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Research Article
Polina Zjablovskaja*1,2, Petr Danek*1, Miroslava Kardosova1, Meritxell Alberich-Jorda1,2
1Department of Hemato-Oncology,Institute of Molecular Genetics of the ASCR, 2Childhood Leukaemia Investigation Prague, Department of Paediatric Haematology and Oncology, 2nd Faculty of Medicine,Charles University
Please note that some of the translations on this page are AI generated. Click here for the English version.
Erratum Notice
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Retraction Notice
The article Assisted Selection of Biomarkers by Linear Discriminant Analysis Effect Size (LEfSe) in Microbiome Data (10.3791/61715) has been retracted by the journal upon the authors' request due to a conflict regarding the data and methodology. View Retraction Notice
ここでマウス骨髄前駆体 32D/G-CSF-R 細胞株を培養、ウイルス感染および増殖と分化アッセイを行う目的として詳細なプロトコルが表示されます。この細胞株は、骨髄性細胞と骨髄細胞の増殖および好中球分化の興味の遺伝子の役割を勉強に適しています。
造血幹・前駆細胞の生物学の理解では、再生医療と血液病理の治療にとって重要な意味を持ってください。生体内でモデルや初代培養を使用して得ることができる最も関連性の高いデータ、にもかかわらず造血幹・前駆細胞の低豊富はかなり彼らの調査のための適切な技術のプールを制限します。したがって、細胞の使用は、上映または大規模な細胞数を必要とする試金のパフォーマンスのための生物材料の十分な生産できます。ここで詳細な説明、読み出し、イエウサギと好中球の分化に関与するプロセスの調査のために使用されている増殖・分化アッセイの解釈を提案します。これらの実験は、IL 3 存在下で増殖し、G-CSF で区別する能力を持って 32D/G-CSF-R サイトカイン依存マウス骨髄細胞ラインを採用しています。32D/G-CSF-R セルを処理するためのプロトコルを最適化を提供し、議論する主要な落とし穴とデメリット説明アッセイと予想される結果を危険にさらす可能性があります。さらに、この資料には、レンチ ウイルスやレトロ ウイルスの生産、滴定、および 32D/-r-CSF G 細胞の情報伝達のためのプロトコルが含まれています。機能分子研究一次造血幹・前駆細胞や生体内でモデルで得られた結果を補完することができますを正常に実行するこれらの細胞の遺伝的操作を用いることができることを示す.
造血幹・前駆細胞の人口の成熟細胞は、骨髄系 (好中球、好酸球、好塩基球、単球) から細胞を含む広い範囲から有機物を供給します。造血幹細胞の骨髄系細胞の生産を運転するプロセスはイエウサギと呼ばれ、十分な生産要求の変化への応答で成熟した骨髄系細胞がストレスと生物の適切な対処のための前提条件感染症や出血量などの条件。成熟した骨髄系細胞の分泌不足は、病原体、減らされた血凝固および他の生命にかかわる条件1,の2を除去する無力をもたらすかもしれない。さらに、骨髄系開発の変化が急性骨髄性白血病 (AML)3などの造血器腫瘍に関連付けられてあります。細胞表面の受容器4、トランスクリプション要因5の変更された式の欠陥障害シグナリング経路6形成の突然変異のように、様々 な理由によってイエウサギの変化が発生する/遺伝子7、または8腫瘍サプレッサーの遺伝子の不活化の活性化。
