Name: Identifizierung und Isolierung von Burst-bildenden Einheiten und koloniebildenden Einheiten erythroider Vorläuferzellen aus Mausgewebe mittels Durchflusszytometrie (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2022-11-04T14:00:00.000+00:00
Duration: 8 min 31 s
Description: Erfahren Sie die Durchflusszytometrie zur Isolierung reiner BFU-e- und CFU-e-Erythroblasten-Vorläufer aus frischem Mäuseknochenmark und Milz. Diese Methode ermöglicht hochreine Zellpopulationen für die Erforschung erythroider Erkrankungen.

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Diese Arbeit wird durch die NIH-Zuschüsse R01DK130498, R01DK120639 und R01HL141402 unterstützt

Alle Experimente wurden in Übereinstimmung mit den Tierprotokollen A-1586 durchgeführt und 202200017 vom Institutional Animal Care and Use Committee der Chan Medical School der University of Massachusetts genehmigt.
ANMERKUNG: Hier werden zwei Protokolle beschrieben: Erstens die durchflusszytometrische Analyse (Abschnitt 1), gefolgt von Protokollanpassungen für die durchflusszytometrische Sortierung (Abschnitt 2). Das folgende Protokoll verwendet ein Durchflusszytometer/-sortiergerät mit 10 Kanälen. Ein Beispiel für eine Einrichtung ist in Tabelle 1 enthalten, auf die in Schritt 1.14.5 verwiesen wird. Es ist auch möglich, dieses Protokoll mit nur neun Kanälen zu betreiben. siehe Legende in Tabelle 2.
1. Durchflusszytometrische Analyse
<ol><li>Euthanasieren Sie erwachsene (>6 Wochen alte) Balb/C- oder C57BL6-Mäuse mit einer geeigneten Methode, die von Ihrem Institutional Animal Care and Use Committee genehmigt wurde (z. B. CO2 -Inhalation mit anschließender Gebärmutterhalsluxation). Für die durchflusszytometrische Analyse ist das Knochenmark (BM) einer einzelnen Maus ausreichend. Bei der Sortierung hängt die Anzahl der Mäuse von den nachgeschalteten Anwendungen ab. Die Zellausbeute für jede Population ist unten angegeben (Schritt 2.3.3).</li>
	<li>Gewebeentnahme:<ol><li>Bereiten Sie 5 ml Fluoreszenz-aktivierte Zellsortierröhrchen (FACS) mit 3 ml kaltem (4 °C) Färbepuffer ("SB5": phosphatgepufferte Kochsalzlösung (PBS), 0,2 % Rinderserumalbumin (BSA), 0,08 % Glukose, 5 mM EDTA) auf Eis vor. Verwenden Sie dies, um geerntete Gewebe zu platzieren.</li>
		<li>Bereiten Sie separate Röhrchen für jedes Gewebe vor, das von jeder Maus seziert wird. Sammeln Sie kein Gewebe von mehreren Mäusen.</li>
		<li>Ernten Sie beide Oberschenkelknochen und beide Tibias. Entfernen Sie alle Muskeln aus den Knochen, bevor Sie sie mit SB5 in die Röhre legen.</li>
		<li>Sezieren Sie die Milz durch einen Schnitt auf der linken Seite des Bauches.</li>
	</ol></li>
	<li>Extraktion von Knochenmarkzellen:<ol><li>Legen Sie die frisch präparierten Oberschenkelknochen und Tibien direkt in den Kaltfärbepuffer (SB5) und halten Sie die Röhrchen auf Eis, bis Sie bereit sind, das Knochenmark (BM) zu entnehmen. Legen Sie einen sauberen sterilisierten Mörser auf Eis in einen Eimer. Übertragen Sie die Knochen zusammen mit dem SB5 aus dem Röhrchen in den Mörtel.</li>
		<li>Schneiden Sie etwa 1 mm von den Enden jedes Knochens mit einer Sezierschere ab, so dass die Öffnung des Knochens gerade noch sichtbar wird.</li>
		<li>Verwenden Sie eine 26-G-Nadel und eine mit SB5 gefüllte 3-ml-Spritze, um das Knochenmark aus den Knochen zu spülen und in den Mörser zu geben. Wiederholen Sie den Vorgang 3-5 Mal mit frischem Puffer, bis die Knochen farblos erscheinen.</li>
		<li>Filtern Sie das gespülte Knochenmark durch einen 100-μm-Maschenfilter und sammeln Sie die Zellen in einem 50-ml-Zentrifugenröhrchen, das auf Eis gelegt wird.</li>
		<li>Verwenden Sie den Mörser und den Stößel, um die gespülten Knochen in 5-10 ml SB5 zu zerkleinern. Das Gemisch aus zerkleinerten Knochen und Puffer wird durch das 100-μm-Zellsieb und den Pool mit den in Schritt 1.3.4 gesammelten Zellen filtriert.</li>
	</ol></li>
	<li>Milzzellextraktion:<ol><li>Stellen Sie einen 100-μm-Mesh-Filter auf einem leeren 50-ml-Zentrifugenröhrchen auf, das auf Eis gelegt wird. Legen Sie eine einzelne Milz auf den Netzfilter.</li>
		<li>Geben Sie 0,5-1 ml SB5 in die Milz, um sicherzustellen, dass sie nicht austrocknet.</li>
		<li>Drücken Sie die Milz mit der Gummiseite eines 3-ml- oder 5-ml-Spritzenkolbens durch das Netz. Fügen Sie mehr SB5, 5 ml auf einmal hinzu und pürieren Sie weiter, bis alle Zellen im Röhrchen gesammelt sind.</li>
	</ol></li>
	<li>Ab diesem Zeitpunkt werden das Knochenmark und die Milzzellen auf die gleiche Weise behandelt.</li>
	<li>Die Zellen werden bei 900 x g, 4 °C für 10 min heruntergeschleudert. Saugen Sie den Überstand mit einem Vakuum-Aspirations-Setup ab.</li>
	<li>Um eine einzellige Suspension herzustellen, resuspendieren Sie die Zellen in 2 ml SB5 und pipenieren Sie 50 Mal mit einem P1000 mit einer großen Blendenspitze auf und ab (siehe Materialtabelle). Diese haben breite Spitzenöffnungen, um Schäden an zerbrechlichen Zellen zu vermeiden.</li>
	<li>Um die Zellen zu zählen, resuspendieren, indem Sie 20 Mal auf und ab pipettieren. Verdünnen Sie die Zellen im Verhältnis 1:100 in SB5. Mischen Sie 10 μl der verdünnten Zellen mit 10 μl Trypanblau und zählen Sie auf ein Hämozytometer und/oder einen Zellzähler.</li>
	<li>Die Zellen werden bei 900 x g, 4 °C für 10 min heruntergeschleudert. Saugen Sie den Überstand ab und resuspendieren Sie die Zellen bei 33 x 106 lebenden Zellen/ml in SB5.</li>
