Waiting
Login processing...

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

Cancer Research

Çoklu Dizileme için Taze ve Dondurulmuş Katı Tümör Örneklerinden Optimize Edilmiş Çekirdek İzolasyonu

Published: October 13, 2023 doi: 10.3791/65831

Summary

Protokol, doku ayrışma koşulları, tek hücreli süspansiyonların dondurularak saklanması ve izole çekirdeklerin değerlendirilmesi dahil olmak üzere 10x Genomik platformunu kullanarak çoklu dizileme için katı tümör örneklerinden çekirdeklerin izolasyonuna güvenilir ve optimize edilmiş bir yaklaşım sağlar.

Abstract

Aynı hücreli/eşleştirilmiş tek hücreli RNA- ve dizileme (ATAC-dizileme) verileriyle transpozaz erişilebilir kromatin tahlili sağlayan çoklu dizileme, tümör hücresi heterojenliğini ayırt etme yeteneğimizde bir atılımı temsil ediyor - şu anda translasyonel kanser araştırmalarının birincil odak noktası. Bununla birlikte, bu gelişmiş modalite kullanılarak elde edilen sıralama verilerinin kalitesi, büyük ölçüde girdi malzemesinin kalitesine bağlıdır.

Kaliteden ödün vermeden hücre verimini en üst düzeye çıkarmak için sindirim koşullarının optimize edilmesi gerekir. Bu, hücre salınımı için nazikçe parçalanması gereken yoğun desmoplastik matrislere sahip katı tümörler bağlamında özellikle zordur. Katı tümör dokusundan yeni izole edilmiş hücreler, hücre hatlarından izole edilenlerden daha kırılgandır. Ek olarak, izole edilen hücre tipleri heterojen olduğundan, toplam hücre popülasyonunu destekleyecek koşullar seçilmelidir.

Son olarak, nükleer izolasyon koşulları, lizis süreleri ve reaktif türleri/oranları açısından bu niteliklere göre optimize edilmelidir. Bu yazıda, katı tümör örneklerinden 10x Genomics multiomum dizileme platformu için nükleer izolasyon deneyimimizi açıklıyoruz. Doku sindirimi, tek hücreli süspansiyonların saklanması (istenirse) ve nükleer izolasyon ve değerlendirme için önerilerde bulunuyoruz.

Introduction

Tümör biyolojisi hakkındaki bilgimiz arttıkça, tümör mikroçevresindeki heterojen hücreleri analiz etmenin önemi de artmıştır 1,2. Tek hücreli RNA elde etme yeteneği ve aynı hücreden eşleştirilmiş hücre tarzında (multiomlu dizileme) dizileme (ATAC-dizileme) verileriyle transpozaz erişilebilir kromatin testi, bu amaca doğru önemli bir ilerleme sağlar 3,4. Bununla birlikte, bu deneyler pahalı ve zaman alıcıdır ve elde edilen verilerin kalitesi ve etkisi, deney koşullarının ve malzemelerinin kalitesine büyük ölçüde bağlıdır. Çekirdek izolasyonu için standartlaştırılmış protokoller yayınlanmıştır 5,6. Katı tümör örneklerinden yeni izole edilen hücreler, hücre hatlarından izole edilenlerden daha kırılgan olduğundan, taze ve heterojen dokular protokol optimizasyonu gerektirir.

Diğer bir husus, katı tümörler için cerrahi örneklerin genellikle ameliyathaneden günün geç saatlerine kadar temin edilememesidir. Bu nedenle, bir kriyoprezervasyon adımı olmadan doğrudan numune alımından çekirdek yakalamaya geçmek genellikle mümkün değildir. Deneyimlerimize göre, tek hücreli bir süspansiyonun dondurulması, en yüksek kalitede çekirdekleri verir (hızlı donmuş tüm doku veya diğer koruma yöntemleri yerine). Bu, özellikle pankreas gibi yüksek RNaz içeriğine sahip enzimatik doku tipleri için geçerlidir.

