Waiting
Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove
Click here for the English version

Developmental Biology

Kernisolatie van hartvoorlopercellen van muizen voor epigenoom- en genexpressieprofilering met eencellige resolutie

Published: May 12, 2023 doi: 10.3791/65328

Summary

Hier presenteren we een protocol dat de voorbereiding van celkernen beschrijft. Na microdissectie en enzymatische dissociatie van hartweefsel in afzonderlijke cellen, werden de voorlopercellen bevroren, gevolgd door isolatie van zuivere levensvatbare cellen, die werden gebruikt voor single-nucleus RNA-sequencing en de single-nucleus assay voor transposase-toegankelijk chromatine met high-throughput sequencing-analyses.

Abstract

Het zich ontwikkelende hart is een complexe structuur die verschillende voorlopercellen bevat die worden bestuurd door complexe regulerende mechanismen. Het onderzoek van de genexpressie en chromatinetoestand van individuele cellen maakt de identificatie van het celtype en de toestand mogelijk. Single-cell sequencing benaderingen hebben een aantal belangrijke kenmerken van cardiale voorlopercel heterogeniteit onthuld. Deze methoden zijn echter over het algemeen beperkt tot vers weefsel, wat studies met verschillende experimentele omstandigheden beperkt, omdat het verse weefsel in één keer in dezelfde run moet worden verwerkt om de technische variabiliteit te verminderen. Daarom zijn eenvoudige en flexibele procedures nodig om gegevens te produceren van methoden zoals single-nucleus RNA sequencing (snRNA-seq) en de single-nucleus assay voor transposase-toegankelijk chromatine met high-throughput sequencing (snATAC-seq) in dit gebied. Hier presenteren we een protocol om kernen snel te isoleren voor volgende single-nuclei dual-omics (gecombineerde snRNA-seq en snATAC-seq). Deze methode maakt de isolatie van kernen uit bevroren monsters van cardiale voorlopercellen mogelijk en kan worden gecombineerd met platforms die microfluïdische kamers gebruiken.

Introduction

Onder geboorteafwijkingen zijn aangeboren hartafwijkingen (CHD's) de meest voorkomende, die voorkomen bij ongeveer 1% van de levendgeborenen per jaar 1,2. Genetische mutaties worden slechts in een minderheid van de gevallen geïdentificeerd, wat impliceert dat andere oorzaken, zoals afwijkingen in genregulatie, betrokken zijn bij de etiologie van CHD 2,3. Cardiale ontwikkeling is een complex proces van diverse en op elkaar inwerkende celtypen, waardoor de identificatie van causale niet-coderende mutaties en hun effecten op genregulatie een uitdaging vormen. Organogenese van het hart begint met cellulaire voorlopers die aanleiding geven tot verschillende subtypen hartcellen, waaronder myocardiale, fibroblast-, epicardiale en endocardiale cellen 4,5. Single-cell genomics is in opkomst als een belangrijke methode voor het bestuderen van de ontwikkeling van het hart en het beoordelen van de impact van cellulaire heterogeniteit op gezondheid en ziekte6. De ontwikkeling van multi-omics-methoden voor de gelijktijdige meting van verschillende parameters en de uitbreiding van computationele pijplijnen heeft de ontdekking van celtypen en subtypen in het normale en zieke hart vergemakkelijkt6. Dit artikel beschrijft een betrouwbaar single-nucleus isolatieprotocol voor bevroren cardiale voorlopercellen verkregen uit muizenembryo's dat compatibel is met downstream snRNA-seq en snATAC-seq (evenals snRNA-seq en snATAC-seq gecombineerd)7,8,9.

ATAC-seq is een robuuste methode die de identificatie van regulerende open chromatinegebieden en de positionering van nucleosomen10,11 mogelijk maakt. Deze informatie wordt gebruikt om conclusies te trekken over de locatie, identiteit en activiteit van transcriptiefactoren. De activiteit van chromatinefactoren, inclusief remodelers, evenals de transcriptionele activiteit van RNA-polymerase, kan dus worden geanalyseerd omdat de methode zeer gevoelig is voor het meten van kwantitatieve veranderingen in chromatinestructuur 1,2. ATAC-seq biedt dus een robuuste en onpartijdige benadering voor het blootleggen van de mechanismen die transcriptionele regulatie in een specifiek celtype regelen. ATAC-seq-protocollen zijn ook gevalideerd om de toegankelijkheid van chromatine in afzonderlijke cellen te meten, wat variabiliteit in de chromatine-architectuur binnen celpopulaties10,12,13 onthult.

Hoewel er de laatste jaren opmerkelijke vooruitgang is geboekt op het gebied van afzonderlijke cellen, is de grootste moeilijkheid de verwerking van de verse monsters die nodig zijn om deze experimenten uit te voeren14. Om deze moeilijkheid te omzeilen zijn verschillende tests uitgevoerd met als doel analyses uit te voeren zoals snRNA-seq en snATAC-seq met bevroren hartweefsel of cellen15,16.

Verschillende platforms zijn gebruikt om single-cell genomics-gegevenste analyseren 17. De veelgebruikte platforms voor eencellige genexpressie en ATAC-profilering zijn platforms voor meervoudige microfluïdische druppelinkapseling17. Omdat deze platforms microfluïdische kamers gebruiken, kunnen puin of aggregaten het systeem verstoppen, wat resulteert in niet-bruikbare gegevens. Het succes van eencellige studies hangt dus af van de nauwkeurige isolatie van individuele cellen / kernen.

Het hier gepresenteerde protocol gebruikt een vergelijkbare benadering als recente studies met snRNA-seq en snATAC-seq om aangeboren hartafwijkingen te begrijpen 18,19,20,21,22,23. Deze procedure maakt gebruik van de enzymatische dissociatie van vers gemicrodisseceerd hartweefsel gevolgd door de cryopreservatie van hartvoorlopercellen van muizen. Na het ontdooien worden de levensvatbare cellen gezuiverd en verwerkt voor nucleaire isolatie. In dit werk werd dit protocol met succes gebruikt om snRNA-seq- en snATAC-seq-gegevens te verkrijgen van hetzelfde nucleaire preparaat van hartvoorlopercellen van muizen.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

De dierprocedure die in deze studie werd gevolgd, werd goedgekeurd door de dierethische commissies van de universiteit van Aix-Marseille (C2EA-14) en werd uitgevoerd volgens protocollen die waren goedgekeurd door de aangewezen nationale ethische commissie voor dierproeven (Ministère de l'Education Nationale, de l'Enseignement Supérieur et de la Recherche; Autorisatie Apafis N°33927-2021111715507212).

