Ce protocole décrit comment évaluer l'expression d'un large éventail de gènes au niveau clonal. Unicellulaire RT-qPCR produit des résultats très fiables avec une forte sensibilité pour des centaines d'échantillons et les gènes.
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Article de méthode
Ce protocole décrit comment évaluer l'expression d'un large éventail de gènes au niveau clonal. Unicellulaire RT-qPCR produit des résultats très fiables avec une forte sensibilité pour des centaines d'échantillons et les gènes.
L'expression des gènes hétérogénéité est une caractéristique intéressante pour enquêter dans les populations lymphoïdes. L'expression des gènes dans ces cellules varie au cours de l'activation cellulaire, le stress, ou la stimulation. L' expression du gène de multiplexage unicellulaire permet l'évaluation simultanée de plusieurs dizaines de gènes 1, 2, 3. Au niveau d'une seule cellule, l' expression des gènes multiplex détermine la population hétérogénéité 4, 5. Il permet la distinction de l'hétérogénéité de la population en déterminant à la fois le mélange probable de stades précurseurs diverses entre les cellules matures et aussi la diversité des réponses cellulaires à des stimuli.
Cellules lymphoïdes innées (CIT) ont récemment été décrit comme une population de effecteurs innées de la réponse immunitaire 6, 7. Dans ce protocole, l'hétérogénéité des cellules de la CIT, ilcompartiment Patic est étudiée au cours de l'homéostasie.
Actuellement, la technique la plus largement utilisée pour évaluer l'expression du gène est RT-qPCR. Cette expression génétique méthode mesure seul gène à la fois. En outre, cette méthode ne permet pas d'estimer l'hétérogénéité de l'expression génique, étant donné que plusieurs cellules sont nécessaires pour un test. Cela conduit à la mesure de l'expression du gène moyen de la population. Lors de l'évaluation grand nombre de gènes, RT-qPCR devient une durée de vie, et la méthode d'échantillonnage consommant reagent-. Par conséquent, les compromis limitent le nombre de gènes ou de populations de cellules qui peuvent être évalués, ce qui augmente le risque de manquer l'image globale.
Ce mémoire décrit multiplex unicellulaire par RT-PCR quantitative peut être utilisée pour surmonter ces limitations. Cette technique a bénéficié de récentes avancées technologiques microfluidique 1, 2. Les réactions qui se produisent dans les puces multiplex RT-qPCR ne sont pas excEED niveau-nanolitre. Par conséquent, l'expression des gènes de cellules isolées, ainsi que l'expression des gènes multiples simultanées peuvent être effectuées dans un reagent-, échantillon-, et d'une manière rentable. Il est possible de tester le gène cellulaire signature hétérogénéité au niveau clonal entre les sous - ensembles de cellules dans une population à différents stades de développement ou dans des conditions différentes de 4, 5. Travailler sur les populations rares avec un grand nombre de conditions au niveau d'une seule cellule est plus une restriction.
Au cours des dernières années, les cellules lymphoïdes innées (de ILC) ont été de plus en plus étudié. En dépit de leur manque de récepteurs spécifiques d'un antigène, ils appartiennent à la lignée lymphoïde et représentent des sentinelles importantes pour l'homéostasie tissulaire et une inflammation. CVA sont actuellement classés en trois groupes en fonction de leur expression de combinaisons spécifiques de facteurs de transcription ainsi que sur leur capacité à produire des cytokines 6, 7.
ILC contribuent à de nombreuses situations homéostatiques et physiopathologiques dans divers organes via la production de cytokines spécifiques 8, 9. Pour être en mesure de comprendre le rôle de ces cellules, il est important de déterminer les différentes sous-populations de la CDI par organe et d'identifier leurs relations de développement. En outre, des phénomènes de plasticité entre les différents sous-ensembles ont été liés. En étudiant l'hétérogénéitédes cellules présentes dans un organe, il est possible de délimiter leur stade de maturation et de distinguer leurs fonctions spécifiques.