Doku sindirim koşullarının da kaliteden ödün vermeden hücre verimini en üst düzeye çıkaracak şekilde tasarlanması gerekir7. Yoğun desmoplastik matrislere8 sahip katı tümör tipleri bağlamında, hücre dışı matrisin hücre salınımı için nazikçe parçalanması gerekir. Ek olarak, izole edilen hücre tipleri heterojen olduğundan, koşullar toplam hücre popülasyonunu destekleyecek şekilde ayarlanmalıdır. Açıklanan protokolde insan pankreas kanseri (pankreatik duktal adenokarsinom) örnekleri kullanılmaktadır. Pankreas kanseri, nispeten yapışkan doku ve hücrelere işaret eden oldukça desmoplastik bir tümör tipini temsil eder. Ayrıca, araştırma için mevcut pankreas tümörü örnekleri de nispeten küçük olma eğiliminde olduğundan, yakalanan hücre miktarını en üst düzeye çıkarmak için çaba sarf edilmektedir.

Çekirdeklerin izolasyonu, hücre lizis koşulları ve zamanlamasının yanı sıra reaktif türleri ve oranları açısından en fazla optimizasyonu gerektirir. Çekirdeklerin izolasyon sırasında ele alınması da büyük özen gerektirir. Bu makalede, katı tümör dokusundan 10x Genomics multiom dizileme platformu için nükleer izolasyonu optimize etme deneyimimizi açıklıyoruz (Şekil 1). Doku sindirimi, tek hücreli süspansiyonların dondurularak saklanması (istenirse) ve nükleer izolasyon için önerilerde bulunuyoruz.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

İnsan pankreas kanseri (pankreatik duktal adenokarsinom) örnekleri laboratuvarımızda IRB onaylı bir protokole göre alındı. Doku toplanması için hastalardan bilgilendirilmiş onam alındı. Doku ameliyathaneden laboratuvara taşındı ve daha sonra aşağıdaki gibi işlendi.

1. Doku ayrışması (sindirim)

  1. Özet Tamponu Hazırlayın ( Malzeme Tablosuna bakın).
  2. Tümör eksizyonundan sonra mümkün olan en kısa sürede ilgilenilen dokuyu elde edin ve numuneyi söndürme tamponunda (~% 5 fetal sığır serumu ile DMEM F-12) veya buz üzerinde 1x PBS'de taşıyın.
  3. 90 mm'lik bir Petri kabında 3-5 mL Digest Buffer'da temiz forseps ve makas kullanarak dokuyu kıyın (Şekil 2A).
  4. Kıyılmış dokuyu 50 mL'lik konik bir tüpe aktarın ve çalkalama fonksiyonlu bir su banyosu veya kuru bir karıştırıcı kullanarak 37 ° C'de 30 dakika boyunca ~ 10 mL Sindirim Tamponu içinde ayrışın.
  5. Karıştırıcıdan çıkarın ve ~20 mL söndürme ortamı ile söndürün. Çözeltiyi 100 μm'lik bir hücre süzgecinden temiz bir konik tüpe süzün.
  6. Süzgeçten kalan katı dokuları toplayın (gerekirse kalan doku parçalarını yeniden kıyın) ve ~10 mL taze Digest Buffer'a 30 °C'de 37 dakika daha çalkalayarak koyun. Tüm tümör dokusu ayrışana kadar tekrarlayın.
  7. Havuz hücresi süspansiyonu alikotları ve 70 μm'lik bir süzgeçten ve ardından 40 μm'lik bir hücre süzgecinden buz üzerinde temiz bir konik tüpe süzün.
  8. 4 ° C'de 5 dakika boyunca 500 × g'da pelet hücrelerine santrifüjleyin ve ardından süpernatanı boşaltın.