1. Het instellen van de getimede paring voorafgaand aan de dissectie

  1. Om muizenembryo's te genereren, voert u een getimede paring uit tussen volwassen muizen 9,5 dagen voorafgaand aan de isolatie van het hartgebied. In deze procedure werden wild-type C57BL / 6J-muizen van 2-6 maanden oud gebruikt en getimede paring werd 's nachts uitgevoerd.
  2. Controleer de volgende ochtend of de vrouwelijke muizen een vaginale plug hebben. Denk aan de dag waarop de plug wordt geïdentificeerd als embryonale dag (E) 0,5.

2. Weefselpreparatie en celisolatie

  1. Euthanaseer 2-6 maanden oude zwangere vrouw C57BL/6J op dag 9,5 na de conceptie via CO2 met een toenemende concentratie gevolgd door cervicale dislocatie. Reinig het onderste deel van de buik met 70% ethanol.
    OPMERKING: Het gebruik van anesthetica vóór cervicale dislocatie wordt niet aanbevolen, omdat dit de embryo's zou blootstellen aan veranderingen in de omgeving die van invloed kunnen zijn op latere transcriptomische en epigenomische onderzoeken.
  2. Open de buik en het buikvlies met een schaar. Visualiseer de baarmoederhoorns en gebruik een tang om beide hoorns weg te snijden.
  3. Plaats de hoorns in een petrischaaltje met koud medium met 1% FBS. Hoewel er geen specifiek volume nodig is, moet ervoor worden gezorgd dat de embryo's volledig in het medium worden ondergedompeld. Een geschat volume van 10 ml per petrischaal van 10 cm is geschikt.
  4. Verwijder onder de stereomicroscoop ingesteld op 5x vergroting en met behulp van een tang het endometriumweefsel, de placenta en de dooierzak van elk embryo.
  5. Plaats de embryo's in een petrischaaltje met koud medium met 1% FBS. Ontleed het embryonale hartgebied, zoals beschreven op het schematische embryo in figuur 1, in koud volledig medium.
  6. Bundel de hartgebieden ontleed uit vijf muizenembryo's in een microcentrifugebuis van 1,5 ml. Prechill draaiemmer centrifuges tot 4 °C.
  7. Centrifugeer op 300x g gedurende 1 minuut bij RT in een draaiende emmercentrifuge. Verwijder het supernatant en was de weefsels door 1 ml PBS van weefselkweekkwaliteit toe te voegen.
  8. Centrifugeer op 300 x g gedurende 1 minuut bij RT. Verwijder het supernatant en herhaal de wasstappen voor in totaal twee wasbeurten. Herhaal de was twee keer en vervang de PBS door 0,05% trypsine/EDTA (1x).
  9. Voeg voor weefselvertering 50 μL 0,25% trypsine/EDTA toe gedurende 10 minuten bij 37 °C. Breng na 5 minuten zachte mechanische dissociatie aan door op en neer te gaan met behulp van een filterpunt met brede opening.
  10. Inactiveer de trypsine-verteringsactiviteit door 350 μL volledig medium aan de gedissocieerde cellen toe te voegen. Laat de geresuspendeerde cellen door een celzeef van 40 μm gaan.

3. Celtelling en beoordeling van de levensvatbaarheid

OPMERKING: Het aantal cellen en de levensvatbaarheid zijn kritische parameters voor het succes van eencellige experimenten. De snATAC-seq benadering is gevoelig voor kleine variaties in celnummer. Te weinig cellen leiden tot oververtering van het chromatine, wat resulteert in een hoger aantal reads en het in kaart brengen van ontoegankelijke chromatinegebieden (ruis). Evenzo genereert het hebben van te veel cellen fragmenten met een hoog moleculair gewicht die moeilijk te sequencen zijn. Voor de nauwkeurige bepaling van de cel- en kernconcentraties werden het celgetal en de levensvatbaarheid met twee verschillende methoden beoordeeld.

  1. Voer een trypan blue assay uit voor celtelling, zoals hieronder beschreven.
    1. Vortex 0,4% trypan blauwe kleuringsoplossing, draai gedurende 10 s bij kamertemperatuur bij 2.000 x g en breng 10 μL over in een microbuis.
    2. Meng met behulp van een pipet de celsuspensie en voeg 10 μL suspensie toe aan de reeds gealiquoteerde 10 μL trypanblauwe oplossing. Meng voorzichtig 10 keer met een pipet.
    3. Breng 10 μL van de gekleurde cellen over in een telglaasje. Plaats de schuif in de teller om automatisch de celconcentratie en levensvatbaarheid te berekenen.
  2. Voer een op fluorescentie gebaseerde beoordeling van de mortaliteit uit zoals hieronder beschreven.
    OPMERKING: Deze test is gebaseerd op het gebruik van fluorescerende kleurstoffen (ethidium homodimeer-1, EthD-1 en calceïne AM) om de levensvatbaarheid van de cel te evalueren. Er werd een in de handel verkrijgbare kit gebruikt en de instructies van de provider werden gevolgd voor de juiste voorbereiding en gebruik.
    1. Bereid een 10 μM EthD-1-oplossing door 5 μL van de meegeleverde 2 mM EthD-1-stamoplossing toe te voegen aan 1 ml steriele weefselkweekkwaliteit D-PBS en vortex gedurende 5 s om volledige menging te garanderen.
    2. Breng 2,5 μL van de meegeleverde 4 mM calceïne AM-voorraadoplossing over naar de reeds bereide EthD-1-oplossing. Vortex voor 5 s om volledige menging te garanderen.
    3. Voeg 10 μL van de resulterende 10 μM EthD-1 en 10 μM calceïne AM werkoplossing toe aan 10 μL celsuspensie.
      OPMERKING: Calceïne is zeer gevoelig voor hydrolyse in waterige oplossingen, dus gebruik deze werkoplossing binnen 1 dag.
    4. Breng 10 μL van de gekleurde cellen over op een telglaasje. Plaats de dia in de automatische fluorescerende celteller. Tel de levende cellen met een GFP-filter en de dode cellen met een RFP-filter.
      OPMERKING: De twee telmethoden gaven vergelijkbare celtellingen en levensvatbaarheid, en het totale aantal vers gedissocieerde cellen werd geschat op gemiddeld ongeveer 20.000 cellen per embryonaal hartgebied (0,06 mm3).

