (0.5-1 cm2) were washed twice with PBS containing 2% penicillin-streptomycin, minced by scissors to 0.5-1 mm2 pieces. | 用含有 2% 青霉素-鏈霉素的 PBS 洗滌組織 (0.5-1 cm2)兩次, 用剪刀切成 0.5-1 mm2 的塊。 |
2) The pieces were placed in the 100-mm cell culture dish and 1 drop of 15% FBS-DMEM medium was put onto each piece of tissue. | 將碎片放入 100 mm 細(xì)胞培養(yǎng)皿中, 并在每塊組織上滴入 1 滴 15% FBS-DMEM 培養(yǎng)基。 |
3) The pieces were incubated in 37℃ with 5% CO2 for 4-12 hours (do not allow the pieces go to dry out). | 將塊狀物在 37 ℃和 5% CO2 中孵育 4-12 小時(shí) (不要讓塊狀物變干)。 |
4) 3-5 ml of Mesenchymal Stem Cell Growth Medium 2 was mildly added to the dish (do not allow the pieces detached from the dish). | 向培養(yǎng)皿中溫和加入 3-5 mL MSCGM2 (不要讓碎片從培養(yǎng)皿中脫落)。 |
5) Fresh Mesenchymal Stem Cell Growth Medium 2 was replaced every 2-3 days. | 新鮮MSCGM2培養(yǎng)基每 2-3 天更換一次。 |
6) Within 4-7 days, outgrowths of fibroblasts would generate. | 在 4-7 天內(nèi), 會(huì)產(chǎn)生成纖維細(xì)胞的生長(zhǎng)物。 |
7) The primary hASFs usually become confluent in 10-14 days and were ready to passage for reprogramming. | 原代 hASF 通常在 10-14 天內(nèi)融合, 并準(zhǔn)備好傳代以進(jìn)行重編程。 |
8) We passaged the hASFs both for reprogramming and expansion in the same way to hADSCs mentioned above. | 以與上述hADSC相同的方式將 hASF 傳代以進(jìn)行重編程和擴(kuò)增到。 |
Commercial human adult dermal fibroblasts (Lonza-CC2511) and ADSCs (Lonza-PT5006) were also cultured in Mesenchymal Stem Cell Growth Medium 2 and passaged both for reprogramming and expansion in the same way to hADSCs mentioned above. | 商業(yè)人成人真皮成纖維細(xì)胞 (Lonza-CC2511)和 ADSC (Lonza-PT5006)也在MSCGM2中培養(yǎng), 并以與上述hADSC相同的方式傳代以進(jìn)行重編程和擴(kuò)增。 |
We recommended to use the primary isolated hADSCs (passages 2-4) for the induction of hCiPSCs. If the primary hASFs were used, the cells passages between 2 to 4 were recommended. For these commercially available hADSCs or hASFs, cultivating two passages in Mesenchymal Stem Cell Growth Medium 2 will help to improve the state of these cells and reprogramming efficiency. The longer passaged cells can be also used for the induction of hCiPSCs, but with quite reduced induction efficiency. Long term passaged commercial cell lines (IMR90 and BJ, etc.) are not recommended for the induction of hCiPSCs. | 建議使用原代第2-4代分離的hADSC來(lái)誘導(dǎo) hCiPSC。如果使用原代 hASF,細(xì)胞傳代 2 - 4 次(對(duì)于市售 hADSC 或 hASF, MSCGM2中培養(yǎng)兩次傳代將有助于改善細(xì)胞的狀態(tài)和重編程效率)。較長(zhǎng)傳代的細(xì)胞也可用于誘導(dǎo) hCiPSC, 但誘導(dǎo)效率低。故不建議將長(zhǎng)期傳代的商業(yè)細(xì)胞系 (IMR90 和BJ等)用于誘導(dǎo) hCiPSC。 |
3.2 從hADSC和hASF生成人多能干細(xì)胞(hCiPSC)
3.2.1 用于hCiPSC誘導(dǎo)的培養(yǎng)基制備
原文 | 參考譯文 |
Stage I induction medium: | 第一階段的誘導(dǎo)培養(yǎng)基組分 |