2. Kriyoprezervasyon

  1. Peleti 1 mL 1x PBS'de yeniden süspanse ederek hücreleri durulayın.
  2. Hücre süspansiyonunu (optimum dondurma için ~ 1-10 milyon hücre / tüp) buz üzerinde 1.5 mL'lik bir kriyoviyal'e aktarın.
  3. 4 ° C'de 5 dakika boyunca 500 × g'da pelet hücrelerine santrifüjleyin ve ardından süpernatanı boşaltın.
  4. Hücreleri 1 mL Bambanker çözeltisinde yeniden süspanse edin, 1.5 veya 2 mL'lik bir kriyoviyal'e aktarın (Şekil 2B) ve -80 °C'de -1 °C/dk soğutma hızı dondurma kabı (%100 izopropil alkol içerir) kullanarak dondurun veya numunenin daha uzun süreli depolanması bekleniyorsa sıvı nitrojene aktarın.

3. Çekirdek izolasyonu

  1. Hücre süspansiyonunun kriyoviyalini hızla çözün ve ıslak buzun üzerine yerleştirin.
  2. Çözülmüş hücre süspansiyonunu 2 mL'lik bir mikrosantrifüj tüpüne aktarın ve hücreleri durulamak için şişeyi 1x PBS ile 2 mL'lik çözeltiye doldurun.
  3. Hücrelerin hem miktarını hem de kalitesini değerlendirmek için bir hemositometre kullanarak manuel hücre sayımı elde edin (Şekil 2C).
  4. 4 °C'de 5 dakika boyunca 500 × g'da pelet hücrelerine santrifüjleyin ve ardından kuru bir pelet bırakmak ve buz üzerinde tutmak için giderek daha küçük pipet uçları kullanarak süpernatanı nazikçe boşaltın.
    1. Tüm santrifüjleme adımları için döner kovalı rotor kullanın. Maksimum hücre verimi için, tüpleri menteşe dışa bakacak şekilde santrifüje yerleştirin ve ardından pipet ucu tüpün karşı tarafına doğru bakacak şekilde boşaltın (Şekil 2D).
      NOT: Süpernatanı boşaltmak için, boşaltılan sıvı hacmini en üst düzeye çıkarırken peletin bozulmasını sınırlamak için sıvıyı çıkarmak için giderek daha küçük pipet uçları kullanın. Bu strateji, çekirdek peleti genellikle görünmediğinden, çekirdek ekstraksiyonunu takip eden protokolde özellikle yararlıdır.
  5. 1x Hücre Lizis Tamponu, Hücre Lizis Seyreltme Tamponu ve Yıkama Tamponu (Şekil 3A) yayınlanan protokole göre aşağıdaki değişikliklerle hazırlayın (bkz. Tablo 1, Malzeme Tablosu):
    NOT: Çökeltiyi çözmek için kullanmadan önce Digitonin'i 65 °C'de bir ısıtma bloğuna yerleştirin (Şekil 3B). Bu genellikle yaklaşık 10 dakika sürer.
  6. 100 μL 1x Hücre Lizis Tamponu ve 900 μL Hücre Lizis Seyreltme Tamponunu birleştirerek 0.1x Hücre Lizis Tamponunu hazırlayın, karıştırmak için hafifçe pipetleyin ve buz üzerine yerleştirin.
  7. Hücre peletini 100 μL soğutulmuş 0.1x Hücre Lizis Tamponu içinde yeniden süspanse edin ve 5x karıştırmak için hafifçe pipetleyin.
  8. Buz üzerinde 3 dakika inkübe edin (Şekil 3C).
  9. 1 mL soğutulmuş Yıkama Tamponu ekleyin ve 5x hafifçe karıştırmak için yukarı ve aşağı pipetleyin.
  10. Çekirdekleri 500 °C'de 5 dakika boyunca 4 × g'da peletlemek için santrifüjleyin, süpernatanı yavaşça kuru bir pelete boşaltın ve buz üzerinde tutun.
    NOT: Başlangıç hücre sayısı düşükse (100.000-200.000 hücre), tüp yüzey alanını azaltmak ve kayıpları en aza indirmek için hücre lizis ve yıkama adımlarını 2 mL mikrosantrifüj tüpü yerine 200 μL'lik bir PCR tüpünde gerçekleştirin. Bu durumda, daha küçük tüp hacmine uyum sağlamak için Yıkama Tamponu hacmini azaltın.
  11. Toplam üç yıkama için Adım 3.9-3.10 2x'i tekrarlayın.
  12. Mikroskop altında bir hemositometre lamı kullanarak çekirdekleri manuel olarak sayın. Çekirdekleri görüntülemek için kontrast sağlamak ve çekirdekleri parçalanmamış hücrelerden ayırt etmeye yardımcı olmak için istenirse tripan mavisi boyası kullanın.
  13. Yayınlanan protokole göre 1x Çekirdek Tamponunu hazırlayın: 20x Çekirdek Tampon stoğu, 1 mM DTT, 1 U/μL RNaz İnhibitörü nükleaz içermeyen suda ve buz üzerinde tutun (bkz.
  14. Hedefe yönelik çekirdek geri kazanımına dayalı olarak 1x Çekirdek Tamponunda çekirdek peletini yeniden süspanse edin.
    NOT: Konsantrasyon yeterince yüksekse, beklenen 10,000 μL'lik hacim kaybı ve filtreleme ile konsantrasyonda %3,230 azalma göz önüne alındığında, başlangıç yeniden süspansiyon hacmini belirlerken bu adımda (8-25 çekirdek/μL) hedeflenen 20 veya biraz daha yüksek bir geri kazanımı hedefleyin (Adım 3.15).
  15. Yeniden asılı çekirdek hacmini 40 μm'lik bir Pipet Ucu Hücre Süzgecinden yavaşça geçirin ve çekirdekleri buzun üzerine yerleştirin (Şekil 3D).
  16. Çekirdekleri sayın (Şekil 4A-C). Gerekirse nihai çözeltiyi Nuclei Buffer ile daha da seyreltin.
  17. Çekirdekleri buz üzerinde taşıyın ve yayınlanan protokollere göre hemen çekirdek yakalamaya devam edin.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