4. Bevriezing van cellen

  1. Centrifugeer de celsuspensie gedurende 5 minuten bij 500 x g bij 4 °C. Verwijder het supernatant voorzichtig zonder de bodem van de buis aan te raken en resuspensie van de pellet in 1 ml gekoeld vriesmedium.
  2. Breng de celsuspensie over in een voorgekoelde cryovial en plaats de cryovial in een voorgekoelde vriescontainer.
  3. Plaats de container op −80 C gedurende 4 uur tot 8 uur. Breng de cryoviale over naar vloeibare stikstof voor downstream single-nucleus RNA en ATAC sequencing experimenten.
    OPMERKING: De cryovial moet vóór gebruik op droogijs worden vervoerd. In onze ervaring kunnen de cellen gedurende ten minste 6 maanden in vloeibare stikstof worden opgeslagen zonder verlies van levensvatbaarheid van de cel. De opslagtemperatuur moet te allen tijde onder −150 °C worden gehouden om de vorming van ijskristallen te voorkomen.

5. Ontdooien van cellen en verwijderen van dode cellen

  1. Plaats de cryovialen in een waterbad van 37 °C gedurende 1-2 minuten. Verwijder het wanneer een klein kristal achterblijft in de cryovial.
  2. Voeg 1 ml voorverwarmd (37 °C) compleet medium toe. Meng drie keer met een pipet. Breng de suspensie over in een conische buis van 15 ml met 10 ml warm compleet medium.
  3. Breng de hele celsuspensie over een zeef van 30 μm. Spoel de zeef af met 1-2 ml warm medium en verzamel de doorstroming in dezelfde conische buis.
  4. Centrifugeer op 300 x g gedurende 5 minuten en verwijder het supernatant. Was één keer met PBS en breng de celsuspensie over in een microbuisje van 1,5 ml.
  5. Centrifugeer gedurende 5 minuten op 300 x g en verwijder het supernatant zonder de celkorrel te verstoren.
  6. Voeg 100 μL van de meegeleverde magnetische microbeads toe aan de gepelletiseerde cellen en homogeniseer vijf keer met behulp van een pipetpunt met brede boring. Incubeer gedurende 15 minuten bij RT.
  7. Spoel ondertussen de magnetische scheidingskolom (capaciteit: 1 x 107 tot 2 x 108 cellen) af met 500 μL 1x bindingsbuffer.
  8. Zodra de incubatie is voltooid, verdunt u de celsuspensie met de microbeads met 500 μL 1x bindingsbuffer.
  9. Breng de celsuspensie (0,6 μL) aan op de voorbereide magnetische scheidingskolom. De doorstroming is de negatief geselecteerde levende celfractie en de magnetisch vastgehouden fractie is de positief geselecteerde dode cellen.
  10. Vang het effluent van de levende cel op in een centrifugebuis van 15 ml. Spoel de microbuis van 1,5 ml die de celsuspensie en de kolom bevatte met 2 ml 1x bindingsbuffer en verzamel het effluent in dezelfde buis van 15 ml.
  11. Centrifugeer op 300 x g gedurende 5 min. Verwijder het supernatant zonder de celkorrel te verstoren.
  12. Voeg 1 ml van de PBS-BSA-oplossing toe en meng voorzichtig door vijf keer te pipetteren met behulp van een pipetpunt met brede opening. Breng de celsuspensie over in een microbuis van 1,5 ml.
  13. Centrifugeer op 300 x g gedurende 5 min. Verwijder het supernatant zonder de celkorrel te verstoren.
  14. Voeg 1 ml PBS-BSA toe om de pellet te resuspenderen en herhaal de wasstap voor in totaal twee wasbeurten.
  15. Resuspendeer de cellen in 100 μL PBS-BSA-oplossing. Meng voorzichtig door 10 keer te pipetteren.
  16. Bepaal de concentratie en levensvatbaarheid van de cellen met behulp van de eerder beschreven methoden (stap 3.1 en stap 3.2). Om door te gaan naar de volgende stap, moet u zorgen voor een celtelling van ≥ 100.000 cellen. Zie figuur 2 voor representatieve resultaten.
    OPMERKING: Cryoreservatie resulteert in een verlies van ongeveer 40% van het oorspronkelijke uitgangsmateriaal van levende cellen. Afhankelijk van het beginaantal cellen resulteert kraalscheiding op een magnetische kolom in een hoge levensvatbaarheid van de cel, maar deelt het totale aantal cellen door tweevoudig tot vijfvoudig. Het gebruik van een op kolommen gebaseerde magnetische kit om de dode cellen te verwijderen, wordt alleen geadviseerd als er voldoende uitgangsmateriaal beschikbaar is.

6. Kernisolatie

OPMERKING: snATAC en snRNA-seq gecombineerd worden uitgevoerd met een suspensie van schone en intacte kernen. De optimalisatie van de lysiscondities (lysistijd en NP40-concentratie) voor het gebruikte celtype wordt aanbevolen. Het optimale lysistijdstip en de concentratie van het reinigingsmiddel zijn die welke resulteren in het maximale aantal cellen dat wordt gelyseerd zonder de nucleaire morfologie te verstoren. Het verlies van cellen/kernen kan worden verminderd door een draaiende emmercentrifuge te gebruiken in plaats van een centrifuge met een vaste hoek. Om het vasthouden van kernen op kunststoffen te minimaliseren, wordt aanbevolen om pipetpunten met een lage retentie en centrifugebuizen te gebruiken. Dit kan het herstel van de kernen verhogen. Het coaten van de pipetpunten en centrifugebuizen met 5% BSA is een goedkoper maar tijdrovender alternatief.

  1. Reinig de werkplek en materialen met 70% ethanol en RNase-verwijderingsoplossing.
  2. Prechill draaiemmer centrifuges tot 4 °C. Lysisbuffer, lysisverdunningsbuffer, 0,1x lysisbuffer en wasbuffer vers voorbereiden (zie tabel 1). Houd de buffers op ijs.
  3. Centrifugeer de celsuspensie op 500 x g gedurende 5 minuten bij 4 °C in een draaiende emmercentrifuge. Verwijder voorzichtig al het supernatant zonder de bodem van de buis aan te raken om te voorkomen dat de celkorrel losraakt.
  4. Voeg 100 μL gekoelde 0,1x lysisbuffer toe. Meng voorzichtig door 10 keer te pipetteren. Incubeer gedurende 5 minuten op ijs.
  5. Voeg 1 ml gekoelde wasbuffer toe en meng voorzichtig door vijf keer te pipetteren. Centrifugeer bij 500 x g gedurende 5 minuten bij 4 °C. Verwijder het supernatant zonder de kernpellet te verstoren.
  6. Herhaal de wasbeurten met gekoelde wasbuffer voor een totaal van drie wasbeurten. Bereid de verdunde kernenbuffer voor. Houd na resuspensie de kernvoorraadoplossing op ijs.

