Reprogramming Roadblocks Are System Dependent

doi:10.1016/j.stemcr.2015.07.007

.2015年9月8日；5（3）：350-64。

doi:10.1016/j.temcr.2015.07.007。 Epub 2015年8月13日。

重新编程的障碍取决于系统

Eleni Chantzoura女士¹, 斯塔夫罗拉·斯基拉基², 塞尔吉奥·梅内德斯¹, Shin-II Kim^三, 安娜·约翰逊⁴, 斯坦·林纳森⁴, 克努特·沃尔特詹⁵, 伊恩·钱伯斯¹, Keisuke Kaji先生⁶

附属公司

¹爱丁堡大学再生医学MRC中心，爱丁堡生物区，5 Little France Drive，Edinburgh EH16 4UU，Scotland。
²瑞士巴塞尔4058苏黎世ETH生物系统科学与工程部。
^三日本京都大学iPS细胞研究与应用中心（CiRA），京都606-8507。
⁴瑞典斯德哥尔摩Scheles väg 1号卡罗林斯卡研究所医学生物化学和生物物理系分子神经生物学实验室，171 77。
⁵日本京都大学iPS细胞研究与应用中心（CiRA），京都606-8507；日本京都606-8501京都大学Hakubi高级研究中心。
⁶爱丁堡大学再生医学MRC中心，爱丁堡生物区，5 Little France Drive，Edinburgh EH16 4UU，Scotland。电子地址：keisuke.kaji@ed.ac.uk。

PMID： 26278041
预防性维修识别码： PMC4618455型
内政部： 2016年10月10日/j.stemcr.2015.07.007

重新编程的障碍取决于系统

Eleni Chantzoura女士等。干细胞报告. 2015.

.2015年9月8日；5（3）：350-64。

doi:10.1016/j.stemcr.2015.07.007。 Epub 2015年8月13日。

作者

附属公司

¹爱丁堡大学再生医学MRC中心，爱丁堡生物区，5 Little France Drive，Edinburgh EH16 4UU，Scotland。
²瑞士巴塞尔4058苏黎世ETH生物系统科学与工程部。
^三日本京都大学iPS细胞研究与应用中心（CiRA），京都606-8507。
⁴瑞典斯德哥尔摩Scheles väg 1号卡罗林斯卡研究所医学生物化学和生物物理系分子神经生物学实验室，171 77。
⁵日本京都大学iPS细胞研究与应用中心（CiRA），京都606-8507；日本京都606-8501京都大学Hakubi高级研究中心。
⁶爱丁堡大学再生医学MRC中心，爱丁堡生物区，5 Little France Drive，Edinburgh EH16 4UU，Scotland。电子地址：keisuke.kaji@ed.ac.uk。

PMID： 26278041
预防性维修识别码： PMC4618455型
内政部： 2016年10月10日/j.stemcr.2015.07.007

摘要

自第一代诱导多能干细胞（iPSCs）问世以来，已有多个重编程系统用于研究其分子机制。然而，选择系统在很大程度上影响了重编程效率，影响了我们对机制的看法。在这里，我们证明由效率较低的多顺反子重编程盒触发的重编程不仅突出了间充质-上皮转化（MET）的障碍，而且还面临着更严重的困难，即使在MET后也难以达到多能性状态。相比之下，与效率较低的重编程系统不同，更有效的盒可以以相当的效率、途径和动力学对野生型和Nanog（-/-）成纤维细胞进行重编程。此外，我们将先前报道的KLF4 N末端的变异归因于这些关键差异背后的主导因素。我们的数据表明，一些重新编程的障碍是依赖于系统的，这突出表明需要进行机制研究，密切关注系统，以更好地理解重新编程。

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数字

图1
用不同的多顺反子盒进行PB重编程（A）本研究中使用的携带不同多顺反式盒的PB转座子的结构。（B）数量纳米-绿色荧光粉^+/−使用PB MKOS、OSKM、STEMCCA或OKMS转座子重编程后15天的菌落。误差条代表SD；n=3个独立实验。（C） CD44、ICAM1和纳米-用MKOS或OKMS盒进行PB重编程时GFP表达发生变化。红色表示纳米-绿色荧光粉⁻，绿色表示纳米-绿色荧光粉⁺闸门1、2和3表示ICAM1^低的/CD44细胞^高的、ICAM1^低的/CD44细胞^低的和ICAM1^高的/CD44细胞^低的，如右面板所示。

