کشت عاری از محصولات جانوری برای تولید سلول های پیش ساز اولیگودندروسیتی مغز قدامی از سلول های بنیادی پرتوان انسانی
تاریخ انتشار: جمعه 23 فروردین 1398
| امتیاز:
اولیگودندروسیت ها(OLs) ویژگی های ناهمگونی را نشان می دهند که به جایگاه آن ها در سیستم عصبی مرکزی(CNS) بستگی دارد. به همین دلیل، بررسی سلول های پیش ساز اولیگودندروسیتی(OPCs) مشتق شده از سلول های بنیادی پرتوان انسانی(hPSCs) باید بویژه در موارد اختلالات غالب مغزی که به موجب آن ها OPCهای مشتق از مغز مناسب تر از OPC های مشتق از طناب نخاعی هستند، در نظر گرفته شود. علاوه بر این، ترکیبات مشتق از جانوران مسئول تنوع پذیری کشت در تولید این سلول ها و کاربردهای پیچیده بالینی آن ها هستند. در مطالعه حاضر، ما یک سیستم عاری از محصولات جانوری را برای القای OPCهای مغز قدامی از سلول های بنیادی پرتوان انسانی ایجاد کردیم. ما سلول های بنیادی عصبی مغز قدامی انسانی(NSCs) را روی لامین 511-E8 القا کردیم و بوسیله SHH و FGF تمایز آن ها را به سمت مسیرهای تکوینی اولیگودندروسیت های مغز قدامی هدایت کردیم. سلول های پیش ساز اولیگودندروسیتی بوسیله بیان OLIG2، NKX2.2، SOX10 و PDGFRA و متعاقب آن بلوغ به سلول های O4+ مورد ویژگی یابی قرار گرفتند. ویژگی یابی آزمایشگاهی نشان داد که بیش از 85درصد OPCهای مغز قدامی(O4+) سه هفته بعد از برداشتن محرک میتوزی به اولیگودندروسیت ها(MBP+) القا می شوند. به دنبال پیوند درون جمجمه ای، OPCها زنده مانند و به کورپوس کالوسوم منتشر شدند و سه ماه بعد از پیوند به مغز میزبان به اولیگودندروسیت ها(GSTπ+) بالغ شدند. این یافته ها نشان می دهد که القای عاری از ترکیبات جانوری OPCهای مغز قدامی از سلول های پرتوان انسانی می تواند کاربرد بالینی آن ها برای اختلالات خاص مغز را تسریع کند.
J Neurosci Res. 2019 Mar 20. doi: 10.1002/jnr.24413. [Epub ahead of print]
Xeno-free culture for generation of forebrain oligodendrocyte precursor cells from human pluripotent stem cells.
Hermanto Y1,2, Maki T3, Takagi Y4, Miyamoto S1, Takahashi J2.
Abstract
Oligodendrocytes (OLs) show heterogeneous properties that depend on their location in the central nervous system (CNS). In this regard, the investigation of oligodendrocyte precursor cells (OPCs) derived from human pluripotent stem cells (hPSCs) should be reconsidered, particularly in cases of brain-predominant disorders for which brain-derived OPCs are more appropriate than spinal cord-derived OPCs. Furthermore, animal-derived components are responsible for culture variability in the derivation and complicate clinical translation. In the present study, we established a xeno-free system to induce forebrain OPCs from hPSCs. We induced human forebrain neural stem cells (NSCs) on Laminin 511-E8 and directed the differentiation to the developmental pathway for forebrain OLs with SHH and FGF signaling. OPCs were characterized by the expression of OLIG2, NKX2.2, SOX10, and PDGFRA, and subsequent maturation into O4+ cells. In vitro characterization showed that >85% of the forebrain OPCs (O4+ ) underwent maturation into OLs (MBP+ ) 3 weeks after mitogen removal. Upon intracranial transplantation, the OPCs survived, dispersed in the corpus callosum, and matured into (GSTπ+ ) OLs in the host brains 3 months after transplantation. These findings suggest our xeno-free induction of forebrain OPCs from hPSCs could accelerate clinical translation for brain-specific disorders.
PMID: 30891830