Name: Stromale celisolatie van hematopoëtische organen (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2024-01-26T14:45:00.000+00:00
Duration: 5 min 27 s
Description: Leer stromale celisolatie uit murine en humane hematopoëtische organen voor onderzoek naar hematopoëse. Deze protocollen zijn geoptimaliseerd voor single-cell multiomics-analyse.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

We werden ondersteund met deskundige technische assistentie door de HSCI-CRM flowcytometrie-faciliteit in het Massachusetts General Hospital en de Bauer Core Facility van de Harvard University. T.K. en K.G werden gesteund door de Zweedse Onderzoeksraad en C.M. door de Duitse Stichting voor Onderzoek. We danken Sergey Isaev en I-Hsiu Lee voor hun hulp bij de analyse van single-cell RNA-sequencinggegevens.

Al het werk met menselijk weefsel werd uitgevoerd na goedkeuring door de Massachusetts General Hospital Internal Review Board (IRB). Alle dierprocedures werden uitgevoerd in overeenstemming met de richtlijnen van het Massachusetts General Hospital Institutional Animal Care and Use Committee (IACUC). C57Bl/6 muizen, 8-10 weken oud, en zowel mannetjes als vrouwtjes, werden gebruikt voor de huidige studie. De dieren zijn afkomstig van een commerciële bron (zie Materiaaltabel).
1. Bereiding van thymusweefsel bij muizen
<ol><li>Bereid de volgende buffers en oplossingen voor.<ol><li>Medium 199 (M199) met 2% (v/v) foetaal runderserum (FBS) (zie materiaaltabel).</li>
		<li>Muizendissociatiecocktail: 0,5 WU/ml Liberase TM en 6,3 E/ml DNase I in M199 + 2% FBS (zie materiaaltabel).</li>
		<li>M199 met 2% (w/v) runderserumalbumine (BSA). OPMERKING: FBS-bevattend medium kan worden overgeschakeld naar BSA om de RNA-kwaliteit te verbeteren.</li>
	</ol></li>
	<li>Voer de dissectie van de muizenthymus uit<ol><li>Euthanaseer de muis door CO2 -verstikking (volgens institutioneel goedgekeurde protocollen) en leg hem op zijn rug. Maak de vacht op de borst nat door 70% ethanol te spuiten en ga verder met het openen van de borstholte.</li>
		<li>Ontleed de thymus voorzichtig door eerst met een chirurgische schaar een dwarse incisie te maken net onder de ribbenkast. Snijd de ribben aan weerszijden van de muis helemaal tot aan het sleutelbeen. Knip vervolgens het middenrif door zodat de borstwand kan worden losgemaakt. Til de ribben op met een pincet om de borstholte bloot te leggen.<ol><li>De thymus is een wit, bilobbulair orgaan, dat zich aan de bovenkant van de holte bevindt, net boven het hart. Houd de thymus vast met de tang en snijd voorzichtig door het bindweefsel dat de thymus op zijn plaats houdt. Doe het ontlede thymusweefsel in het putje van een 6-wells plaat met M199 + 2% FBS op ijs. OPMERKING: Bij het werken met verouderde of door straling geconditioneerde muizen of gemuteerde stammen met thymusdefecten, kan de thymus zo klein zijn dat een dissectiemicroscoop nodig is om het orgaan op betrouwbare wijze weg te snijden.</li>
		</ol></li>
		<li>Verwijder met behulp van een dissectiemicroscoop al het extrathymisch weefsel met een stompe pincet en een schaar met microveer.</li>
	</ol></li>
	<li>Voer enzymatische dissociatie van het thymusweefsel van muizen uit (30 minuten in stappen van 10 minuten)<ol><li>Plaats de schoongemaakte thymus in de dop van een tube van 15 ml en hak het weefsel fijn met een steriele chirurgische schaar. OPMERKING: Het fijnhakken van het weefsel in de dop van de buis die voor de spijsvertering moet worden gebruikt, minimaliseert weefselverlies als gevolg van overdracht van de ene container naar de andere. Dit is erg belangrijk bij het werken met verouderde of door straling geconditioneerde muizen of mutante stammen met thymusdefecten. De kleine thymus in deze omgevingen maakt het noodzakelijk om het verlies van materiaal waar mogelijk te verminderen.</li>
		<li>Voeg 2 ml muizendissociatiecocktail toe aan de buis van 15 ml, bevestig de dop met de stukjes thymus en keer 5 keer om ervoor te zorgen dat het weefsel opnieuw in de dissociatiecocktail wordt gesuspendeerd.</li>
		<li>Om lekkage te voorkomen, wikkelt u de dop van de buis in paraffinefolie. Plaats de buis vervolgens horizontaal in een waterbad van 37 °C met 250 tpm schudden. Incubeer gedurende 10 min. OPMERKING: Het succes van het verteringsprotocol hangt af van de incubatie die wordt uitgevoerd bij 37 °C en met agitatie. Het beschreven protocol is geoptimaliseerd met behulp van een schudwaterbad. Als dat niet beschikbaar is, kunnen andere benaderingen die agitatie in een verhitte omgeving mogelijk maken, werken, maar we raden aan om het protocol eerst voor deze instellingen te optimaliseren.</li>
		<li>Plaats de tube van 15 ml in een rek en laat de tissuestukjes bezinken. Verwijder het supernatans voorzichtig en giet het over een celzeef van 70 μm in een ijskoude tube van 50 ml.</li>
		<li>Herhaal stap 2-4 twee keer voor in totaal 3 verteringsrondes. Het weefsel moet aan het einde van de laatste incubatie min of meer volledig gedissocieerd zijn.</li>
		<li>Voeg 20 ml M199 + 2% FBS toe aan de verzamelde celsuspensie. Centrifugeren op 500 x g gedurende 5 minuten bij 4 °C.</li>
		<li>Verwijder het supernatans en resuspendeer in een geschikte hoeveelheid M199 + 2% FBS. Ga dan verder met het tellen van cellen. OPMERKING: Het volume M199 + 2% FBS waarin moet worden geresuspendeerd, is afhankelijk van de toestand van de thymus. Voor muizen van 6-10 weken oud raden we aan om het weefsel te resuspenderen in 3-4 ml M199 + 2% FBS. Voor experimenten met verouderd of door straling geconditioneerd weefsel of mutante stammen met thymusdefecten, vereist de kleine thymusgrootte echter lagere volumes variërend van 0,1-1 ml.</li>
		<li>Tel de cellen door de celsuspensie 1:2 te verdunnen in 0,4% (w/v) trypanblauwe oplossing. Laad cellen op een hemocytometer en tel ze onder een helderveldmicroscoop. Tel ongekleurde cellen om het aantal levende cellen per milliliter en het aantal blauwgekleurde cellen te bepalen om de levensvatbaarheid van het monster te beoordelen.</li>
	</ol></li>
	<li>Voer fluorescentie-geactiveerde celsortering uit van het thymusstroma van muizen<ol><li>Draai de cellen rond bij 500 x g gedurende 5 minuten bij 4 °C. Resuspendeer cellen in een concentratie van 5 x 107 cellen/ml in M199 + 2% FBS aangevuld met 25 E/ml Protector RNaseremmer (zie Materiaaltabel).</li>
		<li>Voeg muizen Fc Block toe (zie materiaaltabel) in een concentratie van 2 μg/ml en incubeer gedurende 10 minuten bij 4 °C.</li>
