Standard protein expression systems, such as E. coli, often fail to produce folded, monodisperse, or functional eukaryotic proteins (see Small-scale Expression of Proteins in E. coli). The expression of these proteins is greatly benefited by using a eukaryotic system, such as mammalian cells, that contains the appropriate folding and posttranslational machinery. Here, we describe methods for both small- and large-scale transient expression in mammalian cells using polyethylenimine (PEI). We find this procedure to be more cost-effective and quicker than the more traditional route of generating stable cell lines. First, optimal transfection conditions are determined on a small-scale, using adherent cells. These conditions are then translated for use in large-scale suspension cultures. For further details on generating stable cell lines please (see Rapid creation of stable mammalian cell lines for regulated expression of proteins using the Gateway® Recombination Cloning Technology and Flp-In T-REx® lines or Generating mammalian stable cell lines by electroporation).

Abstract The hypothalamus is the brain region that regulates systemic body metabolism and multiple functions in other brain regions. In adult mice, the hypothalamus harbors neural stem/precursor cell (NSC)-like cells. Along with the dysregulation of body metabolism and physiology that occurs during aging, the NSC population in the hypothalamus declines with age. Here, we introduce a novel protocol that yields scalable and storable hypothalamus-specific NSCs (htNSCs) from human pluripotent stem cells (hPSCs). Implanting htNSCs into the medio-basal hypothalami of aged mice conspicuously ameliorated age-related declines in metabolic fitness, physical capacity, and cognitive function and produced corresponding histologic changes in various body tissues. Single transcriptome and immunohistochemical analyses of the grafted hypothalamic tissues showed that the anti-aging effects were attained by correcting glial NF-κB, TNF-α, and NLRP3 inflammasome pathways. Collectively, our findings support the potential of anti- or healthy aging therapies that target htNSCs and hypothalamic inflammation. One Sentence Summary hPSC-derived hypothalamus NSCs mitigate age-associated physiological decline upon transplantation into the hypothalamus of aged mice.