Этот протокол описывает использование центробежных сцеживания для разделения клетки первичной острый лимфобластный лейкоз на фазы различных клеточного цикла.
Методическая статья
* These authors contributed equally
Этот протокол описывает использование центробежных сцеживания для разделения клетки первичной острый лимфобластный лейкоз на фазы различных клеточного цикла.
Возможность синхронизации клеток был центральным для продвижения нашего понимания регуляции клеточного цикла. Общие методы, используемые включают лишение сыворотки; химические вещества, которые аресту клеток в разных клеточного цикла этапов; или использование митотическая трясти-Off которая эксплуатирует их снижение присоединения. Однако все из них имеют недостатки. Например голод сыворотки работает хорошо для нормальных клеток, но менее хорошо для опухолевых клеток с нарушенной клеточного цикла контрольно-пропускных пунктах из-за потери подавитель онкогена активации или опухоли. Аналогичным образом химически обработанную клеточных популяций может гавани наркотиков индуцированного повреждения и показать изменения, связанные со стрессом. Техника, которая обходит эти проблемы — противотоком центробежные сцеживания (КЦВ), где клетки подвергаются два противостоящих сил, центробежная сила и скорость жидкости, которая приводит к разделение ячеек на основе размера и плотности. Поскольку клетки продвижения через цикл обычно увеличить, КЦВ может использоваться для разделения клетки на фазы различных клеточного цикла. Здесь мы применяем этот метод к клеткам первичных острый лимфобластный лейкоз. При оптимальных условиях по существу чисто населения клеток в фазе G1 и высокообогащенного популяция клеток в фазы G2/М можно получить отличные урожайности. Эти популяции клеток идеально подходят для изучения механизмов клеточного цикла зависимые действия противоопухолевых препаратов и других приложений. Мы также показать, как изменения стандартной процедуры может привести к неоптимальной производительности и обсудить недостатки метода. Подробная методология представлена должно облегчить применение и разведки технику для других типов клеток.
Культивируемых клеток обычно растут асинхронно и отдельные клетки присутствуют в различных стадиях клеточного цикла. Некоторые организмы демонстрируют естественно синхронных клеток циклов или могут быть синхронизированы с конкретных физиологических раздражителей. Например ядра в гигантских плазмодия миксомицеты Physarum polycephalum разделить в весьма синхронных моды1и клетки зелёных водорослей, которые Desmodesmus quadricauda могут быть синхронизированы с чередующихся светлых и темных периоды2. Хотя такие организмы предлагают уникальные экспериментальные атрибуты, они недостаточно модель сложности mammalian клеток. Возможность искусственно синхронизации клеток млекопитающих населения был центральным для продвижения нашего понимания регуляции клеточного цикла и молекулярные основы клеточного цикла контрольно-пропускных пунктов. Распространенные методы включают лишение сыворотки, химических блока и выпуска или эксплуатации физические характеристики3,4. Снятие сыворотки часто вызывает клетки ввести покоя, и повторное добавление сыворотки способствует повторный клеточный цикл в фазе G15. Химические ингибиторы включают агентов, таких как избыток тимидина или гидроксимочевина, который блокирует клетки на границе G1/S или микротрубочек ингибиторов, которые обычно арест клетки в M фазы3,4. Подходы, которые эксплуатируют физические характеристики включают митотическая трясти офф который может использоваться для обогащения для митотическая клетки так как они являются менее адэрентных чем межфазной клетки6. Однако все эти методы имеют потенциальные недостатки. Например не все типы клеток поддерживать жизнеспособность в отсутствии сыворотки или наличие химических ингибиторов, а доходность клеток после митотическая трясти офф ограничено без предварительного синхронизации с митотическая ингибиторов.