		<li>Kleurer de cellen met de volgende antilichamen: CD45-PE/Cy7 (4 μg/ml), Ter119-PE (4 μg/ml), CD31-BUV737 (2 μg/ml) en EpCam-BV711 (2 μg/ml) (zie materiaaltabel) gedurende 30 minuten bij 4 °C.</li>
		<li>Was de monsters in M199 + 2% BSA en centrifugeer ze gedurende 5 minuten op 500 x g bij 4 °C.</li>
		<li>Verwijder het supernatans en resuspendeer de cellen in M199 + 2% BSA die een levensvatbaarheidskleurstof bevatten, zoals DAPI (0,5 μg/ml) of 7-AAD (1 μg/ml) (zie materiaaltabel). Ga verder met FACS-isolatie van thymus stromale cellen volgens vastgestelde protocollen19.</li>
	</ol></li>
</ol>2. Preparaat van menselijk thymusweefsel
<ol><li>Bereid de volgende buffers en oplossingen voor.<ol><li>Medium 199 (M199) met 2% (v/v) FBS.</li>
		<li>M199 met 1,5% (w/v) BSA.</li>
		<li>Menselijke dissociatiecocktail: 1 mg/ml Collagenase IV en 2 mg/ml Dispase en 6,3 E/ml DNase I in M199 +1,5% BSA (zie materiaaltabel). OPMERKING: De laatste verteringsstap in de bereiding van menselijk thymusweefsel omvat trypsine. Het is daarom van essentieel belang dat alle stappen tot dat punt worden uitgevoerd in BSA-bevattende buffer, aangezien FBS de trypsine-activiteit zal remmen.</li>
	</ol></li>
	<li>Voer isolatie van menselijk thymusweefsel uit<ol><li>Plaats de menselijke thymus (verzameld volgens de eerder gepubliceerde methode19) in een geschikte hoeveelheid M199 + 1,5% BSA en bewaar deze op ijs totdat de verwerking begint.</li>
		<li>Terwijl u met menselijk thymisch weefsel werkt, behandel het dan alsof het mogelijk besmettelijk is door het werk uit te voeren in een weefselkweekkap en standaardvoorzorgsmaatregelen te gebruiken volgens de CDC-richtlijnen20.</li>
		<li>Doe het zakdoekje in een petrischaaltje van 10 cm met 10 ml ijskoud M199 + 1,5% BSA. Verwijder met een steriele tang en schaar voorzichtig extrathymisch vet of weefsel dat is beschadigd tijdens het extraheren van het orgaan.</li>
		<li>Knip de thymus met een chirurgische schaar en een tang in blokjes van 1 cm3 en gebruik de zuiger van een spuit van 10 ml om de stukjes voorzichtig naar beneden te duwen. Hierdoor komt een deel van de zich ontwikkelende thymocyten vrij, waardoor het volume van het te verteren weefsel wordt verminderd. OPMERKING: Bewaar de vrijgekomen hematopoëtische fractie als latere analyse van de ontwikkelingsstadia van thymocyten nodig is. Combineer deze fractie echter niet met de stromale celfractie die ontstaat tijdens de enzymatische vertering. Er werd waargenomen dat het samenvoegen van de twee fracties het risico op verstoppingen in de celsuspensie aanzienlijk verhoogt, waardoor uiteindelijk de opbrengst van stromale cellen wordt verminderd. Weinig stromale cellen gaan verloren tijdens het zachte verpletteren van het weefsel.</li>
	</ol></li>
	<li>Voer enzymatische dissociatie van menselijk thymusweefsel uit (90 min in stappen van 30 min)<ol><li>Breng ongeveer 5 mg van de licht geplette stukjes thymusweefsel over in de dop van een kegelvormig buisje van 50 ml. Knip het weefsel vervolgens fijn af met een steriele chirurgische schaar.</li>
		<li>Pipetteer 8 ml menselijke dissociatiecocktail in de buis van 50 ml, bevestig de dop met het fijngehakte menselijke thymusweefsel en keer de buis vervolgens voorzichtig 5 keer om om ervoor te zorgen dat al het weefsel wordt gemengd met de enzymcocktail.</li>
		<li>Zet de dop van de buis vast met paraffinefolie om lekkage te voorkomen. Incubeer de buis horizontaal in een schuddend (250 rpm) waterbad bij 37 °C gedurende 30 min.</li>
		<li>Plaats de tube van 50 ml in een rek en laat de stukjes menselijk thymusweefsel bezinken voordat u het supernatans verwijdert en over een celzeef van 70 μm in een nieuwe tube van 50 ml op ijs plaatst.</li>
		<li>Herhaal stap 2.3.2-1.3.4 voor in totaal twee verteringsrondes met de menselijke dissociatiecocktail.</li>
		<li>Nadat de tweede verteringsronde is voltooid, voegt u nog eens 8 ml van de menselijke dissociatiecocktail toe aan het resterende weefsel. Vervolgens wordt ook 2 ml 0,25% trypsine in de weefseldissociatiebuis gepipetteerd. Incubeer nog 30 minuten bij 37 °C, schudden bij 250 tpm. OPMERKING: Het is absoluut noodzakelijk dat de verteringstijd voor menselijk weefsel ten minste 90 minuten is, omdat kortere incubatietijden leiden tot drastisch verminderde stromale celopbrengsten.</li>
		<li>Zodra de laatste incubatiestap is voltooid, bundelt u de celsuspensie en de resterende weefselfragmenten met het supernatans dat in de vorige stappen is verzameld door over een celzeef van 70 μm te gaan. Voeg 3 ml FBS toe aan het monster om de trypsinereactie te doorbreken en plaats het op ijs.</li>
		<li>Ga verder met het tellen van de cellen zoals beschreven in stap 1.3.</li>
	</ol></li>
	<li>Voer fluorescentie-geactiveerde celsortering van menselijk thymusstroma uit<ol><li>Draai de celsuspensie van menselijke thymus af en resuspendeer in een concentratie van 5 x 107 cellen/ml in M199 + 2% FBS aangevuld met 25 E/ml Protector RNaseremmer.</li>
		<li>Incubeer met humaan Fc Block (5 μg/ml) (zie materiaaltabel) gedurende 10 minuten bij 4 °C.</li>
		<li>Kleur het monster gedurende 30 minuten bij 4 °C met CD45-BV711 (2,5 μg/ml), CD235a-BV711 (2,5 μg/ml), Lineage-cocktail-FITC (3,76 μg/ml), CD66b-FITC (20 μl/100 μl monster), CD8-APC/Cy7 (5 μl/100 μl monster), CD4-BV605 (5 μl/100 μl monster), CD31-PE/Dazzle594 (10 μg/ml) en EpCam-BV421 (2,5 μg/ml) (zie materiaaltabel).</li>
		<li>Was de monsters in M199 + 1,5% BSA en centrifugeer ze gedurende 5 minuten op 500 x g bij 4 °C.</li>
		<li>Verwijder het supernatans en resuspendeer de cellen in M199 + 1,5% BSA die een levensvatbaarheidskleurstof bevatten, zoals DAPI (0,5 μg/ml) of 7-AAD (1 μg/ml). Ga verder met FACS-isolatie van thymus stromale cellen volgens vastgestelde protocollen19.</li>
	</ol></li>
</ol>3. Bereiding van muizen, bot- en beenmergweefsel
OPMERKING: Bot- en beenmergfracties worden bereid in twee afzonderlijke verteringsreacties om een maximale zuiverheid van stromale cellen en optimale dissociatie van weefsels te verkrijgen. De monsters kunnen na de verteringsstappen worden samengevoegd om te worden gesorteerd als één stromaal compartiment.
<ol><li>Bereid de volgende buffers en oplossingen voor.<ol><li>M199 met 2% (v/v) FBS.</li>
		<li>Muizen B&M (been en merg) dissociatiecocktail: Stemxyme 2 mg/ml, dispase 1 mg/ml en 10 E/ml DNase I (zie materiaaltabel) in M199 +2% FBS. LET OP: Bereid B&M dissociatiemix vers voor en bewaar het mengsel op ijs tot gebruik.</li>
		<li>M199 met 0,5% (w/v) BSA.</li>
		<li>Fosfaatgebufferde zoutoplossing (PBS) met 0,5% (w/v) BSA.</li>