Pour illustrer la technique de multiplexage à cellule unique RT-qPCR, ILC hépatiques ont été choisis, avec un accent particulier sur leur hétérogénéité au sein du même groupe CIT (type 1 ILC) 10. Tout d'abord, grâce à l'utilisation de la cytométrie de flux, trois populations distinctes de la CDI ont été caractérisées dans le foie. Groupe 1 CIT représente environ 80% des effecteurs innés, tandis que les deux autres populations sont les populations ILC hépatiques rares (moins de 5% des effecteurs innés). Ces populations ont été triés à l'aide largement exprimées marqueurs de surface cellulaire des populations ILC. En conséquence, les populations triées ILC dans le foie semblent largement semblables l'un à l'autre.
Multiplex unique cellule RT-qPCR a émergé comme l' une des meilleures techniques pour enquêter rapidement sur l'hétérogénéité de ces populations 11 . Deux caractéristiques sont déterminées en prenant avantage du multiplex unicellulaire technique de RT-PCR quantitative. Tout d'abord, en regardant au niveau clonal, il est possible de récupérer l'expression génique spécifique d'une cellule pour une comparaison entre les cellules qui présentent apparemment des stades de développement similaires. Puis, en regardant une combinaison pré-sélectionnée de l'expression des gènes, nous allons déterminer de nouvelles signatures de gènes basée sur les profils d'expression génique simultanées à un point de temps. Ces éléments permettent la collecte d'une grande variété de données d'expression d'un grand nombre de cellules, même sur des populations rares, car la technique est réalisée au niveau clonal. Ainsi, l'hétérogénéité ILC dans le foie peut être évaluée de manière adéquate.
Ensuite, en triant toutes les cellules avec un phénotype ILC global, un large aperçu de l'expression multiple gène du foie populations ILC est obtenue, même si elles représentent des populations extrêmement rares. Une puce à base de microfluidique permet l'expérimentation de mêmeune petite quantité de matériau cellulaire. En conséquence, les profils d'expression génétique des populations de cellules rares peuvent être obtenus. Grâce à un logiciel en ligne de signature génétique d'analyse, les grappes de la population cellulaire et les relations cellulaires potentiels peut être étudiée. Par conséquent, les tests fonctionnels peuvent être effectués pour valider les données de classification au niveau in vivo.
Des dizaines d'expressions de gènes pourraient être évalués de manière concomitante sur des centaines ou des cellules plus simples sur la même puce 3, 11, 12. Conception de l'essai est la partie la plus longue et la plus importante de l'expérience. La détermination des gènes pertinents à l'hypothèse à tester est essentielle pour obtenir des résultats pertinents. Deuxièmement, le contrôle interne (tels que des marqueurs de surface connus utilisés pour le tri) et des contrôles spécifiques sont nécessaires. Ceci est crucial pour tester la spécificité amorce d'amplification, l'efficacité de l'amplification, et til absence de concurrence de l'amorce. Par conséquent, en travaillant avec une seule cellule multiplex RT-PCR quantitative est une technique qui fait gagner du temps, car l'expression de multiples gènes d'une cellule est évaluée en même temps.
En utilisant la même puce et la combinaison de réactifs pour toutes les cellules limite les éventuelles erreurs de manipulation et permet la reproductibilité entre les échantillons. Au total, les différents aspects de multiplex à cellule unique RT-qPCR permet la production de résultats très fiables au niveau clonal, avec un grand niveau de sensibilité pour une grande variété d'échantillons et de gènes. Les résultats obtenus offrent des données puissants et robustes pour les tests biostatistiques.
Ceci peut être réalisé en raison de l'aspect microfluidique du procédé, ce qui permet de travailler sur de très petites quantités de matériau et conduit à des résultats exhaustifs. Enfin, en utilisant un logiciel en ligne, il est possible de comparer les populations désirées.
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Toutes les expériences sur les animaux ont été approuvés par le Comité de sécurité Institut Pasteur en accord avec le ministère français de l'Agriculture et des lignes directrices de l'UE.
