2018년 5월 8일
여기 우리 murine 배아 개발 하는 동안 조 혈 줄기 세포 선구자의 클론 분석을 위한 방법론을 제시. 우리는 내 피 세포 공동 문화 및 phenotypic 속성 및 단일 조 혈 일어나 engraftment 잠재력 하 이식 배아 대동맥-생식-mesonephros 지역에서 단일 셀의 인덱스 정렬 결합.
이 방법의 전반적인 목표는 쥐 배아 발달 중 클론 조혈 줄기 세포 또는 HSC 전구체의 표현형 특성과 생착 가능성을 확인하는 것입니다. 이 방법은 배아 발달 중 클론 HSC 전구체의 고유한 계통 기여에 대한 발달 조혈 분야의 주요 질문에 답하는 데 도움이 될 수 있습니다. 이 기술의 주요 장점은 혈원 전구체가 단일 세포 수준에서 분석된다는 것입니다.
이를 통해 희귀 HSC 전구체를 구별하는 고유한 표현형 특성을 식별할 수 있습니다. 먼저 성교 후 9.5일에서 11.5일 사이에 배아에서 절개된 조직인 대동맥-생식선-메소네프로스(AGM)를 얼음 위에 10%FBS가 보충된 10밀리리터의 PBS가 들어 있는 15ml 원뿔형 튜브에 추가합니다. 조직이 튜브 바닥에 가라앉으면 상등액을 흡인하고 즉시 샘플에 0.25% 콜라겐분해효소 1ml를 첨가합니다.
섭씨 37도의 수조에서 25분 후 1ml의 PBS와 FBS로 반응을 중지하고 1mL 피펫 팁을 사용하여 단일 세포 현탁액이 얻어질 때까지 조직을 20-30회 분쇄합니다. 그런 다음 PBS와 FBS를 8 밀리리터 더 희석하고 원심 분리로 세포를 수집합니다. 펠릿을 500마이크로리터의 차단 버퍼에 얼음 위에서 5분 동안 재현탁합니다.
그런 다음 관심 항체 칵테일 500마이크로리터를 추가합니다. 얼음에서 15-20분 동안 배양한 후 8ml의 PBS plus FBS로 세포를 세척하고 1ml의 새로운 PBS plus FBS에 펠릿을 재현탁합니다. 35마이크로미터 세포 여과기를 통해 세포를 5ml 튜브로 여과하고 추가로 3ml의 PBS와 FBS로 여과기를 세척하여 모든 세포를 수집하고 세포를 다시 원심분리합니다.
그런 다음 펠릿을 500마이크로리터의 PBS와 FBS에 재현탁시키고 세포를 얼음 위에 놓습니다. 단일 세포 및 인덱스 정렬 모드에서 정렬을 위한 게이트를 설정하려면 작은 세포 분취량을 유세포 분석기에 로드하고 획득을 가장 낮은 유속으로 설정합니다. 전방 산포 영역 대 측면 산포 영역 플롯을 열고 다양한 크기의 셀을 포함하도록 게이트를 설정합니다.
전방 산포 영역 대 전방 산포 너비 플롯과 측면 산포 영역 대 측면 산포 너비 플롯을 열고 각 플롯에 게이트를 설정하여 이중선을 제외합니다. 살아있는 세포를 게이트하기 위해 전방 산란 영역 대 DAPI 플롯을 설정합니다. 그런 다음 항혈관 내피 Cadherin 대 항 내피 단백질 C 수용체 플롯을 만들고 혈관 내피 Cadherin 양성 및 고 내피 단백질 C 수용체 발현 세포를 게이트합니다.
대동맥-생식선-메소네프로스 세포를 인덱스 정렬하려면 AGM 무혈청 배지와 사이토카인에 AGM 내피 세포로 전배양된 96웰 플레이트를 유세포 분석기의 플레이트 블록에 넣고 실험 샘플을 로드합니다. 샘플 수집을 시작하고 단일 셀을 96웰 플레이트의 각 웰로 분류하기 위해 인덱스 정렬 단일 세포 모드가 선택되었는지 확인합니다. 하나의 세포가 플레이트의 각 웰로 분류되면 플레이트를 섭씨 37도 및 5%CO2로 설정된 조직 배양 인큐베이터에 최대 7일 동안 놓습니다.
공동 배양 기간이 끝나면 다양한 크기와 형태의 조혈 군체를 100X 배율에서 도립 현미경을 사용하여 시각화할 수 있습니다. 유세포 분석으로 클론을 분석하려면 멀티채널 피펫을 사용하여 내피 세포를 분리하지 않고 내피층에서 조혈 세포를 해리합니다. 그런 다음 100마이크로리터의 세포를 새로운 96웰 V-바닥 플레이트의 개별 웰로 옮기고 나머지 100마이크로리터의 세포가 들어 있는 원래의 96웰 플레이트를 조직 배양 인큐베이터로 반환합니다.