7. Kwaliteits- en kwantiteitsbeoordelingen van de geïsoleerde kernen

OPMERKING: Op basis van het initiële celgetal en het schatten van ongeveer 50% kernverlies tijdens cellyse, resuspensie van het juiste aantal cellen in koud verdunde kernbuffer. De berekening van het resuspensievolume met gekoelde verdunde kernbuffer is gebaseerd op de beoogde kernterugwinning en de overeenkomstige kernvoorraadconcentraties die worden aanbevolen door de gebruikershandleiding van de fabrikant. Zie een voorbeeld van deze berekening in Aanvullend Protocol 1.

  1. Op basis van het initiële celgetal en het schatten van ongeveer 50% kernverlies tijdens cellyse, resuspensie van het juiste aantal cellen in koud verdunde kernbuffer.
  2. Bepaal de werkelijke kernconcentratie. Meng 2 μL kernstockoplossing met 8 μL verdunde kernbuffer en voeg het mengsel toe aan de vooraf gealiquoted 10 μL trypan blue of EthD-1/calceinAM werkoplossing. Tel de kernen met behulp van een geautomatiseerde celteller. Minder dan 5% van de cellen moet levensvatbaar zijn. Zie figuur 3 voor representatieve resultaten.
  3. Bereken het volume van de kernvoorraad en het volume van de verdunde kernbuffer om een totaal volume van 5 μl te verkrijgen bij de aanbevolen concentratie voor de omzettingsreactie (raadpleeg de gebruikershandleiding van de fabrikant). Ga onmiddellijk verder met de omzettingsreactie volgens de gebruikershandleiding17.
    OPMERKING: Alle stappen van de transpositiereactie tot de constructie van de ATAC- en GEX-bibliotheken werden uitgevoerd volgens de gebruikershandleiding van de kit die wordt gebruikt voor snRNA-seq en snATAC-seq gecombineerd17.

8. Kwaliteitsanalyse van de snRNA-seq en snATAC-seq bibliotheken

  1. Voordat u overgaat tot next-generation sequencing, valideert u de kwaliteit en grootteverdeling van de uiteindelijke snATAC-seq- en genexpressie GEX-bibliotheken. Beoordeel de kwaliteit en kwantiteit van sequenties die in de bibliotheken zijn geïdentificeerd met behulp van fragmentanalysesystemen. Zie figuur 4 voor de resultaten van de representatieve kwaliteitsbeoordeling.
    OPMERKING: Het laatste spoor van de snATAC-seq-bibliotheken moet de periodiciteit van nucleosoomwikkeling laten zien, en de groottes moeten variëren van 200 bp tot meerdere Kbp, terwijl de groottes in de genexpressiebibliotheek moeten variëren van 300 bp tot 600 bp.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

Vergeleken met de voorbereiding van eencellige suspensies voor eencellige benaderingen, is de bereiding van suspensies met één kern veel uitdagender en vereist een hogere mate van resolutie en verwerking. De sleutelfactor voor een succesvolle gecombineerde snRNA-seq en snATAC-seq is een schone en intacte kernsuspensie. Het protocol voor efficiënte kernisolatie moet worden aangepast aan elk weefseltype en elke toestand (vers of bevroren). Hier wordt een geoptimaliseerd protocol beschreven voor de isolatie van kernen uit ingevroren embryonale hartcellen van muizen. Alle stappen van embryonale hartgebieddissectie en hartceldissociatie tot kernisolatie zijn samengevat in figuur 1. Voor het uitgangsmateriaal wordt een celgetal van 1 x 105-1 x 106 cellen en een cellevensvatbaarheid >70% aanbevolen voor efficiënte kernisolatie. Zoals te zien is in figuur 2, heeft de extra stap die in dit protocol is uitgevoerd om de dode cellen na het ontdooien te sorteren en te verwijderen, gezorgd voor het verkrijgen van een schonere celsuspensie met een aanzienlijk hogere levensvatbaarheid van de cellen en voor het verbeteren van de kwaliteit van het startmonster. Naast kernisolatie biedt dit protocol gedetailleerde informatie over hoe de kwaliteit en kwantiteit van de geïsoleerde kernen kan worden beoordeeld (figuur 3). De kwaliteit van de geïsoleerde kernen heeft een grote invloed op de kwaliteit van de snRNA-seq en snATAC-seq gecombineerde gegevens; Hier werd de kwaliteit van de geïsoleerde kernen beoordeeld door de evaluatie van de morfologie van het kernmembraan. De geïsoleerde kernen leken glad en gelijkmatig rond, zoals weergegeven in figuur 3C, onder brightfield-microscopie, wat wijst op een effectief isolatieproces. Voor meer nauwkeurigheid werden twee verschillende telmethoden gebruikt, waaronder trypan blue en een kit voor de op fluorescentie gebaseerde beoordeling van de levensvatbaarheid, om de cellen en kernen te kwantificeren. De fluorescentietest werd gebruikt om de levensvatbaarheid van de cel te bepalen op basis van cellulaire integriteit en intracellulaire esterase-activiteit. Deze kleurstofoplossing maakt het mogelijk om levende cellen van dode cellen te onderscheiden door tegelijkertijd groene fluorescerende calceïne AM te visualiseren, wat de intracellulaire esterase-activiteit aangeeft, en rood fluorescerend ethidinumhomodimeer 1, dat het verlies van cellulaire integriteit weerspiegelt. Het gebruik van een fluorescerende kleurstof voor het tellen helpt bij het onderscheiden van kernen van celklonten en puin. Met behulp van dit protocol ging de levensvatbaarheid van de cel over van 80% -90% vóór kernisolatie naar <5% na kernisolatie, zoals weergegeven in figuur 3A, B.

Onze procedure werd vergeleken met de bestaande methode, waarbij vers weefsel direct in vloeibare stikstof wordt ingevroren en de lyseringsstap wordt uitgevoerd zonder voorafgaande enzymatische dissociatie (aanvullend protocol 2 en aanvullende figuur 1). Beide benaderingen werden getest om te bepalen welke methode een kernsuspensie van betere kwaliteit geeft. Het snap-bevriezen van volledig embryonaal hartweefsel gaf aanleiding tot een hoog percentage niet-gelyseerde cellen die als levend werden gedetecteerd, wat wijst op ongepaste cellysis (aanvullende figuur 1A). Aggregaten en niet-individuele cellen werden waargenomen ondanks filtratie door filters (aanvullende figuur 1A,B).