1. Préparer une unique cellule Plate Tri 96 puits

(A) Sur la seule cellule à 96 puits plaque de triage, le mélange de pré-amplification est distribué en premier, suivi par le mélange d'essai à 0,2x. (B) Le dossier de chaque position à cellule unique doit être conservé sur une feuille de calcul. Un puits sans cellule est appelée "pas d'entrée" bien et peut être utilisé comme témoin. Deux rangées peuvent être épargnés pour contrôler l' efficacité primaire avec de l' ADNc (dilution des dilutions successives d' un sur dix de l'équivalent de 10 5 cellules à une cellule). (C) Sur la plaque de dosage à 96 puits, le réactif test de chargement est distribué en premier, suivi par l'addition des amorces. Ne pas oublier de garder une mise en page de chaque position primaire. S'il vous plaît cliquer ici pour voir une version plus grande de cette figure.
2. Single cellulaire Dissociation
3. Single-cellule Fluorescence-tri cellulaire activé (FACS)
4. Pré-amplification

Figure 3: programme de pré-amplification. Afin d'obtenir suffisamment de matériel, de pré-amplification de gènes cibles spécifiques sur des cellules individuelles triées est nécessaire. La cellule unique plaque de tri de 96 puits est chargé sur un thermocycleur à suivre le programme de pré-amplification. Les produits de pré-amplification sont ensuite dilués avec du tampon TE faible EDTA et peuvent être utilisées immédiatement ou congelées à -20 ° C. S'il vous plaît cliquer ici pour voir une version plus grande de cette figure.
5. Préparer une plaque d'échantillon de 96 puits
6. Préparer une plaque de dosage à 96 puits
7. unicellulaire Gene expression Chip

Figure 4: une seule cellule multiplex expression génique puce chargement. Ces étapes nécessitent gprécision reat, en particulier lors du transfert de la plaque de 96 puits au multiplex puce gène d'expression unique cellule. Pour éviter les erreurs de chargement et mauvais placement, il est fortement recommandé de travailler de manière séquentielle. Le volume prélevé pour chaque transfert doit être contrôlée pendant le processus de pipetage. Enfin, il est important d'éviter les bulles et pour les enlever en cas de formation. S'il vous plaît cliquer ici pour voir une version plus grande de cette figure.
8. Exécutez la puce
Analyse 9. Données
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populations lymphoïdes présentent une grande diversité dans l'expression des gènes. Dans ce protocole, le foie compartiment ILC hétérogénéité a été étudiée en utilisant une seule cellule multiplex RT-qPCR expression génique. Contrairement à d'autres techniques d'expression génique, multiplex unicellulaire RT-qPCR expression génique permet de travailler sur plusieurs populations, même les plus rares, dans le même temps. Cette spécificité, associée à une sensibilité élevée au niveau clonal...
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Ce protocole décrit comment obtenir des informations d'expression génique exhaustive au niveau clonal. Ici, nous avons étudié le foie ILC compartiment hétérogénéité. Après un tri à cellule unique des différentes populations de la CIT (basées sur des marqueurs de surface ILC largement exprimés), les échantillons ont été pré-amplifiées pour les gènes présélectionnés spécifiques. Ensuite, l'ADNc obtenu et des amorces ont été chargées sur une RT-qPCR puce microfluidique multiplex. Enfin, nous avons obtenu l'expr...
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Les auteurs n’ont rien à divulguer.
Ce travail a été soutenu par l’Institut Pasteur, l’INSERM, l’Université Paris Diderot et par le Ministère de la Recherche (à S.C.) ; l’Association pour la Recherche sur le Cancer (à S.C. et R.G.) ; le Programme d’Investissements d’Avenir REVIVE et l’Agence Nationale de Recherche (ANR ; subvention ''Twothyme'' à A.C.) ; Bourse ANR ''Myeloten'' (à R.G.) ; et l’Institut National du Cancer (Rôle du microenvironnement immunitaire au cours de la carcinogenèse hépatique, à R.G.). Nous remercions la plateforme du Centre d’immunologie humaine et de cytométrie de l’Institut Pasteur pour son soutien.
