여기서, 우리는 4개의 골수성 혈통에 제대혈 유래 CD34+ 조혈 줄기 및 전구 세포의 면역표현특성 및 사이토카인 유도분화를 위한 프로토콜을 제시한다. 이 프로토콜의 적용은 CD34+ 세포의 골수성 분화에 대한 골수성 질환 돌연변이 또는 소분자의 영향에 대한 조사를 포함한다.
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여기서, 우리는 4개의 골수성 혈통에 제대혈 유래 CD34+ 조혈 줄기 및 전구 세포의 면역표현특성 및 사이토카인 유도분화를 위한 프로토콜을 제시한다. 이 프로토콜의 적용은 CD34+ 세포의 골수성 분화에 대한 골수성 질환 돌연변이 또는 소분자의 영향에 대한 조사를 포함한다.
인간 조혈줄기세포의 생체내 분화는 조혈을 연구하기 위한 널리 사용되는 모델이다. 여기서 기재된 프로토콜은 4개의 골수성 혈통 세포로 의 CD34+ 조혈 줄기 및 전구 세포의 분화를 유도하는 사이토카인을 위한 것이다. CD34+ 세포는 인간 탯줄 혈액으로부터 단리되고 사이토카인이 존재할 때 MS-5 기질 세포와 병용배한다. 줄기 및 전구 세포의 면역표현특성, 및 분화된 골수성 혈통 세포가 기재되어 있다. 이 프로토콜을 사용하여, CD34+ 세포는 작은 분자로 배양되거나 골수성 분화에 미치는 영향을 조사하기 위해 골수성 질환 돌연변이를 발현하기 위해 렌티바이러스로 트랜스화될 수 있다.
조혈 줄기 세포 (HSCs)의 정상적인 분화는 모든 혈액 세포 계의 생리적 수준의 유지에 중요합니다. 분화 도중, 성장 인자 및 사이토카인을 포함하여 세포외 단서에 조정된 반응에서, HSCs는 먼저 림프-골수성 전위가 있는다능한 전구 (MPP) 세포를 초래합니다 1,2,3 ,4 (그림 1). MPP는 일반적인 골수성 전구 (CMP) 및 일반적인 림프종 전구 (Clps)를 계보 제한되는 초래합니다. CLPs는 B, T 및 자연 킬러 세포로 구성된 림프계로 분화합니다. CmP는 2개의 더 제한된 전구 인구, 거핵구 적혈구 전구체 (MEPs) 및 과립 구체 질 전구체 (GPS)를 통해 골수성 계보를 생성합니다. MEP는 거핵구와 적혈구를 초래하는 반면, GPS는 과립구및 단핵구를 초래합니다. CmPs를 통해 발생하는 것 외에도, 거핵구는 또한 비 표준 경로5,6을통해 HSC 또는 초기 MPP에서 직접 발생하는 것으로 보고되었다.
조혈 줄기 및 전구 세포(HSPC)는 표면 마커 CD34 및 계보 특이적 마커의 결여(Lin-)를 특징으로 한다. HSC 및 골수성 전구 집단을 구별하기 위해 일반적으로 사용되는 다른 표면 마커는 CD38, CD45RA 및 CD123 2(도1)를포함한다. HSC와 MpP는 각각 린-/CD34+/ CD38- 및 린-/ CD34+/ CD38+입니다. 골수성 전구 인구는 CD45RA 및 CD123의 존재 또는 부재에 의해 구별됩니다. CMP는 린-/CD34+/CD45RA-/ CD123lo,GMP는 린-/CD34+/ CD38+/ CD45RA+/CD123로,그리고 MEP는 린-/CD34+ /CD38+/CD45RA-/CD123-.
CD34+ 줄기 및 전구 세포의 총 집단은 인간 탯줄 혈액(UCB), 골수 및 말초 혈액으로부터 얻을 수 있다. CD34+ 세포는 인간 UCB에서 총 단핵 세포 (MNCs)의 0.02 % ~ 1.46 %를 구성하는 반면, 그 비율은 골수에서 0.5 %와 5.3 % 사이에서 변화하며 말초 혈액7,8,9에서 0.01 %로 훨씬 낮습니다. . UCB 유래 CD34+ 세포의 증식 능력 및 분화 전위는 골수 또는 말초 혈액 세포1,10보다현저히 높으며, 이를 통해 구득을 위한 뚜렷한 이점을 제공한다. 분화 하는 동안 세포의 면역 표현 형 및 형태 학적 특성 분석을 수행과 함께 분자 분석을위한 충분한 물질.