		<li>M199 met 2% (w/v) runderserumalbumine (BSA) en 2 mM EDTA. OPMERKING: FBS-bevattend medium kan worden overgeschakeld naar BSA om de RNA-kwaliteit te verbeteren.</li>
	</ol></li>
	<li>Voer muizenbeenmergscheiding uit<ol><li>Euthanaseer de muis door CO2 -verstikking (volgens institutioneel goedgekeurde protocollen). Spuit met 70% ethanol om de vacht nat te maken.</li>
		<li>Verwijder voorzichtig het dijbeen, het scheenbeen, het bekken en het opperarmbeen aan elke kant en plaats ze in een kuiltje met M199 + 2% FBS op ijs21,22.</li>
		<li>Verwijder al het spier-, ligament- en kraakbeenweefsel met weefseldoekjes om schade aan het bot te minimaliseren en de periostale laag te behouden. Plaats ze in een nieuw putje met M199 + 2% FBS op ijs.</li>
		<li>Gebruik een scalpel en snijd de groeischijven van de pijpbeenderen door om de epifyse te verwijderen en plaats deze in een schaal van 10 cm met M199 + 2% FBS op ijs.</li>
		<li>Spoel het beenmerg uit de botten tot het bleekwit is. Gebruik een naald van 28 g en een spuit van 10 ml gevuld met 10 ml M199 + 2% FBS om het merg in een tube van 15 ml op ijs te spoelen. Plaats het gespoelde bot in de schaal van 10 cm met de epifyse. OPMERKING: Volledige spoeling van het beenmerg voor volledige scheiding van weefsels zal resulteren in een betere monstervoorbereiding.</li>
	</ol></li>
	<li>Voer enzymatische dissociatie van het beenmergweefsel van muizen uit (totaal 30 minuten in stappen van 10 minuten)<ol><li>Laat de tube van 15 ml rechtop op het ijs staan totdat het merg naar de bodem van de tube zakt. Verwijder langzaam de 10 ml M199 + 2% FBS door te pipetteren.</li>
		<li>Voeg 4 ml B&M-dissociatiecocktail toe aan de tube van 15 ml en plaats deze gedurende 10 minuten in een waterbad van 37 °C (niet schudden).</li>
		<li>Keer de tube na 5 minuten drie keer om en plaats deze terug in het waterbad.</li>
		<li>Zorg er na de eerste 10 minuten voor dat de pellet op de bodem ligt en verzamel het supernatans terwijl u door een celzeef van 70 μm in een ijskoude buis van 50 ml filtert. Voeg 2 ml verse B&M dissociatiecocktail toe aan de resterende BM-pellet en plaats deze terug in het waterbad.</li>
		<li>Dissocieer eventuele resterende stukjes beenmerg door krachtig te pipetteren met behulp van een pipet van 1 ml. Verzamel alle resulterende celsuspensie in dezelfde buis als in de vorige stappen. Voeg 20 ml M199 + 0,5% BSA + 2 mM EDTA toe aan de verzamelde celsuspensie. OPMERKING: In stap 3.3.5 bevat de buffer die na het laatste verteerde monster wordt toegevoegd, EDTA om verdere enzymatische activiteit te helpen remmen.</li>
	</ol></li>
	<li>Voer hematopoëtische celdepletie van muizenbeenmergweefsel uit.<ol><li>Centrifugeer de cellen bij 500 x g gedurende 5 minuten bij 4 °C. Resuspenderen in 500 μL PBS + 0,5% BSA met biotine-antilichamen (5 mg/ml) gericht op CD45, Ter119, CD11b, Gr1, B220 en CD3 (zie materiaaltabel). Breng over naar een buis met ronde bodem en een dop.</li>
		<li>Incubeer op een orbitale shaker gedurende 10 minuten bij kamertemperatuur in het donker.</li>
		<li>Draai de magnetische kralen grondig door en voeg 25 μL magnetische kralen toe aan de buis.</li>
		<li>Incubeer op een orbitale shaker gedurende 5 minuten bij kamertemperatuur in het donker.</li>
		<li>Plaats de buis 2-3 minuten in de bijpassende magneet en vang het supernatans op in een verse buis. OPMERKING: Het beenmerg kan na deze stap worden samengevoegd of gescheiden worden gehouden van de botfractie. Als de uitputting van de afstamming succesvol is, moet de resulterende celsuspensie vrij zijn van rode bloedcellen.</li>
	</ol></li>
	<li>Voer enzymatische dissociatie van botweefsel van muizen uit.<ol><li>Breek de botten in kleinere stukken in de schaal van 10 cm met de platte dop van een tube van 50 ml. Filtreer het supernatans door een celzeef van 70 μm om botfragmenten in het filter te isoleren. OPMERKING: Als alternatief kan een vijzel en stamper worden gebruikt voor botfragmentatie. Deze optie heeft echter de neiging om meer puin te genereren en de levensvatbaarheid van stromale cellen te verlagen wanneer het bot wordt geslepen in plaats van gebroken. De stromacellen zitten nog steeds vast aan en in het bot en het supernatans dat hematopoëtische cellen bevat, moet worden weggegooid.</li>
		<li>Gebruik een schaar om de botfragmenten in de celzeef af te knippen. Dit zal het oppervlak vergroten voor een efficiëntere enzymatische dissociatie. Was het bot met 5 ml M199 + 2% FBS.</li>
		<li>Plaats de botfractie in 5 ml muizen B&M-dissociatie (zie Materiaaltabel) mengsel in een nieuw buisje van 50 ml.</li>
		<li>Om lekkage te voorkomen, wikkelt u de dop van de buis in paraffinefolie. Plaats de buis vervolgens horizontaal in een waterbad van 37 °C met 120 tpm schudden gedurende 30 minuten.</li>
		<li>Voeg na de digestie 25 ml M199 + 0,5% BSA + 2 mM EDTA toe en filtreer het supernatans met de stromale cellen door een celzeef van 70 μm in een ijskoud buisje van 50 ml. OPMERKING: Controleer of de resulterende botfragmenten zichtbaar zijn verminderd door de spijsvertering. In stap 3.5.5 bevat de buffer die na het laatste verteerde monster wordt toegevoegd, EDTA om verdere enzymatische activiteit te helpen remmen.</li>
	</ol></li>
	<li>Voer fluorescentie-geactiveerde celsortering uit van muizen, bot- en beenmergstroma.<ol><li>Draai de cellen rond bij 500 x g gedurende 5 minuten bij 4 °C.</li>
		<li>Resuspenderen in muizen Fc Block in een concentratie van 10 μg/ml in PBS + 0,5% BSA + 2 mM EDTA en gedurende 10 minuten incuberen bij 4 °C.</li>
		<li>Kleuring de cellen (tot 10 miljoen cellen/100 μL totaal kleuringsvolume) met de volgende antilichamen: CD45-PE/Cy7 (1 μg/ml), Ter119-PE/Cy7 (1 μg/ml), CD31-BV421 (0,66 μg/ml), CD140a-APC (2 μg/ml), Sca1-AF700 (0,66 μg/ml), CD51-PE (2 μg/ml), CD105-PE/dazzle (2 μg/ml) (zie materiaaltabel).</li>
		<li>Laat Calcein-AM in evenwicht komen tot kamertemperatuur en resuspendeer in 50 μL DMSO. Bereid vers voor elk gebruik. Na resuspensie op kamertemperatuur bewaren. Verdun de calceïne vooraf in PBS (0,1 mg/ml) voordat u het aan het monster toevoegt (20 μg/ml) dat al is geresuspendeerd in de antilichaamkleuringscocktail en incubeer gedurende 20-30 minuten bij 4 °C in het donker.</li>
		<li>Was de monsters in PBS + 0,5% BSA + 2 mM EDTA en centrifugeer op 500 x g gedurende 5 minuten bij 4 °C.</li>
		<li>Verwijder het supernatans en resuspendeer de cellen in PBS + 0,5% BSA + 2 mM EDTA. Ga verder met FACS-isolatie van bot- en beenmergstromale cellen volgens vastgestelde protocollen19.</li>
	</ol></li>
</ol>

