הפרוטוקול הנוכחי מתאר שיטה חדשה לזיהוי אוכלוסייה של enucleating erythroblasts אורתוכרומטי ידי זרימת הדמיה רבת רפאים cytometry, מתן להדמיה של תהליך אנוקלאציה erythroblast.
מאמר שיטה
הפרוטוקול הנוכחי מתאר שיטה חדשה לזיהוי אוכלוסייה של enucleating erythroblasts אורתוכרומטי ידי זרימת הדמיה רבת רפאים cytometry, מתן להדמיה של תהליך אנוקלאציה erythroblast.
Erythropoiesis ביונקים מסתיים בתהליך הדרמטי של אנוקלאציה כי תוצאות היווצרות reticulocyte. המנגנון של אנוקלאציה טרם הובהר במלואו. בעיה נפוצה נתקלה כאשר לומדים את הלוקליזציה של חלבונים ומבני מפתח בתוך erythroblasts enucleating ידי מיקרוסקופ היא הקושי לצפות במספר מספק של תאים עוברים אנוקלאציה. פיתחנו פרוטוקול ניתוח חדשני באמצעות הדמיה multiparameter במהירות גבוהה תא בזרימה (Multi-Spectral Imaging cytometry הזרימה), שיטה המשלבת מיקרוסקופיה immunofluorescent עם cytometry זרימה, על מנת לזהות ביעילות מספר משמעותי של אירועי enucleating, המאפשר ל להשיג מדידות וביצוע ניתוחים סטטיסטיים.
אנחנו הראשונים מתארים כאן שתי שיטות מבחנה התרבות בerythropoiesis משמשות כדי לסנכרן erythroblasts העכברי ולהגדיל את ההסתברות ללכידת אנוקלאציה בהזמן דואר של הערכה. לאחר מכן, אנו מתארים בפירוט את ההכתמה של erythroblasts לאחר הקיבוע וpermeabilization כדי ללמוד את הלוקליזציה של חלבונים תאיים או רפסודות שומנים בדם במהלך אנוקלאציה ידי זרימת הדמיה רבת רפאים cytometry. יחד עם גודל ומכתים DNA/Ter119 אשר משמשים כדי לזהות את erythroblasts אורתוכרומטי, אנו מנצלים את הפרמטרים "יחס" של תא בערוץ הבהיר השדה שמסייע בזיהוי של תאים מוארכים ו" centroid דלתא XY Ter119/Draq5 "המאפשר זיהוי של אירועים הסלולר שבמרכז מכתים Ter119 (reticulocyte המתהווה) הוא רחוק אחד מהשני מהמרכז מכתים Draq5 (שיחול גרעין עובר), ובכך מצביע על תא עומד enucleate. קבוצת המשנה של אוכלוסיית erythroblast אורתוכרומטי עם centroid דלתא גבוה ויחס נמוך מועשר בenucleating תאים.
בידול מסוף בתוך שושלת erythroid ביונקים מסתיים בתהליך הדרמטי של אנוקלאציה, שדרכו erythroblast אורתוכרומטי מגרש הגרעין שלה, עטוף בממברנה (pyrenocyte) 1, שהניבו reticulocyte 2. המנגנון המדויק של תהליך זה, שהוא גם הגבלת צעד שיעור מוצלח, בקנה מידה גדולה, ייצור כדוריות דם אדומים במבחנה, עדיין לא הובהר במלואו. הלוקליזציה של חלבונים ומבני מפתח בתוך erythroblasts enucleating מסתמכת על השימוש במיקרוסקופ פלואורסצנטי ואלקטרוני 3-5. תהליך מייגע זה בדרך כלל תוצאות בזיהוי של מספר מצומצם של אירועי אנוקלאציה ולא תמיד מאפשר ניתוח סטטיסטי משמעותי. הרחבת על שיטה של זיהוי erythroblast תוארה בעבר על ידי McGrath et al. 6, פיתחנו גישה חדשנית של זיהוי ולימוד אירועי אנוקלאציה ידי Multi-Spectral אמאגינג cytometry הזרימה (multiparameter הדמיה במהירות גבוהה תא בזרימה, בשיטה המשלבת מיקרוסקופ פלואורסצנטי עם cytometry זרימה) 7, אשר יכול לספק מספר מספיק של תצפיות כדי להשיג מדידות וביצוע ניתוחים סטטיסטיים.
כאן, אנו מתארים שתי שיטות מבחנה הראשונות בerythropoiesis תרבות משמשות כדי לסנכרן erythroblasts ולהגדיל את ההסתברות ללכידת אנוקלאציה בעת ההערכה. לאחר מכן אנו מתארים בפירוט את ההכתמה של erythroblasts לאחר הקיבוע וpermeabilization כדי ללמוד את הלוקליזציה של חלבונים תאיים או רפסודות שומנים בדם במהלך אנוקלאציה ידי זרימת הדמיה רבת רפאים cytometry.