제대혈 유래 CD34+ HSPC의 생체내 분화는 정상적인 조혈 및 조혈 질환 기전을 조사하기 위한 널리 적용되는 모델이다. 적절한 사이토카인으로 배양할 때, UCB CD34+ HSPC는 골수성 또는 림프성 혈통11,12,13,14,15를 따라 분화하도록 유도될 수 있다. , 16. 여기서, 우리는 인간 UCB로부터CD34+ HSPC의 격리 및 면역 표현형 특성화및 골수성 혈통 세포에 대한 이들의 분화를 위한 프로토콜을 기술한다. 이러한 배양 시스템은 골수에서 미세환경을 모방하기 위해 MS-5 기질 세포의 존재에 있는 HSPC의 사이토카인 유도 분화에 기초한다. 배양 조건은 CD34+ 세포의 초기 팽창을 일으키고, 이어서 4개의 골수성 계보 세포, 즉 과립구(CD66b), 단핵구(CD14), 거핵구(CD41) 및 적혈구 (CD235a). CD34+ 세포 분화 프로토콜의 응용은 조혈을 조절하는 분자 메커니즘에 대한 연구, 및 골수성 질환 관련 돌연변이 및 소분자가 자가 재생에 미치는 영향에 대한 연구를 포함하고 있으며, HSPC의 차별화.
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실험을 위한 인간 탯줄 혈액은 마리코파 통합 건강 시스템 (MIHS), 피닉스에 통보된 동의 후에 건강한 개별에 의해 기증되었습니다. 식별되지 는 단위는 MIHS와 애리조나 대학 사이의 재료 이전 계약을 통해 얻은.
1. 시약 및 버퍼
참고: 생물학적 안전 캐비닛에 멸균 조건하에서 모든 시약과 완충장치를 준비합니다.
2. 배꼽 코드 혈액에서 단핵 세포의 격리
참고: 아래에 기술된 프로토콜의 경우, 90~100 mL의 코드 혈액 부피가 사용되었다. CD34+ 세포의 분리는 생물학적 안전 캐비닛의 멸균 조건하에서 수행되어야 합니다.
3. 단핵 세포에서 CD34+ 세포의 분리
4. 유세포측정에 의한 줄기 및 선조 집단의 결정
5. CD34+ 조혈 줄기 및 전조 세포의 골수성 분화
참고: CD34+ HSPC를 골수성 계보 세포와 분화하기 위해, 이들은 먼저 재조합 인간 섬유넥틴 단편 코팅 플레이트에서 자극한 다음 골수성 분화 배지에서 MS-5 기질 세포의 층에 시드한다. 분화는 4개의 골수성 혈통에 특이적인 세포 표면 마커의 발현에 기초하여 3주 동안 매주 모니터링될 수 있다. 자극 및 분화 동안, 모든 배양은 가습 챔버에서 37°C 및 5% CO2에서 수행된다. 모든 단계는 생물학적 안전 캐비닛에서 수행해야합니다.
6. 세포 형태학의 평가
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상기 프로토콜의 적용은 ~100 mL의 제대혈 단위로부터 5.6(±0.5) x 108 MNC 및 1(±0.3) x 106 CD34+ 세포를 산출한다. 총 CD34+ 셀의 백분율은 80-90 % 사이의 범위입니다 (그림2A,B). Manz et al.5에 의해 기술된 계획에 의한 면역 표현형 분석은 CD34+ 세포가 일반적으로 린-/CD34+/CD38-및 린 -/CD34+인 ~20% HSC 및 ~72% MPP로 구성된다는 것을 보여줍니다. /CD38+, 각각 (그림1 및 그림 2A).<...
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여기서 기재된 프로토콜은 UCB 유래 CD34+ HSPC의 생체 내 분화에 적합하여 4개의 골수성 혈통으로 한다. SCF, TPO, Flt3L 및 IL3로 구성된 사이토카인 혼합물을 사용하여 초기 배양은 CD34+ 세포를 자극한다. 그 후, SCF, IL3, Flt3L, EPO 및 TPO의 칵테일로 차별화가 달성됩니다. 이 혼합에서, SCF, IL3 및 Flt3L은 CD34+ HSC의 생존과 확산에 중요합니다. EPO와 TPO는 각각 적혈구 및 거핵구로 의 분화를 촉진하고 IL3는 초기 과립구 단핵구의 분화를 촉진합니다. 전구체 및 성숙한 세포13,17,18. 이 방법에 대한 한 가지 주의사항은 분화 된 세포의 백분율에서 관찰 된 변화입니다. 이것은 계보 세포를 초래하기 위하여 다른 공여자에게서 격리된 C...
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저자는 공개 할 것이 없다.
저자는 비식별 및 기증 코드 혈액 단위에 대한 마리코파 통합 건강 시스템의 웬디 배럿, 레이첼 카바예로, 가브리엘라 루이스, 흐름 세포 측정에 대한 도움을 Mrinalini 칼라, 게이 도둑과 크리스토퍼 씨트에 감사드립니다 전 생체 골수성 분화에 대한 조언. 이 작품은 건강의 국가 학회 (R21CA170786 및 R01GM127464)와 미국 암 학회 (기관 연구 보조금 74-001-34-IRG)에서 S.S.에 기금에 의해 지원되었습니다. 이 내용은 전적으로 저자의 책임이며 반드시 국립 보건원의 공식 견해를 나타내는 것은 아닙니다.