Optimalisatie van stromale celisolatie van thymus en beenmerg

<ol><li>Baryawno, N., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+cellular+taxonomy+of+the+bone+marrow+stroma+in+homeostasis+and+leukemia%5BTitle%5D)+AND+%22Cell%22%5BJournal%5D)">A cellular taxonomy of the bone marrow stroma in homeostasis and leukemia.</a> Cell. 177 (7), 1915-1932 (2019).</li>
<li>Severe, N., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Stress-induced+changes+in+bone+marrow+stromal+cell+populations+revealed+through+single-cell+protein+expression+mapping%5BTitle%5D)+AND+%22Cell+Stem+Cell%22%5BJournal%5D)">Stress-induced changes in bone marrow stromal cell populations revealed through single-cell protein expression mapping.</a> Cell Stem Cell. 25 (4), 570-583 (2019).</li>
<li>Han, J., Zuniga-Pflucker, J. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+2020+view+of+thymus+stromal+cells+in+t+cell+development%5BTitle%5D)+AND+%22J+Immunol%22%5BJournal%5D)">A 2020 view of thymus stromal cells in t cell development.</a> J Immunol. 206 (2), 249-256 (2021).</li>
<li>Park, J. E., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+cell+atlas+of+human+thymic+development+defines+t+cell+repertoire+formation%5BTitle%5D)+AND+%22Science%22%5BJournal%5D)">A cell atlas of human thymic development defines t cell repertoire formation.</a> Science. 367 (6480), (2020).</li>
<li>Denisenko, E., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Systematic+assessment+of+tissue+dissociation+and+storage+biases+in+single-cell+and+single-nucleus+rna-seq+workflows%5BTitle%5D)+AND+%22Genome+Biol%22%5BJournal%5D)">Systematic assessment of tissue dissociation and storage biases in single-cell and single-nucleus rna-seq workflows.</a> Genome Biol. 21 (1), 130(2020).</li>
<li>Lischetti, U., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Dynamic+thresholding+and+tissue+dissociation+optimization+for+cite-seq+identifies+differential+surface+protein+abundance+in+metastatic+melanoma%5BTitle%5D)+AND+%22Commun+Biol%22%5BJournal%5D)">Dynamic thresholding and tissue dissociation optimization for cite-seq identifies differential surface protein abundance in metastatic melanoma.</a> Commun Biol. 6 (1), 830(2023).</li>
<li>Ding, L., Saunders, T. L., Enikolopov, G., Morrison, S. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Endothelial+and+perivascular+cells+maintain+haematopoietic+stem+cells%5BTitle%5D)+AND+%22Nature%22%5BJournal%5D)">Endothelial and perivascular cells maintain haematopoietic stem cells.</a> Nature. 481 (7382), 457-462 (2012).</li>
<li>Mendez-Ferrer, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Mesenchymal+and+haematopoietic+stem+cells+form+a+unique+bone+marrow+niche%5BTitle%5D)+AND+%22Nature%22%5BJournal%5D)">Mesenchymal and haematopoietic stem cells form a unique bone marrow niche.</a> Nature. 466 (7308), 829-834 (2010).</li>
<li>Raaijmakers, M. H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((progenitor+dysfunction+induces+myelodysplasia+and+secondary+leukaemia%5BTitle%5D)+AND+%22Nature%22%5BJournal%5D)">progenitor dysfunction induces myelodysplasia and secondary leukaemia.</a> Nature. 464 (7290), 852-857 (2010).</li>
<li>Himburg, H. A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Distinct+bone+marrow+sources+of+pleiotrophin+control+hematopoietic+stem+cell+maintenance+and+regeneration%5BTitle%5D)+AND+%22Cell+Stem+Cell%22%5BJournal%5D)">Distinct bone marrow sources of pleiotrophin control hematopoietic stem cell maintenance and regeneration.</a> Cell Stem Cell. 23 (3), 370-381 (2018).</li>
<li>Zhou, B. O., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((marrow+adipocytes+promote+the+regeneration+of+stem+cells+and+haematopoiesis+by+secreting+scf%5BTitle%5D)+AND+%22Nat+Cell+Biol%22%5BJournal%5D)">marrow adipocytes promote the regeneration of stem cells and haematopoiesis by secreting scf.</a> Nat Cell Biol. 19 (8), 891-903 (2017).</li>
<li>Steinmann, G. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Changes+in+the+human+thymus+during+aging%5BTitle%5D)+AND+%22Curr+Top+Pathol%22%5BJournal%5D)">Changes in the human thymus during aging.</a> Curr Top Pathol. 75, 43-88 (1986).</li>
<li>Steinmann, G. G., Klaus, B., Muller-Hermelink, H. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+involution+of+the+ageing+human+thymic+epithelium+is+independent+of+puberty.+A+morphometric+study%5BTitle%5D)+AND+%22Scand+J+Immunol%22%5BJournal%5D)">The involution of the ageing human thymic epithelium is independent of puberty. A morphometric study.</a> Scand J Immunol. 22 (5), 563-575 (1985).</li>
<li>Ambrosi, T. H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Adipocyte+accumulation+in+the+bone+marrow+during+obesity+and+aging+impairs+stem+cell-based+hematopoietic+and+bone+regeneration%5BTitle%5D)+AND+%22Cell+Stem+Cell%22%5BJournal%5D)">Adipocyte accumulation in the bone marrow during obesity and aging impairs stem cell-based hematopoietic and bone regeneration.</a> Cell Stem Cell. 20 (6), 771-784 (2017).</li>
<li>Ho, Y. H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Remodeling+of+bone+marrow+hematopoietic+stem+cell+niches+promotes+myeloid+cell+expansion+during+premature+or+physiological+aging%5BTitle%5D)+AND+%22Cell+Stem+Cell%22%5BJournal%5D)">Remodeling of bone marrow hematopoietic stem cell niches promotes myeloid cell expansion during premature or physiological aging.</a> Cell Stem Cell. 25 (3), 407-418 (2019).</li>
<li>Kusumbe, A. P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Age-dependent+modulation+of+vascular+niches+for+haematopoietic+stem+cells%5BTitle%5D)+AND+%22Nature%22%5BJournal%5D)">Age-dependent modulation of vascular niches for haematopoietic stem cells.</a> Nature. 532 (7599), 380-384 (2016).</li>
<li>Seach, N., Wong, K., Hammett, M., Boyd, R. L., Chidgey, A. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Purified+enzymes+improve+isolation+and+characterization+of+the+adult+thymic+epithelium%5BTitle%5D)+AND+%22J+Immunol+Methods%22%5BJournal%5D)">Purified enzymes improve isolation and characterization of the adult thymic epithelium.</a> J Immunol Methods. 385 (1-2), 23-34 (2012).</li>
<li>Stoeckle, C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Isolation+of+myeloid+dendritic+cells+and+epithelial+cells+from+human+thymus%5BTitle%5D)+AND+%22J+Vis+Exp%22%5BJournal%5D)">Isolation of myeloid dendritic cells and epithelial cells from human thymus.</a> J Vis Exp. (79), e50951(2013).</li>
<li>Gustafsson, K., Scadden, D. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Isolation+of+thymus+stromal+cells+from+human+and+murine+tissue%5BTitle%5D)+AND+%22Methods+Mol+Biol%22%5BJournal%5D)">Isolation of thymus stromal cells from human and murine tissue.</a> Methods Mol Biol. 2567, 191-201 (2023).</li>
<li>Centers for disease control prevenetion (cdc) infection control. , Available from: 
 <a target="_blank" href="Https://Www.Cdc.Gov/Infectioncontrol/Basics/Standard-Precautions.Html">Https://Www.Cdc.Gov/Infectioncontrol/Basics/Standard-Precautions.Html</a> (2023).</li>
<li>Amend, S. R., Valkenburg, K. C., Pienta, K. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Murine+hind+limb+long+bone+dissection+and+bone+marrow+isolation%5BTitle%5D)+AND+%22J+Vis+Exp%22%5BJournal%5D)">Murine hind limb long bone dissection and bone marrow isolation.</a> J Vis Exp. (110), e53936(2016).</li>
<li>Zhu, H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+protocol+for+isolation+and+culture+of+mesenchymal+stem+cells+from+mouse+compact+bone%5BTitle%5D)+AND+%22Nat+Protoc%22%5BJournal%5D)">A protocol for isolation and culture of mesenchymal stem cells from mouse compact bone.</a> Nat Protoc. 5 (3), 550-560 (2010).</li>
<li>Calvi, L. M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Osteoblastic+cells+regulate+the+haematopoietic+stem+cell+niche%5BTitle%5D)+AND+%22Nature%22%5BJournal%5D)">Osteoblastic cells regulate the haematopoietic stem cell niche.</a> Nature. 425 (6960), 841-846 (2003).</li>
<li>Kode, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Leukaemogenesis+induced+by+an+activating+beta-catenin+mutation+in+osteoblasts%5BTitle%5D)+AND+%22Nature%22%5BJournal%5D)">Leukaemogenesis induced by an activating beta-catenin mutation in osteoblasts.</a> Nature. 506 (7487), 240-244 (2014).</li>
<li>Agarwal, P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Mesenchymal+niche-specific+expression+of+cxcl12+controls+quiescence+of+treatment-resistant+leukemia+stem+cells%5BTitle%5D)+AND+%22Cell+Stem+Cell%22%5BJournal%5D)">Mesenchymal niche-specific expression of cxcl12 controls quiescence of treatment-resistant leukemia stem cells.</a> Cell Stem Cell. 24 (5), 769-784 (2019).</li>
<li>Duarte, D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Inhibition+of+endosteal+vascular+niche+remodeling+rescues+hematopoietic+stem+cell+loss+in+aml%5BTitle%5D)+AND+%22Cell+Stem+Cell%22%5BJournal%5D)">Inhibition of endosteal vascular niche remodeling rescues hematopoietic stem cell loss in aml.</a> Cell Stem Cell. 22 (1), 64-77 (2018).</li>
<li>O'flanagan, C. H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Dissociation+of+solid+tumor+tissues+with+cold+active+protease+for+single-cell+rna-seq+minimizes+conserved+collagenase-associated+stress+responses%5BTitle%5D)+AND+%22Genome+Biol%22%5BJournal%5D)">Dissociation of solid tumor tissues with cold active protease for single-cell rna-seq minimizes conserved collagenase-associated stress responses.</a> Genome Biol. 20 (1), 210(2019).</li>
<li>Stoeckius, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Cell+hashing+with+barcoded+antibodies+enables+multiplexing+and+doublet+detection+for+single+cell+genomics%5BTitle%5D)+AND+%22Genome+Biol%22%5BJournal%5D)">Cell hashing with barcoded antibodies enables multiplexing and doublet detection for single cell genomics.</a> Genome Biol. 19 (1), 224(2018).</li>
</ol>

D.T.S. is bestuurder en aandeelhouder van Agios Therapeutics en Editas Medicines; een oprichter, directeur, aandeelhouder en lid van de wetenschappelijke adviesraad voor Magenta Therapeutics en LifeVault Bio, een aandeelhouder en oprichter van Fate Therapeutics en Garuda Therapeutics, en een directeur, oprichter en aandeelhouder voor Clear Creek Bio, een consultant voor FOG Pharma, Inzen Therapeutics en VCanBio, en een ontvanger van gesponsorde onderzoeksfinanciering van Sumitomo Dianippon. D.T.S en K.G zijn uitvinders van patent US20220143099A1.