	<li>Bereiten Sie den Lin-FITC-Cocktail vor, indem Sie die gleichen Volumina jedes Antikörpers in Tabelle 3 mischen.</li>
	<li>Bereiten Sie die Zellen für einfarbige Kontrollen und "Fluoreszenz-Minus-eins"-Kontrollen (FMO) vor. Führen Sie die Schritte 1.11-1.12 parallel zur Vorbereitung und Färbung der Probenzellen in Schritt 1.14 (Proben für die durchflusszytometrische Analyse) und/oder Schritt 2.1 (durchflusszytometrische Sortierung) durch.<ol><li>Bereiten Sie die Zellen für eine ungefärbte Zellkontrolle vor, indem Sie 50 μL (1,6 x 106 Zellen) der Zellsuspension in ein FACS-Röhrchen auf Eis überführen. Bereiten Sie die Zellen für jede einzelne Farbkontrolle (11 Röhrchen) vor, indem Sie 50 μL (1,6 x 106 Zellen) der Zellsuspension in ein FACS-Röhrchen auf Eis überführen.</li>
		<li>Bereiten Sie FMO-Kontrollen für die folgenden Farben vor (Kit, CD41, CD150, CD49f [vier Röhrchen]), indem Sie 300 μL (10 x 106 Zellen) der Zellsuspension in ein separates FACS-Röhrchen auf Eis überführen.</li>
		<li>Die Zellen werden bei 900 x g, 4 °C für 10 min heruntergeschleudert und der Überstand abgesaugt.</li>
	</ol></li>
	<li>Antikörperfärbung von FMOs und einfarbigen Kontrollen<ol><li>Färben Sie die FMOs mit 33 x 106 Zellen/ml (in einem Gesamtvolumen von 300 μL) in FACS-Röhrchen. Fügen Sie für jede Kontrolle alle Antikörper mit Ausnahme des gleichnamigen Antikörpers des FMO hinzu. Lassen Sie beispielsweise für den Kit-FMO den Kit-Antikörper weg. Für jeden Antikörper sind die Verdünnungs- und Endkonzentration wie in Tabelle 2 angegeben.</li>
		<li>Färben Sie die einfarbigen Kontrollen bei 20 x 106 Zellen/ml (in einem Gesamtvolumen von 50 μl) in FACS-Röhrchen; Für jede Kontrolle wird ein einzelner Antikörper in der in Tabelle 2 angegebenen Konzentration zugegeben.</li>
		<li>Jedes Steuerrohr für 2-3 s bei 3.000 U/min (Umdrehungen pro Minute) schwenken und dann bei 4 °C inkubieren, 2,5 h im Dunkeln vor Licht geschützt. Die Rohre werden mit einer Drehachse parallel zur Länge des Rohres zwischen einem Winkel von etwa 10° und 60° von der Horizontalen geschüttelt, so dass der Inhalt die Kappe nicht berührt.</li>
		<li>Waschen Sie die Zellen mit SB5: Füllen Sie das Volumen der Zellsuspension mit SB5 auf 4 ml auf. Die Zellen werden bei 900 x g, 4 °C für 10 min heruntergeschleudert und der Überstand abgesaugt.</li>
	</ol></li>
	<li>Zellresuspension:<ol><li>Resuspendieren Sie die ungefärbte und alle einfarbigen Regler (mit Ausnahme der DAPI-Steuerung) in 300 μL SB5 und filtern Sie durch ein 40-μm-Filtergitter in ein neues FACS-Röhrchen.</li>
		<li>Stellen Sie eine DAPI / SB5-Lösung her, indem Sie den DAPI-Stamm (1 mg / ml in 100% Ethanol) bei 1:10.000 in SB5 verdünnen.</li>
		<li>Resuspendieren Sie die FMOs in 1,8 mL DAPI/SB5 und filtrieren Sie durch ein 40-μm-Filtergewebe in ein neues FACS-Röhrchen.</li>
		<li>Resuspendieren Sie die DAPI-Einfarbregelung in 300 μL DAPI/SB5 und filtrieren Sie durch ein 40-μm-Filtergitter in ein neues 4-ml-FACS-Röhrchen.</li>
	</ol></li>
	<li>Probenvorbereitung: Wenn die Zellen für die durchflusszytometrische Analyse vorbereitet werden, fahren Sie mit Schritt 1.14 fort. Wenn Sie die Zellen für die Sortierung vorbereiten, fahren Sie mit Schritt 2.1 fort.</li>
	<li>Färben Sie die durchflusszytometrischen Analyseproben bei 33 x 10 6 Zellen/ml in einem Gesamtvolumen von 300 μL (10 x 106 Zellen) in FACS-Röhrchen:<ol><li>Bereiten Sie die Antikörper-Mastermischung vor. Bestimmen Sie das Volumen der Mastermischung anhand der Anzahl der Proben mit 300 μL pro Probe. Stellen Sie die Mastermischung her, indem Sie alle in Tabelle 2 aufgeführten Antikörper mit der angegebenen Verdünnung in SB5 verdünnen. Das Kaninchen-IgG im Master-Mix dient als Fc-Block.</li>
		<li>Jede Röhre 2-3 s bei 3.000 U/min schwenken und dann bei 4 °C inkubieren, 2,5 Stunden im Dunkeln vor Licht geschützt schaukeln.</li>
		<li>Waschen Sie die Zellen mit SB5: Füllen Sie das Volumen der Zellsuspension mit SB5 auf 4 ml auf. Die Zellen werden bei 900 x g, 4 °C für 10 min heruntergeschleudert und der Überstand abgesaugt.</li>
		<li>Die Proben werden für die durchflusszytometrische Analyse in 1,8 ml DAPI/SB5 resuspendiert, wie in Schritt 1.12.5.2 vorbereitet, und durch ein 40-μm-Filtergitter in ein FACS-Röhrchen filtriert.</li>
		<li>Analysieren Sie die Proben auf einem Zytometer mit 10 Kanälen, um die Antikörperkonjugate in Tabelle 2 und den Viabilitätsfarbstoff DAPI aufzunehmen. Ein Beispiel für die Kanaleinrichtung ist in Tabelle 1 enthalten. Es ist auch möglich, nur neun Kanäle zu verwenden; Weitere Informationen finden Sie in der Legende von Tabelle 2 .</li>
		<li>Verwenden Sie bei der Analyse der Durchflusszytometriedaten Standard-Spektralkompensationsansätze mit Hilfe der Einfarbregler und FMO-Kontrollen, wie in Schritt 2.4 beschrieben.</li>
	</ol></li>
</ol>2. Protokollanpassungen für die durchflusszytometrische Sortierung
<ol><li>Zubereitung von Lin-<ol><li>Sammeln Sie alle extrahierten Zellen aus demselben Gewebe (entweder BM oder Milz) von 10 Mäusen in einem 50-ml-Röhrchen. Resuspendieren Sie jede gepoolte Probe, indem Sie mit einem P1000 mit einer großen Blendenspitze pipettieren.</li>
		<li>Die Zellen werden bei 900 x g, 4 °C für 10 min heruntergeschleudert und der Überstand abgesaugt.</li>