Çoklu dizileme için hasta katı tümör örneklerinden yüksek kaliteli çekirdekleri izole etmek için (Şekil 1), tümör dokusu ayrıştı ve tek hücreli bir süspansiyon dondurularak saklandı (Şekil 2A-D). Hücre süspansiyonu daha sonra planlanan multiom yakalama sırasında çözüldü. Çekirdek yakalama, hem kaliteyi hem de verimi en üst düzeye çıkarmak için optimize edilmiş lizis tampon reaktifleri ve zamanlama ile gerçekleştirildi (Şekil 3A-D). Temsili çekirdek görüntüleri uygun boyut ve şekli gösterir (Şekil 4A-C). Soluk gri daire içine alınmış çekirdekler, zarfın hafif bir şekilde kesilmesini gösterir.

Figure 1
Şekil 1: Çekirdek izolasyon iş akışının şeması. Tüm bir tümör dokusu örneğinden, çekirdek yakalama, çoklu dolaşım kütüphanesi hazırlığı ve nihayetinde scRNA ve ATAC dizilemesi için gönderilmeye hazır tek çekirdekli bir süspansiyona kadar temel iş akışını gösteren şematik. Kısaltmalar: scRNA = tek hücreli RNA; ATAC-seq = dizileme ile transpozaz ile erişilebilir kromatin testi. Bu rakamın daha büyük bir sürümünü görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.

Figure 2
Şekil 2: Doku sindirimi, kriyoprezervasyon, hücre değerlendirmesi ve santrifüj adımları. (A) Tümör dokusu örneklerinin kıyılması için ekipman kurulumu; (B) hücre süspansiyonu kriyoprezervasyonu; (C) hücre süspansiyonunun mikroskobik değerlendirmesi; (D) bu protokol için santrifüjleme yaklaşımı. Bu rakamın daha büyük bir sürümünü görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.

Figure 3
Şekil 3: Reaktiflerin hazırlanması, çekirdek ekstraksiyonu ve filtreleme. (A) Çekirdek ekstraksiyon reaktiflerinin hazırlanması; (B) kullanımdan önce digitoninin 65 °C'de çözünmesi; (C) Buz üzerinde hücre lizisi için numunelerin inkübasyonu; (D) ekstrakte edilen çekirdeklerin filtrelenmesi. Bu rakamın daha büyük bir sürümünü görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.

