1. PRZYGOTOWANIE ODCZYN AgreementNIKI
- Przygotować sterylne 1000x roztwory zapasowe liganda kinazy tyrozynowej 3 związanej z Fms (FLT-3), czynnika stymulującego kolonie granulocytów/makrofagów (GM-CSF), czynnika komórek macierzystych (SCF), trombopoetyny (TPO), interleukiny (IL)-3 oraz IL-6 zgodnie z instrukcjami producenta. Przygotować również sterylny roztwór zapasowy Retronectin (1mg/ml) zgodnie z instrukcjami producenta. Podzielić te roztwory zapasowe na małe aliquoty i przechowywać w temperaturze -20 °C, aby uniknąć wielokrotnego zamrażania i rozmrażania.
- Przygotować 2% FBS w IMDM.
- Przygotować pełną pożywkę IMDM z końcowymi stężeniami 20% FBS, 2 mM glutaminy oraz 100 units/ml penicyliny/streptomycyny (PS). Bezpośrednio przed użyciem dodać następujące cytokiny: 100 ng/ml liganda FLT-3, 20 ng/ml GM-CSF, 100 ng/ml SCF, 100 ng/ml TPO, 50 ng/ml IL-3 oraz 100 ng/ml IL-6.
- Przygotować 1% BSA w HBSS (bez Ca i Mg, bez czerwieni fenolowej) oraz 2% BSA w D-PBS (bez Ca i Mg). Zsterylizować roztwory, przepuszczając je przez filtry strzykawkowe 0.22 μm, i przechowywać w temperaturze 4 °C.
- Przygotować 0.02% EDTA w HBSS i przechowywać w temperaturze 4°C.
- Przygotować pseudotypowanego wirusa retrowirusowego GaLV kodującego interesujący fragment DNA i przechowywać w aliquotach w temperaturze -80 °C. Procedura ta wykracza poza zakres niniejszego artykułu, lecz została opisana w innych źródłach (1-3).
Do barwienia metodą Giemsy
- Bezpośrednio przed użyciem przefiltrować dwa razy roztwór barwnika Wrighta/Giemsy przez filtry papierowe o oczkach 1 μm do czystej szklanej butelki.
- Bezpośrednio przed użyciem przygotować bufor Wrighta/Giemsy o pH 6.4, mieszając 50 ml przefiltrowanego roztworu barwnika Wrighta/Giemsy z 200 ml roztworu buforu fosforanowego o pH 6.4 według formuły Giordano.
- Przygotować roztwór buforu fosforanowego o pH 6.0, rozpuszczając 27.3 g KH2PO4 oraz 4.62 g Na2HPO4 w 3.5 L H2O.
- Przygotować 50% metanol w H2O.
2. PROCEDURA
Rozmrażanie i preaktywacja komórek CD34+
- Szybko rozmrozić fiolkę z zamrożonymi komórkami CD34+ w temperaturze 37 °C, delikatnie potrząsając do momentu, aż pozostanie ostatni mały kryształek lodu, a następnie przenieść zawiesinę komórkową (1 ml) do stożkowej probówki o pojemności 50 ml. Pozostałe w fiolce komórki delikatnie wypłukać 1 ml roztworu 2% FBS/IMDM w temperaturze pokojowej i dodać go kroplami do probówki 50 ml, delikatnie mieszając zawirowaniem. Odczekać 3 minuty. Następnie, powoli dodać 2 ml 2% FBS/IMDM, delikatnie mieszając, i odczekać 3 minuty. Powtórzyć tę procedurę, dodając 2% FBS/IMDM w objętości równej objętości rozcieńczonej zawiesiny komórkowej w odstępach 3-minutowych, delikatnie mieszając pomiędzy kolejnymi dodaniami, aż objętość końcowa osiągnie 32 ml.
- Wirować z prędkością 250 x g przez 10 minut w temperaturze pokojowej i usunąć nadsącz, pozostawiając około 0,5 ml.
- Przemyć osad, zawieszając go w 20 ml 2% FBS/IMDM i wirując z prędkością 200 x g przez 8 minut w temperaturze pokojowej.
- Usunąć nadsącz i zawiesić komórki w pełnej pożywce IMDM w stężeniu około 0,5 x 106 komórek/ml. Pobrać 10 μl zawiesiny komórkowej do mikroprobówki, wymieszać z taką samą objętością roztworu błękitu trypanu (0,4%) i policzyć komórki za pomocą hemocytometru.