KnockOutTM DMEM supplemented with 1% KSR, 2% B27 1% GlutaMAXTM, 1% NEAA, 1% Penicillin-Streptomycin, 50 μg/ml Vc2p, 5mM LiCl, 1 mM NAM, 20 ng/mL BMP4 and the small molecules CHIR999021 (5 μM), 616452 (10 μM), TTNPB (2 μM), SAG (0.5 μM), EPZ5676 (2 μM), DZNep (0.05 μM), Ruxolitinib (1 μM), VTP50469 (0.5 μM), AKT Kinase Inhibitor (1 μM), JNKIN8 (0.2 μM), and SETD2-IN-1(0.2 μM) | 補(bǔ)充有 1% KSR、2% B27、1% GlutaMAX、1% NEAA、1% 青霉素-鏈霉素、50 μg/mL Vc2p、5 mM LiCl、1 mM NAM、20 ng/mL BMP4 和小分子 CHIR999021 (5 μM)、616452 (10 μM)、TTNPB (2 μM)、SAG (0.5 μM)、EPZ5676 (2 μM)、DZNep (0.05 μM)、Ruxolitinib (1 μM)、VTP50469 (0.5 μM)、AKT 激酶抑制劑 (1 μM)、 JNKIN8 (0.2 μM)和 SETD2-IN-1 (0.2 μM) |
Stage II induction medium: | 第二階段的誘導(dǎo)培養(yǎng)基組分 |
KnockOutTM DMEM supplemented with 2% B27, 1% GlutaMAXTM, 1% NEAA, 1% Penicillin-Streptomycin, 50 μg/ml Vc2p, 200 ng/ml bFGF (Origene) and the small molecules CHIR99021 (5 μM), 616452 (10 μM), TTNPB (2 μM), SAG (0.5 μM), JNKIN8 (0.5 μM), EPZ5676 (2 μM), DZNep (0.2 μM), Ruxolitinib (1 μM), BIRB796 (2 μM), SGC-CBP30 (2 μM), Dorsormorphin (0.5 μM), VTP50469 (0.5 μM), 5-Iodotubercidin (0.5 μM), 5-Azacytidine (2 μM), AKT Kinase Inhibitor (0.2 μM), and CX-4945 (1 μM). | KnockOut DMEM 補(bǔ)充有 2% B27、1% GlutaMAX 、1% NEAA、1% 青霉素-鏈霉素、50 μg/mL Vc2p、200 ng/mL bFGF (Origene)和小分子 CHIR99021 (5 μM)、616452 (10 μM)、TTNPB (2 μM)、SAG (0.5 μM)、JNKIN8 (0.5 μM)、EPZ5676 (2 μM)、DZNep (0.2 μM)、Ruxolitinib (1 μM)、BIRB796 (2 μM)、SGC-CBP30 (2 μM)、Dorsormorphin (0.5 μM)、 VTP50469 (0.5 μM)、5-碘結(jié)核菌素 (0.5 μM)、5-氮雜胞苷 (2 μM)、AKT 激酶抑制劑 (0.2 μM)和 CX-4945 (1 μM)。 |
Stage III induction medium: | 第三階段的誘導(dǎo)培養(yǎng)基組分 |
KnockoutTM DMEM supplemented with 2% B27 supplement, 1% GlutaMAX, 1% NEAA, 1% Penicillin-Streptomycin, 5% Knockout Serum Replacement (KSR), 50 μg/ml Vc2p, 20 ng/mL Recombinant Human Heregulinβ-1 (HRG) and the small molecules CHIR99021 (1 μM), Y-27632 (10 μM), PD0325901 (1 μM), SB590885 (0.5 μM). During the induction process of stage III, VPA (1000 μM), Tranylcypromine (10 μM), DZNep (0.2 μM), and EPZ5676 (2 μM) were included in the medium for the first 4 days. Subsequently, VPA (500 μM) was included in the next 4 days while Tranylcypromine, DZNep, and EPZ5676 were removed. The stage III induction medium without VPA, Tranylcypromine, DZNep, or EPZ5676 could be applied for additional 2-4 days to allow the primary hCiPSC colonies to grow larger. | 補(bǔ)充有 2% B27 補(bǔ)充劑、1% GlutaMAX、1% NEAA、1% 青霉素-鏈霉素、5% 敲除血清替代物 (KSR)、50 μg/mL Vc2p、20 ng/mL 重組人 Heregulinβ-1 (HRG)和小分子 CHIR99021 (1 μM)、Y-27632 (10 μM)、PD0325901 (1 μM)、SB590885 (0.5 μM)的敲除 DMEM。在第三階段的誘導(dǎo)過(guò)程中, 前 4 天將 VPA (1000 μM)、反苯環(huán)丙胺(10 μM)、DZNep (0.2 μM)和 EPZ5676 (2 μM)包含在培養(yǎng)基中。 隨后, 在接下來(lái)的 4 天內(nèi)加入 VPA (500 μM), 同時(shí)去除反式環(huán)丙胺、DZNep 和 EPZ5676。而不含 VPA、反式環(huán)丙胺、DZNep 或 EPZ5676 的 第三階段誘導(dǎo)培養(yǎng)基可以再施用 2-4 天, 以使原代 hCiPSC集落更大。 |