Figure 4
Şekil 4: Karmaşık tümör dokusu örneklerinden toplanan çekirdeklerin temsili mikroskobik görüntüleri. (A-C) Tripan Mavisi boyaması ile ve boyaması olmadan hasat edilen çekirdeklerin temsili görüntüleri. (B,C) Soluk gri daire içine alınmış çekirdekler, nükleer zarfın hafif bir şekilde kesilmesini gösterir. 10x ve 40x objektif kullanıldı. Ölçek çubukları = 50 μm. Bu rakamın daha büyük bir sürümünü görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.

Çözüm Adı Bileşen
Özet Tamponu 0.5-1 mg/mL kollajenaz tip IV
100 U/mL DNaz I
% 0.1 Poloksamer 188
20 mM HEPES
1 mM CaCl2
Orta 199'da% 3-5 fetal sığır serumu (FBS)
1X Hücre Lizis Tamponu 10 mM Tris-HCl (pH 7.4)
10 mM NaCl
3 mM MgCl2
%2 BSA (%1 yerine)
%0,10 Ara-20
% 0.1 Nonident P40 İkamesi
% 0.01 Dijitalin
1 mM DTT
Nükleaz içermeyen suda 1 U/μL RNAse inhibitörü
Hücre Lizis Seyreltme Tamponu 10 mM Tris-HCl (pH 7.4)
10 mM NaCl
3 mM MgCl2
%2 BSA
1 mM DTT
Nükleaz içermeyen suda 1 U/μL RNAse inhibitörü
Yıkama Tamponu 10 mM Tris-HCl (pH 7.4)
10 mM NaCl
3 mM MgCl2
%2 BSA
%0,10 Ara-20
1 mM DTT
Nükleaz içermeyen suda 1 U/μL RNAse inhibitörü

Tablo 1: Bu protokolde kullanılan çözümler.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

Tümör mikroçevresinde bulunan heterojen hücre popülasyonlarının çözülmesi, kanser biyolojisinde aktif bir odak alanıdır. Benzer şekilde, yara iyileşmesi ve fibrozis gibi iyi huylu patolojilerde karmaşık dokular bulunur. Çoklu dizileme, aynı hücreli eşleştirilmiş scRNA ve ATAC-seq verilerinin elde edilmesine izin veren güçlü bir araç olarak ortaya çıkmıştır. Bu protokol, taze, kırılgan, küçük tümör örneklerinin işlenmesi ortamında optimizasyon gerektiren çekirdeklerin izolasyonunu açıklar. Burada desmoplastik solid tümör dokusu örneklerinden çekirdek izolasyonu için bir protokol sunuyoruz. Bu yaklaşımın, hücre süspansiyonları çekirdek izolasyonu ve yakalanmadan önce dondurulduğunda bile güvenilir ve yüksek kaliteli veriler sağladığını gördük.

Test boyunca albümin konsantrasyonunun arttırılması, tümör örnekleriyle çalışırken sorun olabilecek hücre ve aşağı akış çekirdeklerinin kümelenmesini sınırlamada yardımcı olur. Doku sindirimi açısından, istenirse bu protokolle birlikte sindirim kiti reaktifleri de kullanılabilir (bkz. Kullanılırsa, canlı hücrelerin verimini en üst düzeye çıkarmak için her 30 dakikada bir sindirim/söndürme ve tampon değişimlerini izlemenizi öneririz. Doku ayrışmasını takiben, üreticinin protokolüne göre kırmızı kan hücresi lizisi yapılabilir. Araştırmacının takdirine bağlı olarak bir gradyan hücre ayırma protokolü de gerçekleştirilebilir (bkz. Bu protokolleri rutin olarak uygulamıyoruz, ancak bu tür protokolleri sonuçlarda kayda değer farklılıklar olmadan benzer örneklere uyguladık. Çekirdek filtrelemeden sonra önemli, küçük kalıntılar fark edilirse, daha fazla saflaştırma için Floresanla Aktive Edilen Çekirdek Sıralama (FANS) düşünülebilir. Protokol önerileri de dahil olmak üzere FANS'ın ayrıntılı bir tartışması mevcuttur, ancak bu protokolün kapsamı dışındadır. Literatürde hücre lizizinden önce bir fiksasyon adımını dikkate alan protokoller vardır. Bununla birlikte, scATAC-seq en iyi sabitlenmemiş doku9'da çalıştığı için sabit olmayan doku ve çekirdeklerle ilerlemeyi tercih ediyoruz.

