2018年7月29日
我们展示了如何利用磁珠分选与荧光激活细胞分选技术(MACS 和 FACS)相结合的方法,从小鼠骨髓中鉴定并分离出 6 个髓系祖细胞亚群。该方案可用于 体外 培养实验(甲基纤维素培养或液体培养) 体内 过继转移实验,以及RNA/蛋白质分析。
该方法可能对研究骨髓细胞(包括中性粒细胞、单核细胞和树突状细胞)生成与功能的血液学和免疫学研究人员有所帮助。该技术的主要优势在于,与以往策略相比,它能够更精确地鉴定骨髓祖细胞亚群。为了通过磁性激活细胞分选(MACS)富集骨髓中的祖细胞,需将细胞离心后形成沉淀,并将沉淀重悬于每1×10⁷个骨髓细胞40 µL的MACS染色缓冲液中。
为了去除已分化的谱系阳性细胞,每 1 × 10⁷ 个细胞加入 10 µL 生物素标记的抗体混合液,用移液器混匀,于 4°C 孵育 10 分钟。孵育结束后,每 1 × 10⁷ 个细胞加入 30 µL 染色缓冲液并混匀,随后每 1 × 10⁷ 个细胞加入 20 µL 抗生物素磁珠。在 4°C 孵育 15 分钟后,每 1 × 10⁷ 个细胞用 1 mL 染色缓冲液洗涤细胞,将细胞沉淀重悬于 500 µL 新鲜染色缓冲液中,最多可处理 1 × 10⁸ 个细胞。
接下来,根据制造商的说明设置自动磁力分离器,并将标记细胞的离心管放入分离器中。启动阴性筛选程序,收集含有祖细胞富集的谱系阴性细胞的阴性组分。通过离心沉淀谱系阴性细胞,并将沉淀(现呈白色)按每只小鼠2毫升的量重悬于染色缓冲液中,用于计数。
为了通过流式细胞术分选分离髓系祖细胞,将1 × 10⁵个阴性谱系细胞分别加入八个对照用微量离心管中,用于电压选择和颜色补偿;将剩余的细胞样品加入第九个微量离心管中,用于与七种目标表面标志物抗体同时孵育,以鉴定并分选祖细胞。通过离心使细胞成团,将各对照管中的细胞沉淀重悬于100 µL FACS染色缓冲液中,实验样品管中的细胞沉淀则按每5 × 10⁶个细胞加入100 µL染色缓冲液的比例重悬。接下来,在Fcγ受体单染管和样品管中加入抗-CD16/CD32抗体。
轻轻涡旋混匀,并在4°C下孵育样品10分钟。孵育结束后,将其他抗体分别加入相应的单染对照管和样品管中,轻轻涡旋混匀后,在4°C下孵育15分钟。孵育结束后,向对照管中加入900 µL染色缓冲液,向样品管中每1×10⁷个细胞加入1 mL染色缓冲液,随后进行离心。
将对照组沉淀物每管用 200 微升新鲜染色缓冲液重悬,实验组沉淀物按每 2.5 × 10⁷ 个细胞用 500 微升染色缓冲液重悬,并将标记后的细胞转移至相应的 5 毫升 FACS 管中。随后根据标准操作程序设置流式细胞仪,使用未染色和单染对照样品调节电压和荧光补偿。为鉴定并分选髓系祖细胞,将实验组细胞样品上机,绘制前向散射面积(FSC-A)对侧向散射面积(SSC-A)的图,设门以排除碎片和死亡细胞。
创建活细胞的前向散射高度对前向散射宽度图,并设门以排除双联体。对前向散射单细胞重复此过程,创建侧向散射高度对侧向散射宽度图,并设门以排除双联体。创建Sca-1对c-Kit图,并设门以选择c-Kit阳性而Sca-1阴性的前体细胞。
然后创建 CD-34 与 FC γ 受体的散点图,并设门以选择混合型共同髓系祖细胞和混合型粒细胞-单核细胞祖细胞群体。准确设门圈选混合型共同髓系祖细胞及混合型粒细胞-单核细胞祖细胞群体至关重要。使用伪彩色密度图或等高线图有助于更精确地设门。
利用混合的共同髓系祖细胞门控中的细胞,绘制 CD115 与 Flt3 的散点图并设门,以分选出共同髓系祖细胞中 Flt3 阳性 CD115 低表达细胞、共同髓系祖细胞中 Flt3 阴性 CD115 低表达细胞,以及 Flt3 阳性 CD115 高表达的单核细胞-树突状细胞前体细胞。利用混合的粒细胞-单核细胞祖细胞门控中的细胞,绘制 Ly6C 与 FC γ 受体的散点图并设门,以分选出 Ly6C 阴性细胞和 Ly6C 阳性细胞。随后,针对每一种分选后的混合粒细胞-单核细胞祖细胞亚群,分别绘制 CD115 与 Flt3 的散点图,并设门分选 Ly6C 阴性 Flt3 阴性 CD115 低表达的粒细胞-单核细胞祖细胞、Ly6C 阳性 Flt3 阴性 CD115 低表达的粒细胞祖细胞,以及 Ly6C 阳性 Flt3 阴性 CD115 高表达的单核细胞祖细胞。
Max谱系耗竭法在去除分化细胞以及富集c-Kit阳性前体细胞方面具有较高效率。谱系阴性组分中仍含有少量c-Kit阴性细胞,但这些细胞将在后续的流式细胞术设门步骤中被清除。经过FACS分选后,前体细胞的得率可能因分选仪设置不同而有所差异,但通常每只小鼠每个组分可获得1×10⁴至4×10⁴个细胞,分选后各组分纯度应高于95%。
良好的染色对于细胞群体的清晰分离至关重要。可能需要对抗体进行滴定或选择不同的荧光染料,以确保最佳的分离效果。本方案可用于鉴定祖细胞,以评估样本间骨髓组成的差异,分离祖细胞用于分子分析,或评估其生成髓系细胞的能力。
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本文展示了一种利用磁性和荧光分选技术从小鼠骨髓中鉴定并分离六种髓系祖细胞亚群的方法。该方案适用于多种实验,包括体外培养以及RNA/蛋白质分析。
精确识别髓系祖细胞亚群有助于在血液学和免疫学靶点验证中进行机制性风险规避。对寡能性和谱系定向细胞群体的更高分辨率解析,可提高对分化途径预测的可信度。该方法通过降低髓系疾病临床前模型中的生物学模糊性,从而增强项目筛选的效率。
该方法融入了从祖细胞富集到功能验证的发现全过程,支持髓系生物学中的假设检验与通路解析。