		<li>Bereiten Sie einfarbige und FMO-Kontrollen vor, wie in Abschnitt 1 beschrieben, unter Verwendung nicht angereicherter Zellen.</li>
		<li>Anreicherung von Lin-Zellen zur Sortierung mittels magnetischer Perlenanreicherung von Lin-Zellen:</li>
		<li>Resuspendieren Sie die Zellen bei 1 x 108 Zellen/ml mit SB5 und übertragen Sie sie in ein 15 ml Röhrchen. Normales Rattenserum und die in Tabelle 4 aufgeführten biotinylierten Antikörper zugeben und 1 Stunde lang bei 4 °C inkubieren.</li>
		<li>Die Zellen werden bei 900 x g, 4 °C für 10 min nach unten gedreht und der Überstand abgesaugt. Resuspendieren Sie die Zellen in 15 ml kaltem SB5.</li>
		<li>Die Zellen werden bei 900 x g, 4 °C für 10 min nach unten gedreht und der Überstand abgesaugt. Resuspendieren Sie die Zellen bei 1 x 108 Zellen/ml in kaltem SB5 und halten Sie sie auf Eis.</li>
		<li>Wirbeln Sie die magnetischen Nanokügelchen bei 3.000 U/min für 5-10 s. Nehmen Sie 1 ml magnetische Nanokügelchen pro 10 ml Zellen.</li>
		<li>Waschen Sie die Nanokügelchen in einem 5 ml FACS-Röhrchen. Das Volumen mit SB5 auf 4 ml auffüllen, bei 900 x g, 4 °C für 5 min schleudern und den Überstand absaugen.</li>
		<li>Die Nanokügelchen werden in 500 μl SB5 resuspendiert und mit den in Schritt 2.1.7 hergestellten Zellen vermischt. Bei 4 °C unter Schaukeln 15 min inkubieren.</li>
		<li>Die Zellen werden bei 900 x g, 4 °C für 10 min nach unten gedreht und der Überstand abgesaugt. Resuspendieren Sie die Zellen bei 1 x 108 Zellen/ml mit SB5.</li>
		<li>Legen Sie das Röhrchen für 5 min bei 4 °C auf einen Magneten.</li>
		<li>Gießen Sie den Überstand vorsichtig in ein neues 15-ml-Röhrchen.</li>
		<li>Das Röhrchen mit dem Überstand aus Schritt 2.1.13 wird 5 min lang bei 4 °C auf einen Magneten gelegt. Gießen Sie den Überstand vorsichtig in ein neues 15-ml-Röhrchen.</li>
		<li>Die Zellen aus dem Überstand werden in Schritt 2.1.14 bei 900 x g, 4 °C für 10 min gedreht und der Überstand abgesaugt.</li>
		<li>Resuspendieren Sie die mit Lin angereicherten Zellen in 1 ml SB5.</li>
		<li>Verdünnen Sie 10 μL der Zellen bei 1:100 in SB5. Mischen Sie 10 μl der verdünnten Zellen mit 10 μl Trypanblau und zählen Sie auf ein Hämozytometer und/oder einen Zellzähler.</li>
		<li>Basierend auf der Zellzahl in Schritt 2.1.17 resuspendieren Sie die mit Lin angereicherten Zellen bei 33 x 106 Zellen/ml.</li>
	</ol></li>
	<li>Färbung von angereicherten Zellen:<ol><li>Färben Sie die angereicherten Zellproben bei 33 x 106 Zellen/ml in FACS-Röhrchen, indem Sie alle in Tabelle 2 aufgeführten Antikörper hinzufügen. Jede Röhre 2-3 s bei 3.000 U/min schwenken und dann bei 4 °C inkubieren, 2,5 Stunden im Dunkeln vor Licht geschützt schaukeln.</li>
		<li>Waschen Sie die Zellen mit SB5: Füllen Sie das Volumen der FACS-Röhrchen mit SB5 auf 4 ml auf. Die Zellen werden bei 900 x g, 4 °C für 10 min heruntergeschleudert und der Überstand entfernt.</li>
		<li>Die Proben werden für die durchflusszytometrische Analyse in 4-6 ml DAPI/SB5, wie in Schritt 1.12.5.2 vorbereitet, resuspendiert und durch ein 40-μm-Filternetz in ein neues 4-ml-FACS-Röhrchen filtriert.</li>
	</ol></li>
	<li>Sortierung der Proben:<ol><li>Sortieren Sie die Proben mit einer großen Düse und niedrigem Druck, um die CFU-e-Ausbeute zu maximieren, da CFU-e-Zellen unter hohem Druck leicht beschädigt werden können. Für das in dieser Studie verwendete Durchflusszytometer verwenden Sie 14 psi und eine 100-μm-Düse oder 12 psi mit einer 130-μm-Düse. Richten Sie die Sortiertore ein, wie in Schritt 2.4 unten beschrieben.</li>
		<li>Bereiten Sie den Sammelpuffer vor: Fügen Sie 20% fötales Rinderserum zu PBS hinzu.</li>
		<li>Um die Reinheit der sortierten Grundgesamtheiten zu überprüfen, führen Sie erneut einen kleinen Aliquot aus jeder sortierten Grundgesamtheit in einem Puffer aus, der DAPI enthält, wie in Schritt 1.12.5.2 beschrieben. HINWEIS: Typischerweise ergibt BM von insgesamt 10 Mäusen (ca. 1 x 109 Zellen) mindestens 50.000-100.000 Zellen für jede der P1-hi-, P1-Low- und P2-Populationen mit einer Lebensfähigkeit von ca. 70%.</li>
	</ol></li>
	<li>Verwenden Sie die in Abbildung 3 dargestellte Anschnittstrategie für die Analyse oder die Einrichtung der Sortiergates.<ol><li>Verwenden Sie den FSC-Parameter (Forward-Scatter), um die Trümmer basierend auf der Größe zu entfernen. Verwenden Sie das FSC-Höhen- und FSC-Flächenhistogramm, um Zellaggregate auszuschließen und einzelne Zellen auszuwählen. Wiederholen Sie den Vorgang mit dem Histogramm der Seitenstreuung (SSC) über die SSC-Fläche.</li>
		<li>Schließen Sie die toten Zellen aus, indem Sie die Zellen ausschließen, die positiv für den DNA-Farbstoff DAPI sind, für den lebensfähige Zellen undurchlässig sind.</li>
		<li>Wählen Sie Lin-Ter119-Kit+-Zellen aus und wählen Sie aus diesen eine Subpopulation aus, die CD55 exprimiert.</li>
		<li>Unterteilen Sie die Lin-Ter119-Kit+CD55+-Zellen in zwei Hauptpopulationen, P6 und P7, basierend auf der Expression von CD49f und CD105.</li>
		<li>Basierend auf der Expression von CD150 und CD41 wird P6 weiter unterteilt in P3 (basophile oder Mastzellvorläufer), P4 (megakaryozytäre Vorläuferzellen) und P5 (EBMP und erythroid-biased MPP).</li>
		<li>Basierend auf der Expression von CD150 und CD71 wird P7 weiter unterteilt in P2 (BFU-e), frühe CFU-e (P1-niedrig) und späte KBE-e (P1-hi).</li>
	</ol></li>
</ol>