様々 な方法は、骨髄性の開発を研究し、このプロセスで特定の遺伝子変異の影響評価開発されています。イエウサギを研究するために使用する一般的なアプローチは、初代培養細胞およびトランスジェニック マウスを含みます。これらのモデルは、生物学的関連性の高いデータの取得を許可する、しかし彼らは特定の制限があります。一次電池の使用細胞の限られた数および遺伝子発現とその後の生物学的または生化学的な分析を変更する可能性を絞り込む、文化の制限期間が発生します。トランスジェニック マウスは高価であり、生物学的正当性の合理的な程度を必要とします。さらに、体内モデルでの作業は、特定のプロセスの興味の遺伝子の役割を理解することの複雑さの程度を追加します。したがって、これらの制限を回避するために代替的なアプローチが必要です。細胞は疑う余地のない利点を持っている: (1) 彼らは生化学的・生物学的研究のための十分な材料を生成することができます無制限の増殖能力を持っている、(2) 彼らは (ノックダウン、ノックアウト、遺伝子操作を受けやすい過剰発現)、(3) コストは比較的低く、(4) 彼らは特定の実験的アプローチに必要な生物学的簡素化の程度を許可します。
親の IL 3 (インターロイキン-3) 依存 32D セルライン グリーンバーガーおよび同僚によって、友人マウス白血病ウイルス9C3h/hej マウス骨髄細胞の感染によって 1983 年に設立されました。いくつか 32D クローンは文献で記述されていた: cl 239cl 3 の10、および cl 1011。32D cl 3 細胞は IL 3 に増殖し、顆粒球コロニー刺激因子 (G-CSF)10の治療に好中球に分化する示されていた。それどころか、もともとは G-CSF の治療に反応ながら IL 3 依存 32D の cl-10 セルを区別することがないです。1995 年に博士 Ivo Touw のグループは、この受容体11の機能的に重要な領域を識別するために野生型と G-CSF 受容体 (G CSF R) の変異形 32D の cl-10 セルを遺伝子導入。本研究により IL 3 に同様に依存している、32D/G-CSF-R のセルの生成が、細胞が増殖、成熟好中球に分化する不可逆的停止 g-csf IL 3 の交換後 6 ~ 10 日以内。これらの特性は、32D cl 3 と 32D/G-CSF-R セル 2 つの明確に定義された成長と分化因子 - IL 3 と G-CSF によって変調することができますマウスの好中球分化の簡略化モデルを作る。最後の十年の間に複数のグループは、文化12,13,14,15骨髄細胞の分化と増殖における特定の遺伝子の役割を研究するのに 32D/G-CSF-R セルを使用しています。,16、G-CSF シグナル17,18を検討します。重要なは、この細胞ラインを使用して得られた結果は、初代培養細胞およびトランスジェニック マウス16,19,20,21で得られるデータと相関。したがって、この問題に対処する他の方法と並行して使用することができます骨髄性の微分を調査する貴重なシステムを表す 32D/G-CSF-R セル、広く使用され、確立されたモデルであると考えます。
ここでは、32D/G-CSF-R セル行の処理を説明する詳細なプロトコル、どのカバー拡大、分化およびこれらの細胞の分化・増殖の評価が表示されます。32D/-r-CSF G 細胞の遺伝の変更の詳細については、ウイルスの滴定のためのプロトコルと同様に、レトロ ウイルスやレンチ ウイルスの伝達によっていずれかが提供されます。また、32D/-r-CSF G 細胞の潜在的なアプリケーションを示すいくつかの代表的な結果が提供されます。
メモ: 手順は、拡張を記述する、分化および 32D/-r-CSF G 細胞の伝達以下に示します。
1. 準備
2. 拡張と 32D/-r-CSF G 細胞の維持
3. 32D/-r-CSF G 細胞の情報伝達
4. 32D/G-CSF-R セル拡散の試金
5. 32D/G-CSF-R 細胞分化アッセイ
32D/-r-CSF G 細胞の増殖と分化
