RESUMO
Human embryonic stem (hES) cells hold promise for generating an unlimited supply of cells for replacement therapies. To characterize hES cells at the molecular level, we obtained 148,453 expressed sequence tags (ESTs) from undifferentiated hES cells and three differentiated derivative subpopulations. Over 32,000 different transcripts expressed in hES cells were identified, of which more than 16,000 do not match closely any gene in the UniGene public database. Queries to this EST database revealed 532 significantly upregulated and 140 significantly downregulated genes in undifferentiated hES cells. These data highlight changes in the transcriptional network that occur when hES cells differentiate. Among the differentially regulated genes are several components of signaling pathways and transcriptional regulators that likely play key roles in hES cell growth and differentiation. The genomic data presented here may facilitate the derivation of clinically useful cell types from hES cells.
Assuntos
Diferenciação Celular/genética , Etiquetas de Sequências Expressas , Perfilação da Expressão Gênica , Transdução de Sinais/genética , Células-Tronco/metabolismo , Antígenos CD/genética , Antígenos CD/fisiologia , Diferenciação Celular/efeitos dos fármacos , Diferenciação Celular/fisiologia , Divisão Celular/efeitos dos fármacos , Divisão Celular/genética , Divisão Celular/fisiologia , Linhagem Celular , Receptor gp130 de Citocina , Dimetil Sulfóxido/farmacologia , Regulação para Baixo/efeitos dos fármacos , Regulação para Baixo/genética , Embrião de Mamíferos/citologia , Fatores de Crescimento de Fibroblastos/genética , Fatores de Crescimento de Fibroblastos/fisiologia , Expressão Gênica/efeitos dos fármacos , Biblioteca Gênica , Substâncias de Crescimento/farmacologia , Humanos , Peptídeos e Proteínas de Sinalização Intercelular/genética , Peptídeos e Proteínas de Sinalização Intercelular/fisiologia , Interleucina-6 , Fator Inibidor de Leucemia , Glicoproteínas de Membrana/genética , Glicoproteínas de Membrana/fisiologia , Proteína Nodal , Proteínas/genética , Proteínas/fisiologia , Proteínas Proto-Oncogênicas/genética , Proteínas Proto-Oncogênicas/fisiologia , RNA/genética , RNA/isolamento & purificação , Receptores de Fatores de Crescimento de Fibroblastos/genética , Receptores de Fatores de Crescimento de Fibroblastos/fisiologia , Receptores Acoplados a Proteínas G/genética , Receptores Acoplados a Proteínas G/fisiologia , Reação em Cadeia da Polimerase Via Transcriptase Reversa , Análise de Sequência de DNA , Transdução de Sinais/fisiologia , Células-Tronco/citologia , Fatores de Transcrição/genética , Fatores de Transcrição/fisiologia , Transcrição Gênica/genética , Fator de Crescimento Transformador beta/genética , Fator de Crescimento Transformador beta/fisiologia , Tretinoína/farmacologia , Regulação para Cima/efeitos dos fármacos , Regulação para Cima/genética , Proteínas WntRESUMO
We have demonstrated previously that human embryonic stem (hES) cells possess a characteristic morphologic, antigenic, and molecular profile that can be used to assess the state of ES cells (Carpenter et al., [2004] Dev Dyn 229:243-258). In this manuscript, we have examined the long-term stability of three hES cell lines in feeder-free culture. We demonstrate that the expression of antigens and transcription factors, telomerase activity, telomere length, and karyotype appear stable for all three hES cell lines after continuous culture for over 1 yr. All three lines retained pluripotent differentiation in vitro and in vivo. Although hES cell lines were remarkably stable over the period of analysis, a detailed quantitative analysis of antigen expression by flow cytometry and gene expression by microarray suggested that cell lines show subtle differences in the expression of small subsets of genes upon long-term culture.
Assuntos
Diferenciação Celular , Linhagem Celular , Regulação da Expressão Gênica , Células-Tronco/citologia , Animais , Antígenos de Superfície/biossíntese , Transformação Celular Neoplásica , Meios de Cultivo Condicionados , Embrião de Mamíferos/citologia , Perfilação da Expressão Gênica , Humanos , Cariotipagem , Camundongos , Camundongos SCID , Análise de Sequência com Séries de Oligonucleotídeos , Transplante de Células-Tronco , Células-Tronco/metabolismo , Telomerase/metabolismo , Teratoma/etiologia , Teratoma/patologia , Fatores de TempoRESUMO
Several laboratories have begun evaluating human ES (hES) cell lines; however, direct comparisons between different hES cell lines have not been performed. We have characterized the properties of four human cell lines maintained in feeder-free culture conditions. Quantitative assessment of surface markers, microarray analysis of gene expression patterns, expression of SOX-2, UTF-1, Rex-1, OCT3/4, CRIPTO, and telomerase activity demonstrated similar patterns in all hES cell lines examined. Undifferentiated hES cells do not respond to neurotransmitters such as acetylcholine, glutamate, and gamma-aminobutyric acid. In addition, the undifferentiated hES cells possess gap junctions. Although similarities in marker expression were observed, allotyping showed that all four lines have a distinct HLA profile, predicting differences in transplantation responses. These data provide the first detailed comparison of different hES cell lines and demonstrate remarkable similarities among lines maintained in identical culture conditions.
