ここでは、マウスの骨、骨髄、胸腺、およびヒト胸腺組織から間質細胞を単離することを可能にするプロトコルを紹介します。
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ここでは、マウスの骨、骨髄、胸腺、およびヒト胸腺組織から間質細胞を単離することを可能にするプロトコルを紹介します。
シングルセルシーケンシングにより、造血器官の間質における不均一な細胞集団のマッピングが可能になりました。これらの方法論は、定常状態でのこれまで未解決の不均一性、および外因性ストレスまたは老化中に誘発される細胞タイプの表現の変化を研究するためのレンズを提供します。ここでは、マウスとヒトの胸腺、およびマウスの骨と骨髄から高品質の間質細胞集団を単離するための段階的なプロトコルを紹介します。これらのプロトコルで単離された細胞は、高品質のシングルセルマルチオミクスデータセットの生成に適しています。ここでは、サンプル消化、造血系数の枯渇、FACS解析/ソーティングの影響、およびこれらの要因がシングルセルシーケンシングとの適合性にどのように影響するかについて説明します。シーケンシング後の解析における解離の成功と非効率性、および下流の間質細胞収量を示すFACSプロファイルの例を用いて、ユーザーにとって認識可能なポインタを提供します。間質細胞の特定の要件を考慮することは、この分野の知識を進歩させる高品質で再現性のある結果を得るために重要です。
健康な成人では、血液細胞のde novo産生は骨髄と胸腺で起こります。これらの部位にある間質細胞は造血の維持に必須であるが、間質は組織の1,2,3,4の1%未満を構成する。したがって、間質を支える造血の純粋な分離株を得ることは、特に高品質のサンプルを得るために適切な処理を必要とするシングルセルマルチオミクスにとって、大きな課題となります。異なる消化カクテルの成分は、マルチオミクス解析の特定のステップを妨げる可能性があります5,6。ここで紹介するプロトコルは、骨髄および胸腺組織からの多種多様な間質細胞の単離を詳述しています。
骨髄と胸腺の両方における間質成分の摂動は、血球の発達に深刻な混乱をもたらし、悪性腫瘍を引き起こす可能性があります7,8,9。間質を支える造血は、細胞傷害性コンディショニングおよび骨髄移植後に損傷を受け、その結果、造血幹細胞および前駆細胞(HSPC)を維持するサイトカインおよび成長因子の分泌が減少します2,10,11。さらに、老化は骨髄と胸腺間質細胞に影響を及ぼし、老化した造血表現型に寄与する可能性があります。胸腺は、加齢に伴う広範な退縮を経験する最初の臓器です。脂肪と線維性組織は、思春期の発症という早い時期にT細胞支持間質に置き換わり始めます12,13。骨髄では、脂肪細胞含有量は年齢とともに増加し、血管および骨内膜のニッチは大幅に再構築されます14,15,16。
複数のストレス状態にわたる造血支持間質の研究を可能にするため、またヒト組織とマウス組織の両方の胸腺の場合、以前に発表された消化プロトコル 1,2,8,17,18 を最適化しました。これらのプロトコルは、細胞の効率的で再現性のある単離を保証し、シングルセルRNAシーケンシング(scRNAseq)やその他のタイプのマルチオミクスと互換性があります。
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ヒト組織を用いたすべての研究は、マサチューセッツ総合病院内部審査委員会(IRB)の承認後に実施されました。すべての動物処置は、マサチューセッツ総合病院の動物管理および使用委員会(IACUC)のガイドラインに従って実施されました。本研究では、8-10週齢のC57Bl/6マウス、雄と雌の両方を使用しました。動物は商業的な供給源から入手しました( 資料の表を参照)。
1. マウス胸腺組織の調製
2. ヒト胸腺組織の調製
3. マウスの骨および骨髄組織の調製
注:骨および骨髄画分は、間質細胞の最大純度と組織の最適な解離を得るために、2つの別々の消化反応で調製されます。サンプルは、分解ステップの後にプールして、1つの間質コンパートメントとして選別することができます。
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これらのプロトコルは、フローサイトメトリー解析に適した胸腺および骨髄からの再現性のある間質細胞の変種、およびscRNAシーケンシングなどのシングルセルマルチオミクスをもたらします。マウスの胸腺組織は、骨髄移植に先行する細胞傷害性条件付けや自然な老化プロセスなどのストレッサーに応答して、大幅なリモデリングを受けます。その結果、胸腺細胞性はこれらの両方の環境で大幅に減少します(図1A)。8週齢の野生型マウスの胸腺には約1億個の細胞が含まれていますが、2歳マウスの細胞性はその半分であると予想でき、放射線照射と骨髄移植の4日後の胸腺は5,00,000個の細胞まで低くなる可能性があります(図1A)。
細胞傷害性コンディショニングは造血細胞を優先的に切除するため、間質コンパートメントは比例して濃縮されます(図1B)。しかし、全体的に細胞性が低いため、十分な数の胸腺間質細胞を単離することが困難になります。したがって、ダ...