За исключением ранних эмбриональных клеток циклов, где клетки постепенно уменьшаться в размерах, как они делят7, большинство клеток, продвижения через цикл прохождения фаз роста и стать больше. Это свойство используется в технике противоточные центробежные сцеживания (КЦВ), который может использоваться для разделения клетки, различающихся по размеру и следовательно в клеточный цикл фазы8,9. Во время КЦВ, клетки находятся под влиянием двух противостоящих сил: центробежные силы, которые побуждают клетки от оси вращения и жидкости скорости (противоток), который управляет клетки к оси вращения (рис. 1). Клетки в зале сцеживания достичь равновесия, где эти силы равны. Ключевыми факторами, диктуя положения равновесия являются диаметр ячеек и плотности. Как поток увеличивается скорость буферного раствора и силы сопротивления противоточные перевешивает центробежной силы, устанавливается новое равновесие, вызывая изменения в положении клеток внутри камеры. Все клетки смещается в сторону выхода камеры, результате поменьше, оставляя камеры сначала, тогда как более крупные клетки остаться внутри камеры до тех пор, пока противоточные ставка увеличивается недостаточно для содействия их выхода. Клетки, спасаясь сцеживания камеры с подряд увеличение темпов противоточные могут быть собраны в определенных фракций и каждая часть содержит клетки последовательно увеличения размеров. Вместо проведения сцеживания с прирост темпов противоточные, последовательно уменьшается в центробежных сил, уменьшив скорость центрифугирования достигнет того же результата. Процесс сцеживания требует оптимизации в зависимости от типа клеток, сцеживания буфер занятых и конкретные используемые приборы. Скорость оседания клеток в этих условиях лучше всего описал закон Стокса: SV = [d2(ρp- ρм) / 18η] .ω2r, где SV = скорость седиментации; d = диаметр частицы; P ρ = плотность частиц; M ρ = плотность буфера; Η = вязкость буфера; Ω = угловой скорости ротора; и r = радиальный позиция частицы. Таким образом SV пропорциональна диаметр ячеек и плотности, и так как диаметр, возведенное в степень второго, он способствует более значительно, чем плотность, которая обычно постоянна через клеточного цикла.
Важным преимуществом КЦВ, что клетки не подвергаются суровым условиям химической обработки или недостатке питания и могут быть восстановлены в отличную доходность по существу невозмущенной. Требованием является, что в вопросе клетки проходят значительное увеличение в диаметре, по крайней мере 30%, как они пересекают клеточного цикла. Основным недостатком является стоимость специализированных центрифуги, ротора и аксессуары. Тем не менее возможность готовить клетки, обогащенная КЦВ в конкретных клеточного цикла этапов значительно облегчило исследования клеточного цикла в организмах из дрожжевых клеток млекопитающих9,10. Кроме того последние достижения расширяют использует для разделения клетки от здоровых против раковой ткани, разделение различных типов клеток в гетерогенных смесей, а также производства конкретных клеток видов иммунотерапии9.
Наш основной интерес был в понимании механизма действия ориентации агенты (MTA), такие как алкалоиды барвинка и таксаны микротрубочек. Считается, что эти препараты были действовать исключительно в митозе, блокировка шпинделя микротрубочек функции11,12, однако последние данные свидетельствуют о том, что они могут также нацелены на межфазной микротрубочек13,14. Мы недавно сообщили, что первичный острый лимфобластный лейкоз (все) клетки проходят смерти в любой фазе G1 или в М фазы при обработке винкристин и других MTA в обнаруживавшие клеточного цикла15. Возможность разделить все клетки различных клеточный цикл фазы КЦВ сыграл важную роль в достижении этот вывод. В этой статье мы описать технические детали и предлагают практические советы для применения КЦВ в подготовке первичного все клетки в разных клеточного цикла этапов.
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Примечание: этот протокол был оптимизирован для первичного B-все клетки которые колебаются в диаметре приблизительно 8 мкм (G1 фазе) до 13 мкм (фазы G2/М). Таким образом конкретные центрифугирования скорости и расхода насоса не могут быть применимы к клеткам с разные типоразмеры. Тем не менее соответствующие сцеживания параметров может быть оценена с помощью уравнения скорость седиментации. Клетки культивируемых в определенной среде сыворотки бесплатно как описано 16 на оптимальной плотности 1-3 х 10 6 клеток/мл. За исключением коллекции фракций, который проводится на 4 ° C, с помощью льда охлаждением трубы, все шаги проводятся при комнатной температуре и центрифуги на 20 ° C максимум 24 ° с.