<ol><li>Tusi, B. K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Population+snapshots+predict+early+haematopoietic+and+erythroid+hierarchies%5BTitle%5D)+AND+%22Nature%22%5BJournal%5D)">Population snapshots predict early haematopoietic and erythroid hierarchies.</a> Nature. 555 (7694), 54-60 (2018).</li>
<li>Socolovsky, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+role+of+specialized+cell+cycles+during+erythroid+lineage+development%3A+Insights+from+single-cell+RNA+sequencing%5BTitle%5D)+AND+%22International+Journal+of+Hematology%22%5BJournal%5D)">The role of specialized cell cycles during erythroid lineage development: Insights from single-cell RNA sequencing.</a> International Journal of Hematology. 116 (2), 163-173 (2022).</li>
<li>Hwang, Y., Hidalgo, D., Socolovsky, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+shifting+shape+and+functional+specializations+of+the+cell+cycle+during+lineage+development%5BTitle%5D)+AND+%22WIREs+Mechanisms+of+Disease%22%5BJournal%5D)">The shifting shape and functional specializations of the cell cycle during lineage development.</a> WIREs Mechanisms of Disease. 13 (2), 1504(2021).</li>
<li>Axelrad, A. A., McLeod, D. L., Shreeve, M. M., Heath, D. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Properties+of+Cells+that+Produce+Erythrocytic+Colonies+In+Vitro%5BTitle%5D)+AND+%22Hemopoiesis+in+Culture%22%5BJournal%5D)">Properties of Cells that Produce Erythrocytic Colonies In Vitro.</a> Hemopoiesis in Culture. Robinson, W. A. , National Institutes of Health, US Government Printing Office. (1974).</li>
<li>Heath, D. S., Axelrad, A. A., McLeod, D. L., Shreeve, M. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Separation+of+the+erythropoietin-responsive+progenitors+BFU-E+and+CFU-E+in+mouse+bone+marrow+by+unit+gravity+sedimentation%5BTitle%5D)+AND+%22Blood%22%5BJournal%5D)">Separation of the erythropoietin-responsive progenitors BFU-E and CFU-E in mouse bone marrow by unit gravity sedimentation.</a> Blood. 47 (5), 777-792 (1976).</li>
<li>Iscove, N. N., Sieber, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Erythroid+progenitors+in+mouse+bone+marrow+detected+by+macroscopic+colony+formation+in+culture%5BTitle%5D)+AND+%22Experimental+Hematology%22%5BJournal%5D)">Erythroid progenitors in mouse bone marrow detected by macroscopic colony formation in culture.</a> Experimental Hematology. 3 (1), 32-43 (1975).</li>
<li>Gregory, C. J., McCulloch, E. A., Till, J. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Erythropoietic+progenitors+capable+of+colony+formation+in+culture%3A+State+of+differentiation%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Cell+Physiology%22%5BJournal%5D)">Erythropoietic progenitors capable of colony formation in culture: State of differentiation.</a> Journal of Cell Physiology. 81 (3), 411-420 (1973).</li>
<li>Gregory, C. J., Tepperman, A. D., McCulloch, E. A., Till, J. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Erythropoietic+progenitors+capable+of+colony+formation+in+culture%3A+Response+of+normal+and+genetically+anemic+W-W-V+mice+to+manipulations+of+the+erythron%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Cell+Physiology%22%5BJournal%5D)">Erythropoietic progenitors capable of colony formation in culture: Response of normal and genetically anemic W-W-V mice to manipulations of the erythron.</a> Journal of Cell Physiology. 84 (1), 1-12 (1974).</li>
<li>Gregory, C. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Erythropoietin+sensitivity+as+a+differentiation+marker+in+the+hemopoietic+system%3A+studies+of+three+erythropoietic+colony+responses+in+culture%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Cell+Physiology%22%5BJournal%5D)">Erythropoietin sensitivity as a differentiation marker in the hemopoietic system: studies of three erythropoietic colony responses in culture.</a> Journal of Cell Physiology. 89 (2), 289-301 (1976).</li>
<li>Pop, R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+key+commitment+step+in+erythropoiesis+is+synchronized+with+the+cell+cycle+clock+through+mutual+inhibition+between+PU.1+and+S-phase+progression%5BTitle%5D)+AND+%22PLoS+Biology%22%5BJournal%5D)">A key commitment step in erythropoiesis is synchronized with the cell cycle clock through mutual inhibition between PU.1 and S-phase progression.</a> PLoS Biology. 8 (9), 1000484(2010).</li>
<li>Koulnis, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Identification+and+analysis+of+mouse+erythroid+progenitors+using+the+CD71%2FTER119+flow-cytometric+assay%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Visualized+Experiments%22%5BJournal%5D)">Identification and analysis of mouse erythroid progenitors using the CD71/TER119 flow-cytometric assay.</a> Journal of Visualized Experiments. (54), e2809(2011).</li>
<li>Liu, Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Suppression+of+Fas-FasL+coexpression+by+erythropoietin+mediates+erythroblast+expansion+during+the+erythropoietic+stress+response+in+vivo%5BTitle%5D)+AND+%22Blood%22%5BJournal%5D)">Suppression of Fas-FasL coexpression by erythropoietin mediates erythroblast expansion during the erythropoietic stress response in vivo.</a> Blood. 108 (1), 123-133 (2006).</li>
<li>Socolovsky, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Ineffective+erythropoiesis+in+Stat5a%28-%2F-%295b%28-%2F-%29+mice+due+to+decreased+survival+of+early+erythroblasts%5BTitle%5D)+AND+%22Blood%22%5BJournal%5D)">Ineffective erythropoiesis in Stat5a(-/-)5b(-/-) mice due to decreased survival of early erythroblasts.</a> Blood. 98 (12), 3261-3273 (2001).</li>
<li>Chen, K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Resolving+the+distinct+stages+in+erythroid+differentiation+based+on+dynamic+changes+in+membrane+protein+expression+during+erythropoiesis%5BTitle%5D)+AND+%22Proceedings+of+the+National+Academy+of+Sciences+of+the+United+States+of+America%22%5BJournal%5D)">Resolving the distinct stages in erythroid differentiation based on dynamic changes in membrane protein expression during erythropoiesis.</a> Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 106 (41), 17413-17418 (2009).</li>
<li>Hwang, Y., Hidalgo, D., Socolovsky, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+shifting+shape+and+functional+specializations+of+the+cell+cycle+during+lineage+development%5BTitle%5D)+AND+%22WIREs+Mechanisms+of+Disease%22%5BJournal%5D)">The shifting shape and functional specializations of the cell cycle during lineage development.</a> WIREs Mechanisms of Disease. 13 (2), 1504(2020).</li>
<li>Hidalgo, D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((EpoR+stimulates+rapid+cycling+and+larger+red+cells+during+mouse+and+human+erythropoiesis%5BTitle%5D)+AND+%22Nature+Communications%22%5BJournal%5D)">EpoR stimulates rapid cycling and larger red cells during mouse and human erythropoiesis.</a> Nature Communications. 12 (1), 7334(2021).</li>
<li>Porpiglia, E., Hidalgo, D., Koulnis, M., Tzafriri, A. R., Socolovsky, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Stat5+signaling+specifies+basal+versus+stress+erythropoietic+responses+through+distinct+binary+and+graded+dynamic+modalities%5BTitle%5D)+AND+%22PLoS+Biology%22%5BJournal%5D)">Stat5 signaling specifies basal versus stress erythropoietic responses through distinct binary and graded dynamic modalities.</a> PLoS Biology. 10 (8), 1001383(2012).</li>
<li>Koulnis, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Contrasting+dynamic+responses+in+vivo+of+the+Bcl-xL+and+Bim+erythropoietic+survival+pathways%5BTitle%5D)+AND+%22Blood%22%5BJournal%5D)">Contrasting dynamic responses in vivo of the Bcl-xL and Bim erythropoietic survival pathways.</a> Blood. 119 (5), 1228-1239 (2012).</li>
<li>Shearstone, J. R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Global+DNA+demethylation+during+mouse+erythropoiesis+in+vivo%5BTitle%5D)+AND+%22Science%22%5BJournal%5D)">Global DNA demethylation during mouse erythropoiesis in vivo.</a> Science. 334 (6057), 799-802 (2011).</li>
<li>Koulnis, M., Liu, Y., Hallstrom, K., Socolovsky, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Negative+autoregulation+by+Fas+stabilizes+adult+erythropoiesis+and+accelerates+its+stress+response%5BTitle%5D)+AND+%22PLoS+One%22%5BJournal%5D)">Negative autoregulation by Fas stabilizes adult erythropoiesis and accelerates its stress response.</a> PLoS One. 6 (7), 21192(2011).</li>
<li>Pronk, C. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Elucidation+of+the+phenotypic%2C+functional%2C+and+molecular+topography+of+a+myeloerythroid+progenitor+cell+hierarchy%5BTitle%5D)+AND+%22Cell+Stem+Cell%22%5BJournal%5D)">Elucidation of the phenotypic, functional, and molecular topography of a myeloerythroid progenitor cell hierarchy.</a> Cell Stem Cell. 1 (4), 428-442 (2007).</li>
<li>Dolznig, H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Expansion+and+differentiation+of+immature+mouse+and+human+hematopoietic+progenitors%5BTitle%5D)+AND+%22Methods+in+Molecular+Medicine%22%5BJournal%5D)">Expansion and differentiation of immature mouse and human hematopoietic progenitors.</a> Methods in Molecular Medicine. 105, 323-344 (2005).</li>
<li>Li, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Isolation+and+transcriptome+analyses+of+human+erythroid+progenitors%3A+BFU-E+and+CFU-E%5BTitle%5D)+AND+%22Blood%22%5BJournal%5D)">Isolation and transcriptome analyses of human erythroid progenitors: BFU-E and CFU-E.</a> Blood. 124 (24), 3636-3645 (2014).</li>
<li>Zhang, J., Socolovsky, M., Gross, A. W., Lodish, H. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Role+of+Ras+signaling+in+erythroid+differentiation+of+mouse+fetal+liver+cells%3A+Functional+analysis+by+a+flow+cytometry-based+novel+culture+system%5BTitle%5D)+AND+%22Blood%22%5BJournal%5D)">Role of Ras signaling in erythroid differentiation of mouse fetal liver cells: Functional analysis by a flow cytometry-based novel culture system.</a> Blood. 102 (12), 3938-3946 (2003).</li>
<li>Flygare, J., Rayon Estrada, V., Shin, C., Gupta, S., Lodish, H. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((HIF1alpha+synergizes+with+glucocorticoids+to+promote+BFU-E+progenitor+self-renewal%5BTitle%5D)+AND+%22Blood%22%5BJournal%5D)">HIF1alpha synergizes with glucocorticoids to promote BFU-E progenitor self-renewal.</a> Blood. 117 (12), 3435-3444 (2011).</li>
<li>Pronk, C. J., Attema, J., Rossi, D. J., Sigvardsson, M., Bryder, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Deciphering+developmental+stages+of+adult+myelopoiesis%5BTitle%5D)+AND+%22Cell+Cycle%22%5BJournal%5D)">Deciphering developmental stages of adult myelopoiesis.</a> Cell Cycle. 7 (6), 706-713 (2008).</li>
<li>Khoramian Tusi, B., Socolovsky, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((High-throughput+single-cell+fate+potential+assay+of+murine+hematopoietic+progenitors+in+vitro%5BTitle%5D)+AND+%22Experimental+Hematology%22%5BJournal%5D)">High-throughput single-cell fate potential assay of murine hematopoietic progenitors in vitro.</a> Experimental Hematology. 60, 21-29 (2018).</li>
<li>Erslev, A. J., Caro, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Erythropoietin+titers+in+response+to+anemia+or+hypoxia%5BTitle%5D)+AND+%22Blood+Cells%22%5BJournal%5D)">Erythropoietin titers in response to anemia or hypoxia.</a> Blood Cells. 13 (1-2), 207-216 (1987).</li>
<li>Koury, M. J., Bondurant, M. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+molecular+mechanism+of+erythropoietin+action%5BTitle%5D)+AND+%22European+Journal+of+Biochemistry%22%5BJournal%5D)">The molecular mechanism of erythropoietin action.</a> European Journal of Biochemistry. 210 (3), 649-663 (1992).</li>
</ol>