Stromale cellen in hematopoëtische organen zijn van cruciaal belang voor een normale bloedproductie en hematopoëtische stromaverstoringen kunnen leiden tot ernstige stoornissen in het hematopoëtisch onderhoud en de reactie op stress 9,23,24. Inzicht in hematopoëtische stromale cellen is essentieel voor het begrijpen van hematologische ziekten 7,9,10,24 en voor het vermogen om therapieën te ontwikkelen om ze te bestrijden25,26. Het reproduceerbaar scheiden van hematopoëtisch stroma van parenchym is echter een uitdaging, vooral met de komst van single-cell multiomics die hoogwaardige monstervoorbereidingen vereisen en tegelijkertijd de opbrengst en variëteit van stromale cellen maximaliseren. De hier beschreven protocollen zijn geoptimaliseerd om compatibel te zijn met de meeste stroomafwaartse multiomics-toepassingen en tegelijkertijd te voldoen aan de uitdagingen van het isoleren van hematopoëtische stromale cellen 1,2,19.
Het eerste probleem waarmee rekening moet worden gehouden bij de isolatie van hematopoëtische stromale cellen zijn dissociatieomstandigheden. Optimale dissociatie is van cruciaal belang om stromacellen uit het weefsel vrij te maken om de volledige heterogeniteit van het stromacompartiment 1,2 weer te geven. Het kiezen van de juiste dissociatiemix hangt af van de experimentele reikwijdte en stroomafwaartse protocollen. We raden aan om dissociatiemixen zo vers mogelijk te bereiden en ze tot gebruik op ijs te bewaren. Sommige componenten zijn moeilijk op te lossen, zoals dispase, en hebben mogelijk meer tijd nodig voor het mengen van pipet. Vortexen worden niet aanbevolen, omdat dit de natuurlijke conformatie van de spijsverteringsenzymen kan verstoren, wat uiteindelijk kan leiden tot hun inactivering. Belangrijk is dat EDTA de enzymatische activiteit remt en moet worden vermeden tijdens actieve verteringsstappen, maar kan worden gebruikt om de reactie te stoppen als de enzymbevattende buffer niet onmiddellijk kan worden verwijderd. Naast het enzymmengsel zelf zijn twee punten van cruciaal belang voor een efficiënte dissociatie van weefsel: (1) grondig breken en snijden om het oppervlak te vergroten en (2) voldoende incubatietijd met de spijsverteringsenzymen. Menselijk thymusweefsel is bijvoorbeeld aanzienlijk moeilijker te dissociëren dan muizenweefsel en de verteringstijden moeten daarom langer zijn. Als er geen correctie wordt gemaakt voor menselijk weefsel, zullen de stromale opbrengst en de celvariëteit afnemen (Figuur 2A). Dissociatie-enzymen hebben een optimale temperatuur van 37 °C nodig, wat onvermijdelijk de genexpressie beïnvloedt27. Hoewel koude dissociatie of dissociatie bij lagere temperatuur wenselijk zou zijn om celtoestanden te behouden, zijn er momenteel geen in de handel verkrijgbare combinaties van koude-actieve dissociatie-enzymen die geschikt zijn voor bot en beenmerg. Voor elk weefsel dat vertering nodig heeft, zullen de heterogeniteit en de procentuele bijdrage die van verschillende celtypen wordt verkregen, steevast veranderen met de verteringstijd, de samenstelling van de enzymcocktail en de verwerking. Stroomafwaarts van deze eerste stappen zullen heterogeniteit en representatie verder worden beperkt door filtratiestappen zoals nozzlegroottes tijdens het sorteren en vangen van uitdagende celtypen (bijv. adipocyten uit stroma) en kanaaldiameters van fluïdische apparaten. Bij het vergelijken van datasets moeten we er dus rekening mee houden dat deze verschillen in protocollen van invloed kunnen zijn op de vertegenwoordiging van subpopulaties. Hieruit volgt logischerwijs dat we waakzaam moeten zijn over het gelijk houden van verwerkingsstappen bij het meten van de impact van verstoringen in stromale systemen.
Hoewel de kosten van sequencing zijn en afnemen, worden technologieën voor één cel vaak beperkt door het aantal cellen dat kan worden geanalyseerd. Om de capaciteit van elke reagenskit te optimaliseren, werd waar mogelijk gebruik gemaakt van magnetische depletie van hematopoëtische cellen. Dit maakt het mogelijk om een groot aantal verontreinigende cellen te vermijden, die veel talrijker zijn dan stroma, zowel in de beenmerg- als in de thymusmonsterfracties. Als het uitgangsmateriaal echter beperkt is, zoals in het geval van thymusweefsel na transplantatie, kan het verhoogde, niet-specifieke verlies van cellen dat magnetische depletiestrategieën steevast met zich meebrengen, dit af te raden. Bovendien genereert tijdens de voorbereiding en vertering van de weefsels het pletten, snijden en enzymatische afgifte van extracellulaire matrixcomponenten een grote hoeveelheid puin. Dit type verontreiniging kan, als het in het monster wordt achtergelaten voor analyse, verstoppingsproblemen veroorzaken bij de stroomafwaartse verwerking, negatieve putjes veroorzaken voor het sorteren van de enkelvoudige celindex en de percentages van de moederpoort in de analyse sterk opblazen. Calceïnekleuring werd gebruikt om positief te zijn voor cellen/levende cellen. Calceïne is verkrijgbaar in verschillende kleuren, waardoor het zeer aanpasbaar is aan uw kleuringsmatrix. Zorg er bij het werken met calceïne voor dat u de kleurstof niet blootstelt aan herhaalde vries-dooicycli (d.w.z. bereid altijd vers voor en bewaar na het oplossen op kamertemperatuur).
De mogelijkheid om monsters te multiplexen op basis van antilichamen met een barcode van DNA-oligos28 zorgt voor een groter nut van sequentiereacties op cellen op platforms zoals 10x Genomics. De hashtagging-antilichamen die zijn ontworpen voor monstermultiplexing hebben verschillende doelen voor celoppervlaktemoleculen of het kernmembraan en specificiteit voor zowel muis als mens. Hoewel het hashtagging-systeem voor cellen met succes is gebruikt voor meerdere weefsels, kunnen experimenten die spijsverteringsenzymmengsels combineren met het daaropvolgende gebruik van hashtags leiden tot drastisch verminderd herstel. We hebben geprobeerd om extra wasstappen na dissociatie op te nemen en EDTA toegevoegd om de activiteit van de spijsverteringsenzymen te remmen. Maar zelfs met deze stappen kunt u een lagere hashtag-identificatie verwachten dan hematopoëtische cellen. Het bleek dat met enzymatische vergistingsprotocollen de hashtag-vangstpercentages tussen 30%-70% lagen. Dit gebeurt ondanks het feit dat dezelfde antilichaamkloon met een fluorochroomconjugaat dat >90% van de stromale cellen in dezelfde populatie is gelabeld. Elk experimenteel ontwerp waarbij enzymatische vertering van weefsel wordt gecombineerd met hashtagging, moet worden getest en voorzichtigheid moet worden betracht om enzymatische remming te garanderen.

