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La cytométrie en flux a été largement exploitée dans l'immunologie, hématologie et en oncologie pour définir des populations de cellules via des propriétés intrinsèques de dispersion, l'expression d'antigènes de surface cellulaire, et d'autres paramètres de fluorescence 3.1. Nos connaissances dans le sang le développement de la lignée et la maladie sont le résultat d'un degré significatif de l'amélioration continue de cette méthodologie après sa mise en œuvre initiale de 4,5. Sensibilisation accrue du potentiel analytique quantitative et globale de cytométrie en flux a récemment encouragé son utilisation plus répandue dans la recherche sur les cellules souches et peut permettre des progrès similaire profonde dans un délai plus court 6. Toutefois, l'application de la cytométrie en flux pour analyser spécifiquement et isoler des populations de neurones a longtemps été considérée comme difficile. Contrairement aux cellules hématopoïétiques qui existent naturellement en suspension, des types de cellules neurales sont typiquement récoltées à partir de sources excessivement complexes qui peuvent comprendre des cellules gliales et divers outres cellules environnantes ainsi que d'un réseau complexe de neurones de processus portant. Par conséquent, la neurobiologie a encore mis en œuvre la polyvalence de cytométrie de flux à son potentiel complet dans les routines quotidiennes de recherche. Toutefois, aussi longtemps que la suspension de cellules viables unique peut être générée (et protocoles ont été conçus et optimisés à cet effet 7), la cytométrie en flux et les cellules activé par fluorescence (FACS) peut être considéré comme un élément précieux du répertoire analytique en neurobiologie 8-11.

. Figure 1. Principe de l'analyse et de composants un cytomètre de flux cytométrie flux cytomètres de flux comprennent trois systèmes principaux: fluidiques, l'optique et l'électronique. Un écoulement laminaire de cellules en suspension (préparée à partir de tissu primaire ou en culture in vitro) est accomplie par la gaine de fluid via focalisation hydrodynamique, limitant l'échantillon à son noyau central. Les éléments optiques sont constitués de lasers qui illuminent le flux de cellules et de filtres optiques qui dirigent le signal de détecteurs appropriés. Les signaux lumineux détectés sont convertis en signaux électroniques, ensuite traitées par un ordinateur et visualisées sur un moniteur pour l'analyse des données et de déclenchement. Se il vous plaît cliquer ici pour voir une version plus grande de cette figure.
Les utilisateurs de flux profit des méthodes de cytométrie d'au moins une compréhension de base des fondamentaux sous-jacents, y compris les blocs de construction d'un cytomètre (pour revue voir 12,13; voir aussi la figure 1). Un faisceau laser croise un flux fluide hydrodynamique concentré qui contient les cellules en suspension, qui à son tour passent par le faisceau laser dans "fichier unique" un après l'autre. Le interceptisur une cellule (ou tout autre particule, d'ailleurs) avec les résultats du laser dans la diffusion de la lumière à partir de ce point d'interrogation. La lumière diffusée peut être détectée dans la direction de poursuite laser (diffusion vers l'avant, associée à la taille de la particule), ainsi que perpendiculairement à sa direction (dispersion latérale; reflétant la granulosité de la particule / cellule). Ces propriétés de dispersion susmentionnés ne nécessitent pas de marquage spécifique, ce est pourquoi un échantillon non marqué (ou encore les débris cellulaires, des bulles d'air, etc.) va générer un signal (événement) sur la bivariée diffusion vers l'avant par rapport diagramme de dispersion latérale couramment utilisé pour déclenchement initial. En utilisant les lasers et des filtres spécifiques pour l'excitation et l'émission des spectres correspondant appropriées, une cellule peut être analysé pour déterminer sa positivité, le niveau d'intensité, ou l'absence de marqueurs fluorescents. La majorité des applications de cytométrie en flux ont porté sur la caractérisation par des antigènes de surface cellulaire. Contrairement à la LINEAG hématopoïétiquee, la lignée de neurones est resté moins largement définie selon les modèles 5 d'expression de l'épitope de surface. Un avantage de l'exploitation des antigènes de surface est que les cellules vivantes peuvent être soumis à des paradigmes de tri cellulaire telles que FACS. En revanche, l'antigène intracellulaire coloration nécessite fixation et perméabilisation étapes de médiation de l'interaction épitope-anticorps, ce qui empêche les applications en aval qui nécessitent des cellules viables. Fait à noter, ces approches permettent encore de nombreux essais quantitatifs 14 ainsi que des analyses en aval pour l'ARN et l'expression des protéines 15. Hématologie, l'immunologie et de l'oncologie ont souvent utilisé plus d'une douzaine de marqueurs en collaboration pour définir des sous-populations particulières 16. En outre, la cytométrie de masse CyTOF ou peuvent maintenant être utilisés pour analyser jusqu'à 30 paramètres simultanément 17,18.