Die Autoren haben keine Interessenkonflikte zu erklären.

Die Fähigkeit, BFU-e- und CFU-e-Vorläufer prospektiv direkt aus frischem Gewebe mit hoher Reinheit zu isolieren, war den Forschern bisher entgangen. Unser neuartiger Ansatz, der mit scRNAseq und Zellschicksalstests 1,27 validiert wurde, bietet nun die Werkzeuge dafür.
Es gibt eine Reihe von Schlüsselpunkten für die erfolgreiche Ausführung sowohl der Sortier- als auch der Analyseprotokolle. Zuerst müssen die Zellen bei 900 x g ...

Die Erythropoese kann in zwei Hauptphasen unterteilt werden: frühe Erythropoese und erythroide terminale Differenzierung (Abbildung 1)1,2,3. Bei der frühen Erythropoese binden sich hämatopoetische Stammzellen an die erythroide Linie und führen zu frühen erythroiden Vorläuferzellen, die erstmals in den 1970er Jahren aufgrund ihres koloniebildenden Potenzials im halbfesten Medium 4,5,6,7,8,9 identifiziert wurden . Im Großen und Ganzen werden erythroide Vorläuferzellen in zwei Kategorien unterteilt: frühere Vorläufer, die jeweils zu einem "Burst" (einem großen Aggregat kleinerer erythroider Zellverbände) führen, der als "burst-bildende Einheit Erythroid" oder BFU-e 4,5,6 bezeichnet wird; und ihre Nachkommen, die jeweils einen einzelnen, kleinen erythroiden Zellhaufen oder eine Kolonie bilden, die als "koloniebildende Einheit Erythroid" oder CFU-e 7,8,9 bezeichnet wird. BFU-e und CFU-e exprimieren noch keine terminalen erythroiden Gene und sind morphologisch nicht erkennbar. Nach einer Reihe von Selbsterneuerungs- oder Expansionszellteilungen durchläuft die CFU-e einen Transkriptionsschalter, bei dem erythroide Gene wie Globine induziert werden, wodurch sie in eine erythroide terminale Differenzierung (ETD) übergeht1,10. Während der ETD durchlaufen Erythroblasten drei bis fünf reifende Zellteilungen, bevor sie zu Retikulozyten enukleieren, die zu roten Blutkörperchen heranreifen.
Erythroblasten während der terminalen Differenzierung wurden ursprünglich aufgrund ihrer Morphologie in Proerythroblasten, basophile, polychromatische und orthochromatische eingeteilt. Das Aufkommen der Durchflusszytometrie ermöglichte ihre prospektive Sortierung und Isolierung basierend auf der Zellgröße (gemessen durch Vorwärtsstreuung, FSC) und zwei Zelloberflächenmarkern, CD71 und Ter11911,12,13 (Abbildung 1). Dieser und ähnliche durchflusszytometrische Ansätze 14 haben die Untersuchung der molekularen und zellulären Aspekte der ETD revolutioniert und ermöglichen eine entwicklungsstadienspezifische Analyse von Erythroblasten in vivo und in vitro 10,15,16,17,18,19,20. Der CD71/Ter119-Ansatz wird heute routinemäßig in der Analyse von erythroiden Vorstufen eingesetzt.
Bis vor kurzem war ein ähnlicher, zugänglicher durchflusszytometrischer Ansatz für die direkte, hochreine prospektive Isolierung von CFU-e und BFU-e aus Mausgewebe den Forschern entgangen. Stattdessen haben die Forscher durchflusszytometrische Strategien verwendet, die nur einen Bruchteil dieser Vorläuferzellen isolieren, oft in Gegenwart von nicht-erythroiden Zellen, die innerhalb derselben durchflusszytometrischen Untergruppen co-reinigen21. Folglich beschränkte sich die Untersuchung von BFU-e und CFU-e auf In-vitro-Differenzierungssysteme, die BFU-e und CFU-e von früheren Vorläuferzellen des Knochenmarks ableiten und amplifizieren. Es ist dann möglich, durchflusszytometrische Strategien anzuwenden, die CFU-e von BFU-e in diesen erythroid-mit Vorläuferzellen angereicherten Kulturen unterscheiden22,23. Ein alternativer Ansatz verwendet fetale CFU-e und BFU-e, die in der Mitte der Schwangerschaft stark mit der Ter119-negativen Fraktion der fetalen Leber der Maus angereichert sind 10,24,25. Keiner dieser Ansätze erlaubt es jedoch, adulte BFU-e und CFU-e in ihrem physiologischen Zustand in vivo zu untersuchen. Das Ausmaß der Herausforderung kann eingeschätzt werden, wenn man sich daran erinnert, dass diese Zellen auf der Grundlage von Koloniebildungstests im adulten Knochenmark mit einer Häufigkeit von nur 0,025% bzw. 0,3% vorhanden sind6.
Das hier beschriebene Protokoll ist ein neuartiger durchflusszytometrischer Ansatz, der auf einer einzelzelligen transkriptomischen Analyse von frisch geernteten Kit+ Maus-Knochenmarkzellen basiert (Kit wird von allen frühen Vorläuferpopulationen des Knochenmarks exprimiert)1. Unser Ansatz enthält einige Zelloberflächenmarker, die bereits von Pronk et al.21,26 verwendet wurden. Einzelzell-Transkriptome wurden verwendet, um Kombinationen von Zelloberflächenmarkern zu bestimmen, die erythroide und andere frühe hämatopoetische Vorläuferzellen identifizieren (Abbildung 2). Insbesondere kann der CD55+-Anteil von Lineage-negativen (Lin-) Kit+-Zellen in fünf Populationen unterteilt werden, von denen drei zusammenhängende Segmente der erythroiden Trajektorie ergeben (Abbildung 2). Die transkriptomischen Identitäten jeder dieser Populationen wurden durch Sortierung bestätigt, gefolgt von scRNAseq und Projektion der sortierten Einzelzell-Transkriptome zurück auf die ursprüngliche transkriptomische Karte (die Genexpression in jeder der fünf Populationen und der gesamte Knochenmarkdatensatz können in https://kleintools.hms.harvard.edu/paper_websites/tusi_et_al/index.html untersucht werden)1 . Das Zellschicksalspotenzial jeder der Populationen wurde mit traditionellen Koloniebildungstests (Abbildung 2) sowie einem neuartigen Hochdurchsatz-Einzelzell-Schicksalstestbestätigt 1,27. Diese Analysen zeigen, dass der neuartige durchflusszytometrische Ansatz zu einer hochreinen Isolierung aller BFU-e- und CFU-e-Vorläuferzellen von frischem adultem Knochenmark und Milz führt. Insbesondere enthält Population 1 (P1) nur CFU-e und keine anderen hämatopoetischen Vorläufer, und Population 2 (P2) enthält alle BFU-e-Vorläufer des Knochenmarks und eine kleine Anzahl von CFU-e, aber keine anderen Vorläufer1. Das detaillierte Protokoll unten wird mit einem Beispielexperiment an Mäusen veranschaulicht, denen entweder Kochsalzlösung oder das Erythropoese-stimulierende Hormon Erythropoietin (Epo) injiziert wurden.

