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干货 | 如何选择多能干细胞培养的细胞外基质

时间:2022-02-14 阅读:2158

人类多能干细胞(human pluripotent stem cells, hPSC)在无饲养层培养体系下需要额外添加细胞外基质才能贴壁生长,今天我们就来讨论下细胞外基质这个话题。

Tenneille E Ludwig等在最初的TeSR1培养基实验都是在Matrigel上进行的,Matrigel是一种从小鼠Englebreth-Holm-Swarm肉瘤中提取的基底膜制剂。Matrigel在TeSR1培养基中有效地支持hESC的长期增殖,但它是小鼠蛋白的复杂混合物,是培养体系变异性的重要原因。在单独和组合筛选各种成分后,Tenneille E Ludwig等发现胶原蛋白IV(Collagen IV)、纤连蛋白(Fibronectin,FN)、层粘连蛋白(Laminin,LN)和玻连蛋白(Vitronectin, VTN)的组合支持TeSR1中hESC的稳定长期增殖。(Nat Biotechnol. 2006 Feb;24(2):185-7.)

目前hPSC研究主要用的细胞外基质有以下三种:


1. Corning® Matrigel® hESC-qualified Matrix

Matrigel是hPSC基础研究领域经典的细胞外基质,Matrigel是一种从EHS小鼠肉瘤(一种富含细胞外基质蛋白的肿瘤)中提取的可溶性基底膜制剂。其主要成分是层粘连蛋白(Laminin)(~60%),其次是胶原蛋白IV(CollagenIV)(~30%)、硫酸肝素蛋白聚糖(heparinsulfate proteoglycans)和内联蛋白(entactin)。蛋白质浓度范围约为9-12 mg/mL。

用于hPSC维持培养的Matrigel是Corning®Matrigel® hESC-qualified Matrix,该产品是生长因子的浓度降低的基质胶。由于生长因子浓度存在批次间差异,所以需要根据蛋白质浓度计算每一批次稀释度。请参阅康宁的特定批次的CoA了解要分装的等分试样的体积(稀释系数)。Matrigel® 等分试样的批次特定体积通常在270-350 μL之间,在 25 mL 的DMEM/F-12中稀释。(请注意,等分试样的大小和稀释因子仅在hESC-qualified Matrix的 Matrigel® (Corning #354277) 的CoA上提供。

2. Laminin 521

层粘连蛋白521(Laminin521)是天然干细胞微环境的关键基底膜蛋白。在哺乳动物胚胎中,Laminin-521和511是最早表达的胞外蛋白,在2-4细胞期,已经可以检测到。Laminin521(LN521)由胚胎内细胞团中的hPSC表达和分泌。因此,LN521可以支持hPSC的稳定扩增以及随后的细胞谱系特化。它还对稳定和均质化不同hPSC系之间的多能性基因表达谱具有积极作用。因此在化学成分确定、无饲养层和无动物来源的干细胞培养系统中可靠地促进人hPSC的自我更新。Laminin 521化学成分确定,无异源动物成分,可保证遗传稳定和多能干细胞的高效单细胞传代,无需细胞凋亡抑制剂,为您的细胞和研究提供卓越的质量。

3. Vitronectin XF™

玻连蛋白(Vitronectin)是 Matrigel® 的有效替代品。

玻连蛋白(Vitronectin)属于小分子蛋白,借由Vitronectin受体让细胞贴附于细胞基质中,主要促进细胞迁移,增加细胞贴附性、细胞分裂、细胞生长分化等,并协助细胞间的讯号传递。Vitronectin是一种成分明确的无异源成分的细胞外基质,可以支持人类多能干细胞的增殖和分化。

STEMCELLTechnologies的Vitronectin XF™是完整的全长人玻连蛋白序列,在化学成分确定的无异源条件下由人类细胞中表达。建议使用Vitronectin XF™作为细胞外基质,用于需要成分完全明确和/或最少动物源性成分的培养系统应用。

STEMCELL Technologies的所有hPSC培养基都可以与Vitronectin XF™搭配使用,使用VitronectinXF™会有更好看的培养形态(Figure1),扩增倍数也没有明显差别(Figure2)。

Figure 1. 未分化状态的人类胚胎干细胞(H9)和人类诱导多能干细胞(WLS-4D1)的在Matrigel和Vitronectin上培养的形态。注:培养基为TeSR-E8。


Figure 2. 人类胚胎干细胞(H9, H1)和人类诱导多能干细胞(WLS-1C, A13700, WLS-4D1)在Matrigel(solid bars)和Vitronectin(checkered bars)培养超过10代的平均每代扩增倍数。注:培养基为TeSR-E8。

当与TeSR™-E8™/TeSR™-AOF一起使用时,VitronectinXF™提供了一个成分完全明确的培养系统,用于在无饲养层条件下维持 hPSC。该系统可以完全控制培养体系,从而在下游应用中获得更一致的细胞群和重复性更好的结果。

相关产品

产品名称
产品号 #
Vitronectin XF™
0718
100-0763
TeSR™-AOF100-0401
TeSR™-E8™05990
CloneR™2
100-0691

STEMdiff™ Blood Vessel Organoid Kit

100-0651

STEMdiff™ Choroid Plexus Differentiation Kit100-0825


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