De geïsoleerde kernen werden gebruikt om bibliotheken te genereren voor gezamenlijke snATAC-seq en snRNA-seq. Figuur 4 illustreert de resultaten van de kwaliteitscontrole van het cDNA dat wordt gebruikt voor de constructie van de genexpressiebibliotheek (GEX) en de ATAC-bibliotheek. De kwaliteitscontrole werd uitgevoerd met behulp van geautomatiseerde elektroforese (figuur 5A). De van mRNA afgeleide cDNA's werden gekwantificeerd en de opbrengst was voldoende voor later gebruik in de bouw van de GEX-bibliotheek. Een hoogwaardige GEX-bibliotheek variërend van ~300 bp tot 600 bp en een hoogwaardige ATAC-bibliotheek met periodieke nucleosoomwikkeling variërend van 200 bp tot 7 kbp werden verkregen. Deze bibliotheken werden gesequenced door high-throughput sequencing en genereerden met succes single-nucleus genexpressie en chromatinetoegankelijkheid (figuur 5A). Deze ruwe gegevens waren klaar om te worden gedemultiplext en bioinformatisch geanalyseerd om transcriptionele en epigenetische profilering van muis E9.5 cardiale voorlopercellen te genereren. SnRNA-seq en snATAC-seq werden geclusterd, geïdentificeerd en gelabeld op basis van bekende markergenen met behulp van unsupervised clustering met de Seurat toolkit voor single genomics24 . Deze eerste analyse bevestigde de aanwezigheid van alle verwachte hartceltypen bij E9,5 (figuur 5B).

Alle bovenstaande resultaten ondersteunen het succes van dit protocol bij het isoleren van kernen die geschikt zijn voor downstream single nuclei-benaderingen van bevroren embryonale hartcellen.

Figure 1
Figuur 1: Weergave van de belangrijkste stappen in de monstervoorbereiding voor gecombineerde snRNA-seq- en snATAC-seq-profilering. Dit stroomdiagram geeft een overzicht van alle stappen, waaronder hartweefseldissectie en hartceldissociatie, celbevriezing en -ontdooiing, levende celzuivering door dode cellen te verwijderen en kernisolatie, die worden uitgevoerd voor de gelijktijdige detectie van mRNA- en chromatinetoegankelijkheid vanuit dezelfde cel. Afkortingen: PBS = fosfaat gebufferde zoutoplossing; BSA = runderserumalbumine; RT = kamertemperatuur. Gemaakt met BioRender.com Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.

Figure 2
Figuur 2: Levensvatbaarheid van de geoptimaliseerde ontdooide cellen na sortering van dode cellen. Afbeeldingen die het celgetal en de levensvatbaarheid tonen met behulp van een geautomatiseerde celteller voor (boven) en na (onder) verwijdering van dode cellen met behulp van de trypan blauwe uitsluitingskleurstof. Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.

Figure 3
Figuur 3: Kwaliteitscontrole van het kernpreparaat. (A,B) Afbeeldingen van het celgetal en de levensvatbaarheid met behulp van een geautomatiseerde celteller voor (boven) en na (onder) kernisolatie. Er werden twee telmethoden gebruikt: (A) de fluorescerende mortaliteitstest en (B) de trypanblauwtest. (C) Beelden die de kwaliteit van de kernisolatie laten zien. De beelden werden 20x (schaalbalk = 50 μm) gemaakt met behulp van brightfield- en fluorescentiemicroscopie. De afbeelding van het brightfield (links) toont nucleaire morfologie; de RFP (midden) toont cellen die hun membraanintegriteit hebben verloren, met andere woorden, geïsoleerde kernen; en de GFP (rechts) die normaal gesproken de esterase-activiteit van levende cellen aangeeft, bevestigt hier de afwezigheid van levende cellen in de kernsuspensie. Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.

Figure 4
Figuur 4: Kwaliteitscontrole van de eencellige genexpressie en ATAC-bibliotheken. DNA-analyse met geautomatiseerde elektroforese toont de kwaliteit en grootteverdeling van de cDNA (boven), GEX-bibliotheek (midden) en ATAC-bibliotheek (onder). Voor de cDNA-kwantificering werd de zone variërend van 200 bp tot 8.900 bp geselecteerd en de bioanalysator schatte de cDNA-concentratie (in pg / μL; rode cirkel). Er werd een voldoende cDNA-opbrengst verkregen om door te gaan met de bouw van de GEX-bibliotheek. Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.

Figure 5
Figuur 5: Voorbeeldprestaties beoordeeld met de Cell Ranger-software25. (A) Cross-sensitivity plot met de transpositiegebeurtenissen in pieken per barcode op de x-as en RNA unique molecular identifiers (UMIs) per barcode op de y-as. Zoals verwacht bevinden de cellen zich voornamelijk in de rechterbovenhoek, met hoge RNA- en ATAC-gegevens. Er werd een duidelijke scheiding waargenomen tussen de cellen en niet-cellen (lege GEM's, achtergrondsignaal). (B) Representatieve uniforme variëteit benadering en projectie (UMAP) plot van alle gevangen cellen in scRNA-seq (links) en scATAC-seq (rechts) gekleurd door clusteridentiteit en gegroepeerd op basis van celtypen. Er werd een goede scheiding van clusters waargenomen. Gezamenlijke GEX- en ATAC-ruwe gegevens werden verkregen uit het sequentiëren van 7.000 kernen uit het ontlede E9.5-embryonale hartgebied van de muis. Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.

Aanvullende figuur 1: Kwaliteitscontrole van kernisolatie van de bestaande methode waarbij vers weefsel direct in vloeibare stikstof wordt ingevroren. (A) Afbeeldingen van het aantal geïsoleerde kernen met behulp van een geautomatiseerde celteller en trypanblauw als de uitsluitingskleurstof voor (boven) en na (onder) filtratie door een zeef van 40 μm. Een hoog percentage niet-gelyseerde cellen werd als levend gedetecteerd. De detectie van 20% levende cellen duidt op ongepaste cellyse. De zwarte pijlen geven aggregaten aan. (B) Afbeeldingen van de kwaliteit van de geïsoleerde kernen. De beelden zijn gemaakt op 20x (boven en midden met een schaalbalk van 50 μm) en 40x (onder met een schaalbalk van 25 μm) met behulp van brightfield- en fluorescentiemicroscopie. De afbeelding van het lichtveld (links) toont de nucleaire morfologie; de RFP (rechts) toont cellen die hun membraanintegriteit verloren, met andere woorden, geïsoleerde kernen. De zwarte pijlen geven veelvouden van kernen aan die door puin zijn bevestigd. Klik hier om dit bestand te downloaden.