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| Nom | Entreprise | Numéro de catalogue | Commentaires |
|---|---|---|---|
| Cells Direct One Step qRT-PCR kit | Applied Biosystems ; | 11753100 | Kit de détection de sonde d’amorçage. Contient 2x mélange réactionnel, enzyme SSIII Platinium. |
| Low TE EDTA Buffer | Affymetrix | 75793 100ML | |
| Plaques 96 puits | Thermofisher Scientific | AB 1100 | Plaques 96 puits adaptées au tri cellulaire et au thermocyclage Film |
| de couverture | Dominique Dutscher | 106570 | Film de couverture en aluminium ; éviter la contamination et l’évaporation |
| Actb | Thermofisher Scientific | Mm00607939_s1 | 20x amorce |
| Aes | Thermofisher Scientific | Mm01148854_s1 | 20x amorce |
| Ahr | Thermofisher Scientific | Mm00478932_s1 | 20x amorce |
| Bcl2 | Thermofisher Scientific | Mm00477631_s1 | 20x amorce |
| c-myc | Thermofisher Scientific | Mm00487804_s1 | 20x amorce |
| Cbfb | Thermofisher Scientific | Mm01251026_s1 | 20x amorce |
| Cd27 | Thermofisher Scientific | Mm01185212_s1 | 20x amorce |
| Cd49a | Thermofisher Scientific | Mm01306375_s1 | 20x amorce |
| CD49b | Thermofisher Scientific | Mm00434371_s1 | 20x amorce |
| Cxcr5 | Thermofisher Scientific | Mm00432086_s1 | 20x amorce |
| Cxcr6 | Thermofisher Scientific | Mm02620517_s1 | 20x amorce |
| Eomes | Thermofisher Scientific | Mm01351985_s1 | 20x amorce |
| Ets1 | Thermofisher Scientific | Mm01175819_s1 | 20x amorce |
| Foxo1 | Thermofisher Scientific | Mm00490672_s1 | 20x amorce |
| Gapdh | Thermofisher Scientific | Mm03302249_s1 | 20x amorce |
| Gata3 | Thermofisher Scientific | Mm00484683_s1 | 20x amorce |
| Gm-csf | Thermofisher Scientific | Mm01136644_s1 | 20x amorce |
| Hes1 | Thermofisher Scientific | Mm01342805_s1 | 20x amorce |
| Hprt | Thermofisher Scientific | Mm00446968_s1 | 20x amorce |
| Id2 | Thermofisher Scientific | Mm01293217_s1 | 20x amorce |
| Il-12rb2 | Thermofisher Scientific | Mm00711781_s1 | 20x amorce |
| Il-18r1 | Thermofisher Scientific | Mm00515178_s1 | 20x amorce |
| Il-1rl1 | Thermofisher Scientific | Mm00434237_s1 | 20x amorce |
| Il-22 | Thermofisher Scientific | Mm001226722_s1 | 20x amorce |
| Il-23r | Thermofisher Scientific | Mm00519943_s1 | 20x amorce |
| Il-2ra | Thermofisher Scientific | Mm01340213_s1 | 20x amorce |
| Il-2rb | Thermofisher Scientific | Mm01195267_s1 | 20x amorce |
| IL-7r | Thermofisher Scientific | Mm00434295_s1 | 20x amorce |
| Klr5 | Thermofisher Scientific | Mm04207528_s1 | 20x amorce |
| Lef1 | Thermofisher Scientific | Mm00550265_s1 | 20x amorce |
| Ncr1 | Thermofisher Scientific | Mm01337324_s1 | 20x amorce |
| Nfil3 | Thermofisher Scientific | Mm01339838_s1 | 20x amorce |
| Notch1 | Thermofisher Scientific | Mm00435249_s1 | 20x amorce |
| Notch2 | Thermofisher Scientific | Mm00803069_s1 | 20x amorce |
| Rora | Thermofisher Scientific | Mm01173766_s1 | 20x amorce |
| Rorc | Thermofisher Scientific | Mm01261022_s1 | 20x amorce |
| Runx3 | Thermofisher Scientific | Mm00490666_s1 | 20x amorce |
| Tbx21 | Thermofisher Scientific | Mm01299453_s1 | 20x amorce |
| Tcf3 | Thermofisher Scientific | Mm01175588_s1 | 20x amorce |
| Tcf7 | Thermofisher Scientific | Mm00493445_s1 | 20x amorce |
| Tle1 | Thermofisher Scientific | Mm00495643_s1 | 20x amorce |
| Tle3 | Thermofisher Scientific | Mm00437097_s1 | 20x amorce |