Hücre lizisi için, RNaz inhibitörü oldukça maliyetli olduğundan, Hücre Lizis Tamponunun (ve Hücre Lizis Seyreltme Tamponunun) hazırlanan hacmini, reaktiflerin oranları orantılı kaldığı sürece, istenirse, yayınlanan protokolde sağlanan hacimlerle karşılaştırmak mantıklıdır. Hasat edilen çekirdekleri değerlendirirken ve sayarken, araştırmacının takdirine bağlı olarak bir CANLI/ÖLÜ Canlılık/Sitotoksisite Kiti uygulanabilir. Tripan mavisi boyası, çekirdekleri görüntülemek için kontrast sağlamak ve gerekirse çekirdekleri parçalanmamış hücrelerden ayırt etmeye yardımcı olmak için de kullanılabilir. Son olarak, mükemmel sonuçlarla tek hücreli ATAC-seq için protokol başına ayarlanmış reaktiflerle aynı hücre lizis koşullarını uyguladığımızı belirtmekte fayda var10.

Protokoldeki kritik adımlar, lizisin hassas zamanlaması ve çekirdeklerin nazik ama uygun bir şekilde ele alınmasıdır. Yetersiz karıştırma, eksik veya tutarsız hücre lizizine yol açacaktır; Bununla birlikte, aşırı karıştırma kromatini kesecektir. Diğer çekirdek izolasyon protokollerinde belirtildiği gibi, kesme kuvvetleri kırılgan çekirdeklere zarar verebileceğinden, çekirdeklerin karıştırılması, numunenin girdaplanması yerine pipetleme yoluyla gerçekleştirilmelidir11. Bu bağlamda, Hücre Lizis Tamponunun her durumda kullanımdan hemen önce taze olarak hazırlanması önemlidir. Son santrifüj adımından sonra Pipet Ucu hücre süzmesi (filtreleme), yakalamadan önce çekirdeklerin kümelenmesini önlemek için deneyimimizin anahtarıdır. Bu filtreleme, son sayımda hala topaklanmalar tespit edilirse veya yüklemeden önce numunenin taşınması sırasında gelişirse, eklenen her filtreleme adımında hacim ve konsantrasyondaki ek kayıp göz önünde bulundurularak yüklemeden önce tekrarlanabilir. Unutulmamalıdır ki, çekirdek izolasyonu ve yakalama arasında önemli bir zaman duraklaması olmamalıdır.

Bu protokolün sınırlılıkları, doku ayrışmasının ve özellikle hücre lizis inkübasyon zamanlamasının ve koşullarının farklı solid tümör tipleri için optimize edilmesi gerekebilmesidir12. Bu protokol, meme karsinomu ve pankreas adenokarsinomu gibi desmoplastik solid tümörler için optimize edilmiştir ve ayrıca parankimal fibroz gibi tümör olmayan desmoplastik dokulara başarıyla uygulanmıştır, ancak diğer tümör tipleri ek ayarlamalar gerektirebilir. Hem taze hücre süspansiyonları hem de donmuş hücre süspansiyonları için optimize edilmiştir ve bunların her ikisinden de mükemmel çekirdek verimi elde edilir. Doku ayrışmasından başlayarak bu tür bir optimizasyonu sırayla takip etmenizi ve optimal bir tek hücreli süspansiyon elde edildikten sonra, optimal bir tek çekirdekli süspansiyon elde etmek için hücre lizis koşullarının optimizasyonuna geçmenizi öneririz.

