Dit protocol biedt stapsgewijze richtlijnen voor het opzetten van competitieve muisbeenmergtransplantatie-experimenten om hematopoëtische stam-/voorlopercellenfunctie te bestuderen zonder voorafgaande zuivering van stamcellen door celsortering.
Een abonnement op JoVE is vereist om deze inhoud te bekijken. Log in of start vandaag met uw gratis proefperiode.
Methodenartikel
Dit protocol biedt stapsgewijze richtlijnen voor het opzetten van competitieve muisbeenmergtransplantatie-experimenten om hematopoëtische stam-/voorlopercellenfunctie te bestuderen zonder voorafgaande zuivering van stamcellen door celsortering.
De gouden standaarddefinitie van een hematopoëtische stamcel (HSC) is een cel die, wanneer overgebracht naar een bestraalde ontvanger, de capaciteit heeft om de bloedcelproductie gedurende de levensduur van de ontvanger opnieuw te vestigen. Dit protocol legt uit hoe een functioneel assay wordt ingesteld om de HSC-capaciteiten van twee verschillende populaties cellen te vergelijken, zoals beenmerg van muizen van twee verschillende genotypen, en hoe de ontvangende muizen door middel van flowcytometrie worden geanalyseerd. Het protocol gebruikt HSC-equivalenten in plaats van celsortering voor standaardisatie en bespreekt de voor- en nadelen van beide benaderingen. We bespreken verder verschillende variaties op het basisprotocol, inclusief seriële transplantaties, begrenzende verdunningsassays, homing-assays en niet-competitieve transplantaties, inclusief de voordelen en voorkeursgebruik van deze verschillende benaderingen. Deze assays zijn centraal voor de studie van HSC-functie en kunnen niet alleen worden gebruikt voor de onderzoeking van fundamentele intrinsieke aspecten van HSC-biologie, maar ook voor de ontwikkeling van preklinische assays voor beenmergtransplantatie en HSC-expansie in cultuur.
Hematopoiese is een regeneratief proces dat het aanvullen van bloedcellen die zijn verloren door letsel, straling en celdood verzekert. Dit proces verzekert hematopoietische stamcellen (HSC) die grotendeels in de volwassen beenmerg bevinden. Bovendien kunnen hematopoëtische stamcellen worden gebruikt voor therapeutische doeleinden in auto-immuunziekten, hematologische maligniteiten en immuundeficiënties 1. Er is dus behoefte aan een beter begrip van de mechanismen die HSC functie te reguleren, met inbegrip van hun proliferatieve expansie en hun vermogen om te bereiken en engraft de ontvanger beenmerg na de transplantatie. Hoewel recente studies verschillende celoppervlak markers, zoals de SLAM familieleden CD150 en CD48, prospectief verrijken HSCs volwassen en foetale HSCs ongeveer 50% zuiver 2-4 gemeld, de gouden standaard maat voor functionele HSCs blijft in vivo repopulatie assay bepalen hun vermogen om te herstellen bloed cell productie in een bestraald gastheer 5.
De in vivo klonale opnieuw bevolken test werd oorspronkelijk ontwikkeld door Till McCulloch en 6 en is sindsdien verfijnd en uitgebreid. Zoals oorspronkelijk gedefinieerd, HSC zorgen voor levenslang productie bloedcellen door middel van zelf-vernieuwing en differentiatie. De overdracht van HSC in een bestraalde ontvanger laat ons dus beoordelen: hun vermogen om te differentiëren door de analyse van de verschillende bloedcellijnen (T lymfocyten, B lymfocyten, granulocyten, monocyten) en hun vermogen tot zelfvernieuwing via seriële transplantatie. De test zou meestal om de vergelijking van de functionaliteit en / of de hoeveelheid van twee populaties van HSCs, bijvoorbeeld cellen uit twee muizen van verschillende genotypen of cellen die zijn behandeld of onbehandeld met verschillende factoren die de handhaving of uitbreiding van HSCs invloed kunnen hebben in de cultuur. Donor chimerisme, of de bijdrage van de overgedragen donor HSC to bloedcellen kan dan worden bepaald met stroomcytometrie analyse in het perifere bloed en beenmerg middels celoppervlaktemerkers of andere methoden die donor cellen onderscheiden van de ontvanger of gastheer. De meest gebruikte markers zijn zeker de twee allelen van het gen Ptprc of CD45 leukocyt antigen 7 die is gekozen voor de onderstaande voorbeelden.
De klonale herbevolking test kan zowel competitief of niet-competitief zijn. In een niet-competitieve omgeving, zijn de controle en test HSC overgebracht in afzonderlijke ontvangende muizen en de resultaten voor elk celtype wordt onafhankelijk van de andere. In een competitieve omgeving, is de functie van zowel test- en controle HSCs afgemeten inwoners concurrent HSCs. De hier beschreven protocol gebruikt de competitieve omgeving maar kan ook worden aangepast voor niet-competitieve situaties. Beide benaderingen hebben hun voordelen en beperkingen, en we zullen ze te vergelijken in detail in dediscussie. We beschrijven ook verschillende benaderingen van het eigen vermogen van het aantal getransplanteerde HSC te garanderen, wordt uitgelegd hoe u de test voor de kwantificering van HSC aan te passen door beperkende verdunning assay (LDA), en geeft voorbeelden van zowel de geslaagde en mislukte transplantaties voor de interpretatie van de resultaten.
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Alle in dit protocol beschreven procedures zijn goedgekeurd door de institutionele dier ethische commissie en volg de Canadese Raad over Animal Care richtlijnen.