| Tsc22d3 | Thermofisher Scientific | Mm01306210_s1 | 20x amorce |
| Tnfrsf11a | Thermofisher Scientific | Mm00437132_s1 | 20x amorce |
| Tox | Thermofisher Scientific | Mm00455231_s1 | 20x amorce |
| Zbtb16 | Thermofisher Scientific | Mm01176868_s1 | 20x amorce |
| Zbtb7b | Thermofisher Scientific | Mm00784709_s1 | 20x amorce |
| qPCR Master mix ; | Applied BioSystems | P/N 4304437 | |
| 2x Assay Loading Reagent | Fluidigm | P/N 85000736 | Dosage spécifique du milieu à charge dans une puce microfluidique multiplex RT-qPCR. ; |
| 2x Sample Loading Reagent | Fluidigm | P/N 85000735 | Milieu de densité spécifique pour charger des échantillons dans une puce microfluidique multiplex RT-qPCR. ; |
| 48.48 multiplex RT qPCR puce microfluidique | Fluidigm | BMK-M-48.48 | 48.48 Dynamic Array IFC pour l’expression des gènes ; puce pour réaction RT-qPCR multiplexe à cellule unique |
| 48.48 multiplex RT qPCR contrôleur de puce microfluidique | Fluidigm | 89000020 | 48.48 Contrôleur IFC ; contrôle de la puce système fluidique interne, chargement des échantillons et dosages dans des chambres de réaction |
| multiplexe RT qPCR thermocycleur microfluidique | Fluidigm | GE48.48 | 48.48 Dynamic Array IFC thermocycleur à 96 |
| puits | Thermofisher Scientific | AB 1100 | Plaques 96 puits adaptées au tri cellulaire et au thermocyclage |
| Souris C57Bl/6 | Janvier | C57Bl/6 miceJ@RJ | |
| Seringue de 10 ml | BD Biosciences | 309639 | |
| PBS | Life Technologies | 14040174 | |
| HBSS | Life Technologies | 24020133 | |
| RPMI | Life Technologies | 61870044 | |
| FCS | CVFSVF000U | Eurobio Abcys | Standard sérum de veau fœtal |
| Tube Potter | N/A | ||
| Tube de 15 ml | Tube de Corning | 352097 | |
| de 1,5 ml | Sigma-Aldrich | T9661-1000EA | |
| Machine FACS | N/A | ||
| centrifugeuse ; | Thermofisher Scientific | 75004538 | |
| 1 000 & micro ; l conseils | Fisher Scientific | 10313272 | |
| P1000 ; | Gilson | F123602 | |
| Percoll | Dominique Dutscher | 17-0891-01 | |
| Tube Facs | Falcon | 352235 | |
| anti-CD8 Anticorps de souris à la biotine | Sony | 1103520 | anticorps |
| anti-CD19 Anticorps de souris à la biotine | Sony | 1177520 | anticorps |
| anti-TCRab Anticorps de souris à la biotine BioLegend | Anticorps | lignée | |
| anti-TCRgd Anticorps de souris à la biotine | BD Biosciences | Anticorps de 553176 | lignée |
| anti-Ter119 Anticorps de souris à la biotine | BD Biosciences | Anticorps de 553672 | lignée |
| anti-Gr1 Anticorps de souris à la biotine | BD Biosciences | Anticorps de 553125 | lignée |
| anti-CD45.2 Anticorps de souris PerCPCy5.5 | BioLegend | 109828 | |
| anticorps anti-IL7ra PeCy7 anticorps | anti-souris ebioSciences | 25-1271-82 | |
| anticorps anti-CD3 BV510 anticorps anti-souris | BD Biosciences | 563024 | |
| anticorps anti-CD4 BV786 anticorps murin | BD Biosciences | 563727 | |
| anti-NKp46 PE anticorps de souris | ebioSciences | 12-3351-82 | |
| Streptavidin | Sony | 2626025 | |
| Iodure de propidium | Sigma-Aldrich | P4864-10ML | |
| Pipette électronique | Eppendorf | 4986000017 | |
| Combitips 0,1 ml | Eppendorf | 30089405 | |
| Pipette multicanaux | Rainin | L8-10XLS+ | |
| Accudrop | BD Biosciences | 345249 | billes de vérification pour FACS |
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