<table><tbody><tr><td>0,5 M EDTA, pH 8,0</td><td>Life Technologies</td><td>15575020</td><td></td></tr><tr><td>1000 & Mikro; L Spitzen mit großer Öffnung</td><td>USA sceintific</td><td>1011-9000</td><td></td></tr><tr><td>Alexa Fluor 647 Anti-Maus CD55 (DAF) Antikörper</td><td>BioLegend</td><td>131806</td><td></td></tr><tr><td>APC/Cyanin7 Anti-Maus CD117 (c-kit) Antikörper</td><td>BioLegend</td><td>105826</td><td></td></tr><tr><td>Biotin-CD11b</td><td>BD Biosciences</td><td>557395</td><td>M1/70 (Klon)</td></tr><tr><td>Biotin-CD19</td><td>BD Biosciences</td><td>553784</td><td>1D3 (Klon)</td></tr><tr><td>Biotin-CD4</td><td>BD Biosciences</td><td>BDB553045</td><td>RM4-5 (Klon)</td></tr><tr><td>Biotin-CD8a</td><td>BD Biosciences</td><td></td><td>BDB553029 53-6.7 (Klon)</td></tr><tr><td>Biotin-F4/80</td><td>Biolegend</td><td>123106</td><td>BM8 (Klon)</td></tr><tr><td>Biotin-Ly-6G und Ly-6C</td><td>BD Biosciences</td><td>553125</td><td>RB6-8C5 (Klon)</td></tr><tr><td>Biotin-TER-119</td><td>BD Biosciences</td><td>553672</td><td>TER-119 (Klon)</td></tr><tr><td>Rinderserum Albumin</td><td>Sigma Aldritch</td><td>A1470</td><td></td></tr><tr><td>Brilliant Violet 421 Anti-Mensch/Maus CD49f Antikörper</td><td>BioLegend</td><td>313624</td><td></td></tr><tr><td>Brilliant Violet 605 Anti-Maus CD41 Antikörper</td><td>BioLegend</td><td>133921</td><td></td></tr><tr><td>Brilliant Violet 650 Anti-Maus CD150 (SLAM) Antikörper</td><td>BioLegend</td><td>115931</td><td></td></tr><tr><td>BUV395 Ratte Anti-Maus TER-119/Erythroid Zellen</td><td>BD Biosciences</td><td>563827</td><td></td></tr><tr><td>ChromReines Kaninchen-IgG, ganzes Molekül</td><td>Jackson ImmunoResearch Laboratories</td><td>011-000-003</td><td></td></tr><tr><td>DAPI (4',6-Diamidino-2-phenylindole, Dihydrochlorid</td><td>)Life Technologies</td><td>D1306</td><td></td></tr><tr><td>Digital DIVA Hard- und Software für LSR II</td><td>BD Biosciences</td><td></td><td></td></tr><tr><td>FITC Anti-Maus F4/80 Antikörper</td><td>BioLegend</td><td>123108</td><td></td></tr><tr><td>FITC Rat Anti-CD11b</td><td>BD Biosciences</td><td>557396</td><td></td></tr><tr><td>FITC Rat Anti-Maus CD19</td><td>BD Biosciences</td><td>553785</td><td></td></tr><tr><td>FITC Ratte Anti-Maus CD4</td><td>BD Biosciences</td><td>553047</td><td></td></tr><tr><td>FITC Rat Anti-Maus CD8a</td><td>BD Biosciences</td><td>553031</td><td></td></tr><tr><td>FITC Rat Anti-Maus Ly-6G und LY-6C</td><td>BD Biosciences</td><td></td><td></td>553127</tr><tr><td>FlowJo Software&nbsp;</td><td>FlowJo</td><td>Version 10</td><td>Analysesoftware für Durchflusszytometer</td></tr><tr><td>LSR II digitaler Multiparameter-Durchflusszytometer-Analysator</td><td>BD Biosciences</td><td></td><td>Durchflusszytometer&nbsp;</td></tr><tr><td>NewlineNY Edelstahl Handmaher & Schüssel, Mörser und Stößel Set Amazon</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Normales Rattenserum</td><td>Stem Cell Technologies</td><td>13551</td><td></td></tr><tr><td>PE Anti-Maus CD105 Antikörper</td><td>BioLegend</td><td>120408</td><td></td></tr><tr><td>PE/Cyanin7 Anti-Maus CD71 Antikörper</td><td>BioLegend</td><td>113812</td><td></td></tr><tr><td>Phosphat gepufferte Kochsalzlösung, 10x Lösung</td><td>Fisher Scientific</td><td>BP3994</td><td></td></tr><tr><td>Streptavidin Nanokügelchen</td><td>BioLegend</td><td>480016</td><td>Magnetische Kügelchen</td></tr></tbody></table>

identifizierung und isolierung von burst-bildenden einheiten und koloniebildenden einheiten erythroider vorläuferzellen aus mausgewebe mittels durchflusszytometrie

Identification and Isolation of Burst-Forming Unit and Colony-Forming Unit Erythroid Progenitors from Mouse Tissue by Flow Cytometry

Frühe erythroide Vorläufer wurden ursprünglich durch ihr koloniebildendes Potenzial in vitro definiert und in burstbildende und koloniebildende "Einheiten" eingeteilt, die als BFU-e und CFU-e bekannt sind. Bis vor kurzem gab es keine Methoden zur direkten prospektiven und vollständigen Isolierung von reinen BFU-e- und CFU-e-Vorläuferzellen aus frisch isoliertem adultem Mausknochenmark. Um diese Lücke zu schließen, wurde ein Einzelzell-RNA-seq-Datensatz (scRNAseq) des Knochenmarks von Mäusen auf die Expression von Genen analysiert, die für Zelloberflächenmarker kodieren. Diese Analyse wurde mit Zellschicksalstests kombiniert, was die Entwicklung eines neuartigen durchflusszytometrischen Ansatzes ermöglicht, der die Identifizierung und Isolierung vollständiger und reiner Untergruppen von BFU-e- und CFU-e-Vorläuferzellen im Knochenmark oder in der Milz der Maus ermöglicht. Dieser Ansatz identifiziert auch andere Vorläufer-Untergruppen, einschließlich Untergruppen, die für basophile/Mastzell- und megakaryozytäre Potentiale angereichert sind. Die Methode besteht darin, frische Knochenmark- oder Milzzellen mit Antikörpern zu markieren, die gegen Kit und CD55 gerichtet sind. Vorläufer, die diese beiden Marker exprimieren, werden dann in fünf Hauptpopulationen unterteilt. Population 1 (P1 oder CFU-e, Kit+ CD55+ CD49f med/low CD105 med/high CD71 med/high) enthält alle CFU-e-Vorläufer und kann weiter unterteilt werden in P1-low (CD71med CD150 high) und P1-hi (CD71 high CD150low), entsprechend frühen bzw. späten CFU-e; Population 2 (P2 oder BFU-e, Kit+ CD55+ CD49f med/low CD105 med/high CD71low CD150high) enthält alle BFU-e-Vorläufer; Die Population P3 (P3, Kit+ CD55+ CD49f med/high CD105 med/low CD150 low CD41low) ist für basophile/mastzellige Vorläuferzellen angereichert; Population 4 (P4, Kit+ CD55+ CD49f med/high CD105med/low CD150high CD41+) ist für megakaryozytäre Vorläuferzellen angereichert; und Population 5 (P5, Kit+ CD55+ CD49f med/high CD105med/low CD150high CD41-) enthält Vorläuferzellen mit erythroidem, basophilem/mastzelligem und megakaryozytärem Potential (EBMP) und erythroiden/megakaryozytären/basophil-biased Multipotential-Progenitoren (MPPs). Dieser neuartige Ansatz ermöglicht eine höhere Präzision bei der Analyse von erythroiden und anderen hämatopoetischen Vorläuferzellen und ermöglicht auch die Referenzierung von Transkriptominformationen für jede durchflusszytometrisch definierte Population.

