مدل سازی مراحل اولیه اندودرم در تجمع سلول های بنیادی اپی بلاست با تهیه ماتریکس های خارج سلولی
تاریخ انتشار: شنبه 30 فروردین 1399
| امتیاز:
پیش سازهای اندودرمی بیان کننده FoxA2 و Sox17 از طریق فرایند گاسترولاسیون از اپی بلاست تکوین می یابند. در این مطالعه، ما یک سیستم آزمایشگاهی را با استفاده از سلول های بنیادی اپی بلاست (EpiSCs) برای مدل سازی فرایند گاسترولاسیون تولید کننده اندودرم ایجاد کردیم. به این منظور، ما یک رده از سلول های بنیادی اپی بلاست به نام i22 را ایجاد کردیم که در آن پروتئین سبز فلورسنت به همراه Foxa2 به صورت تقویت شده بیان می شود. کشت سلول های i22 EpiSCs به صورت تجمعاتی چند روزه برای شروع بیان Foxa2 کافی بود و کشت بیشتر این تجمعات در ماتری ژل، فعال سازی متوالی ژن های فاکتورهای رونویسی دخیل در تکوین پیش سازهای اندودرمی مانند Eomes، Gsc و Sox17 را افزایش داد. در کشت تجمعاتی سلول های i22 برای سه روز، همه سلول ها POU5F1، SOX2 و E-کادهرین به عنوان مشخصه اپی بلاستی را بیان کردند، در حالی که بیان GATA4 و SOX17 نیز به طور متوسط در سلول های پراکنده شده فعال شدند که نشان تحریک شدن این سلول ها برای تکوین اندودرمی بود. قالب گیری این تجمعات در ماتری ژل برای بیش از سه روز، مهاجرت این سلول ها به لومن ماتریکس غنی از لامینین پوشاننده تجمعات را نشان می دهد که در آن FOXA2 و SOX17 در سطح بالا بیان شدند که با از دست رفتن هم زمان E-کادهرین همراه بود و نشان دهنده فاز مهاجرتی پیش سازهای اندودرمی بود. کشت طولانی تر تجمعات، سه جمعیت سلولی مجزای موجود در جنین های بعد از مرحله گاسترولاسیون را تولید کردند: 1) اندودرم قطعی بیان کننده هم زمان SOX17، GATA4 و E-کادهرین، 2) سلول های مزودرمی بیان کننده یک سطح پایین GATA4 و فاقد E-کادهرین و 3) سلول های اپی بلاستی تحریک شده و بیان کننده POU5F1، SOX2 و بدون E-کادهرین. بنابراین، تجمعات EpiSCs بدنبال قالب گیری تجمعات در ماتریکس غنی از لامین، تکوین پیش ساز اندودرم وابسته به گاسترولاسیون را مدل سازی می کند.
Dev Growth Differ. 2020 Apr 11. doi: 10.1111/dgd.12663. [Epub ahead of print]
Modeling early stages of endoderm development in epiblast stem cell aggregates with supply of extracellular matrices.
Inamori S1, Fujii M1, Satake S1, Iida H1, Teramoto M1, Sumi T2, Meno C2, Ishii Y1,3, Kondoh H1.
Abstract
Endoderm precursors expressing FoxA2 and Sox17 develop from the epiblast through the gastrulation process. In this study, we developed an experimental system to model the endoderm-generating gastrulation process using epiblast stem cells (EpiSCs). To this end, we established an EpiSC line i22, in which enhanced green fluorescent protein is coexpressed with Foxa2. Culturing i22 EpiSCs as aggregates for a few days was sufficient to initiate Foxa2 expression, and further culturing of the aggregates in Matrigel promoted the sequential activation of transcription factor genes involved in endoderm precursor development, e.g., Eomes, Gsc, and Sox17. In aggregation culture of i22 cells for 3 days, all cells expressed POU5F1, SOX2, and E-cadherin, a signature of the epiblast, whereas expression of GATA4 and SOX17 was also activated moderately in dispersed cells, suggesting priming of these cells to endodermal development. Embedding the aggregates in Matrigel for further 3 days elicited migration of the cells into the lumen of laminin-rich matrices covering the aggregates, in which FOXA2 and SOX17 were expressed at a high level with the concomitant loss of E-cadherin, indicating the migratory phase of endodermal precursors. Prolonged culturing of the aggregates generated three segregating cell populations found in post-gastrulation stage embryos: (1) definitive endoderm co-expressing high SOX17, GATA4, and E-cadherin, (2) mesodermal cells expressing a low level of GATA4 and lacking E-cadherin, and (3) primed epiblast cells expressing POU5F1, SOX2 without E-cadherin. Thus, aggregation of EpiSCs followed by embedding of aggregates in the laminin-rich matrix models the gastrulation-dependent endoderm precursor development. (247).
PMID: 32277710