Bij de gezonde volwassene vindt de novo productie van bloedcellen plaats in het beenmerg en de thymus. Stromale cellen op deze plaatsen zijn essentieel voor het behoud van hematopoëse, maar stroma vormt minder dan 1% van het weefsel 1,2,3,4. Het verkrijgen van zuivere isolaten van hematopoëse-ondersteunend stroma vormt daarom een aanzienlijke uitdaging, met name voor eencellige multiomics die een snelle verwerking vereisen om monsters van hoge kwaliteit te verkrijgen. Componenten van verschillende spijsverteringscocktails kunnen bepaalde stappen in multiomics-analyse verstoren 5,6. De hier gepresenteerde protocollen beschrijven de isolatie van een grote verscheidenheid aan stromale cellen uit beenmerg- en thymusweefsel.
Verstoringen van stromale bestanddelen in zowel het beenmerg als de thymus leiden tot een ernstige verstoring van de ontwikkeling van bloedcellen en kunnen leiden tot maligniteiten 7,8,9. Hematopoëse-ondersteunend stroma is beschadigd na cytotoxische conditionering en beenmergtransplantatie, wat resulteert in verminderde secretie van cytokinen en groeifactoren die hematopoëtische stam- en voorlopercellen (HSPC's) ondersteunen2,10,11. Bovendien beïnvloedt veroudering de stromale cellen van het beenmerg en de thymus, wat waarschijnlijk bijdraagt aan verouderde hematopoëtische fenotypes. De thymus is het eerste orgaan dat uitgebreide leeftijdsgebonden involutie ondergaat. Vet en fibrotisch weefsel beginnen al bij het begin van de puberteit met het vervangen van T-celondersteunend stroma12,13. In het beenmerg neemt het gehalte aan adipocyten toe met de leeftijd en worden de vasculaire en endosteale niches aanzienlijk geremodelleerd 14,15,16.
Om studie van hematopoëse-ondersteunend stroma in meerdere stresstoestanden mogelijk te maken en in het geval van de thymus van zowel menselijk als muizenweefsel, hebben we eerder gepubliceerde spijsverteringsprotocollen geoptimaliseerd 1,2,8,17,18. Deze protocollen zorgen voor een efficiënte en reproduceerbare isolatie van cellen en zijn compatibel met single-cell RNAsequencing (scRNAseq) en andere soorten multiomics.

<table><tbody><tr><td>0.25% Trypsin-EDTA</td><td>Thermo Fisher Scientific</td><td>25200-072</td><td></td></tr><tr><td>7AAD (7-aminoactinomycin D)</td><td>BD Biosciences</td><td>559925</td><td></td></tr><tr><td>Anti-Human Lineage Cocktail 3-FITC</td><td>BD Biosciences</td><td>643510</td><td></td></tr><tr><td>Bovine Serum Albumin</td><td>Millipore Sigma</td><td>A9647</td><td></td></tr><tr><td>C57Bl/6 mice</td><td>Jackson</td><td>664</td><td>Mannen of vrouwen, 8-12 weken oud</td></tr><tr><td>Calcein&nbsp;</td><td>Fisher Scientific</td><td>65-0853-78</td><td></td></tr><tr><td>Collagenase IV</td><td>Millipore Sigma</td><td>C5138</td><td></td></tr><tr><td>Corning Sterile Cell Strainers, White, Mesh Size: 70 &micro;m</td><td>Fisher Scientific</td><td>08-771-2</td><td></td></tr><tr><td>Dispase II</td><td>Thermo Fisher Scientific</td><td>17105041</td><td></td></tr><tr><td>Dnase I Solution</td><td>Thermo Fisher Scientific</td><td>90083</td><td>&nbsp;2500 U/mL</td></tr><tr><td>Easysep mouse streptavidin RapidSpheres Isolation kit</td><td>StemCell Technologies</td><td>19860</td><td></td></tr><tr><td>Fetal Bovine Serum</td><td>Gibco</td><td>A31605-01</td><td>Qualified One Shot</td></tr><tr><td>Human Fc Block</td><td>BD Biosciences</td><td>564220</td><td></td></tr><tr><td>Liberase TM&nbsp;</td><td>Millipore Sigma</td><td>5401127001</td><td>Research Grade</td></tr><tr><td>Medium 199</td><td>Gibco</td><td>12350</td><td></td></tr><tr><td>Mouse anti-human CD235a-BV77</td><td>BD Biosciences</td><td>740785</td><td></td></tr><tr><td>Mouse anti-human CD31-PE/Dazzle594</td><td>Biolegend</td><td>303130</td><td></td></tr><tr><td>Mouse anti-human CD45-BV77</td><td>Biolegend</td><td>304050</td><td></td></tr><tr><td>Mouse anti-human CD4-BV605</td><td>BD Biosciences</td><td>562658</td><td></td></tr><tr><td>Mouse anti-human CD66b-FITC</td><td>BD Biosciences</td><td>555724</td><td></td></tr><tr><td>Mouse anti-human CD8-APC/Cy7</td><td>BD Biosciences</td><td>557760</td><td></td></tr><tr><td>Mouse anti-human EpCam-BV421</td><td>Biolegend</td><td>324220</td><td></td></tr><tr><td>Protector RNase Inhibitor</td><td>Millipore Sigma</td><td>3335402001</td><td></td></tr><tr><td>Rat anti-mouse CD105-PE /dazzle594</td><td>Biolegend</td><td>120424</td><td></td></tr><tr><td>Rat anti-mouse CD11b-Biotin</td><td>Biolegend</td><td>101204</td><td></td></tr><tr><td>Rat anti-mouse CD140a-APC</td><td>Fisher Scientific</td><td>17-1401-81</td><td></td></tr><tr><td>Rat Anti-Mouse CD16/CD32 (Mouse BD Fc Block)</td><td>BD Biosciences</td><td>553142</td><td></td></tr><tr><td>Rat anti-mouse CD31-BUV737</td><td>BD Biosciences</td><td>612802</td><td></td></tr><tr><td>Rat anti-mouse CD31-BV421</td><td>Biolegend</td><td>102424</td><td></td></tr><tr><td>Rat anti-mouse CD3-Biotin</td><td>Biolegend</td><td>100244</td><td></td></tr><tr><td>Rat anti-mouse CD45.2-Biotin</td><td>Biolegend</td><td>109804</td><td></td></tr><tr><td>Rat anti-mouse CD45-PE/Cy7</td><td>Biolegend</td><td>103114</td><td></td></tr><tr><td>Rat anti-mouse CD45-PE/Cy7</td><td>Biolegend</td><td>103114</td><td></td></tr><tr><td>Rat anti-mouse CD45-PE/Cy7</td><td>Biolegend</td><td>103114</td><td></td></tr><tr><td>Rat anti-mouse CD45R/B220-Biotin</td><td>Biolegend</td><td>103204</td><td></td></tr><tr><td>Rat anti-mouse CD51-PE</td><td>Biolegend</td><td>104106</td><td></td></tr><tr><td>Rat anti-mouse EpCam-BV711</td><td>BD Biosciences</td><td>563134</td><td></td></tr><tr><td>Rat anti-mouse Ly-6A/E(Sca-1)-AF700</td><td>Biolegend</td><td>108142</td><td></td></tr><tr><td>Rat anti-mouse Ly-6G/Ly-6C(Gr1)-Biotin</td><td>Biolegend</td><td>108404</td><td></td></tr><tr><td>Rat anti-mouse Ter119-Biotin</td><td>Biolegend</td><td>116204</td><td></td></tr><tr><td>Rat anti-mouse Ter119-PE</td><td>Biolegend</td><td>116208</td><td></td></tr><tr><td>Rat anti-mouse Ter119-PE/Cy7</td><td>Biolegend</td><td>116222</td><td></td></tr><tr><td>Stemxyme&nbsp;</td><td>Worthington Biochemical</td><td>LS004107</td><td></td></tr></tbody></table>

stromale celisolatie van hematopoëtische organen

Stromal Cell Isolation From Hematopoietic Organs

Single-cell sequencing heeft het mogelijk gemaakt om heterogene celpopulaties in het stroma van hematopoëtische organen in kaart te brengen. Deze methodologieën bieden een lens waarmee eerder onopgeloste heterogeniteit bij steady state kan worden bestudeerd, evenals veranderingen in de representatie van celtypen veroorzaakt door extrinsieke spanningen of tijdens veroudering. Hier presenteren we stapsgewijze protocollen voor de isolatie van hoogwaardige stromale celpopulaties uit muizen en menselijke thymus, evenals muizenbot en beenmerg. Cellen die via deze protocollen zijn geïsoleerd, zijn geschikt voor het genereren van hoogwaardige single-cell multiomics-datasets. De effecten van monstervergisting, uitputting van hematopoëtische afstamming, FACS-analyse/sortering en hoe deze factoren de compatibiliteit met single-cell sequencing beïnvloeden, worden hier besproken. Met voorbeelden van FACS-profielen die wijzen op succesvolle en inefficiënte dissociatie en stroomafwaartse stromale celopbrengsten in post-sequencing-analyse, worden herkenbare aanwijzingen voor gebruikers gegeven. Het is van cruciaal belang om rekening te houden met de specifieke vereisten van stromale cellen voor het verkrijgen van hoogwaardige en reproduceerbare resultaten die de kennis in het veld kunnen bevorderen.