Das Protokoll beschreibt einen durchflusszytometrischen Ansatz zur Identifizierung von BFU-es und CFU-es in frisch geernteten Knochenmark- und Milzzellen. Es beginnt mit der Ernte von frischem BM und Milz von Mäusen und dem sofortigen Aufbringen des Gewebes auf Eis. Alle Verfahren werden in der Kälte durchgeführt, um die Lebensfähigkeit der Zellen zu erhalten. Die Zellen werden mit einem "Abstammungs"-Antikörper-Cocktail markiert, der den Ausschluss aller Zellen ermöglicht, die Marker differenzierter Blutlinien exprimier...

Hier beschreiben wir eine neuartige durchflusszytometrische Methode zur prospektiven Isolierung von Vorläuferzellen der frühen Burst-bildenden Einheit erythroid (BFU-e) und der koloniebildenden Einheit erythroid (CFU-e) direkt aus frischem Knochenmark und Milz der Maus. Dieses Protokoll, das auf der Grundlage von Einzelzell-Transkriptomdaten entwickelt wurde, ist das erste, das alle erythroiden Vorläuferzellen des Gewebes mit hoher Reinheit isoliert.

Identifizierung und Isolierung von Burst-bildenden Einheiten und koloniebildenden Einheiten erythroider Vorläuferzellen aus Mausgewebe mittels Durchflusszytometrie

Early erythroid progenitors were originally defined by their colony-forming potential in vitro and classified into burst-forming and colony-forming ...

Dieses Protokoll ermöglicht die Identifizierung und Isolierung von BFU-E und CFU-E erythroiden Vorläuferzellen direkt aus frisch geerntetem Mausgewebe wie Knochenmark und Milz. Mit dieser Technik können wir reine Populationen von erythroiden Vorläuferzellen isolieren, was mit den bisherigen Flussprotokollen nicht möglich war. Diese Methode verbessert unsere Fähigkeit, Mausmodelle mit Erythroiden zu untersuchen, erheblich, indem sie die Isolierung von Vorläuferzellen für viele nachgelagerte Experimente ermöglicht.Legen Sie zunächst die frisch präparierten Oberschenkelknochen und das Schienbein direkt in den Kaltfärbepuffer oder SB-5 und halten Sie die Röhrchen auf Eis, bis Sie bereit sind, das Knochenmark zu extrahieren. Legen Sie einen sauberen sterilisierten Mörser auf Eis in einen Eimer und übertragen Sie die Knochen in den Mörser. Schneiden Sie mit der Dissektionsschere etwa 1 Millimeter Enden jedes Knochens ab.Verwenden Sie eine 3-Milliliter-Spritze, die mit einer 26-Gauge-Nadel mit SB-5 ausgestattet ist, um das Knochenmark aus den Knochen zu spülen und in den Mörser zu sammeln, und wiederholen Sie den Vorgang 3 bis 5 Mal mit frischem Puffer, bis die Knochen farblos erscheinen. Filtern Sie das gespülte Knochenmark durch ein 100-Mikrometer-Netz und sammeln Sie die Zellen in einem 50-Milliliter-Zentrifugenröhrchen, das auf Eis gelegt wird. Als nächstes verwenden Sie den Mörser und den Stößel, um die gespülten Knochen in 5 bis 10 Milliliter SB-5 zu zerkleinern.Filtern Sie die Mischung aus zerkleinerten Knochen und puffern Sie sie durch das 100-Mikrometer-Zellsieb, um sich mit den zuvor gesammelten Zellen zu sammeln. Stellen Sie einen 100-Mikrometer-Maschenfilter auf einem leeren 50-Milliliter-Zentrifugenröhrchen auf, das auf Eis gelegt wird. Legen Sie eine einzelne Milz auf den Netzfilter und fügen Sie der Milz 0,5 bis 1 Milliliter SB-5 hinzu, um sicherzustellen, dass sie nicht austrocknet.Drücken Sie die Milz mit der Gummiseite eines 3- oder 5-Milliliter-Spritzenkolbens durch das Netz. Fügen Sie mehr SB-5, 5 Milliliter auf einmal, hinzu und pürieren Sie weiter, bis sich alle Zellen in der Tube gesammelt haben. Bereiten Sie eine einzellige Suspension vor, indem Sie die gesammelten Zellen mit 2 Millilitern SB-5 mit einer großen Öffnungsspitze auf und ab pipettieren.Färben Sie die Fluoreszenz minus eins oder FMO-Kontrollen, indem Sie alle Antikörper mit Ausnahme des gleichnamigen Antikörpers des FMO in die Zellsuspension im FACS-Röhrchen geben. Um die einfarbigen Kontrollen zu färben, fügen Sie der Zellsuspension im FACS-Röhrchen einen einzelnen Antikörper hinzu. Jedes Steuerrohr für 2 bis 3 Sekunden bei 3000 U/min vorwirbeln und dann bei 4 Grad Celsius 2,5 Stunden im Dunkeln schaukeln inkubieren.Nach der Inkubation waschen Sie die Zellen mit SB-5 und füllen Sie das Volumen der Zellsuspension mit SB-5 auf 4 Milliliter auf. Schleudern Sie die Zellen bei 900 g für 10 Minuten bei 4 Grad Celsius und saugen Sie den Überstand ab. Hängen Sie die ungefärbte und alle einfarbigen Kontrollen in 300 Mikroliter SB-5 und filtern Sie durch ein 40-Mikrometer-Filtergitter in neue FACS-Röhrchen.Stellen Sie eine DAPI-SB-5-Lösung her, indem Sie den DAPI-Bestand in einem Verhältnis von 1 zu 10.000 in SB-5 verdünnen. Suspendieren Sie das FMOS in 1,8 Milliliter DAPI SB-5 und DAPI einfarbige Steuerung in 300 Mikroliter DAPI SB-5 und filtern Sie sie dann durch ein 40-Mikrometer-Filtergitter in neue FACS-Röhrchen. Nach Zugabe der Antikörper-Mastermischung zu jeder Probe werden die Röhrchen für 2 bis 3 Sekunden bei 3000 U/min gewirbelt, gefolgt von einer Inkubation bei 4 Grad Celsius im Dunkeln für 2,5 Stunden im Schaukelzustand.Nach dem Waschen der Zellen, wie zuvor gezeigt, resuspendieren Sie die Proben in 1,8 Milliliter DAPI SB-5 und filtrieren Sie durch ein 40-Mikrometer-Filtergitter in ein neues FACS-Röhrchen und analysieren Sie die Proben mit einem Zystometer. Verwenden Sie die Vorwärtsstreuung, um die Trümmer basierend auf der Größe zu entfernen, und verwenden Sie dann das Histogramm Vorwärtsstreuhöhe versus Vorwärtsstreufläche, um Zellaggregate auszuschließen und einzelne Zellen auszuwählen. Wiederholen Sie den Ausschluss mit dem Histogramm Seitenstreuhöhe versus Seitenstreufläche.Schließen Sie die toten Zellen aus, indem Sie die positiven Zellen für DAPI ausschließen. Wählen Sie die Abstammungslinie negative TUR eine 19 negative Kit-positive Zellen. Und wählen Sie aus diesen eine Subpopulation aus, die CD 55 exprimiert.Unterteilen Sie die Abstammungslinie negative TUR 19, negatives Kit, positive, CD 55 positive Zellen in 2 Hauptpopulationen, P sechs und P sieben basierend auf der Expression von CD 49 F und CD 1 0 5. Basierend auf der Expression von CD 150 und CD 41 wird P 6 weiter unterteilt in P 3, P 4 und P 5. In ähnlicher Weise wird P 7 auf der Grundlage der Expression von CD 150 und CD 71 weiter unterteilt in BFUE, frühe CFUE und späte CFUE.In der vorliegenden Studie wurden aus den frisch entnommenen Knochenmark- und Milzzellen platz- und koloniebildende Einheiten identifiziert. Nach 72 Stunden Erythropoietin oder Vehikelinjektion in die Mäuse zeigte die Erythropoetin-Stimulation eine Ausdehnung der frühen und späten koloniebildenden Einheitenpopulationen P 1 niedrig und P 1 hoch in den geernteten Knochenmark- und Milzzellen. Die Reaktion von Knochenmark- und Milzvorläuferzellen auf Erythropoietin in vivo zeigte auch eine höhere Anzahl von Zellen in den frühen und späten koloniebildenden Einheitenpopulationen P 1 niedrig und P 1 hoch im Vergleich zur Vehikelkontrolle.Es ist am wichtigsten, eine einzelne Zellsuspension zu erzeugen, bevor die Zellen mit Antikörpern markiert werden. Dies kann erreicht werden, indem wiederholt nach oben und unten pipettiert wird und EDTA in den Puffer aufgenommen wird. Die gereinigten Vorläuferzellen können für jede nachgeschaltete zelluläre und molekulare Analyse verwendet werden.Zum Beispiel Einzelzell-Transkriptomik, Atesque, Kolonie-Assays und Biochemie. Diese Technik half uns, die Vorhersagen aus Einzelzell-RNA-seq-Experimenten zu testen.