Opmerking: Om steriele / specifieke pathogeen-vrije woonomstandigheden te behouden, voeren alle procedures in verband met directe omgang met levende muizen in een biologische veiligheid kast of een laminaire stroming kap. Reinigen of steriliseren kooien, beveiligingssystemen, huisvesting materialen, voer en water verstrekt aan de dieren op de juiste wijze. Gebruik alleen steriele, wegwerp naalden voor de injecties en voor bloedafname. Aseptische techniek is cruciaal tijdens de bereiding van het transplantaat.
1. Bereiding van ontvangende muizen
2. Voorbereiding van de Donor en Concurrent Bone Marrow Cells
3. Vaststelling van Donor Cell HSC equivalenten
4. Beenmergplantatie
5. Analyse van perifeer bloed
6. Analyse van Bone Marrow Reconstitutie
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Een algemene beschrijving van de competitieve transplantatie setting, met inbegrip van de secundaire transplantaties (hieronder verder besproken) kan worden gevonden in figuur 1. Een vertegenwoordiger analyse voor pre-transplantatie van beenmerg HSC is te vinden in figuur 2. Meer gedetailleerde informatie over de uitsluiting van doubletten en dode cellen kan elders 9 te vinden.
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
De hier beschreven protocol is bedoeld om de relatieve geschiktheid van de donor (test) HSCs tegen bekende concurrent HSCs evalueren. De situatie van concurrentie verhoogt de relatieve gevoeligheid van de assay (eerder bescheiden afname van stamcellen fitness detecteren) en geeft een interne gekeurd voor de effectiviteit van bestraling en injectie. Er moet echter niet als een absolute maat voor HSC geschiktheid; een daling van de concurrerende reconstructie betekent niet automatisch dat de HSC niet goed zou presteren in...
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
De auteurs verklaren dat ze geen concurrerende financiële belangen hebben.
We zijn dankbaar voor Roxann Hétu-Arbour voor hulp met de figuur ontwerp en de demonstratie van de procedures. Onderzoek in het lab werd ondersteund door een overgang onderscheiding van de Cole Foundation, Discovery verlenen geen. 419226-2012 van het Natural Sciences and Engineering Research Council van Canada (NSERC) en de Canadese Stichting voor Innovatie (CFI Leaders Fund verlenen nr. 31377). KMH is een Chercheur-Boursier Junior voor het Fonds de recherche du Québec - Santé (FRQS).
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
| Naam | Bedrijf | Catalogusnummer | Opmerkingen |
|---|---|---|---|
| Microtainer tubes with K2EDTA | BD Biosciences | 365974 | |
| 20 G naald | BD Syringe | Voor bloedafname uit de kaakslagader | |
| LabQuake Shaker rotisserie | Thermo Scientific | C415110 | |
| Gezuiverd anti-muis CD16/CD32 (kloon 2.4G2, Fc Block) | BD Biosciences | 553142 | 2.50 μg/ml |
| Pe-Cy7-geconjugeerd anti-muis CD3e (kloon 145-2C11) | eBioscience | 25-0031 | 0.25 μg/ml |
| PE-geconjugeerd anti-muis CD19 (kloon 1D3) | eBioscience | 12-0193 | 0.25 μg/ml |
| APC-eFluor780 (APC-Cy7 equivalent)-geconjugeerd anti-muis GR1 (kloon RB6-8C5) | eBioscience | 47-5931 | 0.25 μg/ml |
| FITC-conjugaat anti-muis CD45.1 (kloon A20) | eBioscience | 11-0453 | 2.50 μg/ml |
| eFluor450-geconjugeerd anti-muis CD45.2 (kloon 104) | eBioscience | 48-0454 | 1.00 μg/ml |
| Gebiotinileerd anti-mens/muis CD45R (B220) (kloon RA3-6B2) | eBioscience | 13-0452 | 1.25 μg/ml |
| Gebiotinileerd anti-muis CD3e (kloon 145-2C11) | eBioscience | 13-0031 | 1.25 μg/ml |
| Gebiotinileerd anti-muis CD11b (kloon M1/70) | eBioscience | 13-0112 | 1.25 μg/ml |
| Gebiotinileerd anti-muis GR1 (kloon RB6-8C5) | eBioscience | 13-5931 | 1.25 μg/ml |
| Gebiotinileerd anti-muis TER119 (kloon TER119) | eBioscience | 13-5921 | 0.625 μg/ml |
| V500 streptavidin | BD Biosciences | 56149 | 0.5 μg/ml |
| PE-geconjugeerd anti-muis CD117 (kloon 2B8) | BD Biosciences | 553355 | 0.25 μg/ml |
| PE-Cy7-geconjugeerd anti-muis Ly6A/E (Sca1) (kloon D7) | BD Biosciences | 558162 | 0.25 μg/ml |
| PerCP-eFluor710-geconjugeerd anti-muis CD135 (kloon A2F10) | eBioscience | 46-1351 | 0.5 μg/ml |
| Alexa fluor 647-geconjugeerd anti-muis CD150 (kloon TC15-12F12.2) | Biolegend | 115918 | 0.625 μg/ml BD Biosciences en eBioscience hebben niet hetzelfde kloond |
| 1 ml tuberculine spuit met 27 G naald | BD Syringe | 309623 | |
| 1 ml tuberculine spuit met 25 G naald | BD Syringe | 309626 | |
| 70 μm cel zeef | BD Falcon | 352350 |
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.