- Rozcieńczyć komórki do stężenia 0,1-0,15 X 106 komórek/ml, dodając pełną pożywkę IMDM uzupełnioną o cytokiny (patrz 1.3).
- Kulturować komórki w inkubatorze z nawilżaniem w temperaturze 37°C i 5% CO2 przez 2 dni.
Transdukcja retrowirusowa poprzez wcześniejsze obciążenie wirusem
- W dniu transdukcji należy policzyć komórki przed rozpoczęciem wstępnego ładowania wirusa, aby określić liczbę studni do przygotowania.
- Rozcieńczyć roztwór zapasu Retronectin do stężenia 25 μg/ml i dodać 400 μl do każdej studni nie처리owanej płytki hodowlanej z 24 studniami. Inkubować przez 2 godziny w temperaturze pokojowej w laminarnym dygestorze bezpieczeństwa biologicznego w celu wstępnego pokrycia.
- Usunąć roztwór Retronectin i dodać 400 μl 2% BSA w D-PBS do każdej studni. Inkubować przez 30 minut w temperaturze pokojowej.
- Rozmrozić roztwory zapasowe wirusa i przechowywać na lodzie. Usunąć roztwór BSA, dodać 0,5 ml preparatu wirusowego do każdej studni i wirować przy 2200 x g w temperaturze 4°C przez 15 minut.
- Usunąć roztwór wirusa ze studni i powtórzyć ładowanie wirusa opisane w punkcie 2.10 jeszcze trzy razy.
- Przepłukać każdą studnię 0,5 ml zimnego HBSS (+ Ca & Mg) lub IMDM.
- Zebrać wstępnie aktywowane komórki CD34+, wirując przy 200 x g przez 8 minut w temperaturze pokojowej.
- Resuspenderć komórki w stężeniu 0,1-0,15 x 106 komórek na 1,5 ml w pełnym medium IMDM z cytokinami.
- Dodać 1,5 ml zawiesiny komórkowej do każdej studni i inkubować w nawilżanym inkubatorze w temperaturze 37°C z 5% CO2 przez 2 dni.
Sortowanie komórek i zbieranie komórek przetransdukowanych
- Delikatnie, lecz dokładnie zresuspender komórki w powyższych płytkach z wirusem i przefiltrować je przez filtr komórkowy CellTrics 50 μm do probówki stożkowej. Przenieść 10 μl zawiesiny komórkowej do mikroprobówki, zmieszać z równą objętością roztworu błękitu trypanu i policzyć za pomocą hemocytometru. Przepłukać każdą studnienkę 0,8 ml zimnego 0,02% EDTA/HBSS (wolnego od Ca i Mg, bez czerwieni fenolowej) i dodać do tej samej probówki zbiorczej przez filtr komórkowy CellTrics 50 μm.
- Wirować komórki przy 200 x g przez 8 minut w temperaturze 4°C, a następnie przemyć osad zimnym HBSS (wolnym od Ca i Mg, bez czerwieni fenolowej), wirowując przy 200 x g przez 8 minut w temperaturze 4°C.
- Resuspender osad w 1% BSA/HBSS (wolnym od Ca i Mg, bez czerwieni fenolowej) do stężenia 15 X 106/ml lub do minimalnej objętości 0,250 ml w celu sortowania komórek. Przechowywać komórki na lodzie w ciemności. Przygotować probówkę zawierającą zimną pożywkę 20% FBS/IMDM/Glutamine/PS do zbierania posortowanych komórek. Sortowanie jest przeprowadzane w High Speed Cell Sorter Core w Alvin J. Siteman Cancer Center na Washington University School of Medicine przy użyciu szybkosortownika MoFlo (Dako, Glostrup, Dania).
Analiza CFC
- Rozmrozić wymaganą liczbę alikwotów po 3 ml pożywki do testu CFC. Wymieszać intensywnie za pomocą vorteXa i pozostawić probówki na co najmniej 5 min, aby pęcherzyki powietrza wypłynęły na powierzchnię przed dodaniem komórek.
- Aby obliczyć stężenie komórek dla każdej posortowanej próbki, podzielić liczbę komórek podaną przez pracownię sortowania przez przybliżoną objętość zawiesiny komórkowej. Przenieść 3 000 posortowanych komórek transdukowanych wirusem do sterylnej mikroprobówki zawierającej zimny 2% FBS/IMDM. Wcześniej dostosować objętość 2% FBS/IMDM tak, aby końcowa objętość zawiesiny wynosiła około 0,3 ml.