Deze protocollen leveren reproduceerbare stromale celvariëteiten op uit de thymus en het beenmerg die geschikt zijn voor flowcytometrische analyse, evenals single-cell multiomics, zoals scRNA-sequencing. Thymusweefsel van muizen ondergaat een aanzienlijke remodellering als reactie op stressoren, zoals de cytotoxische conditionering die voorafgaat aan beenmergtransplantatie of het natuurlijke verouderingsproces. Als gevolg hiervan wordt de cellulariteit van de thymus in beide instellingen drastisch verminderd (Figuur 1A). Terwijl een thymus van een 8 weken oude wildtype muis ongeveer 100 miljoen cellen bevat, kan worden verwacht dat de cellulariteit van een 2-jarige muis de helft daarvan is, en een thymus 4 dagen na bestraling en beenmergtransplantatie kan zo laag zijn als 5,00,000 cellen (Figuur 1A).
Cytotoxische conditionering zal bij voorkeur hematopoëtische cellen ablateren, zodat het stromale compartiment proportioneel wordt verrijkt (Figuur 1B). De algehele lage cellulariteit zal het isoleren van voldoende aantallen thymus stromale cellen echter een uitdaging maken. Het kan daarom nodig zijn om dieren samen te voegen om celnummers te verkrijgen die compatibel zijn met downstream multiomics-toepassingen en om het verlies van materiaal waar mogelijk te minimaliseren. Om multiomics uit te voeren op thymus stromale cellen, zal fluorescentie-geactiveerde celsortering (FACS) van levende, enkelvoudige, CD45-Ter119-cellen (Figuur 1C) ervoor zorgen dat voldoende cellen kunnen worden gesorteerd uit de meeste stressomstandigheden.
Om de heterogeniteit van het stromacompartiment te behouden, sorteren we meestal niet op een enkele positieve stromamarker, maar sluiten we hematopoëtische cellen uit. Het opnemen van positieve stromale celmarkers wordt nog steeds aanbevolen voor analyse om ervoor te zorgen dat de juiste weefseldissociatie is bereikt. De FACS-isolatie is echter onvolmaakt en zoals bepaald door scRNAseq, zal 30%-50% van de gesorteerde cellen van hematopoëtische oorsprong zijn (Figuur 1D,E). Dit kan worden verbeterd door CD45+-cellen magnetisch uit te putten voorafgaand aan FACS; dit wordt echter niet aanbevolen voor aandoeningen van verminderde thymuscellulariteit (Figuur 1A), aangezien het verlies van materiaal dat gepaard gaat met de extra verwerking die gepaard gaat met magnetische depletie resulteert in stromaopbrengsten die te laag zijn voor stroomafwaartse toepassingen.
Voor de isolatie van menselijk thymusstroma is de meest kritische stap de enzymatische vertering. Als de dissociatiestap wordt overhaast, zal de totale stromale celopbrengst, evenals de vertegenwoordiging van het stromale celsubtype, ernstig afnemen (Figuur 2A). Het wordt ook aanbevolen om altijd de markers van thymus-endotheel en epitheel op te nemen om ervoor te zorgen dat de weefselvertering optimaal is geweest, omdat alleen negatief afschermen voor hematopoëtische markers niet voldoende is om de werkelijke afgifte van stromale cellen te meten. Dit wordt geïllustreerd in figuur 2A, waar het percentage cellen dat negatief is voor hematopoëtische markers hoger is in het monster dat gedurende 30 minuten is verteerd in vergelijking met het monster dat gedurende 90 minuten is geïncubeerd. Echter, zoals te zien is in de opeenvolgende poort, is de opbrengst van endotheel- en epitheelcellen erg slecht in het kortere verteringsprotocol (Figuur 2A).
Voor FACS-isolatie van menselijke thymus stromale cellen voor multiomics-toepassingen wordt kleuring met een hematopoëtische afstammingsantilichaamcocktail, evenals CD4- en CD8-antilichamen voorgesteld, naast de pan-hematopoëtische marker CD45 en de erytroïde marker CD235a (Figuur 2B) om de verrijking van stromale cellen te verbeteren. Voor humane multiomics-analyse van thymusstroma moeten levende, enkelvoudige, CD45-CD235a-Lineage-CD4-CD8- cellen dus FACS-gesorteerd worden (Figuur 2B). Zoals te zien is voor scRNAseq van muizenmonsters, resulteert dit nog steeds in contaminatie van 30%-50% hematopoëtische cellen, maar dit geeft nog steeds een acceptabele resolutie van het stromale compartiment van de menselijke thymus (Figuur 2C,D).
Voor bot- en BM-stroma werd dezelfde strategie gebruikt als voor thymusweefsel; stromale cellen worden geïsoleerd door te gating op cellen die negatief zijn voor hematopoëtische markers, en verdere stromale celmarkers worden opgenomen als spijsverteringscontroles (Figuur 3). De dissociatie van verkalkt weefsel zoals bot resulteert in een aanzienlijke ophoping van puin. De toevoeging van calceïne als levensvatbaarheidskleurstof zal de uitsluiting van het grootste deel van dit puin mogelijk maken, dat anders ten onrechte gesorteerde aantallen opblaast en de frequentie van de gated populatie vermindert (Figuur 3). Dit wordt geïllustreerd in de FACS-plots waarin gating op alle cellen wordt vergeleken met alleen gating op Calcein+ (Figuur 3). Zoals te zien is voor menselijke thymus stromale cellen, is het percentage hematopoëtische marker-negatieve cellen geen betrouwbare uitlezing voor de dissociatie-efficiëntie van bot- en BM-weefsel (Figuur 3). Hoewel de CD45-Ter119-poort een overvloed aan cellen kan bevatten in een monster waar de verteringsstap is mislukt, toont verdere analyse van typische bot- en BM-stromale celmarkers CD31, CD140a en CD51 duidelijk een slechte stroma-afgifte aan (Figuur 3 en Figuur 4).
Voor FACS-isolatie van muizenbot- en BM-stromale cellen wordt het gebruik van de gating-strategie voorgesteld zoals in figuur 3, waarbij we alleen CD45-Ter119-Calcein+ sorteren, maar de voorwaartse en zijwaartse verstrooiingseigenschappen en de expressie van stromale celmarkers van de gesorteerde populatie bewaken om een optimale spijsvertering te garanderen (Figuur 3A). De combinatie van hematopoëtische afstamming-positieve magnetische celdepletie van het beenmerg voorafgaand aan FACS en sortering op de getoonde poorten resulteert in eencellige sequencing van cellen die >90% stroma zijn. Een voorbeeld van zo'n scRNA-seq-run (Figuur 5A,B) illustreert deze lage hematopoëtische contaminatie na transcriptoomgebaseerde annotatie van de geanalyseerde cellen (voorbeelden van hematopoëtische markergenen Figuur 5C). Dit staat in schril contrast met de thymische stromale preparaten waar magnetische celdepletie niet werd uitgevoerd vóór de sorteerstap vanwege het beperkte uitgangsmateriaal in thymusweefsel na transplantatie (Figuur 1F).
<img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/66231/66231fig01.jpg"> Figuur 1: Flowcytometrische en eencellige RNA-sequentieanalyse van thymusstroma bij muizen. (A) Kwantificering van het aantal thymocyten bij muizen van 8 weken oud (controle), muizen van 8 weken oud die 4 dagen eerder dodelijk zijn bestraald en getransplanteerd (transplantatie) en 2-jarige muizen (oud). (B) Representatieve flowcytometriegrafieken die de verrijking in stromale celsubtypes aantonen 4 dagen na letale bestraling en transplantatie. (C) Flowcytometrie gatingstrategie om thymusstroma bij muizen te sorteren voor single-cell multiomics-analyse. (D) UMAP van muizenthymus met vermelding van stroma (blauw) en hematopoëtische cellen (rood). (E) UMAP's die hematopoëtische merkergenen in muizen aantonen in thymusmonsters. (F) Kwantificering van stromale en hematopoëtische cellen van muizen in thymus scRNAseq-monsters. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/66231/66231fig01large.jpg" target="_blank">Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.</a>
<img alt="Figure 2" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/66231/66231fig02.jpg"> Figuur 2: Flowcytometrische en single-cell RNA-sequencinganalyse van humaan thymusstroma. (A) FACS-grafieken met representatieve resultaten van de impact van verschillende verteringstijden op de afgifte van menselijke thymusstromale celpopulaties. (B) Strategie voor flowcytometrie om humaan thymusstroma te sorteren voor single-cell multiomics-analyse. (C) UMAP van menselijke thymus met vermelding van stroma (blauw) en hematopoëtische cellen (rood). (D) UMAP's die humane hematopoëtische merkergenen aantonen in thymusmonsters. (E) Kwantificering van menselijke stromale en hematopoëtische cellen in thymus scRNAseq monsters. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/66231/66231fig02large.jpg" target="_blank">Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.</a>
<img alt="Figure 3" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/66231/66231fig03.jpg"> Figuur 3: Stromale markers in het merg van muizen en calceïne zijn nuttig om de dissociatie-efficiëntie te schatten. (A) Representatieve flowcytometrieanalyse van CD45-Ter119-murien beenmergstromale cellen die op alle cellen en Calcein+-cellen zijn afgeschermd. Met daaropvolgende CD31-gating die een hoger aandeel CD140a+CD51+-cellen laat zien bij het selecteren van Calcein+-cellen. (B) Flowcytometrieanalyse representatief voor een mislukte botvertering met ontbrekende CD140a+CD51+-cellen. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/66231/66231fig03large.jpg" target="_blank">Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.</a>
<img alt="Figure 4" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/66231/66231fig04.jpg"> Figuur 4: Strategie voor het afschermen van beenmergstroma. (A) Strategie voor flowcytometrie om beenmergstroma bij muizen te sorteren voor single-cell multiomics. (B) Flowcytometrieanalyse representatief voor een mislukte beenmergvertering met ontbrekende CD140a+CD51+-cellen. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/66231/66231fig04large.jpg" target="_blank">Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.</a>
<img alt="Figure 5" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/66231/66231fig05.jpg"> Figuur 5: Beenmerg eencellige RNA-sequencing met stromale en hematopoëtische celsamenstelling. (A) UMAP van muizenbot en beenmerg met vermelding van stroma (blauw) en hematopoëtische cellen (rood). (B) Kwantificering van stromale en hematopoëtische cellen in bot- en beenmergmonsters van muizen. (C) UMAP van hematopoëtische merkergenen in beenmergmonsters van muizen. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/66231/66231fig05large.jpg" target="_blank">Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.</a>