Please prepare each medium freshly and shake well after configuration and before use. Prepared induction media can be stored at 4℃ for up to two weeks. | 備注:請(qǐng)采用新鮮制備每種培養(yǎng)基, 并在配置后和使用前搖勻(制備誘導(dǎo)培養(yǎng)基可4℃儲(chǔ)存長(zhǎng)達(dá)兩周)。 |
3.2.2 hADSCs 和 hASF 誘導(dǎo)為hCiPSCs 的操作過(guò)程
第一階段的誘導(dǎo)使用三氣培養(yǎng)箱在5% O2的低氧培養(yǎng)環(huán)境下進(jìn)行。第一階段誘導(dǎo)結(jié)束后, 細(xì)胞置于常氧CO2培養(yǎng)條件下培養(yǎng)。培養(yǎng)期間,每3-4天更換一次誘導(dǎo)培養(yǎng)基。
原文 | 參考譯文 |
1. hADSCs and hASFs were seeded in high-glucose DMEM supplemented with 15% FBS at a density of 1 x 104 cells per well of a 12-well plate or 5-6 x 103 cells per well of a 24-well plate, and would be changed into freshly prepared stage I induction medium after 12-24h. Please ensure that the cell density is appropriate and cells are evenly attached to the bottom of each well. An appropriate cell density seeded at day-1 is important for the reprogramming efficiency and induction of the epithelial-like cells in stage I. We highly recommend to optimize the cell density seeded at day-1 when the percentage or area of epithelial-like cells is too low at the end of stage I. | hADSCs 和 hASFs 接種在補(bǔ)充有 15% FBS 的高葡萄糖 DMEM 中, 密度為 12 孔板每孔 1×104 個(gè)細(xì)胞或 24 孔板每孔 5-6×103 個(gè)細(xì)胞, 12-24 小時(shí)后更換為新鮮制備的第一階段誘導(dǎo)培養(yǎng)基。 確保細(xì)胞密度適宜,且細(xì)胞均勻地附著在每個(gè)孔的底部。在第 1 天接種的適當(dāng)細(xì)胞密度對(duì)于第一階段上皮樣細(xì)胞的重編程效率和誘導(dǎo)很重要。強(qiáng)烈建議在第一階段結(jié)束時(shí)上皮樣細(xì)胞的百分比或面積過(guò)低時(shí)優(yōu)化第 1 天接種的細(xì)胞密度。 |
2. For stage I induction, single layer epithelial-like cells would emerge at day 4-6. When the epithelial-like cells reach ~100% confluence (usually after 8-10 days’ stage I induction for hADSCs and 9-16 days for hASFs). Change the medium into freshly prepared stage II induction medium. Cells at the end of stage I may not be firmly attached, so be gentle when changing the medium. | 對(duì)于第一階段誘導(dǎo), 單層上皮樣細(xì)胞將在第 4-6 天出現(xiàn)。當(dāng)上皮樣細(xì)胞達(dá)到近100%融合度時(shí) (通常在 hADSC 的第一階段誘導(dǎo) 8-10 天和 hASF 的第一階段誘導(dǎo) 9-16 天后),將培養(yǎng)基更換為新鮮制備的第二階段誘導(dǎo)培養(yǎng)基。第一階段結(jié)束時(shí)的細(xì)胞可能沒(méi)有牢固附著, 因此更換培養(yǎng)基時(shí)要輕柔。 |