- Zawiesić komórki i przenieść całą zawiesinę komórkową o objętości 0,3 ml do alikwotu 3 ml Methocult GF+ H4435, który składa się z 1% metylocelulozy, 30% FBS, 1% BSA, 10-4 M 2-merkaptoetanolu, 2 mM L-glutaminy, 50 ng/ml SCF, 20 ng/ml GM-CSF, 20 ng/ml IL-3, 20 ng/ml IL-6, 20 ng/ml G-CSF i 3 jednostek/ml erytropoetyny w IMDM. Można również zastosować pożywkę Human Methylcellulose Enriched Media (R & D Systems), która składa się z 1,3% metylocelulozy, 25% FBS, 1% BSA, 5 x 10-5 M 2-merkaptoetanolu, 2 mM L-glutaminy, 50 ng/ml SCF, 20 ng/ml GM-CSF, 20 ng/ml IL-3, 20 ng/ml IL-6, 20 ng/ml G-CSF i 3 jednostek/ml erytropoetyny w IMDM.
- Wymieszać intensywnie za pomocą vorteXa, aby mieszanina całkowicie się uniosła i opadła 3-4 razy. Pozostawić probówkę w spoczynku przez 3 min.
- Do strzykawki 3 ml dołączyć tępą igłę o rozmiarze 16 G i pobrać 2,2 ml. Nie pobierać dużych pęcherzyków powietrza; usunąć je na początku, kilkakrotnie wypychając zawartość. Wypchnąć po 1,1 ml do dwóch niepodłoża 30 mm (non-treated) i rozprowadzić mieszaninę równomiernie poprzez obracanie naczynia.
- Umieścić dublety płytek w płytce 100 mm wraz z naczyniem z 3 ml sterylnej wody. Inkubować przez 14-17 dni.
- Określić charakterystykę i ocenić kolonie na podstawie ich morfologii za pomocą mikroskopu odwróconego przy powiększeniu 40x w naczyniu hodowlanym z naniesioną siatką pomiarową. Na potrzeby niniejszego testu kolonie klasyfikuje się w 3 kategoriach: czysto erytroidalne, mielomonocytowe i mieszane. Dalszą podklasyfikację kolonii należy przeprowadzić zgodnie z instrukcjami producenta.
- Całą płytkę z testem CFC można zeskanować bez powiększenia za pomocą zwykłego skanera w rozdzielczości 600 dpi; mikrofotografie kolonii przy małym powiększeniu (40x) można wykonać za pomocą mikroskopu odwróconego wyposażonego w kolorową kamerę.
- W celu dalszej analizy różnicowania i proliferacji komórki z całej płytki testu CFC odzyskuje się poprzez zawieszenie w kilku objętościach 2% FBS/IMDM w temperaturze pokojowej. Po wirowaniu przy 300 x g przez 10 min w 4°C komórki resuspenderuje się w 2% FBS/IMDM, przelicza, a następnie barwi przeciwciałami do cytometrii przepływowej lub nanosi na szkiełka za pomocą wirówki Cytospin w celu barwienia metodą Giemsy.
Barwienie przeciwciałami i cytometria przepłyewowa
- Wirować komórki przy 200 x g przez 8 min w temperaturze 4°C i resuspendować w zimnym 50% normalnym surowicy mysiej w HBSS (bez Ca i Mg, bez czerwieni fenolowej).
- Umieścić około 5 x 105 komórek w 80 μl na probówkę (probówki o dnie okrągłym 12 x 75 mm) i przechowywać w lodzie. Dodać mieszaninę przeciwciał (około 20 μl mieszaniny lub roztwór kontroli negatywnej dla kontroli bez przeciwciał) i wymieszać, lekko opukując probówki. Przygotować probówki do kontroli kalibracji bez przeciwciał lub z przeciwciałem anty-CD45 dla każdego fluorochromu. Umieścić probówki w lodzie w ciemności i inkubować przez 20 minut. Wymieszać, lekko opukując probówki po pierwszych 10 min. Po 20-minutowej inkubacji wypełnić probówki zimnym HBSS i wirować przy 200 x g przez 8 min w temperaturze 4°C. Resuspendować osad w zimnym 0,5% paraformaldehydzie/HBSS.
