摘要
细胞重编程使我们能够从几乎任何基因组中获得前所未有的人类发育信息。然而,重新编程产生的多能干细胞可以分化成形成胎儿的所有细胞,但不能分化成胚胎外附件。因此,一个允许从广泛的基因组库研究胎盘发育的细胞模型是缺乏的。在这里,我们描述了一种优化的方案,将体细胞重编程为人诱导滋养细胞干细胞(hiTSCs),并将多能干细胞转化为人转化TSCs (hcTSCs)。该方案实现了急需的基因组特异性胎盘疾病建模。我们还详细介绍了hiTSCs和hcTSCs的滋养细胞外渗和合胞滋养细胞分化方案,这是验证这些细胞的必要步骤。总的来说,该方案需要4个月的时间,需要先进的细胞培养技能,与体细胞重编程为人类诱导多能干细胞所需的技能相当。
这是订阅内容的预览,通过你所在的机构访问
访问选项
订阅《自然》+
立即在线访问《自然》和其他55种《自然》杂志
29.99美元
每月
订阅期刊
获得1年的完整期刊访问权限
99.00美元
每期只要8.25美元
所有价格均为净价格。
增值税稍后将在结帐时添加。
税务计算将在结账时完成。
买条
在ReadCube上获得时间限制或全文访问。
32.00美元
所有价格均为净价格。
数据可用性
本文所使用的所有数据集均上载至欧洲核苷酸档案(https://www.ebi.ac.uk/ena/browser/view/PRJEB34037?show=reads),这已在我们之前的论文中指明5.
参考文献
好的,h。人类滋养层干细胞的来源。细胞干细胞22, 50 - 63。e6(2018)。
海德尔,S.等。自我更新的滋养层类器官概括了早期人类胎盘的发育过程。干细胞代表11, 537-551(2018)。
图尔科,m.y等人。滋养层类器官作为人类胎盘形成过程中母胎相互作用的模型。自然564, 263-267(2018)。
Saha, B.等人。TEAD4通过促进滋养层自我更新来确保种植后的发育:在人类早期妊娠丢失中具有意义。国家科学院学报美国117, 17864-17875(2020)。
卡斯特尔,G.等人。从体细胞和多能干细胞诱导人滋养层干细胞。细胞的代表。33, 108419(2020)。
Amita, M.等。BMP4将人胚胎干细胞完全单向转化为滋养层。国家科学院学报美国110, e1212-e1221(2013)。
Krendl, C.等。GATA2/3-TFAP2A/C转录因子网络将人多能干细胞向营养外胚层分化并抑制多能性。国家科学院学报美国114, e9579-e9588(2017)。
堀井等人。人类多能干细胞作为正常发育和疾病滋养层分化的模型。国家科学院学报美国113, e3882-e3891(2016)。
堀井等人。用人诱导多能干细胞模拟子痫前期。科学。代表。11, 5877(2021)。
谢里丹,m.a.等人。人胎盘滋养层模型中的早发型子痫前期。国家科学院学报美国116, 4336-4345(2019)。
高岛,Y.等。重置转录因子控制电路,使其具有基态多能性。细胞158, 1254-1269(2014)。
杨,Y.等。获得具有体内胚胎和胚胎外潜能的多能干细胞。细胞169, 243 - 257。e25(2017)。
Amit, M.等。克隆获得的人类胚胎干细胞系保持多能性和增殖潜力的长期培养。Dev,杂志。227, 271-278(2000)。
罗桑特,J. & Tam, P. P. L.基于干细胞的胚胎模型的机遇和挑战。干细胞代表16, 1031-1038(2021)。
周,J.等。人胚胎着床期胎盘发育和功能的建模。医学杂志。天线转换开关。105, 40-51(2021)。
Horii, M., Touma, O., Bui, T. & Parast, M.建模人类滋养层,胎盘上皮在母胎界面。繁殖160, r1-r11(2020)。
Moser, G., Weiss, G., Gauster, M., Sundl, M. & Huppertz, B.最开始的证据:内腺滋养细胞在原位和体外穿透并取代子宫腺体。嗡嗡声。天线转换开关。30., 2747-2757(2015)。
莫泽,G.等人。滋养细胞外侵子宫动脉:子宫静脉侵入的证据。Histochem。细胞生物。147, 353-366(2017)。
Moser, G., Drewlo, S., Huppertz, B. & Armant, D. R.宫颈滋养层的提取和分离:宫颈滋养层的起源及其对持续妊娠风险评估的潜在价值。嗡嗡声。天线转换开关。更新24, 484-496(2018)。
Papuchova, H.等。三种具有不同免疫调节特性的HLA-G+外渗出滋养层细胞。国家科学院学报美国117, 15772-15777(2020)。
Pollheimer, J., Vondra, S., Baltayeva, J., Beristain, a.g. & Knöfler, M.母体子宫环境对胎盘外滋养层细胞的调节。前面。Immunol。9, 2597(2018)。