Tek hücreli ATAC dizilimi ve daha yakın zamanda, çoklu tohum dizilimi, katı tümör hücresel heterojenliğini çözmek için muazzam bir atılım aracı sunar. Hücre alt tipleri, hem kromatin erişilebilirliği hem de gen ekspresyon özelliklerine göre tanımlanabilir ve transkripsiyon faktörü erişilebilirliği ve ekspresyonunun tümör davranışı üzerindeki etkisi doğrudan incelenebilir. Bu metodolojik ilerlemeler, yeni terapötik hedefleri ortaya çıkarmak için muazzam potansiyelleri göz önüne alındığında geniş çapta uygulanmaktadır. Bu nedenle, bu verileri elde etmek için optimize edilmiş protokollerin geliştirilmesi son derece önemlidir. Burada, çok az tedavinin mevcut olduğu ve bugüne kadar sınırlı etkinliği olan bir kanser türü olan pankreas kanseri dokusu bağlamında çekirdek izolasyonu için bu protokolü paylaşıyoruz.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

Yazarların ifşa edecek herhangi bir çıkar çatışması yoktur.

Acknowledgments

Stanford Fonksiyonel Genomik Tesisi'ne (SFGF), özellikle Dhananjay Wagh ve John Coller'a ve 10x Genomics'e deneylerimizi optimize etmedeki yardımları için teşekkür ederiz. Ayrıca Dr. George Poultsides, Monica Dua, Brendan Visser ve Byrne Lee'ye hasta örneklerinin alınmasındaki yardımları için teşekkür ederiz. Art ve Elaine Taylor'a, Rantz Vakfı'na ve Warren ve Judy Kaplan'a araştırma çabalarımıza cömert destekleri için teşekkür ederiz. Finansman kaynakları arasında NIH hibeleri 1F32CA23931201A1 (DSF), 1R01GM116892 (MTL), 1R01GM136659 (MTL), Goldman Sachs Vakfı (J.A.N., D.S.F., M.T.L.), Damon Runyon Kanser Araştırma Vakfı (D.D., M.T.L.), Gunn/Olivier Fonu, California Rejeneratif Tıp Enstitüsü, Stinehart/Reed Vakfı ve Hagey Pediatrik Rejeneratif Tıp Laboratuvarı. Sıralama, NIH fonlarıyla satın alınan makineler (S10OD025212, S10OD018220 ve 1S10OD01058001A1) kullanılarak elde edildi.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
100, 70, and 40 μm Falcon cell strainers   ThermoFisher
10x Genomics Nuclei Buffer (20x) 10x Genomics 2000153/2000207
Bambanker  Wako, Fisher Scientitic NC9582225 
BSA Miltenyi Biotec 130-091-376
Calcium Chloride Sigma Aldrich 499609
Collagenase (Collagenase Type IV) ThermoFisher 17104019
Digitonin Thermo Fisher BN2006
DNase I Worthington LS006330
DTT Sigma Aldrich 646563
Dulbecco’s Modified Eagle Medium F-12 Thermo Fisher 11320082
Fetal Bovine Serum Thermo Fisher 10438026
Flowmi 40 μm  Pipette Tip Cell Strainer  Sigma Aldrich BAH136800040
HEPES Sigma Aldrich H3375
Histopaque-1119 Gradient Cell Separation solution Sigma Aldrich 11191
Medium 199 Sigma Aldrich M2520
MgCl2 Sigma Aldrich M1028
Miltenyi GentleMACSTM digest kit 
NaCl Sigma Aldrich 59222C
Nalgene Cryo "Mr. Frosty" Freezing Container  ThermoFisher 5100-0001
Nonident P40 Substitute Sigma Aldrich 74385
Poloxamer 188 Sigma P5556
Rnase inhibitor  Sigma Aldrich 3335399001
Tris-HCl Sigma Aldrich T2194
Tween-20 Thermo Fisher 85113