Do analizy zazwyczaj stosuje się następujące mieszaniny przeciwciał. Dla różnicowania mieloidalnego: CD11b (klon ICRF44 sprzężony z fykoerytryną)/CD33 (klon WM53 sprzężony z allofikocyjaniną)/CD45 (klon HI30 sprzężony z fykoerytryną-Cy7). Dla różnicowania erytroidalnego: CD71 (klon M-A712 sprzężony z fykoerytryną)/CD235a (klon GA-R2 sprzężony z allofikocyjaniną)/CD45 (klon HI30 sprzężony z fykoerytryną-Cy7).
- Cytometrię przepływową wykonuje się w High Speed Cell Sorter Core w Alvin J. Siteman Cancer Center w Washington University School of Medicine na cytometrze przepływowym FACScan zmodernizowanym do 5 kolorów i dwóch laserów (BD Biosciences), a analizy przeprowadza się przy użyciu oprogramowania CellQuest (BD Biosciences) lub FlowJO v7.2.4 (Tree Star, Inc., Ashland, OR, USA).
Barwienie Giemsą
- Około 30 000 komórek odzyskanych z płytek do testu CFC opisanych powyżej zawiesza się w 0,3 ml 2% FBS/IMDM i przenosi na szkiełko za pomocą wirówki Cytospin przy 1 000 rpm przez 10 min w temperaturze pokojowej.
- Przygotowuje się dziewięć naczyń do barwienia zawierających roztwory w następującej kolejności.
- Metanol bezwodny
- Roztwór zasadniczy Wrighta/Giemsy
- Bufor Wrighta/Giemsy, pH 6,4
- 50% metanol w H2O
- H2O
- H2O
- Bufor fosforanowy, pH 6,0
- H2O
- H2O
- Szkiełka umieszcza się w kasecie i zanurza w metanolu bezwodnym (#1) na 2 min, a następnie odsącza nadmiar metanolu.
- Natychmiast zanurza się kasetę w roztworze zasadniczym Wrighta/Giemsy (#2) na 5 min.
- Kasetę przenosi się do buforu Wrighta/Giemsy, pH 6,4 (#3) i inkubuje przez 10 min.
- Kasetę zanurza się dwukrotnie w 50% metanolu (#4), 10 razy w H2O (#5), kolejne 10 razy w H2O (#6), a następnie 5 razy w buforze fosforanowym, pH 6,0 (#7).
- Kasetę przenosi się do H2O (#8) i inkubuje przez 2 min. Płukanie w H2O (#9) powtarza się.
- Pozostawia się szkiełka do całkowitego wyschnięcia na powietrzu w kasecie. Każde szkiełko wyjmuje się i przeciera jego stronę tylną chusteczkami Kimwipes nasączonymi metanolem, aby usunąć barwnik. Nakłada się kroplę Cytoseal 60 i nakłada szkiełko nakrywkowe w celu zabezpieczenia preparatu.
- Dla każdego szkiełka zabarwionego metodą Giemsy wykonuje się różnicowe liczenie 500 komórek przy użyciu mikroskopu Olympus BX51. Komórki dzieli się na pięć kategorii: komórki prymitywne obejmują blasty i promielocyty; pośrednie komórki mieloidalne obejmują mielocyty i metamielocyty; dojrzałe komórki mieloidalne obejmują neutrofile pałeczkowate, neutrofile segmentowane, monocyty i makrofagi; pośrednie komórki erytroidalne obejmują komórki o pośrednim stopniu hemoglobinizacji; a dojrzałe komórki erytroidalne obejmują komórki z pełną hemoglobinizacją. Mikrofotografie wykonuje się za pomocą kamery Olympus DP71 z obiektywem olejowym 60x.
3.0) REPREZENTATYWNE WYNIKI:
- Test CFC: Część początkowej populacji komórek będzie proliferować, różnicować się i tworzyć kolonie na podłożu półstałym podczas 14-17-dniowego okresu inkubacji. W tym eksperymencie ewidentne jest, że ekspresja onkogenu NUP98-HOXA9 spowodowała powstanie wyraźnych czerwonych kolonii (kolonie erytroidalne) (Rycina 1) (3).