Borbely, A. U.等。人胎盘基底的术语,它是功能性滋养细胞的来源。天线转换开关。医学杂志。性。12, 7(2014)。
董,C.等。滋养层干细胞来源于naïve人类多能干细胞。Elife9, e52504(2020)。
Genbacev, O., Joslin, R., Damsky, C. H., Polliotti, B. M. & Fisher, S. J.体外缺氧改变妊娠早期人类细胞滋养细胞分化/侵袭,并模拟子痫前期发生的胎盘缺陷。j .中国。投资。97, 540-550(1996)。
刘,等。重编程路线图揭示人诱导滋养层干细胞的途径。自然586, 101-107(2020)。
谭建平,刘晓霞,马建明。人滋养细胞干细胞的构建Nat。Protoc.在出版社。
辛柯普敏,J. K.等。幼稚的人胚胎干细胞可以产生具有滋养层样转录组和甲基组的细胞。干细胞代表15, 198-213(2020)。
郭,G.等。人类幼稚外胚层细胞具有不受限制的谱系潜力。细胞干细胞28, 1040 - 1056。e6(2021)。
高,X.等。猪和人扩增潜能干细胞的建立。细胞生物学。21, 687-699(2019)。
Kagawa, H.等。人胚细胞模型囊胚发育和植入。自然601, 600-605(2022)。
刘,等。通过将成纤维细胞重新编程为易母细胞来模拟人类囊胚。自然591, 627-632(2021)。
Sozen, B.等。用多能干细胞重建人类胚胎发生的各个方面。Commun Nat。12, 5550(2021)。
Yanagida等人。幼稚干细胞囊胚模型捕获人类胚胎谱系分离。细胞干细胞28, 1016 - 1022。e4(2021)。
于,L.等。由人类多能干细胞产生的囊胚样结构。自然591, 620-626(2021)。
工藤,Y.等。体外培养人胎盘滋养层BeWo细胞合胞化的定量研究。Biochim。Biophys。学报1640, 25-31(2003)。
Wice, B., Menton, D., Geuze, H. & Schwartz, A. L.环AMP代谢调节剂诱导体外合胞滋养细胞形成。Exp. Cell Res。186, 306-316(1990)。
大卫,L. &波罗,J. M.重新编程阶段。干细胞研究。12, 754-761(2014)。
高桥,S.等。p57丢失KIP2表达赋予抵抗接触抑制在人雄激素滋养层干细胞。国家科学院学报美国116, 26606-26613(2019)。
Jozefczuk J., Drews, K. & Adjaye, J.适合培养人胚胎和诱导多能干细胞的小鼠胚胎成纤维细胞的制备。J. Vis. Exp。2012, 3854(2012)。
Kilens, S.等。平行衍生等基因人引物和幼稚诱导多能干细胞。Commun Nat。9, 360(2018)。
确认
G.C.是“INSERM-Région Pays de la Loire”奖学金的获得者。我们感谢MicroPICell、GenoA、BIRD和iPSC的核心设施,它们都得到了Biogenouest和IBiSA的支持,并使用了它们的资源和技术支持。MicroPICell是国家基础设施法国生物成像(ANR-10-INBS-04)的成员。BIRD是Français de生物信息研究所(IFB) (ANR-11-INBS-0013)的成员。我们感谢M. Narimatsu关于封面准备的提示。
作者信息
作者及隶属关系
贡献
G.C.和L.D.设计实验,G.C.负责执行。G.C.和L.D.写了手稿。
相应的作者
道德声明
相互竞争的利益
作者声明没有利益竞争。
同行评审
同行评审信息
自然的协议感谢Berthold Huppertz和Michael Roberts对这项工作的同行评审所做的贡献。
额外的信息
出版商的注意施普林格自然对出版的地图和机构从属关系中的管辖权主张保持中立。
相关链接
使用此协议的密钥引用
卡斯特尔,G.等人。细胞代表.33, 108419 (2020):https://doi.org/10.1016/j.celrep.2020.108419
权利和权限
根据与作者或其他权利持有人签订的出版协议,《自然》杂志或其许可方对本文拥有独家权利;作者对这篇文章接受的手稿版本的自我存档仅受此类出版协议的条款和适用法律的约束。
关于本文
引用本文
卡塞尔,G.,大卫,L.人滋养层干细胞的诱导。Nat Protoc17, 2760-2783(2022)。https://doi.org/10.1038/s41596-022-00744-0
收到了:
接受:
发表:
发行日期:
DOI:https://doi.org/10.1038/s41596-022-00744-0
这篇文章被引用
通过重编程成纤维细胞建立人诱导滋养细胞干细胞
自然的协议(2022)