32D/G-CSF-R pro 増殖とプロの分化条件下で細胞の増殖を評価するために IL 3、G-CSF をそれぞれ含んでいる媒体で 32D/-r-CSF G 細胞を培養されました。IL 3 含む媒体 (10 ng/mL) で培養された細胞分割 (図 2 a) すべて 24 h 約であることが観察されました。徐々 に減速し、4 日 (図 2 a) 後停止の G-CSF (100 ng/mL) 増殖と IL 3 の交換に。さらに、5 月グリューンヴァルト ギムザ染色サイトスピン細胞を用いた G-CSF の存在下で培養された細胞の分化状態を評価しました。前日に 0 (G-CSF の治療の開始)、細胞提示未熟な骨髄芽球のような形状、大きな核と暗い細胞質 (図 2 b) によって特徴づけられることが示されました。治療の過程で、核の大きさが減少と月形に核変更やドーナツ形のシェイプ。さらに、細胞質は拡大され、ダーク バイオレット色が失われます。G-CSF 投与の 6 日後細胞は葉状の核と光紫の細胞質 (図 2 b) によって特徴付けられる、完全好中球の分化の兆候を提示します。32D/-r-CSF G 細胞の分化はないすべてのセルが正確に同じ速度で成熟した好中球に向かって進化、漸進的なプロセスです。(すなわち爆発、中間の分化細胞、好中球) の分化の過程でさまざまな段階で細胞の定量は図 2 bに示すように。
マウスのEvi2bノックダウン ブロック 32D/G-CSF-R 細胞における好中球の分化
EVI2B のダウンレギュレーションの (マウス白血病ウイルスエンベ ウイルス統合サイト 2 b) 32D/G-CSF-R セル、3 Evi2bで-(国道 2 号線、Sh3、Sh4) をターゲットと 1 を対象とした非サイレンシング コントロール (NSC1) Shrna を設計されていた;これらは GFP レポーター16を運ぶレンチウイルスベクターに複製されました。32D/G-CSF-R セル コントロールとEvi2b導入された-10 の MOI を使用して Shrna を黙らせます。導入後、2 日間 GFP+ (導入) 細胞の並べ替え, さらに実験のために拡張.しかし Sh2 効率的にレセプター EVI2B 蛋白質のレベルにことができなかった、従って付加的な制御として使用されたがここで参照される、Sh3 と Sh4 の 80% に達した EVI2B の枯渇に備えて非サイレンシング コントロール 2 (NSC2) として。導入後、4 日間は、G-CSF の存在下で分化と増殖アッセイを行ったし、 Evi2bダウンレギュレーションでこれらのプロセスの影響を検討しました。観察されたそのEvi2b-コントロール細胞 (NSC1 と NSC2) が低下して一日中 4 (図 3 a) 増殖に対し劣化細胞 (国道 2 号線、Sh3) が GCSF の存在下で細胞増殖を持続します。さらに、 Evi2b-沈黙 32D/G-CSF-R セル生産制御の細胞 (図 3 b) と比較して少ないの中間と成熟した好中球。著しく、貧しいEvi2bのノックダウン効率を示した、NSC2 で導入した細胞はまた成熟好中球 (図 3 b) の数のわずかな減少を示した。これらのデータは、最近公開された16だった。
BCR-ABL 融合タンパク質を損なう 32D/G-CSF-R 細胞における好中球の分化
それは、BCR-ABL 融合タンパク質が造血障害で急性期慢性骨髄性白血病25,26の結果骨髄前駆細胞の広範な展開を引き起こして、骨髄性の分化を損なうことを示されています。以前の研究は示した 32D cl 3 細胞に BCR-ABL の強制発現により好中球分化27,28のブロックされました。したがって、同様の結果を 32D/G-CSF-R セルラインでできたかどうかを調べた。32D/G-CSF-R セルが BCR-ABL またはコントロール MSCV レトロウイルスベクター GFP レポーターを運ぶ増殖型 (MOI = 20)。2 日後の伝達、GFP+細胞ソート, IL 3 含む培地で 2 週間の展開.次に、G-CSF の存在下で分化アッセイを行った。見ました (G-CSF 含む媒体にセルを転送する) 前に、日 0、MSCV 制御 BCR-ABL 32D/G-CSF-R セルを表現する提示と同様の形態、主に未熟な骨髄系細胞 (図 4) を表します。しかし、我々 は空のベクター中導入された制御の細胞を受けたと G-CSF の治療 (成熟好中球の 11.5%、中間の分化細胞の 56.4% を生産) の 6 日後の好中球分化ない実証成熟好中球BCR ABL 導入 32D/-r-CSF G 細胞 (図 4) から生成されました。一貫して、G-CSF の BCR-ABL 発現細胞の未熟なブラストの割合残った IL 3 条件で爆発の割合のようです。

