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.2018年12月:33:100-109。
doi:10.1016/j.scr.2018.10.1015。 Epub 2018年10月10日。

人诱导多能干细胞诱导颅面间充质祖细胞的制备及鉴定

附属公司

人诱导多能干细胞诱导颅面间充质祖细胞的制备及鉴定

穆罕默德·贾马尔等。 干细胞研究. 2018年12月.

摘要

诱导多能干细胞(iPSC)技术的引入和广泛采用为颅面再生医学开辟了新的途径。神经嵴细胞(Neural crest cells,NCCs)是许多颅面结构的前体细胞群,包括牙齿和牙周结构,iPSC-derived NCCs可能在不久的将来为颅面修复干预提供无限量的患者特异性细胞。在这里,我们使用了一个包括Wnt信号激活和TGF-β信号抑制的既定方案来区分三个人类iPSC系与颅骨NCC。然后,我们从颅骨NCC中衍生出具有成软骨和成骨潜能的间充质祖细胞(NCC-MPC)群体,并研究其与广泛研究的人类出生后牙齿或牙周干/祖细胞的相似性。NCC-MPCs与它们的前体细胞(NCCs)和骨髓间充质基质细胞(一种起源于中胚层的基质细胞群体)有很大区别。尽管NCC-MPC与牙源性干/祖细胞相似,但由43个核心基因组明确区分,包括ACKR3(CXCR7),其表达(转录物和蛋白质水平)似乎对NCC-MPCs具有特异性。总之,我们的数据证明了通过神经嵴中间物从人类iPSCs中衍生颅面部间充质祖细胞的可行性,并为未来关于其全分化储备及其体内存在的研究奠定了基础。

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利益冲突

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图1。
图1。
BU3 hiPSCs推测NCCs的衍生和表征。(A) 从hiPSC衍生假定NCC的分化方案,显示附加因子和分化持续时间。(B) 双变量流式细胞术斑点图显示了NCC分化过程中HNK1和p75的时间表达模式(D0-D35)。(C) RT-qPCR检测NCC和神经元标记物表达动力学。计算相对于D0未分化hiPSC的折叠变化。误差条代表标准偏差(N个= 3). (D) 显示两个群体p75(+)(p75)排序的示意图明亮的)和p75(−)(p75昏暗的)关于NCC分化的D15(左侧面板)。用RT-qPCR对D15和p75上分类群体的NCC和神经相关基因进行转录分析明亮的D37和D45上的种群。误差线表示标准偏差(N=3)。
图2。
图2。
通过颅内NCC中间产物从hiPSC衍生NCC-MPC。(A) 区分协议显示NCC-MPC从hiPSC的多步骤推导。(B) 流式细胞术直方图描述了NCC-MPC三代后各种神经嵴、基质和造血细胞表面标记物的表达水平。显示了两条hiPSC线路(BU3和BU7)的数据。红线表示对每个抗体进行同型对照染色。(C) 来自三条hiPSC线的近汇合NCC-MPC的相位对比显微照片。(D) 在成骨、成脂和成软骨介质中培养后,从三个hiPSC系获得的NCC-MPC的Brightfield显微照片。Alizarin Red染色检测表明成骨分化的钙沉积(左侧),油红O染色检测表明脂肪分化的油滴(中间),Alcian Blue染色检测表明软骨分化的氨基葡聚糖(右侧)。
图3。
图3。
hiPSC衍生NCC和NCC-MPC的全基因组转录组学分析。(A) 微阵列群体(NCC、NCC-MPC和牙源性干/祖细胞群体)的主成分分析(PCA)图。x轴和y轴分别表示PC1和PC2。(B) 微阵列热图:热图显示了最高差异表达基因(1327个基因,FDR<10−6,|折叠变化|>4)。右侧显示了将非传染性疾病与所有其他人群区分开来的集群1。每个基因的log2(表达)值经z记分标准化后,在每行所有样本中的平均值为零,标准偏差为1;蓝色和红色分别表示z分数小于−2或>2,白色表示z分数为0(行平均值)。(C) 热图显示了与(B)中相同组中选定NCC相关基因的差异基因表达。(D) TFAP2A染色的NCC培养物(BU1-hiPSC系)的荧光显微照片。(E) 来自Ingenuity Pathway Analysis的Cluster 1基因的顶级通路。截止日期第页-值=10−3.
图4。
图4。
NCC-MPC的转录签名。(A) 不含骨髓基质干细胞的所有人群的PCA图。x轴和y轴分别表示PC1和PC2。(B) 图S4C中热图簇3的放大图。该簇包含43个基因(FDR<10−6,|折叠更改|>4)。每个基因的log2(表达)值经z记分标准化后,在每行所有样本中的平均值为零,标准偏差为1;蓝色和红色分别表示z分数小于−2或>2,白色表示z分数为0(行平均值)。(C) RT-qPCR验证(B)中包含的五个基因。折叠变化是相对于SCAP计算的。误差线表示标准偏差(N=3)。**:第页<.01,***:第页< .001, ****:第页< .0001.
图5。
图5。
NCC-MPC共同表达ACKR3、MEIS2和NR2F2。(A)NR2F2和MEIS2(B)NR2F2和(C)ACKR3(CXCR7)染色的NCC-MPC和(D)ACKR(CXCR6)染色的SCAP的代表性荧光微粒。箭头表示两个低ACKR3表达的细胞。比例尺,(A)、(C)和(D)为50μm,(B)为30μm。

类似文章

引用人

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