원심분리로 v-bottom plate의 세포를 펠렛화하고 한 번의 빠른 동작으로 플레이트를 뒤집고 튕겨 상등액을 제거합니다. 각 웰의 펠릿을 섭씨 4도에서 50마이크로리터의 차단 버퍼로 재현탁합니다. 5분 후, 관심 항체 칵테일을 각 웰에 첨가하여 섭씨 4도에서 20분 동안 배양합니다.
배양이 끝나면 200마이크로리터의 PBS와 FBS로 각 웰을 세척하고 원심분리가 끝날 때 플레이트를 튕겨 상등액을 버립니다. 50마이크로리터의 PBS plus FBS에 펠릿을 재현탁하고 표준 유동 분석 프로토콜에 따라 세포를 분석하여 조혈모세포 전위가 있는 콜로니를 스크리닝합니다. 유동 분석을 통해 조혈모세포 표현형을 가진 세포를 포함하는 웰을 선택하고, 멀티채널 피펫을 사용하여 원래 공동 배양에서 남은 100마이크로리터의 세포를 재현탁하고 100마이크로리터의 PBS에 있는 4번째 구조 골수 세포에 5배 10과 각 웰에 2%FBS를 추가합니다.
각 클론을 치사적으로 방사선 조사된 선천성 수용 동물로 입양한 후, 이식 후 일정한 간격으로 생착된 동물로부터 말초 혈액 샘플을 수집합니다. 장기간 생착으로 클론을 식별하려면 표준 유동 분석 프로토콜에 따라 유세포 분석으로 샘플을 분석합니다. 그런 다음 각 클론의 표현형 특성은 생착 특성과 상관될 수 있습니다.
조혈 전 줄기 세포는 혈관 내피 Cadherin 양성과 높은 수준의 내피 단백질 C 수용체 발현에 의해 풍부해질 수 있습니다. 다른 fluorochrome conjugated antibodies로 염색하면 index sorting 중에 각 세포에 대해 기록할 수 있는 추가 표현형 매개변수의 후향적 분석이 가능합니다. 대동맥-생식선-메소네프로스 내피 세포 공동 배양으로 인덱스 분류를 한 후, 개별 클론은 클론이 둥글게 되어 조혈 클러스터를 형성하기 시작하기 전에 대동맥-생식선-메소네프로스 내피 세포층에 통합됩니다.
5-7일간의 공동 배양 후 다양한 크기와 형태의 군체를 감지할 수 있습니다. 여기서, 공동 배양 후 얻은 4개의 서로 다른 콜로니가 표시되며, 3개의 콜로니는 다른 더 분화된 세포 유형과 함께 표현형 조혈 줄기 세포의 서로 다른 비율을 보여주고, 네 번째 콜로니는 조혈 줄기 세포 마커 발현을 가진 세포가 결핍되어 있습니다. 클론 세포 자손의 입양 이식을 통해 시간이 지남에 따라 수혜자 말초 혈액의 골수성 B 및 T 세포 구획에 대한 기증자 기여 후 각 클론의 장기적인 다중 계통 생착 능력을 평가할 수 있습니다.
조혈모세포 표현형을 가진 세포를 포함하는 대부분의 콜로니가 장기 생착을 달성했지만, 일부 클론은 시간이 지남에 따라 생착을 잃기 때문에 기능적 다중 계통 생착을 확인하기 위해 이식이 필요합니다. 그런 다음 각 클론의 기능적 조혈모세포 전위는 정확한 표현형 특성을 식별하기 위해 해당 클론의 원래 인덱스 분류 매개변수와 다시 상관될 수 있습니다. 이 절차에 따라, 시험관 내에서 B 및 T 세포 발달을 지원하는 기질에서 조혈 자손의 2차 배양과 같은 다른 방법을 수행하여 개별 혈구 전구체의 림프구 전위에 대한 추가 질문에 답할 수 있습니다.
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이 연구는 마우스 배아 발달 중 조혈모세포 전구체의 클론 분석 방법론을 제시합니다. 이 접근법은 단일 세포의 인덱스 분류, 내피 세포 공동 배양 및 이식을 결합하여 이들 전구체의 표현형 특성 및 이식 가능성을 평가합니다.
Understanding the phenotypic and functional properties of hematopoietic stem cell precursors is critical for de-risking target validation in regenerative medicine and immunotherapy pipelines. This methodology enables precise correlation of clonal precursor phenotypes with long-term engraftment potential, supporting predictive confidence in early discovery decisions. By resolving rare precursor contributions at single-cell resolution, it informs portfolio prioritization and mechanistic de-risking in hematopoietic lineage-directed therapeutic development.
The method integrates into the discovery continuum from early target validation through preclinical phenotyping, enabling data-driven advancement decisions based on clonal functional outputs.