דגימות מנוהלות על זרימת הדמיה cytometer והתאים שנאספו הם מגודרים כראוי לזהות erythroblasts אורתוכרומטי 6. אז erythroblasts אורתוכרומטי מנותחים המבוסס על היחס שלהם, כפי שהיא נמדדת בהר"י brightfieldגינג, לעומת ערכם לcentroid דלתא פרמטר XY Ter119-DNA, אשר מוגדר כמרחק בין המרכזים של האזורים המוכתמים עבור Ter119 ו-DNA, בהתאמה. האוכלוסייה של תאים עם יחס נמוך וcentroid דלתא הגבוה XY Ter119/DNA היא מועשר בenucleating תאים. באמצעות wild-type (WT) erythroblasts לעומת erythroblasts עם מחיקת MX-Cre בתיווך מותנית של Rac1 על Rac2 - / - או בשילוב Rac2 - / -; Rac3 - / - רקע גנטי ופרוטוקול ניתוח הרומן הזה של זרימת הדמיה רבת רפאים cytometry, אנחנו הוכיחו לאחרונה כי אנוקלאציה דומה cytokinesis סימטרי וכי היווצרות טבעת actomyosin מוסדרת בחלקו על ידי GTPases RAC היא חשובה להתקדמות אנוקלאציה 7.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
1. לטווח ארוך במבחנה erythropoiesis התרבות (Ex vivo erythroid בידול תרבות פרוטוקול על ידי Giarratana et al. 8, השתנה והותאם לתאי עכבר)
זה לטווח ארוך 3 שלבים בפרוטוקול erythropoiesis מבחנה. בשלב הראשון (ימים 0-4) 2 x 10 5 תאים / מיליליטר ממוקמים במדיום גידול erythroblast השלים עם גורם תאי גזע (SCF), interleukin-3 (IL-3), ואריתרופויאטין (EPO). בשלב השני (הימים 5-6), תאי resuspended ב2 x 10 5 תאים / מיליליטר ושיתוף תרבותי בתאים חסיד סטרומה (MS5) במדיום גידול erythroblast טרי בתוספת רק ב-EPO. בשלב השלישי (ימים 7-9), תאים בתרבית על שכבה של MS-5 תאים במדיום גידול erythroblast טרי ללא ציטוקינים עד אנוקלאציה (איור 1 א).
כל הפרוטוקולים בבעלי החיים אושרו על ידי הוועדה המוסדית טיפול בבעלי חיים ושימוש (IACUC) שלהמרכז הרפואי בית החולים לילדים בסינסינטי.
2. Enucleation Assay המהיר, על פי הפרוטוקול שתואר על ידי יושידה et al. 12 עם שינויים (איור 1)
3. הכתמה של Erythroblasts ללוקליזציה של חלבונים תאיים או רפסודות שומנים בדם במהלך Enucleation ידי Multi-רפאים הדמיה תזרים cytometry
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
ראשית, תאים מנותחים על בסיס יחס הממדים Brightfield (היחס בין אורכם הקטינים לעומת הציר המרכזי שלהם) ופינת Brightfield (מעיד על הגודל שלהם). אירועים עם ערך פינת Brightfield נמוך מ20 וגבוהים יותר מאשר 200 הם בעיקר אגרגטים פסולת ותאים, בהתאמה, והם נכללים בניתוח (איור 2 א). תאים בודדים (שער "R1") הם לאחר מכן נותח על בסיס ערכם לפרמטר צבע RMS, דבר שמצביע על חדות של תמונה. השער "R2" נוצר תאים המכילים ערך עם Gradient RMS יותר מ אחוזון ה 50 כדי לבחור את התמונות ש...
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
בשנים האחרונות המחקר של אנוקלאציה erythroblast צבר תאוצה גוברת שכן הוא הצעד במבחנת תרבויות erythropoiesis שהוא קשה ביותר להתרבות ביעילות על מנת להשיג ייצור של תאי דם אדומים לשעבר vivo מוצלח, בקנה מידה גדולה. עד לאחרונה, המחקר של אנוקלאציה erythroblast מנוצל מיקרוסקופיה בעיקר הקרינה וזרימת cytometry שיטות. שיטות מיקרוסקופ פלואורסצנטי, אם כי מועיל בזיהוי מולקולות משתתפות, דורשות ימים של התבוננות מיקרוסקופית כדי לזהות מספר קטן של erythroblasts אורתוכרומטי עובר אנוקל...
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
המחברים מצהירים שום אינטרסים כלכליים מתחרים.