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Jain, S., et al. Single-cell RNA sequencing and spatial transcriptomics reveal cancer-associated fibroblasts in glioblastoma with protumoral effects. J Clin Invest. 133 (5), e147087 (2023).
  2. Sahai, E., et al. A framework for advancing our understanding of cancer-associated fibroblasts. Nat Rev Cancer. 20 (3), 174-186 (2020).
  3. Foster, D. S., et al. Multiomic analysis reveals conservation of cancer-associated fibroblast phenotypes across species and tissue of origin. Cancer Cell. 40 (11), 1392-1406 (2022).
  4. Hasan, S., Buechler, M. B. What's in a name? An emerging framework for cancer-associated fibroblasts, myofibroblasts, and fibroblasts. Cancer Cell. 40 (11), 1273-1275 (2022).
  5. Nuclei isolation from complex tissues for single cell multiome ATAC + gene expression sequencing. , 10x Genomics. https://www.10xgenomics.com/support/single-cell-multiome-atac-plus-gene-expression/documentation/steps/sample-prep/nuclei-isolation-from-complex-tissues-for-single-cell-multiome-atac-plus-gene-expression-sequencing (2022).
  6. Nuclei isolation from embryonic mouse brain tissue for single cell multiome ATAC + gene expression sequencing. , 10x Genomics. https://www.10xgenomics.com/support/single-cell-multiome-atac-plus-gene-expression/documentation/steps/sample-prep/nuclei-isolation-from-embryonic-mouse-brain-tissue-for-single-cell-multiome-atac-plus-gene-expression-sequencing (2022).
  7. Januszyk, M., et al. Characterization of diabetic and non-diabetic foot ulcers using single-cell RNA-sequencing. Micromachines (Basel). 11 (9), 815 (2020).
  8. Foster, D. S., Jones, R. E., Ransom, R. C., Longaker, M. T., Norton, J. A. The evolving relationship of wound healing and tumor stroma. JCI Insight. 3 (18), e99911 (2018).
  9. Nott, A., Schlachetzki, J. C. M., Fixsen, B. R., Glass, C. K. Nuclei isolation of multiple brain cell types for omics interrogation. Nat Protoc. 16 (3), 1629-1646 (2021).
  10. Foster, D. S., et al. Integrated spatial multiomics reveals fibroblast fate during tissue repair. Proc Natl Acad Sci U S A. 118 (41), e2110025118 (2021).
  11. Leiz, J., et al. Nuclei isolation from adult mouse kidney for single-nucleus RNA-sequencing. J Vis Exp. (175), (2021).
  12. Narayanan, A., et al. Nuclei isolation from fresh frozen brain tumors for single-nucleus RNA-seq and ATAC-seq. J Vis Exp. (162), e61542 (2020).

Tags

Optimize Edilmiş Çekirdek İzolasyonu Taze Tümör Örnekleri Dondurulmuş Tümör Örnekleri Çoklu Dizileme Tek Hücreli RNA Dizileme ATAC Dizileme Tümör Hücresi Heterojenliği Translasyonel Kanser Araştırmaları Dizileme Veri Kalitesi Sindirim Koşulları Optimizasyonu Hücre Verimi Maksimizasyonu Katı Tümör Desmoplastik Matrisleri Hücre Salınımı Kırılgan Hücreler Heterojen Hücre Tipleri Toplam Hücre Popülasyonu Desteği Nükleer İzolasyon Koşulları Optimizasyonu Lizis Süreleri Reaktif Tipleri/Oranları 10x Genomik Çoklu Sıralama Platformu
Çoklu Dizileme için Taze ve Dondurulmuş Katı Tümör Örneklerinden Optimize Edilmiş Çekirdek İzolasyonu
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Foster, D. S., Griffin, M.,More

Foster, D. S., Griffin, M., Januszyk, M., Delitto, D., Norton, J. A., Longaker, M. T. Optimized Nuclei Isolation from Fresh and Frozen Solid Tumor Specimens for Multiome Sequencing. J. Vis. Exp. (200), e65831, doi:10.3791/65831 (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