Hier presenteren we protocollen die isolatie van stromale cellen uit muizenbot, beenmerg, thymus en menselijk thymusweefsel mogelijk maken die compatibel zijn met single-cell multiomics.

Stromale celisolatie van hematopoëtische organen

Single-cell sequencing has enabled the mapping of heterogeneous cell populations in the stroma of hematopoietic organs. These methodologies provide a lens ...

De ontwikkeling van hematische cellen in beenmerg en thymus is sterk afhankelijk van stromale cellen voor ondersteuning. Verstoringen van de hematopoëtische stromale celfunctie kunnen leiden tot inefficiënte of zelfs kwaadaardige bloedproductie. Ons laboratorium is gericht op het begrijpen van stromale celregulatie van hematopoëse en hoe deze kan worden gemanipuleerd voor therapeutische voordelen.De komst van sequencing van één cel heeft geleid tot een cascade van recente ontwikkelingen in veel onderzoeksgebieden. Dit is ook het geval in ons vakgebied, waar enkelvoudige celresolutie de identificatie van heterogene stromale celpopulaties in hematopoëtische organen mogelijk heeft gemaakt die voorheen onbekend waren. Onze protocollen zijn geoptimaliseerd om dit aan te pakken en we hopen dat ze meer onderzoek naar stromale cellen mogelijk zullen maken om kritieke vragen in het veld aan te pakken.

stromal-cell-isolation-from-hematopoietic-organs

Research

JoVE Journal

Immunology and Infection

Immunologie en Infectie

Isolatie en transplantatie van hematopoietische stamcellen (HSC)

Dit protocol beschrijft de afleiding van transplanteerbare hematopoietische stamcellen uit muis embryonale stamcellen (ESC) en de daaropvolgende injectie in dodelijk bestraalde ontvangende muizen. In het kort, worden ESC gedifferentieerd embryoid lichamen, die vervolgens besmet zijn met retrovirale HoxB4 en co-gekweekt met OP9 stromale cellen en hematopoietische cytokines.

Afleiding van hematopoietische stamcellen van muriene embryonale stamcellen

Deze video laat zien hoe de dooierzak en de aorta-gonaden-mesonephros regio micro-ontleden van embryo's en het gebruik flowcytometrie om hematopoietische stamcellen te sorteren.

Isolatie van Vroege hematopoietische stamcellen van muizen dooierzak en AGM

Een methode om de verdeling van beenmerg hematopoietische stamcellen in flowcytometrie en efficiënt isoleren sterk gezuiverde hematopoietische stamcellen (HSC) analyse beschreven. De isolatie procedure is in hoofdzaak gebaseerd op magnetische verrijking van c-Kit + cellen en cel sortering tot HSCs voor cellulaire en moleculaire studies te zuiveren.

Fenotypische analyse en isolatie van Murine hematopoëtische stamcellen en Lineage-geëngageerde voorouders

Hematopoietische stamcellen en progenitorcellen (HSPC) afgeleid van gespecialiseerde (hemogenic) endotheelcellen tijdens de ontwikkeling, maar weinig bekend over het proces waarbij sommige endotheelcellen specificeren bloedvormende worden. We tonen een stroom-cytometrie-gebaseerde methode waarmee gelijktijdige isolatie van hemogenic endotheelcellen en HSPC van muizen embryonale weefsels.

Isolatie van muizen embryonale Hemogenic endotheelcellen

Menselijk hartweefsel herbergt multipotente perivasculaire precursor celpopulaties die geschikt zijn voor myocard regeneratie kunnen zijn. De hier beschreven techniek maakt de gelijktijdige isolatie en zuivering van twee multipotente stromale cel populaties geassocieerd met natieve bloedvat, dat wil zeggen CD146 + CD34 - pericyten en CD34 + CD146 - adventitia-cellen van de menselijke hartspier.

Isolatie van Perivasculaire Multipotent Precursor Cell Populaties van de Mens Cardiac Tissue

In dit artikel presenteren we methoden om te isoleren en te onderscheiden van het beenmerg stromale cellen en hematopoietische stamcellen van lange beenderen van de muis. Twee verschillende protocollen worden gepresenteerd opbrengst andere cel populaties geschikt voor uitbreiding en differentiatie in botcellen, adipocytes en osteoclasten.

Isolatie, cultuur en differentiatie van beenmerg stromale cellen en Osteoclast voorlopercellen van muizen

Dit protocol illustreert een veilige en efficiënte procedure voor het wijzigen van de CD133+ hematopoietische stamcellen. De voorgestelde niet-virale, magnetische polyplex gebaseerde benadering verschaffen een basis voor de optimalisatie van de cel van de stam van de therapeutische effecten ook monitoring van het product door de overheid gereguleerde cel via magnetische resonantie beeldvorming.

Protocol voor MicroRNA overdracht naar volwassen beenmerg-afgeleide hematopoietische stamcellen om cel Engineering gecombineerd met magnetische Targeting

We presenteren een stapsgewijs protocol voor de isolatie van lange termijn hematopoëtische stamcellen (LT-HSCs) en korte termijn HSC's (ST-HSCs) met behulp van het Hoxb5 reporter systeem.

Isolatiemethode voor hematopoëtische stamcellen op lange en korte termijn

Hier hebben we in vivo osteo-organoïden ontwikkeld die worden getriggerd door botmorfogenetische eiwit-2-geladen gelatineschars om therapeutische hematopoëtische stam-/voorlopercellen te oogsten voor de reconstructie van een beschadigd hematopoëtisch en immuunsysteem. Over het algemeen kan deze aanpak een veelbelovende celbron zijn voor celtherapieën.

In vivo osteo-organoïde benadering voor het oogsten van therapeutische hematopoëtische stam-/voorlopercellen

Om de immuunrespons op hersenaandoeningen te onderzoeken, is een veelgebruikte benadering het analyseren van veranderingen in immuuncellen. Hier worden twee eenvoudige en effectieve protocollen gegeven voor het isoleren van immuuncellen uit muizen hersenweefsel en schedelbeenmerg.

Het isoleren van immuuncellen uit de hersenen en de schedel van muizen

Leer stromale celisolatie uit murine en humane hematopoëtische organen voor onderzoek naar hematopoëse. Deze protocollen zijn geoptimaliseerd voor single-cell multiomics-analyse.

Stromale celisolatie van hematopoëtische organen

Meer video's verkennen