Pour des applications de cellules souches neurales, ainsi que des cultures primaires 14,19,20 le hétérogénéité des cellules dansvitro est un phénomène commun 21-23. Les cellules qui ne représentent pas la population cible d'intérêt incarnent un facteur potentiellement confusion pour la lecture expérimentale 24,25. Idéalement, les différents sous-ensembles cellulaires présentes dans une suspension de cellules hétérogène portent les profils d'expression de l'antigène distinctes (connus ou encore à déchiffrer), qui peuvent être utilisés pour définir ces différentes populations. La cytométrie en flux peut donc jouer un rôle crucial dans la résolution de l'hétérogénéité cellulaire et, ainsi, faciliter les applications biomédicales (essais in vitro, thérapie cellulaire) et d'optimiser la lecture quantitative en se concentrant sur le sous-ensemble le plus pertinent 24,26. Diverses combinaisons d'antigènes de surface ont été identifiés au cours des dernières années afin de permettre la quantification et l'isolement de types spécifiques de cellules neurales. Cela comprend CD133 pour l'enrichissement de cellules souches neurales 27, une combinaison du CD15 / CD24 / CD29 des antigènes de surface pour l'isolement de NSC, differentiaTed neurone et les cellules de la crête neurale 28 ou CD15 / CD24 / CD44 / CD184 / CD271 pour isoler des sous-ensembles de neurones et cellules gliales 25, entre autres signatures 29,30. Au-delà de neurones comprennent des marqueurs gliaux A2B5 31, 25 CD44, NG2 32 et 33 GLAST. Une publication récente a exploité le mésencéphale platelage précurseur marqueur CORIN 34,35 pour enrichir précurseurs dopaminergiques dans la maladie de Parkinson transplantation de cellules paradigmes 36. CD molécules ne sont pas seulement des marqueurs, mais fonctionnellement pertinents de médiateurs interactions cellule-cellule et de la capacité d'une cellule à répondre à des signaux à partir de molécules de la matrice extracellulaire et des facteurs de croissance 37. Une stratégie de renforcer encore l'arsenal des antigènes CD combinatoires pour caractériser le développement de la lignée neuronale est d'utiliser des marqueurs intracellulaires connues pour cribler et définir des combinaisons d'antigènes de CD pour un type cellulaire particulier d'intérêt. Nous avons récemment exploité une telle approche et identifié CD49F - / CD200 des profils d'expression combinatoires élevées que une nouvelle approche pour enrichir des sous-ensembles de neurones différenciés neuronale pluripotentes induites systèmes de culture de cellules souches 38. Ici, nous incluons et discutons ce dernier protocole (et des variations de ceux-ci en option), dans lequel une coloration de surface et une coloration intracellulaire peuvent être utilisés simultanément pour définir des sous-populations de cellules neurales par cytométrie de flux.

Figure 2. Schéma du options de protocole expérimental. La figure illustre une représentation schématique des principales étapes dans le protocole. Les étapes facultatives (CFSE de colorants d'étiquetage ou d'antigène intracellulaire) sont indiquées par des cadres gris clair. Après la récolte, il est indispensable pour évaluer la viabilité cellulaire et nombre de suspensions de cellules neurales avant la coloration de la surface cellulaire. Positifainsi que des contrôles négatifs doivent être inclus, en plus des échantillons d'intérêt. Les échantillons peuvent être analysés par analyse de cytométrie en flux et / ou utilisés dans les paradigmes de triage des cellules. Se il vous plaît cliquer ici pour voir une version plus grande de cette figure.
Bien que nous ayons précédemment utilisé anticorps primaire en combinaison avec un anticorps secondaire pour la coloration intracellulaire 38, nous introduisons maintenant étiquetage non covalente de l'anticorps primaire par l'intermédiaire de fragments Fab fluorescents (d'étiquetage Zenon) comme une légère variation, ce qui réduit les étapes de manipulation de la cellule 39. En outre, comme un autre exemple de la polyvalence du protocole, nous employons un étiquetage facultatif d'un sous-ensemble expérimentale par carboxyfluorescéine succinimidyl ester (CFSE) avant l'antigène de surface de coloration. Cette CFSE pré-étiquetage permet la comparaison directe immédiate de deux lignées cellulaires ou des conditions expérimentales (CFSE marqué vs. non marqué) dans un tube à échantillon unique, la réduction ou la variance des différences subtiles dans le temps d'incubation et l'enregistrement anticorps. CFSE est un colorant fluorescent mis en place qui est couramment utilisé pour le suivi de la cellule 40, dans la prolifération 41,42 43,44 expériences par code barre. Enfin, alors que des mesures réelles de tri (FACS, séparation immunomagnétique ou immunopanning) ne font pas partie de ce protocole, en principe, les procédures de récolte et d'étiquetage décrites ici ne échantillons de rendement qui peuvent être soumis à la surface l'antigène ou des applications intracellulaires base étiquetage-tri 15 25,28.
Avec cet article, nous visons à: résumer une surface viable protocole antigène coloration 25,28, résumer un protocole pour la détection de cibles intracellulaires ainsi que la surface combinée et intracellulaire analyse de l'antigène 38, présenter un CFSE étiquetage de teinture étape intracellulaire 41,45 comme un option expérimentale pour comcomparative analyse des populations de cellules neurales, et résumer les approches à l'écoulement analyse cytométrique (des contrôles appropriés 13,46, ouverture de porte stratégie et la présentation des données 47).