图2
TNG MKOS/OKMS MEF重新编程系统（A）*Sp3公司*基因定位方案和Southern杂交分析。绿色方框表示*Sp3公司*第1-4外显子位于右侧。第三个内含子中的红色三角形表示在D6s4B5 iPSC线中识别的PB转座子整合位点。SacI/SphI双基因组消化产生WT 15 kb和探针检测到的靶向10 kb片段，显示为红色条。pA，poly（A）信号。（B）数量纳米-绿色荧光粉⁺/GFP公司⁻TNG MKOS/OKMS重新编程第15天的菌落。误差条表示SD；n=3个独立实验。（C） mOrange（红色）和纳米-TNG MKOS/OKMS重新编程第15天的GFP（绿色）。比例尺，7 mm。（D）典型TNG MKOS或OKMS重新编程菌落在第5天到第15天的跟踪图像。比例尺，500μm。（E） TNG MKOS/OKMS重新编程期间的Tg细胞数。误差条代表SD；n=3个独立实验。（F）用TNG MKOS或OKMS iPSC系产生的嵌合小鼠。

图3
OKMS重编程中间体的低效重编程进展（A）E-CAD和纳米-GFP表达在TNG MKOS/OKMS重编程期间发生变化。红色表示E-CAD⁻纳米-绿色荧光粉⁻，白色表示E-CAD⁺纳米-绿色荧光粉⁻，绿色表示E-CAD⁺纳米-绿色荧光粉⁺（B）CD44和ICAM1在TNG MKOS/OKMS用E-CAD重新编程期间的表达变化，纳米-（A）中的GFP表达式颜色代码。（C）第10天分类E-CAD的流式细胞术分析^−/+2NG负极(纳米-绿色荧光粉⁻CD44细胞⁻细胞间黏附分子1⁻)、3NG⁻(纳米-绿色荧光粉⁻CD44细胞⁻细胞间黏附分子1⁺)和3NG⁺(纳米-绿色荧光粉⁺CD44细胞⁻细胞间黏附分子1⁺)24小时培养后的细胞。强力霉素。（D）电子计算机辅助设计^−/+2个天然气⁻、3NG⁻和3NG⁺(纳米-绿色荧光粉⁺CD44细胞⁻细胞间黏附分子1⁺)第10天以克隆密度接种细胞纳米-绿色荧光粉⁺进一步培养10天后，对iPSC菌落进行计数。该图描述了纳米-绿色荧光粉⁺CFA与MKOS 3NG的比较⁺细胞。误差条表示SD；n=3个独立实验。

图4
MKOS/OKMS重编程中间产物的不同基因表达谱（A）所有基因的重复平均值的层次聚类。（B） PCA。红点或蓝点分别代表带有MKOS或OKMS盒的细胞。黑点表示没有重新编程磁带的细胞。（C） MKOS/OKMS的表达热图通过使用DEG的层次聚类进行重新编程，将其分为五个具有不同表达动力学的聚类。（D）弦图展示了MKOS A和OKMS B（MA_OB）、MKOS B和OKMS-A（MB_OA）以及MKOS D和OKMS/E（MD_OE）之间的三个交叉分类的DEG组。（E）全转录组散点图，突出显示MD_OE DEGs中确定的多能性基因（上部面板）和其他转录调节器（下部面板）。灰色对角线表示表达水平的1.5倍差异。

图5
*Klf4公司*_L（左）恢复曲面标记和纳米-用MKOS，OSKM，OKMS，OK进行PB重编程时GFP表达模式（A）E-CAD上调⁺⁹MS、STEMCCA和STEMCCA⁺⁹磁带。（B） CD44、ICAM1和纳米-GFP在MKOS、OSKM、OKMS、OK中的表达⁺⁹MS、STEMCCA和STEMCCA⁺⁹重新编程。红色表示纳米-绿色荧光粉⁻，绿色表示纳米-绿色荧光粉⁺.