3. For stage II induction, multi-layered cell colonies appeared after 4-6 days treatment and these cell colonies would continually grow larger. In the last four days of stage II, due to the strong proliferation of cells, the medium can be changed every two days, or you can add the same volume of stage II medium to the original well on the penultimate day. It is normal that there is cell death in late stage II. | 對(duì)于第二階段誘導(dǎo), 處理 4-6 天后出現(xiàn)多層細(xì)胞集落, 這些細(xì)胞集落會(huì)不斷變大。在第二階段的最后 4 天, 由于細(xì)胞增殖較強(qiáng), 可以每?jī)商旄鼡Q一次培養(yǎng)基, 也可以在倒數(shù)第二天向原始孔中加入相同體積的第二階段培養(yǎng)基(第二階段晚期有細(xì)胞死亡是正常的)。 |
4. Change the medium into freshly prepared stage III induction medium after 8-12 days’ treatment of stage II medium when the colonies grow larger. The induction days of stage II is important for the induction efficiency of hCiPSCs. You can switch stage II to stage III after 8, 10 or 12 days of stage II induction, and compare efficiency. | 當(dāng)細(xì)胞集落變大時(shí), 在第二階段培養(yǎng)基處理 8-12 天后, 將培養(yǎng)基更換為新鮮制備的第三階段誘導(dǎo)培養(yǎng)基。第二階段的誘導(dǎo)天數(shù)對(duì) hCiPSC 的誘導(dǎo)效率很重要。您可以在第二階段誘導(dǎo) 8、10 或 12 天后將第二階段切換到第三階段, 并比較效率。 |
5. For stage III induction, VPA (1000 μM), Tranylcypromine (10 μM), DZNep (0.2 μM), and EPZ5676 (2 μM) were included in the induction medium for the first 4 days. Subsequently, VPA (500 μM) was included in the next 4 days while Tranylcypromine, DZNep, and EPZ5676 were removed. The stage III induction medium without VPA, Tranylcypromine, DZNep, or EPZ5676 could be applied for additional 2-4 days to allow the primary hCiPSC colonies to grow larger. In stage III, it is normal that there will be a large amount of cell death. | 對(duì)于第三階段誘導(dǎo), 前 4 天在誘導(dǎo)培養(yǎng)基中加入 VPA (1000 μM)、反苯環(huán)丙胺(10 μM)、DZNep (0.2 μM)和 EPZ5676 (2 μM)。隨后, 在接下來(lái)的 4 天內(nèi)加入 VPA (500 μM), 同時(shí)去除反式環(huán)丙胺、DZNep 和 EPZ5676。不含 VPA、反式環(huán)丙胺、DZNep 或 EPZ5676 的第三階段誘導(dǎo)培養(yǎng)基可以再施用 2-4 天, 以使原代 hCiPSC 集落更大(這一階段出現(xiàn)大量細(xì)胞死亡是正常的)。 |
6. Immunofluorescent staining of OCT4 at the end of stage III is recommended and the OCT4-positive colonies were regarded as primary hCiPSC colonies. Please leave at least one well of living cells for establishment of hCiPS cell lines. | 建議在第三階段結(jié)束時(shí)對(duì) OCT4 進(jìn)行免疫熒光染色, 并將 OCT4 陽(yáng)性集落視為原代 hCiPSC 集落。請(qǐng)至少保留一個(gè)活細(xì)胞孔以建立 hCiPS 細(xì)胞系。 |
3.3 hCiPS 細(xì)胞系的衍生和培養(yǎng)
原文 | 參考譯文 |
1. Preparation plates coated with Laminin-521. Briefly, thaw the Laminin-521 at 2-8℃ before use. Dilute it in PBS to a final concentration of 5-10 μg/mL. Gently mix and immediately add 0.5mL diluted Laminin-521 to 12-well plate. Incubate at 2-8 ℃ overnight. | 涂有層粘連蛋白-521 的制備板。 簡(jiǎn)而言之, 使用前在 2-8℃下解凍層粘連蛋白-521。在 PBS 中將其稀釋至終濃度為 5-10 μg/mL。輕輕混合并立即將 0.5 mL 稀釋的層粘連蛋白-521 添加到 12 孔板中。2-8 ℃下孵育過(guò)夜。 |