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造血器官の間質細胞は正常な血液産生に不可欠であり、造血間質の摂動は造血の維持とストレスに対する応答に深刻な障害をもたらす可能性があります9,23,24。造血間質細胞への洞察は、血液疾患7,9,10,24を理解し、それらに対抗する治療法を開発する能力25,26に不可欠です。しかし、造血間質を実質から再現性よく分離することは、特にシングルセルマルチオミクスの出現により、間質細胞の収量と多様性を最大化しながら高品質のサンプル調製を必要とする課題となっています。ここで説明するプロトコルは、ほ...
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DTSは、Agios TherapeuticsおよびEditas Medicinesの取締役および株主です。Magenta TherapeuticsおよびLifeVault Bioの創設者、取締役、株主、科学諮問委員会のメンバー、Fate TherapeuticsおよびGaruda Therapeuticsの株主および創設者、Clear Creek Bioの取締役、創設者、株主、FOG Pharma、Inzen Therapeutics、VCanBioのコンサルタント、および住友ダイアニポンからのスポンサー付き研究資金の受領者。D.T.SとK.Gは特許US20220143099A1の発明者です。
私たちは、マサチューセッツ総合病院のHSCI-CRMフローサイトメトリー施設とハーバード大学のバウアーコア施設から専門的な技術支援を受けました。T.K.とK.Gはスウェーデン研究評議会、C.M.はドイツ研究財団の支援を受けました。シングルセルRNAシーケンシングデータの解析にご協力いただいたSergey Isaev氏とI-Hsiu Lee氏に感謝いたします。
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| 名前 | 会社 | カタログ番号 | コメント |
|---|---|---|---|
| 0.25% トリプシン-EDTA | サーモフィッシャーサイエンティフィック | 25200-072 | |
| 7AAD (7-アミノアクチノマイシン D) | BD Biosciences | 559925 | |
| Anti-Human Lineage Cocktail 3-FITC | BD Biosciences | 643510 | |
| ウシ血清アルブミン | ミリポアシグマ | A9647 | |
| C57Bl/6 マウス | ジャクソン | 664 | 男性または女性、8-12生後数週間 |
| のカルセイン | フィッシャーサイエンティフィック | 65-0853-78 | |
| コラゲナーゼIV | ミリポアシグマ | C5138 | |
| コーニング滅菌細胞ストレーナー、白、メッシュサイズ:70&マイクロ;m | フィッシャーサイエンティフィック | 08-771-2 | |
| ディスパーゼ II | サーモフィッシャーサイエンティフィック | 17105041 | |
| DNA I ソリューション | サーモフィッシャーサイエンティフィック | 90083 | 2500 U/mL |
| Easysep マウス ストレプトアビジン RapidSpheres アイソレーション キット | StemCell Technologies | 19860 | |
| 胎児ウシ血清 | Gibco | A31605-01 | ワンショット |
| ヒト FC ブロック | BD バイオサイエンス | 564220 | |
| リベラーゼ TM | ミリポアシグマ | 5401127001 | 研究グレード |
| ミディアム 199 | Gibco | 12350 | |
| マウス抗ヒト CD235a-BV77 | BD Biosciences | 740785 | |
| マウス抗ヒト CD31-PE/Dazzle594 | Biolegend | 303130 | |
| マウス抗ヒト CD45-BV77 | Biolegend | 304050 | |
| 抗ヒト CD4-BV605 | BDBiosciences | 562658 | |
| マウス抗ヒト CD66b-FITC | BD Biosciences | 555724 | |
| マウス抗ヒト CD8-APC/Cy7 | BD Biosciences | 557760 | |
| マウス抗ヒト EpCam-BV421 | Biolegend | 324220 | |
| プロテクター RNase 阻害剤 | ミリポアシグマ | 3335402001 | |
| ラット抗マウス CD105-PE /dazzle594 | バイオレジェンド | 120424 | |
| ラット抗マウス CD11b-ビオチン | バイオレジェンド | 101204 | |
| ラット抗マウス CD140a-APC | フィッシャーサイエンティフィック | 17-1401-81 | |
| ラット抗マウス CD16/CD32 (マウスBD FC ブロック) | BD バイオサイエンス | 553142 | |
| ラット抗マウス CD31-BUV737 | BD バイオサイエンス | 612802 | |
| ラット抗マウス CD31-BV421 | バイオレジェンド | 102424 | |
| ラット抗マウスCD3-ビオチン | バイオレジェンド | 100244 | |
| ラット抗マウスCD45.2-ビオチン | バイオレジェンド | 109804 | |
| ラット抗マウスCD45-PE/Cy7 | レジェンド | 103114 | |
| ラット抗マウスCD45-PE/Cy7 | バイオレジェンド | 103114 | |
| ラット抗マウスCD45R/B220-ビオチン | バイオレジェンド | 103204 | |
| ラット抗マウスCD51-PE | バイオレジェン | ド104106 | |
| ラット抗マウス EpCam-BV711 | BDバイオサイエンス563134 | ||
| ラット抗マウス Ly-6A/E(Sca-1)-AF700 | バイオレジェン | 108142 | |
| ラット抗マウス Ly-6G/Ly-6C(Gr1)-ビオチン | バイオレジェンド | 108404 | |
| ラット抗マウスTer119-ビオチン | バイオレジェンド | 116204 | |
| ラット抗マウスTer119-PE | バイオレジェンド | 116208 | |
| ラット抗マウスTer119-PE/Cy7 | バイオレジェンド | 116222 | |
| ステムキシム | ワージントン生化学 | LS004107 |
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