- Barwienie przeciwciałami i cytometria przepływowa: Immunofenotypowanie cytometryczne komórek zebranych z płytek testu CFC dostarcza informacji o stanie różnicowania populacji komórek. Dzięki połączonemu zastosowaniu przeciwciał przeciwko określonym markerom różnicowania można ocenić linię oraz stopień dojrzewania komórek. W tym przypadku do identyfikacji komórek erytroidalnych wykorzystano CD235a. Jak pokazano na Rycini 2A, NUP98-HOXA9 spowodował wzrost odsetka erytroidalnych komórek CD235a+, jednak intensywność ekspresji CD235a w tych komórkach była zmniejszona w porównaniu z kontrolą, co wskazuje na hamowanie dojrzewania erytroidalnego. Na Rycini 2B komórki mieloidalne zidentyfikowano na podstawie dodatniego wyniku dla CD33. NUP98-HOXA9 spowodował spadek liczby komórek CD33+ oraz spadek intensywności ekspresji CD11b, co jest zgodne z hamowaniem dojrzewania mieloidalnego (3). Zatem wyniki cytometrii przepływowej wykazują, że NUP98-HOXA9 spowodował hiperplazję erytroidalną z hamowaniem dojrzewania zarówno mieloidalnego, jak i erytroidalnego.
- Barwienie Giemsą: Badanie morfologiczne komórek zebranych z płytek testu CFC dostarcza informacji o linii i stopniu dojrzewania populacji komórek. Wnioski uzyskane morfologicznie mogą różnić się od tych otrzymanych w badaniach cytometrycznych, dlatego metody te uzupełniają się wzajemnie (3). Eksperyment powtarza się co najmniej 3 razy, a za każdym razem wykonuje się różnicowe liczenie 500 komórek, aby wyróżnić 5 kategorii komórek opisanych powyżej. Przykłady tych komórek wskazano na Rycini 3. Wyniki są tabulowane i analizowane w celu ustalenia, czy istnieją statystycznie istotne różnice między próbką z transdukcją onkogenu a kontrolą. W tym przypadku wyniki wykazały, że NUP98-HOXA9 spowodował ogólny wzrost liczby komórek, z hiperplazją erytroidalną oraz hamowaniem dojrzewania erytroidalnego i mieloidalnego (3) (nie pokazano).
OPISY RYSUNKÓW

Rycina 1: Wpływ NUP98-HOXA9 na morfologię ludzkich CFC.
Pierwotne ludzkie komórki CD34+ poddano transdukcji retrowirusowej za pomocą kontrolnego wektora MSCV-IRES-GFP lub wektora wykazującego ekspresję NUP98-HOXA9, a następnie wyizolowano komórki wykazujące pozytywność na GFP. Do każdej z dwóch powtórzonych płytek do testu CFC zasiano tysiąc komórek; eksperyment powtórzono 3-4 razy niezależnie. Przedstawiono reprezentatywne płytki bez powiększenia (lewa strona) oraz mikrofotografie reprezentatywnych kolonii erytroidalnych przy niskim powiększeniu (prawa strona) (3).

Rysunek 2: Cytometria przepływowa wykazuje zaburzenie różnicowania ludzkich pierwotnych komórek CD34+ przez NUP98-HOXA9.
(A) Cytometria przepływowa dla różnicowania erytroidalnego: Komórki z płytek CFC (patrz Rysunek 1) zostały zebrane i znakowane przeciwciałami przeciwko CD45 oraz CD235a. Bramka CD235+ została przedstawiona na histogramie (panel prawy), aby wykazać ekspresję CD235a w stosunku do komórek kontrolnych (B) Cytometria przepływowa dla różnicowania mieloidalnego: Komórki z płytek CFC zostały zebrane i znakowane CD45 oraz CD33. Bramka CD33+ została przedstawiona na histogramie w celu wykazania ekspresji CD11b w porównaniu do kontroli (panel prawy). Przedstawiono procenty komórek znajdujących się w każdej bramce (3).

Rycina 3: Morfologia komórek wykazuje zaburzenie różnicowania przez NUP98-HOXA9 w porównaniu z kontrolą wektorową.
Preparaty z rozmazów cytospin przygotowano z płytek CFC i zabarwiono giemsą. Mikrofotografie wykonano z reprezentatywnych pól przy użyciu obiektywu olejowego 60x. B: blast; MM: dojrzałe mieloidalne, IM: pośrednie mieloidalne, ME: dojrzałe erytroidalne, IE: pośrednie erytroidalne (3).