המחברים מודים זרימת מחקר Cytometry Core בבית החולים לקרן המחקר לילדים בסינסינטי וריצ'רד דימרקו, Sherree חבר, וסקוט מרדכי מחברת Amnis (חלק מEMD Milllipore) לקבלת תמיכה טכנית מומחה. עבודה זו נתמכה על ידי המכון הלאומי לבריאות מעניק K08HL088126 וR01HL116352 (TAK) וDK090971 P30 (YZ).
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
| שם | חברה | מספר קטלוג | הערות |
|---|---|---|---|
| ואלפא; MEM בינוני | CellGro | 15-012-CV | |
| IMDM בינוני | Hyclone (Thermo Scientific) | SH30228.01 | |
| Stempro-34 SFM | GIBCO (Life Tech) | 10640 | |
| תוסף תזונה Stempro-34 | GIBCO (Life Tech) | 10641-025 | |
| סרום בקר עוברי (FBS) | Atlanta Biologicals | 512450 | |
| BIT9500 | Stemcell Technologies | 09500 | |
| אלבומין סרום בקר (BSA) | פישר סיינטיפיק | BP-1600-100 | |
| פוספט חוצץ מלח (PBS) | היקלון (תרמו סיינטיפיק) | SH30028.02 | |
| פניצילין/סטרפטומיצין | היקלון (תרמו סיינטיפיק) | SV30010 | |
| ל-גלוטמין | היקלון (תרמו סיינטיפיק) | SH30590.01 | |
| איזותזיה (איזופלורן) | באטלר-שיין | 029405 | |
| היסטופאקה 1.083 מ"ג/מ"ל | סיגמא | 10831 | |
| BD פארמליז (מאגר ליזה RBC) | BD Biosciences | 555899 | |
| אצטון | סיגמא-אולדריץ' | 534064 | |
| פורמלדהיד | פישר סיינטיפיק | BP 531-500 | |
| הידרוקורטיזון | סיגמא | H4001 | |
| פקטור תאי גזע (SCF) | פפרוטק | 250-03 | |
| אינטרלוקין-3 (IL-3) | פפרוטק | 213-13 | |
| EPOGEN Epoetin Alfa (אריתרופוייטין, EPO) | AMGEN | זמין על ידי בית מרקחת | |
| נוגדן CD44-FITC BD | Pharmingen | 553133 | |
| CD71-FITC נוגדן | BD Pharmingen | 553266 | |
| נוגדן Ter119-PECy7 | BD Pharmingen | 557853 | |
| Phalloidin-AF488 | Invitrogen (Life Technologies) | A12379 | |
| β-tubulin-AF488 נוגדן | איתות תאים | # 3623 | |
| אנטי ארנב AF488 - נוגדן משני | Invitrogen (Life Technologies) | A11008 | |
| נגד ארנב AF555 - נוגדן משני | Invitrogen (חיים טכנולוגיות) | A21428 | |
| AF594-תת-יחידה של רעלן כולרה B | Invitrogen (Life Technologies) | C34777 | |
| pMRLC (Ser19) נוגדן | איתות תאים | #3671 | |
| &גמא;-נוגדן טובולין | Sigma | T-3559 | |
| Syto16 | Invitrogen (Life Technologies) | S7578 | |
| Draq5 | Biostatus | DR50200 | |
| ברזל גופרתי | Sigma | F7002 | |
| ברזל חנקתי | Sigma | F3002 | |
| EDTA | Fisher Scientific | BP120500 | |
| צינורות 15 מ"ל | BD Falcon | 352099 | |
| צינורות 50 מ"ל | BD Falcon | 352098 | |
| צלחות 6 בארות | BD Falcon | 353046 | |
| 24- צלחות | באר צינורות זרימה BD פלקון | 351147 | |
| BD פלקון | 352008 | ||
| טוברקולין | מזרק BD | 309602 | |
| מזרק אינסולין | BD | 329461 | |
| מחט מזרק 25-G 5/8 | BD | 305122 | |
| צינורות זרימה מכוסים | BD | 352058 | |
| 40-μ מסננת תאים m | BD Falcon | 352340 | |
| אזמל (חד פעמי) | נוצה | 2975 # 21 | |
| FACS Canto Flow Cytometer | BD | ||
| ImagestreamX Mark II Imaging Flow Cytometer | AMNIS (EMD Millipore) | ||
| תוכנה לחקר וניתוח נתוני תמונה (IDEAS) גרסה 4.0 ומעלה. | AMNIS (EMD Millipore) | ||
| Hemavet 950 מונה תאים | דרו מדעי | CDC-9950-002 | |
| סדרת NAPCO 8000WJ אינקובטור | תרמו מדעי | ||
| Allegra X-15R צנטריפוגה | בקמן קולטר | 392932 | |
| מיני עכבר ספסל צנטריפוגה | דנוויל | C0801 |
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
בקש הרשאה לשימוש חוזר בטקסט או באיורים של מאמר JoVE זה
בקש הרשאה