identification-isolation-burst-forming-unit-colony-forming-unit

Research

Forschung

JoVE Journal

Developmental Biology

Entwicklungsbiologie

Eine durchflusszytometrische Methode zur Identifizierung und molekulare Analyse von Differenzierungs-Stadium-spezifische murine erythroiden Vorläuferzellen und Vorstufen, die direkt in frisch geernteten Maus Knochenmark, Milz oder fetale Leber. Der Test beruht auf der Zelloberfläche Marker CD71, TER119 und Zellgröße.

Identifikation und Analyse von Maus Erythroid Vorläufern mit dem CD71/TER119 Durchflusszytometrische Assay

Verfahren, um die Verteilung von Knochenmark hämatopoietischen Vorläuferzellen in Durchflusszytometrie sowie effizient zu isolieren hochgereinigten hämatopoetischen Stammzellen (HSC) Analyse beschrieben. Die Isolierung Verfahren im wesentlichen auf magnetische Anreicherung von c-Kit +-Zellen und Zell-Sortierung, um HSK für zelluläre und molekulare Studien zu reinigen bezogen.

Phänotypische Analyse und Isolierung von murinen hämatopoetischen Stammzellen und Lineage-festgelegte Vorläuferzellen

Das vorliegende Protokoll beschreibt ein neuartiges Verfahren zur Identifizierung einer Bevölkerung von orthochromatischen Erythroblasten enucleating durch multispektrale Bildgebung Durchflusszytometrie, die eine Visualisierung der Erythroblasten Enukleation Prozess.

Identifizierung einer Subpopulation Murine Erythroblast Enriched in Enucleating Veranstaltungen durch multispektrale Imaging Durchflusszytometrie

RNA-Sequenzierung und Bioinformatik-Analysen wurden verwendet, um deutlich und differentiell exprimiert Transkriptionsfaktoren in Lin-CD34 + und Lin-CD34- Subpopulationen von Maus EMLcells identifizieren. Diese Transkriptionsfaktoren könnten eine wichtige Rolle bei der Bestimmung der Wechsel zwischen Selbsterneuerung Lin-CD34 + und teilweise differenziert Lin-CD34- Zellen spielen.

Identifizierung von Schlüsselfaktoren Regelselbsterneuerung und Differenzierung in EML hämatopoetischen Vorläuferzellen durch RNA-Sequenzierungsanalyse

Während die Infiltrierung von Makrophagen kontinuierlich zu erwachsenen Geweben aus zirkulierenden Vorläufern rekrutiert wird, säen sich residente Makrophagen ihr Gewebe während der Entwicklung, wo sie ohne weitere Eingaben von Vorläufern aufrechterhalten werden. Die Vorläufer für Resident-Makrophagen wurden vor kurzem identifiziert. Hier stellen wir Methoden für die genetische Schicksalskartierung der residenten Makrophagen-Vorläufer vor.

Identifizierung von Erythromyeloid Progenitoren und deren Nachkommen in der Maus Embryo Durch Durchflusszytometrie

Quantifizierung der Spender gewonnenen Zellen ist erforderlich, um Engraftment nach Stammzelltransplantation bei Patienten mit Hämoglobinopathien überwachen. Eine Kombination von Flow Cytometry-basierte Zellsortierung Kolonie Bildung Assay und anschließende Analyse von kurzen Tandem, die wiederholt verwendet werden, um die Verbreitung zu beurteilen und Differenzierung im Fach erythroiden Vorläuferzellen.

Erkennung von passives Spender erythroiden Vorläuferzellen nach hämatopoetische Stammzell-Transplantation bei Patienten mit Hämoglobinopathien

Wir zeigen, wie zu identifizieren und zu isolieren 6 Teilmengen der myeloischen Vorläuferzellen aus murinen Knochenmark mit einer Kombination von magnetischen und Fluoreszenz (MACS und FACS) sortieren. Dieses Protokoll kann für in-vitro- Kultur-Assays (Methylcellulose oder Flüssigkeit Kulturen), in Vivo Adoptiv Transfer Experimente und RNS/Protein-Analysen verwendet werden.

Identifizierung und Isolierung von Oligopotent und Lineage-committed myeloischen Vorläuferzellen aus Maus Knochenmark

Hier wird eine auf Durchflusszytometrie basierende Technik vorgestellt, die es ermöglicht, gleichzeitig die Anzahl der Zellteilungen, den Phänotyp der Oberflächenzellen und die zelluläre Verwandtschaft zu messen. Diese Eigenschaften können statistisch mit einem auf Permutation basierenden Framework getestet werden.

Simultane Beurteilung von Verwandtschaft, Teilungszahl und Phänotyp mittels Durchflusszytometrie für hämatopoetische Stamm- und Vorläuferzellen

Dieser Artikel beschreibt in vivo und in vitro Methoden zur Charakterisierung der thymusabsetzenden Vorläuferzellen durch die Analyse der Kinetik der Erzeugung, des Phänotyps und der Anzahl ihrer T-Zell-Nachkommen.

Charakterisierung von Thymic Einschwingzeit Vorläufern in der Mouse Embryo Verwendung<em&gt; In Vivo</em&gt; Und<em&gt; In-vitro-</em&gt; Assays

Wir beschreiben eine Sortierstrategie für Mausspermatiden mittels Durchflusszytometrie. Die Spermatiden werden in vier hochreine Populationen eingeteilt, darunter runde (Spermiogenese-Schritte 1-9), früh-elongierende (Spermiogenese-Schritte 10-12), spät-elongierende (Spermiogenese-Schritte 13-14) und längliche Spermatiden (Spermiogenese-Schritte 15-16). DNA-Färbung, Größe und Granulosität werden als Selektionsparameter verwendet.

Schritt spezifische Sortierung der Maus Spermatiden durch Durchflusszytometrie

Erfahren Sie die Durchflusszytometrie zur Isolierung reiner BFU-e- und CFU-e-Erythroblasten-Vorläufer aus frischem Mäuseknochenmark und Milz. Diese Methode ermöglicht hochreine Zellpopulationen für die Erforschung erythroider Erkrankungen.

Identifizierung und Isolierung von Burst-bildenden Einheiten und koloniebildenden Einheiten erythroider Vorläuferzellen aus Mausgewebe mittels Durchflusszytometrie (Video) | JoVE Journal

Identifizierung und Isolierung von Burst-bildenden Einheiten und koloniebildenden Einheiten erythroider Vorläuferzellen aus Mausgewebe mittels Durchflusszytometrie

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