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| 이름 | 회사 | 카탈로그 번호 | 댓글 |
|---|---|---|---|
| 0.4% Trypan 블루 솔루션 | Thermo Fisher Scientific | 15250-061 | 에서 작업 재고를 0.2%로 희석; |
| 15575-038 | |||
| 10x Hanks Balanced Salt Solution (HBSS) | Invitrogen | 14185052 | 멸균 증류수 및 pH를 사용하여 1x로 희석 7.2 |
| 2.5% 트립신, 페놀 레드 없음 | Thermo Fisher Scientific | 15090046 | 멸균 1x PBS 30 µ로 작업 재고를 1x로 희석 |
| ; m 사전 분리 필터 | Miltenyi biotech | 130-041-407 | |
| 35% 멸균 소 혈청 알부민 | Sigma-Aldrich | A7979 | |
| 7-AAD | Biolegend | 420404 FACS 분석에서 죽은 세포를 제거하기 위해 살아있는/죽은 염색으로 사용 | |
| 항인간 CD10-FITC 항체(클론 HI10a) | Biolegend | 312207 1:20 희석 사용 | |
| Anti-human CD11b-FITC (activated) 항체 (Clone CBRM1/5) | Biolegend | 301403 | Use 1:5 dilution |
| Anti-human CD123-APC 항체 (Clone 6H6) | Biolegend | 306012 | Use 1:20 dilution |
| Anti-human CD14-PE 항체 (Clone M5E2) | Biolegend | 301806 | Use 1:20 dilution |
| Anti-human CD19-FITC 항체 (Clone 4G7) | BD Biosciences | 347543 | Use 1:5 dilution |
| Anti-human CD235a-APC 항체 (Clone GA-R2 (HIR2)) | BD Biosciences | 551336 | Use 1:20 dilution |
| Anti-human CD235a-FITC 항체 (Clone HIR2) | Biolegend | 306609 | Use 1:50 dilution |
| Anti-human CD34-APC-Cy7 항체 (Clone 581) | Biolegend | 343514 | Use 1:20 dilution |
| Anti-human CD38-PE 항체 (Clone HIT2) | Biolegend | 303506 | 1:20 희석액 사용 |
| Anti-human CD3-FITC 항체 (Clone UCHT1) | Biolegend | 300405 | Use 1:20 dilution |
| Anti-human CD41a-PerCP-Cy5.5 항체 (Clone HIP8) | Biolegend | 303720 | Use 1:20 dilution |
| Anti-human CD45Ra-PE-Cy7 antibody (Clone HI100) | Biolegend | 304126 | Use 1:20 dilution |
| Anti-human CD66b-PE-Cy7 항체 (Clone G10F5) | Biolegend | 305116 | Use 1:20 희석 |
| Anti-human CD7-FITC 항체 (Clone CD7-6B7) | Biolegend | 343103 | 1:20 희석 |
| Dimethyl sulfoxide (DMSO) | Fisher Scientific | BP231-100 | Filter sterilize before use |
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| 인간 트롬보포이에틴 (TPO), 연구 학년 | Miltenyi biotech | 130-094-011 | 100 µ의 주식을 만드십시오; 1x PBS + 0.1% BSA의 g/mL. 골수성 분화 및 & 자극 매체 |
| L-글루타민 | 오메가 사이언티픽 | GS-60 | 2 mM 농도 자극 매체 |
| LS 컬럼 | Miltenyi biotech | 130-042-401 | |
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| MidiMACS 자기 분리기 | Miltenyi biotech | 130-042-302 | |
| MNC 분별 매체 (Ficol-Paque PLUS) | GE Healthcare Biosciences | 17-1440-03 | |
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| 페니실린 & 스트렙토마이신 | 시그마-알드리치 | P4458-100ml | |
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| 재조합 인간 Flt-3 리간드 (rHu Flt-3L) | BioBasic | RC214-16 | 100 µ의 주식을 만드십시오. 1x PBS + 0.1% BSA의 g/mL. 골수성 분화를 위해 5ng/mL를 사용합니다. 자극 매체에서 50 ng / mL |
| 재조합 인간 인터루킨 -3 (rHu IL-3) | BioBasic | RC212-14 | 100 µ의 주식을 만드십시오; 1x PBS + 0.1% BSA의 g/mL. 골수성 분화를 위해 5ng/mL를 사용합니다. 자극 매체에서 20 ng/mL |
| 재조합 인간 줄기 세포 인자 (rHu SCF) | BioBasic | RC213-12 | 100 µ의 재고를 만드십시오; 1x PBS + 0.1% BSA의 g/mL. 골수성 분화를 위해 5ng/mL를 사용합니다. 자극 매체에서 50 ng/mL |
| 혈청 무료 매체 (X-Vivo-15) | Lonza | 04-418Q | |
| 소듐 바이카보네이 | 피셔 사이언티픽 | BP328-500 | |
| Wright-Giemsa 염색, 수정된 | 시그마-알드리치 | WG16-500 | 제조사의 지시에 따라 사용 |
| Equipment | |||
| BD LSR II 유세포 분석기 | BD Biosciences | ||
| Centrifuge | Sorvall Legend RT | ||
| 광학 현미경 | Olympus |
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