図 1。異なる 32D/G-CSF-R の代表的なイメージの細胞形態。32D/G-CSF-R 細胞形態学的爆発として分類することができます、中間分化細胞と成熟好中球。説明は、表 4を参照してください。

図 2。32D/-r-CSF G 細胞の増殖・分化します。(A)媒体を含んでいる 10 ng/mL IL 3 (黒線) や 100 ng/mL G-CSF (青線) の 32D/GCSFR 細胞の増殖。X 軸は、治療の日を表します。Y 軸は対数 (ログ2) に示すように、セル × 105の数を示します。結果は、3 の独立した実験の平均を表します。エラーバーは標準偏差を示します。32D/G-CSF-R 細胞 G CSF 含有培地 (100 ng/mL) の(B)分化。上部のパネルにパイ プロット (黒) の芽球の割合を示す、中間の差別化細胞 (ピンク)、好中球 (赤) 0、2、4 後の文化と G-CSF の治療の 6 日。下部のパネルにはからそれぞれサイトスピン細胞の代表的なイメージが含まれています時間ポイント 5 月グリューンヴァルト ギムザ染色します。100 セルの最小値は、各時点の評価されました。

図 3。Evi2bのサイレンシング 32D G CSF R 細胞における好中球の分化をブロックします。(A) Evi2bの増殖-沈黙 (オレンジ色の線) とコントロール (黒線) 32D/G-CSF-R セル 100 ng/mL G-CSF 含む中。X 軸は、治療の日を表します。Y 軸は対数 (ログ2) に示すように、セル × 105の数を示します。結果は、3 の独立実験の代表的な結果を示しています。Evi2b増殖型 32D/-r-CSF G 細胞の分化(B)評価-5 月グリューンヴァルト ギムザ染色サイトスピン セルを使用して G CSF を含む培地 (100 ng/mL) で黙らせるとコントロールの Shrna。上部のパネルにパイ プロット (黒) の芽球の割合を示す、中間の差別化 (ピンク) 細胞と好中球 (赤) 文化。下のパネルには、サイトスピン細胞の代表的な写真が含まれています。分化は、分化 7 日目に評価しました。少なくとも 100 セルは、条件ごとに評価しました。

図 4。BCR-ABL 融合蛋白の過剰発現を損なう 32D/-r-CSF G 細胞の分化します。32D/-r-CSF G 細胞の分化の評価は、コントロール MSCV または G CSF 含有培地 (100 ng/mL) に BCR-ABL 融合遺伝子を導入しました。上部円プロット (黒) の芽球の割合を示す、中間分化の日 6 (ピンク)、細胞および好中球 (赤) は区別されます。下のパネルは、サイトスピン セル 5 月グリューンヴァルト ギムザ染色の代表的な画像を表示します。少なくとも 100 セルは、各時点の評価しました。
| ウイルス V [μ] | めっきされたセルの数 | %Gfp+ | GFP+細胞数 | 線形か。 | TU/mL | 平均 (TU/mL) |
| 1 | 100 000 | 1.83 | 1 830 | うん | 1 830 000 | 2 350 000 |
| 5 | 100 000 | 12.9 | 12 900 | うん | 2 580 000 | |
| 10 | 100 000 | 26.4 | 26 400 | うん | 2 640 000 | |
| 50 | 100 000 | 71.4 | 71 400 | 違います | ||
| 100 | 100 000 | 85.1 | 85 100 | 違います | ||
| 500 | 100 000 | 85.6 | 85 600 | 違います |
テーブル 1。ベクトルを含む GFP レポーターのウイルス価決定。MSCV レトロ ウイルスと計算で得られるデータの例は、ウイルスの力価を推定する実行します。ウイルス力価はウイルスの特定の量が適用されたときに取得した GFP+セルの数に基づいて計算されます。ウイルス感染のために採用の量は線形相関測定 GFP+細胞の割合でなければなりません。TU: は変換ユニットです。
| チューブ | 管の説明 | DMEM + 10% FBS | ウイルス | 総容積 | 希釈倍率 |
| (Μ L) | (Μ L) | (Μ L) | |||
| 1 | 希釈 1 | 1485 | 15 μ L のウイルス ストック | 1500 | 1 x 102 |
| 2 | 希釈 2 | 1350 | 150 μ L 管 1 | 1500 | 1 x 10 の3 |