图6
重新编程磁带依赖高效纳米空MEF重新编程（A）的策略纳米TNG MKOS MEF重新编程为空。WT公司纳米通过基因靶向，TNG MKOS ES细胞中的基因座转化为Frt漂浮等位基因，导致纳米^{地面/地面}ES细胞。剩下的纳米FLP的瞬时表达切断了编码序列，导致纳米空MKOS ESC（Nanog^G/G公司). 蓝色方框1-4表示外显子1-4。*飞行计划*重组靶点FRT（F）和F3在细胞系中分别用橙色和黄色表示。（B） CD44/ICAM1表达变化纳米^G公司/+（TNG）和纳米^G/G公司（空）MKOS MEF重新编程。红色表示纳米-绿色荧光粉⁻，绿色表示纳米-绿色荧光粉⁺.（C）纳米-绿色荧光粉⁺3NG的CFA⁺第10天排序的单元格纳米^G公司/+和纳米^G/G公司MKOS MEF重新编程。分选后，细胞在强力霉素存在下培养10天。误差条代表SD；n=3个独立实验。经Student t检验，ns与ESCs相比不显著。（D） Nanog蛋白的缺失纳米^G/G公司MKOS ESC和纳米^G/G公司通过western blotting证实了iPSC系。（E）多能性基因的qRT-PCR分析纳米^G/G公司iPSC线路与WT ESC线路的比较。（F）嵌合小鼠纳米^G/G公司iPSC细胞系。（G）纳米^G公司/+和纳米^G/G公司MKOS MEFs在存在或不存在VitC（分别为+VitC和-VTC）的情况下被重新编程。如图S2B所示，计算第15天的重新编程效率。误差条表示SD；n=4-6个独立实验。（H）全井图像纳米^G公司/+和纳米^G/G公司在有或无维生素C的情况下，MKOS MEF重新编程（分别为+VitC和-VitC）。比例尺，7 mm。（一）战略纳米使用各种重新编程磁带进行零MEF重新编程*Klf4公司*_L（左）（红色）或*Klf4公司*_S公司（蓝色）。WT和纳米从E12.5嵌合胚胎中分离的零混合MEF，用纳米通过PB转座子对组成性表达GFP的空ESC株BT12进行重组。多西环素。（J） DPPA4的数量⁺在第15天对菌落进行评分，并对纳米显示了与WT细胞相对的空细胞。误差条表示SD；n＝3。^∗∗p<0.01；^***经Student t检验，p<0.001，ns，分别与+VitC或-VitC MKOS重编程相比无显著性差异。（K）通过以下方式提高重新编程效率纳米TNG MKOS或OKMS重编程期间过度表达。误差条代表SD；n=3个独立实验。另请参见图S2B。

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1. Buganim Y.、Faddah D.A.、Cheng A.W.、Itskovich E.、Markoulaki S.、Ganz K.、Klemm S.L.、van Oudenaarden A.、Jaenisch R.细胞重编程期间的单细胞表达分析揭示了早期随机阶段和晚期层次阶段。单元格。2012;150:1209–1222.-项目管理咨询公司-公共医学
1. Carey B.W.、Markoulaki S.、Hanna J.、Saha K.、Gao Q.、Mitalipova M.、Jaenisch R.使用单个多顺反子载体对小鼠和人类体细胞进行重新编程。程序。国家。阿卡德。科学。美国2009年；106:157–162.-项目管理咨询公司-公共医学
1. Carey B.W.、Markoulaki S.、Beard C.、Hanna J.、Jaenisch R.用于重组成年体细胞的单基因转基因小鼠菌株。自然方法。2010;7:56–59.-项目管理咨询公司-公共医学
1. Carey B.W.、Markoulaki S.、Hanna J.H.、Faddah D.A.、Buganim Y.、Kim J.、Ganz K.、Steine E.J.、Cassady J.P.、Creyghton M.P.重编程因子化学计量影响诱导多能干细胞的表观遗传状态和生物特性。细胞干细胞。2011;9:588–598。-公共医学

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[2] Benjamini Y.，Hochberg Y.控制错误发现率：一种实用且强大的多重测试方法。J.R.Stat.Soc.系列B Stat.Methodol。1995;57:289–300.

[3] Buganim Y.、Faddah D.A.、Cheng A.W.、Itskovich E.、Markoulaki S.、Ganz K.、Klemm S.L.、van Oudenaarden A.、Jaenisch R.细胞重编程期间的单细胞表达分析揭示了早期随机阶段和晚期层次阶段。单元格。2012;150:1209–1222.-项目管理咨询公司-公共医学

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