Tabel 1: Tabel met buffers en oplossingen die in de procedure zijn gebruikt. Klik hier om deze tabel te downloaden.

Aanvullend Protocol 1: Beoordeling van de hoeveelheid geïsoleerde kernen. Klik hier om dit bestand te downloaden.

Aanvullend Protocol 2: Isolatie van kernen uit flash-bevroren weefsel. Klik hier om dit bestand te downloaden.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

De analyse van de cellulaire samenstelling van het zich ontwikkelende hart door gecombineerde snRNA-seq- en snATAC-seq-studies biedt een dieper inzicht in de oorsprong van aangeboren hartaandoeningen26. Verschillende onderzoekslaboratoria hebben de effecten van cryopreservatie van hartweefsel op snRNA-seq27 bestudeerd. Het uitvoeren van snRNA-seq en snATAC-seq met behulp van vers micro-ontleed weefsel van muismodellen van menselijke ziekten kan logistiek uitdagend zijn bij het vergelijken van verschillende experimentele omstandigheden. Voor een bepaald ontwikkelingsstadium is een moeilijkheid dat de controle- en experimentele groepen in dezelfde run moeten worden verwerkt om de technische variabiliteit die door de monsterverwerking wordt geïntroduceerd, te verminderen. Wanneer het verwerken van vers weefsel niet mogelijk is, wordt het aanbevolen om, op basis van onze resultaten, te dissociëren en vervolgens te cryopreserveren in plaats van het hele embryonale hartweefsel in te vriezen. De keuze van de ene methode boven de andere is gebaseerd op het feit dat als het hartweefsel in zijn geheel is bevroren, het isoleren van levensvatbare afzonderlijke cellen na het ontdooien veel uitdagender is. Als het weefseldissociatieprotocol echter niet is geoptimaliseerd, is het misschien beter om het weefsel in zijn geheel in te vriezen. Dissociatie gevolgd door cryopreservatie heeft de voorkeur, aangezien dit weefseldissociatieprotocol >90% verse levensvatbare cellen oplevert zonder celtypebias.

Deze aanpak heeft verschillende voordelen, zoals het gebruik van bevroren cellen, waardoor de behoefte aan vers weefsel wordt geëlimineerd, en het gebruik van een eencellige dissociatiestap, die de isolatie van intacte enkele kernen mogelijk maakt; Dit is inderdaad van cruciaal belang voor downstream eencellige analyse. De enzymatische dissociatie kan echter transcriptionele bias in celpopulaties veroorzaken. Enzymatische celdissociatie interfereert met de cellulaire micro-omgeving en induceert dus transcriptionele veranderingen in de meeste celtypen28. De primaire determinant van deze veranderingen is de dissociatietijd, niet het celtype29. Om dissociatie-geïnduceerde artefacten te matigen, is het belangrijk om de aanbevolen verteringstijd te volgen. De gepubliceerde literatuur in diverse weefsels geeft aan dat een verteringstijd van 30 min of minder kleine transcriptionele veranderingen induceert 28,30. Bovendien kunnen bioinformatica-interventies worden gebruikt om gegevensvervormingen te minimaliseren31,32.

Het verkrijgen van zuivere en intacte single nuclei is de belangrijkste factor in single-nucleus genomics. De verstopping van de microfluïdische kamers van eencellige platforms als gevolg van de aanwezigheid van celclusters of organisch puin leidt tot slechte gegevenskwaliteit of, problematischer, tot experimenteel falen. In deze procedure werden bestaande protocollen gewijzigd door enzymatische dissociatie, cryopreservatie en zuivering van levensvatbare cardiale voorlopercellen te combineren. Onze procedure maakt de isolatie van zuivere kernen mogelijk zonder dat facs-sortering nodig is. Met behulp van deze procedure verkregen we een hoogwaardige nucleaire suspensie zonder klontering, bijna geen puin en intacte enkele kernen. De celisolatiestap is cruciaal om potentiële kernklontering te voorkomen; Dit kan inderdaad worden vermeden door voorzichtig pipetteren met behulp van grote pipetpunten of door de kernen te filteren. Het gebruik van filters bij verschillende stappen en daaropvolgende observatie onder een lichtmicroscoop kan dergelijke problemen voorkomen.

Het hier beschreven protocol werd met succes gebruikt voor snRNA-seq- en snATAC-seq-profilering van hetzelfde kernpreparaat verkregen uit E9.5-cardiale voorlopercellen. Deze methode kan worden gebruikt bij zwangere wild-type muizen versus muismodellen voor aangeboren hartafwijkingen. Aangeboren hartafwijkingen treden waarschijnlijk op als gevolg van de verstoring van routes die de differentiatie, vermenigvuldiging, migratie en overleving van cardiale voorlopercellen regelen33,34. Om de oorsprong van deze defecten beter te begrijpen, richtte deze studie zich specifiek op embryonaal stadium 9.5, waarin de voorlopers van de belangrijkste gebieden met aangeboren hartafwijkingen aanwezig zijn, met name de cardiale voorlopers van het tweede hartveld11 en de neurale top35. De toepassing van deze procedure op cellen van het volwassen muizenhart en het menselijk hart vereist de optimalisatie van het protocol, met name in termen van celdissociatie en lysisstappen.

De belangrijkste overwegingen tussen handmatig en geautomatiseerd tellen van cellen zijn de kosten, arbeid en nauwkeurigheid. Geautomatiseerde tellers zijn sneller dan de meeste bekwame wetenschappers die een handmatige telling uitvoeren. Zeker bij een groot aantal samples is het van groot voordeel om gewoon op tellen te kunnen drukken en het resultaat te kunnen bekijken. Dit is een belangrijk punt, want zodra de kernen zijn geïsoleerd, moeten ze snel worden verwerkt om het verlies van hun integriteit te voorkomen. Het belangrijkste nauwkeurigheidsvoordeel van geautomatiseerde systemen is dat deze systemen variabiliteit tussen gebruikers of laboratoria elimineren. Een ander voordeel is dat geautomatiseerde systemen doorgaans een groter gezichtsveld hebben dan hemocytometers. Wanneer het aantal cellen/kernen of de concentratie van de cellen/kernen lager zijn, is dit grotere gezichtsveld zeker een voordeel ten opzichte van de traditionele handmatige methode.