2. Preparation medium for derivation hCiPS cell lines. | 用于衍生 hCiPS 細(xì)胞系的制備培養(yǎng)基。 |
3. After 8-12 days stage III condition treatment, cells were dissociated by Accutase (Millipore) and replated at a ratio from 1:3 to 1:12 on Laminin-521 (STEMCELL) coated plates in the medium for derivation hCiPS cell lines: Knockout DMEM supplemented with 2% B27 supplement, 1% GlutaMAX, 1% NEAA, 1% Penicillin-Streptomycin, 50 μg/ml Vc2p, 2 mg/mL AlbuMAXTM-II (AlbuMAXTM-II could be replaced by 4% KSR) and the small molecules CHIR99021 (1 μM), PD0325901 (0.5 μM), Y-27632 (10 μM), HRG (20 ng/mL), and bFGF (100 ng/mL). Cells were incubated under 21% O2, 5% CO2 at 37℃ and the medium was changed every day. | 第三階段條件處理 8-12 天后, 用 Accutase解離細(xì)胞, 并以 1:3 至 1:12 的比例重新接種在層粘連蛋白-521包被的平板上, 用于衍生 hCiPS 細(xì)胞系:補(bǔ)充有 2% B27 補(bǔ)充劑、1% GlutaMAX、1% NEAA、1% 青霉素-鏈霉素、50 μg/mL Vc2p、2 mg/mL AlbuMAXTM-II (AlbuMAXTM-II 可被 4% KSR 替代)和小分子 CHIR99021 (1 μM)的敲除 DMEM, PD0325901 (0.5 μM)、Y-27632 (10 μM)、HRG (20 ng/mL)和 bFGF (100 ng/mL)。將細(xì)胞在 21% O2、5% CO2 和 37℃下孵育, 每天更換培養(yǎng)基。 |
4. After 7-12 days, single compact hCiPSC colony was mechanically picked and dissociated into small clamps and transferred onto Matrigel coated plates in mTeSR Plus Medium supplemented with Y-27632 (10 μM). | 7-12 天后, 將單個(gè)緊湊的 hCiPSC 集落機(jī)械挑取并解離成小夾具, 并轉(zhuǎn)移到補(bǔ)充有 Y-27632 (10 μM)的 mTeSR Plus 培養(yǎng)基中的基質(zhì)膠包被板上。 |
5. After 24 hours, the culture was replaced by fresh mTeSR Plus Medium without Y-27632. | 24 小時(shí)后, 用不含 Y-27632 的新鮮 mTeSR Plus 培養(yǎng)基替換培養(yǎng)物。 |
hCiPS cell lines were maintained in mTeSR Plus Medium on Matrigel coated plates under 21% O2, 5% CO2 at 37 oC. The medium was changed every day. Cells were passaged when they reach ~85% confluence. This typically occurred at day 3–7 after passaging with split ratios of around 1:10 to 1:20. For passaging, hCiPS cell lines were dissociated by ReLeSRTM (STEMCELL), and the detached cell aggregates were transferred onto Matrigel-coated plates in mTeSR Plus Medium supplemented with Y-27632 (10 μM). Allow the colonies to attach to the culture plate for 24 hours before replacing the spent medium with fresh mTeSR Plus Medium without Y-27632. | 將 hCiPS 細(xì)胞系維持在 mTeSR Plus 培養(yǎng)基中, 在 21% O2、5% CO2 和 37℃下基質(zhì)膠包被板中。介質(zhì)每天都在更換。當(dāng)細(xì)胞達(dá)到約85%融合度度時(shí)傳代。這通常發(fā)生在傳代后的第 3-7 天, 分流比約為1/10至1/20。對(duì)于傳代, 通過(guò) ReLeSR解離 hCiPS 細(xì)胞系, 并將分離的細(xì)胞聚集體轉(zhuǎn)移到補(bǔ)充有 Y-27632 (10 μM)的 mTeSR Plus 培養(yǎng)基中的基質(zhì)膠包被板上。讓菌落附著在培養(yǎng)板上 24 小時(shí), 然后用不含 Y-27632 的新鮮 mTeSR Plus 培養(yǎng)基替換用過(guò)的培養(yǎng)基。 |
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