| 3 | 希釈 3 | 1350 | 150 μ L チューブ 2 | 1500 | 1 x 10 の4 |
| 4 | 希釈 4 | 1350 | 150 μ L チューブ 3 | 1500 | 1 x 10 の5 |
| 5 | 希釈 5 | 1350 | 150 μ L チューブ 4 | 1500 | 1 x 106 |
表 2。ベクトルが含まれるピューロマイシン記者のウイルス価決定。
著者が明らかに何もありません。
ここでマウス骨髄前駆体 32D/G-CSF-R 細胞株を培養、ウイルス感染および増殖と分化アッセイを行う目的として詳細なプロトコルが表示されます。この細胞株は、骨髄性細胞と骨髄細胞の増殖および好中球分化の興味の遺伝子の役割を勉強に適しています。
著者は、教授ルード ・ Delwel と 32D/G-CSF-R セルラインをご提供する教授 Ivo Touw と教授ダニエル g. Tenen Bosc23 細胞株をご提供するためにありがとうございます。この作品は MA J にチェコ共和国 (GACR 15 03796S と GACR 17 02177S) の助成機関の補助金によって支えられた、MA - j、ジョージア州英国フェローシップ (プロジェクト号 341015) チェコ科学アカデミー (RVO 68378050) の分子遺伝学研究所からのサポートPD にプラハ ・ カレル大学から MK とジョージア州英国親睦 (プロジェクト号 1278217) にプラハのチャールズ大学。
| RPMI 1640 粉末培地 | メルク、ケニルワース、ニュージャージー州、米国 | T 121-10 | NaHCO3 なし、L-グルタミン付き |
| DMEM サー | モフィッシャーサイエンティフィック、マサチューセッツ州ウォルサム、米国 | 15028 | |
| Opti-MEM I 還元血清中 | サーモフィッシャーサイエンティフィック、マサチューセッツ州ウォルサム、米国 | 31985-047 | L-グルタミン、フェノールレッド |
| ウシ胎児血清 (FBS) | PAA Laboratories (GE Healthcare、シカゴ、イリノイ州、米国) | MT35011CV | 32D/G-CSF-R細胞の分化用 |
| ウシ胎児血清(FBS) | サーモフィッシャーサイエンティフィック、マサチューセッツ州ウォルサム、米国 | 10270 | HEK293T、NIH3T3、BOSC23細胞の培養に使用 |
| ペニシリン | シグマ-アルドリッチ(メルク、ケニルワース、ニュージャージー州、米国) | P3032 | |
| ストレプトマイシン | Sigma-アルドリッチ(メルク、ケニルワース、ニュージャージー州、米国) | S9137 | ストレプトマイシン硫酸塩粉末 |
| Gentamicin | Sigma-Aldrich (Merck, Kenilworth, NJ, USA) | G1914 | |
| マウス IL-3 | PeproTech, Rocky Hill, NJ, USA | 213-13 | |
| ヒト G-CSF | PeproTech, Rocky Hill, NJ, USA | 300-23 | |
| Polyethylenimine | Polyscience, Warrington, PA, USA | 23966 | Linear, MW 25,000 (PEI 25000) |
| Polybrene | Sigma-Aldrich (Merck, Kenilworth,ニュージャージー州、米国) | H9268 | |
| トリプシン | VWR ケミカルズ、ペンシルバニア州ラドナー、米国 | 0458 | |
| EDTA | シグマ アルドリッチ (米国ニュージャージー州ケニルワース、メルク) | E5134 | |
| クリスタル バイオレット | シグマ アルドリッチ (ニュージャージー州メルク、ケニルワース、ニュージャージー州、米国) | C0775 | |
| トリパン ブルー | シグマ アルドリッチ (米国、ニュージャージー州ケニルワース、米国) | T6146 | |
| ジメチルスルホキシド (DMSO) | Sigma-Aldrich(Merck、Kenilworth、NJ、USA) | D2650 | |
| May-Grünwald Giemsa | DiaPath、Martinengo、BG、イタリア | 10802 |