Zeitschrift für Stammzellforschung und -therapie

Abstrakt

Kultur von Schweine-induzierten pluripotenten Stammzellen ohne direkten Kontakt mit dem Futter in serumfreiem Medium

Yang JY, Liu Y, Yu P, Lu Y, Hutcheson JM, Lau VW, Li X, Dove CR, Stice SL und West FD

Hintergrund: Die Umprogrammierung somatischer Zellen von Schweinen in induzierte pluripotente Stammzellen (iPSCs) bietet vielversprechende Anwendungsmöglichkeiten in der Grundlagenbiologie, der Entwicklung von Krankheitsmodellen und der Xenotransplantation. Bei Mäusen hat die Technologie embryonaler Stammzellen (ESC) das Feld revolutioniert und ermöglicht Gen-Targeting, komplexe Screening-Strategien und die Schaffung von Tieren mit einzigartigen, interessanten Merkmalen. Jüngste Durchbrüche bei der Nutzung der Technologie induzierter pluripotenter Stammzellen beim Schwein haben es möglich gemacht, pluripotente Schweinestammzellen zu produzieren, die keimbahnchimären kompetenten Maus-ESCs ähneln. Ein optimales Kultursystem für die Expansion von piPSCs muss jedoch noch entwickelt werden. In den meisten Berichten wurden piPSCs in undefinierten Systemen gehalten, die Xenoprodukte und Feeder-Schichten verwenden, die potenzielle Kontaminationsquellen darstellen. Methoden: In dieser Studie wurden neue Linien von Schweine-iPSCs (piPSC) aus Schweinefibroblastenzellen durch Überexpression von sechs Umprogrammierungsgenen erzeugt: POU5F1, SOX2, NANOG, LIN28, KLF4 und C-MYC. Diese neuen Linien wurden auf ihre Fähigkeit getestet, auf einem Matrigelsubstrat im etablierten Maus-2i+LIF-System, dem humanen mTeSR1-System und Variationen eines feeder-konditionierten Mediensystems erhalten zu bleiben. Analyse und Identifizierung der piPSCs wurden mittels Immunzytochemie, Durchflusszytometrie und durch Untersuchung der Embryoidkörperbildung und -differenzierung durchgeführt. Ergebnisse: Die neu generierten piPSCs zeigten morphologische Merkmale, Immunreaktivität und Reaktivierung endogener Pluripotenznetzwerke, die mit denen von iPSCs übereinstimmen. Ähnlich wie auf Feedern kultivierte Zellen exprimierten piPSCs, die unter allen 7 feeder-freien Bedingungen gehalten wurden, POU5F1 und NANOG, SSEA-1, SSEA-4 und TRA1-81. Die Durchflusszytometrie zeigte jedoch, dass piPSCs, die in feeder-konditionierten Medien mit KnockOut Serum Replacement und basischem Fibroblastenwachstumsfaktor (FGF2) kultiviert wurden, signifikant höhere SSEA1- und SSEA4-Expressionswerte aufwiesen als Zellen, die in einem 2i+LIF- oder mTeSR1-System kultiviert wurden. Schlussfolgerung: Diese Erkenntnisse zeigen, dass piPSCs in definierten Systemen ohne Serum und direkten Feeder-Kontakt aufrechterhalten werden können, was ihre potenzielle Verwendung sowohl in der Landwirtschaft als auch in der Biomedizin erhöht.