Een hoog percentage mitochondriale DNA-besmetting kan worden waargenomen wanneer de concentratie van het niet-ionische wasmiddel te hoog is. Door de concentratie in de lysisbuffer te verlagen, kan deze verontreiniging worden verminderd zonder de opbrengst van de kernen te verminderen. De meest bevredigende resultaten werden verkregen in onze experimenten met een lysisbuffer met 0,1% wasmiddel. Het draaien van de kernen in een schommelemmer kan ook het aantal mitochondriën in de pellet verminderen.

Het hebben van een juiste verhouding van Tn5-transposase tot kernen is cruciaal voor een succesvolle snATAC-seq13,14. Het hebben van te veel Tn5 kan bijvoorbeeld leiden tot een hoge achtergrond als gevolg van gesloten chromatine en lage complexiteit van de sequencingbibliotheken, terwijl sublysis mogelijk niet resulteert in een volledige PCR-versterkte bibliotheek13. Om het aantal kernen nauwkeurig te bepalen, gebruikten we twee complementaire methoden.

Multimodale omics datasets bieden de mogelijkheid om meerdere niveaus van genomische organisatie tegelijkertijd te onderzoeken 9,36. De gezamenlijke RNA- en ATAC-multimodale benadering maakt de studie van upstream-regulatoren en downstream metabole genen mogelijk en biedt een alomvattende benadering voor de studie van transcriptionele netwerken en chromatine-architectuur in de context van hartontwikkeling bij de eencellige resolutie. Dit protocol voor single-nuclei isolatie is compatibel met zowel de individuele als de gezamenlijke evaluatie van expressie- en chromatinedatasets. Chromatine-toegankelijkheid is een belangrijk epigenetisch niveau van regulatie omdat het de activiteit van transcriptionele regulatoren opspecifieke genomische locaties 8,9,10,11,12,13 mogelijk maakt. Een veelheid aan informatie over de identiteit en doellocaties van tientallen mogelijke transcriptiefactoren wordt dus geleverd door de DNA-sequentie in het chromatineprofiel. De vergelijking van de informatie verkregen door snATAC-seq met snRNA-expressieprofilering kan helpen om de meest relevante transcriptiefactoren te identificeren, die vervolgens verder kunnen worden geanalyseerd door Cut &Run37. We hopen dat deze procedure geïnteresseerde onderzoekers zal helpen en hen zal aanmoedigen om deze krachtige methode voor hun onderzoek te gebruiken.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

De auteurs hebben niets te onthullen.

Acknowledgments

Dit onderzoek werd ondersteund door ERA-CVD-2019 en ANR-JCJC-2020 tot SS. We danken de Genomics and Bioinformatics-faciliteit (GBiM) van het U 1251 / Marseille Medical Genetics-laboratorium en de anonieme reviewers voor het leveren van waardevolle opmerkingen.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
2100 Bioanalyzer Instrument Agilent No catalog number
5M Sodium chloride (NaCl) Sigma 59222C-500ML 
BSA 10%  Sigma A1595-50ML
Chromium Next GEM Chip J Single Cell Kit, 16 rxns 10X Genomics 1000230
Chromium Next GEM Single Cell Multiome ATAC + Gene Expression Reagent Bundle, 4 rxns (including Nuclei Buffer 20X) 10X Genomics 1000285
Countess cell counting chamber slides Invitrogen C10283
Countess III FL Thermofisher No catalog number
Digitonin (5%) Thermofisher BN2006
DMSO Sigma D2650-5x5ML
DNA LoBind Tubes  Eppendorf 22431021
D-PBS Thermofisher 14190094 Sterile and RNase-free
Dual Index Kit TT Set A 96 rxns 10X Genomics 1000215
Falcon 15 mL Conical Centrifuge Tubes  Fisher Scientific  352096
Falcon 50 mL Conical Centrifuge Tubes  Fisher Scientific  10788561
HI-FBS Thermofisher A3840001 Heat inactivated
High sensitivity DNA kit Agilent 5067-4626
Igepal CA-630 Sigma I8896-50ML
LIVE/DEAD Viability/Cytotoxicity Kit Thermofisher L3224
MACS Dead Cell Removal kit: Dead Cell Romoval MicroBeads, Binding Buffer 20X Miltenyi Biotec 130-090-101
MACS SmartStrainers (30 µm) Miltenyi Biotec 130-098-458
Magnesium chloride (MgCl2) Sigma M1028-100ML
Milieu McCoy 5A  Thermofisher 16600082
MS Columns Miltenyi Biotec 130-042-201
NovaSeq 6000 S2 Illumina No catalog number
Penicillin Streptomycin (Pen/Strep) Thermofisher 15070063
PluriStrainer Mini 40µm PluriSelect V-PM15-2021-12
Rock inhibitor Enzo Life Sciences ALX-270-333-M005
Single Index Kit N Set A, 96 rxn 10X Genomics 1000212
Standard 90mm Petri dish Sterilin Thermofisher 101R20
Sterile double-distilled water Thermofisher R0582
Trizma Hydrochloride solution (HCl) Sigma T2194-100ML 
Trypan Blue stain (0.4%) Invitrogen T10282
Trypsin 0.05% - EDTA 1X Thermofisher 25300054
Tween20 Sigma P9416-50ML 
Wide orifice filtered pipette tips 200 μl Labcon 1152-965-008-9
ZEISS SteREO Discovery.V8 ZEISS No catalog number

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. vander Bom, T., et al. The changing epidemiology of congenital heart disease. Nature Reviews. Cardiology. 8 (1), 50-60 (2011).
  2. Bouma, B. J., Mulder, B. J. Changing landscape of congenital heart disease. Circulation Research. 120 (6), 908-922 (2017).
  3. Postma, A. V., Bezzina, C. R., Christoffels, V. M. Genetics of congenital heart disease: The contribution of the noncoding regulatory genome. Journal of Human Genetics. 61 (1), 13-19 (2016).
  4. Buijtendijk, M. F. J., Barnett, P., vanden Hoff, M. J. B. Development of the human heart. American Journal of Medical Genetics. Part C, Seminars in Medical Genetics. 184 (1), 7-22 (2020).
  5. Sylva, M., vanden Hoff, M. J., Moorman, A. F. Development of the human heart. American Journal of Medical Genetics. Part A. 164 (6), 1347-1371 (2014).
  6. Gromova, T., Gehred, N. D., Vondriska, T. M. Single-cell transcriptomes in the heart: When every epigenome counts. Cardiovascular Research. 119 (1), 64-78 (2022).
  7. Tanay, A., Regev, A. Scaling single-cell genomics from phenomenology to mechanism. Nature. 541 (7637), 331-338 (2017).
  8. Schwartzman, O., Tanay, A. Single-cell epigenomics: Techniques and emerging applications. Nature Reviews. Genetics. 16 (12), 716-726 (2015).
  9. Macaulay, I. C., Ponting, C. P., Voet, T. Single-cell multiomics: Multiple measurements from single cells. Trends in Genetics. 33 (2), 155-168 (2017).
  10. Buenrostro, J. D., Wu, B., Chang, H. Y., Greenleaf, W. J. ATAC-seq: A method for assaying chromatin accessibility genome-wide. Current Protocols in Molecular Biology. 109, 1-9 (2015).
  11. Stefanovic, S., et al. Hox-dependent coordination of mouse cardiac progenitor cell patterning and differentiation. Elife. 9, e55124 (2020).
  12. Xu, W., et al. A plate-based single-cell ATAC-seq workflow for fast and robust profiling of chromatin accessibility. Nature Protocols. 16 (8), 4084-4107 (2021).
  13. Buenrostro, J. D., et al. Single-cell chromatin accessibility reveals principles of regulatory variation. Nature. 523 (7561), 486-490 (2015).
  14. Denisenko, E., et al. Systematic assessment of tissue dissociation and storage biases in single-cell and single-nucleus RNA-seq workflows. Genome Biology. 21 (1), 130 (2020).
  15. Safabakhsh, S., et al. Isolating nuclei from frozen human heart tissue for single-nucleus RNA sequencing. Current Protocols. 2 (7), e480 (2022).
  16. Pimpalwar, N., et al. Methods for isolation and transcriptional profiling of individual cells from the human heart. Heliyon. 6 (12), 05810 (2020).
  17. 10x Genomics. Chromium Next GEM Single Cell Multiome ATAC + Gene Expression Reagent Kits User Guide. 10x Genomics. , CG000338_ChromiumNextGEM_Multiome_ATAC_GEX_User_Guide_RevF.pdf (2022).
  18. Jia, G., et al. Single cell RNA-seq and ATAC-seq analysis of cardiac progenitor cell transition states and lineage settlement. Nature Communications. 9 (1), 4877 (2018).
  19. Wang, L., et al. Single-cell dual-omics reveals the transcriptomic and epigenomic diversity of cardiac non-myocytes. Cardiovascular Research. 118 (6), 1548-1563 (2022).
  20. Wang, Z., et al. Cell-type-specific gene regulatory networks underlying murine neonatal heart regeneration at single-cell resolution. Cell Reports. 35 (8), 109211 (2021).
  21. Ameen, M., et al. Integrative single-cell analysis of cardiogenesis identifies developmental trajectories and non-coding mutations in congenital heart disease. Cell. 185 (26), 4937-4953 (2022).
  22. Gao, R., et al. Pioneering function of Isl1 in the epigenetic control of cardiomyocyte cell fate. Cell Research. 29 (6), 486-501 (2019).
  23. Manivannan, S., et al. Single-cell transcriptomic profiling unveils dysregulation of cardiac progenitor cells and cardiomyocytes in a mouse model of maternal hyperglycemia. Communications Biology. 5 (1), 820 (2022).
  24. Cao, Y., et al. Integrated analysis of multimodal single-cell data with structural similarity. Nucleic Acids Research. 50 (21), e121 (2022).
  25. What is CellRanger. 10x Genomics. , Available from: https://support.10xgenomics.com/single-cell-gene-expression/software/pipelines/latest/what-is-cell-ranger (2023).
  26. Hill, M. C. Integrated multi-omic characterization of congenital heart disease. Nature. 608 (7921), 181-191 (2022).
  27. Chen, Z., Wei, L., Duru, F., Chen, L. Single-cell RNA sequencing: In-depth decoding of heart biology and cardiovascular diseases. Current Genomics. 21 (8), 585-601 (2020).
  28. Machado, L., Relaix, F., Mourikis, P. Stress relief: Emerging methods to mitigate dissociation-induced artefacts. Trends in Cell Biology. 31 (11), 888-897 (2021).
  29. Tabula Muris, C., et al. Single-cell transcriptomics of 20 mouse organs creates a Tabula Muris. Nature. 562 (7727), 367-372 (2018).
  30. Machado, L., et al. Tissue damage induces a conserved stress response that initiates quiescent muscle stem cell activation. Cell Stem Cell. 28 (6), 1125-1135 (2021).
  31. Haghverdi, L., Lun, A. T. L., Morgan, M. D., Marioni, J. C. Batch effects in single-cell RNA-sequencing data are corrected by matching mutual nearest neighbors. Nature Biotechnology. 36 (5), 421-427 (2018).
  32. Yang, Y., et al. SMNN: Batch effect correction for single-cell RNA-seq data via supervised mutual nearest neighbor detection. Briefings in Bioinformatics. 22 (3), 097 (2021).
  33. Stefanovic, S., Christoffels, V. M. GATA-dependent transcriptional and epigenetic control of cardiac lineage specification and differentiation. Cellular and Molecular Life Sciences. 72 (20), 3871-3881 (2015).
  34. Gunthel, M., Barnett, P., Christoffels, V. M. Development, proliferation, and growth of the mammalian heart. Molecular Therapy. 26 (7), 1599-1609 (2018).
  35. Stefanovic, S., Etchevers, H. C., Zaffran, S. Outflow tract formation-embryonic origins of conotruncal congenital heart disease. Journal of Cardiovascular Development and Disease. 8 (4), 42 (2021).
  36. Hao, Y., et al. Integrated analysis of multimodal single-cell data. Cell. 184 (13), 3573-3587 (2021).
  37. Bai, H., Lin, M., Meng, Y., Bai, H., Cai, S. An improved CUT&RUN method for regulation network reconstruction of low abundance transcription factor. Cellular Signalling. 96, 110361 (2022).

Tags

Developmental Biology Chromatine accessibility gene expression profiling snRNA-seq en snATAC-seq cardiale voorlopercellen genregulatie
Kernisolatie van hartvoorlopercellen van muizen voor epigenoom- en genexpressieprofilering met eencellige resolutie
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Ibrahim, S., Robert, C., Humbert,More

Ibrahim, S., Robert, C., Humbert, C., Ferreira, C., Collod, G., Stefanovic, S. Nuclei Isolation from Mouse Cardiac Progenitor Cells for Epigenome and Gene Expression Profiling at Single-Cell Resolution. J. Vis. Exp. (195), e65328, doi:10.3791/65328 (2023).

Less
Copy Citation Download Citation Reprints and Permissions
View Video

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
Simple Hit Counter