1. Подготовка сцеживания буфер и материалы
2. Монтаж системы сцеживания
3. Грунтовка сцеживания системы
4. Подготовка образца клеток
5. Введение ячейки выборки в сцеживания системы и сбора фракций
6. Промывка системы сцеживания
7. Анализ фракций и сбор G1 или G2/М бассейны.
Примечание: для того, чтобы продемонстрировать эффективность сцеживания, каждая фракция анализируется для клеток, диаметр ячеек и содержание ДНК, и пулы создаются клеток в G1 или G2/M этапы immunoblot анализов, как описано в Представитель результаты. Этот протокол секция опишу, как создать эти бассейны и подготовить их для экспериментального использования.
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Основная все клетки (3-4 x 108) были подвергнуты центробежные сцеживания и собраны в две мыть фракциях и двадцать основных фракций, как описано в протоколе. Таблица 1 показывает репрезентативных данных, где представлены общее количество клеток в каждой фракции, а также соответствующую скорость ротора. Общая доходность составила обычно более 80%. Измерение диаметра клеток в отдельных фракций подтвердил, что диаметр ячеек увеличилось с продвижением сцеживания (
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Мы описали метод получения первичной все клетки в различных стадиях клеточного цикла, используя КЦВ. При оптимальных условиях по существу чисто населения клеток в фазе G1 и высокообогащенного популяция клеток в фазы G2/М могут легко быть получены отличные урожайности, и клеток в S фазе высокообогащенного также можно получить при желании. Представленные здесь результаты были получены с помощью один первичный, которые были получены все культуры (в частности, все-5) и по существу идентичные результаты с независимой культуры...
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
ANISHA Котари в настоящее время в Департаменте клеточной и молекулярной биологии исследований больницы St. Jude Children.
Эта работа была поддержана низ CA109821 (для TCC). Мы благодарим Beckman Coulter, щедро предоставляет средства для покрытия расходов на публикации и для оказания технической помощи в настройке и эксплуатации системы сцеживания. Мы благодарим д-р Фред Фалкенбург за предоставление первоначального начальных всех культур.
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
| Имя | Компания | Каталожный номер | Комментарии |
|---|---|---|---|
| Сбалансированный солевой раствор Хэнкса | Lonza | 10-508Q | 1 л флакон |
| Фетал плюс бычья сыворотка | Atlas Biologicals | FP-0500-A | 500 мл флакон |
| 2-наптол-6,8-дисульфоновая кислота дикалийная соль | Acros Organics | 212-672-4 | 100 г порошка |
| 50 мл консиальные пробирки | Denville Scientifics | C1062-P | 500/кейс |
| PES Мембрана 0,22 &микро; m фильтрующий блок | Millipore | SLGP033RB | 250/пак |
| Avanti J-26S XPI с Elut. Без IVD - 50/60 Гц, 200/208/240 В | Beckman Coulter | B14544 | центрифуга совместима с системой элютриации |
| JE 5.0 элютриатор ротор | комплект Beckman Coulter | 356900 | комплект ротора, который включает в себя ротор, шестигранный ключ с Т-образной рукояткой, быстросъемный узел (без элютриационной камеры), анкерный кабель и стробоскоп в сборе Камера |
| , стандартный, 4 мл, "A" | Beckman Coulter | 356943 | Стандартная элютриационная камера |
| Насосная головка Masterflex L/S Easy-Load | Cole-Parmer | EW-07518-10 | |
| Masterflex L/S Частотно-регулируемый привод | Cole-Parmer | EW-07528-10 | |
| Masterflex BioPharm Трубка для насоса из платинового отверждения, L/S 16 | Cole-Parmer | EW-96420-16 | |
| 25 G x 1,5 Игла прецизионного скольжения | BD | 305127 | стерильная, одноразовая игла |
| 10 мл Luer-Lok шприц | BD | 309604 | стерильный, одноразовый шприц |
| Vi-Cell XR | Beckman Coulter | 383556 | |
| буфер для окрашивания PI/RNазы | BD Pharmingen | 550825 | пропидия йодида/РНКазы окрашивающий буфер |
| циклин B1 (GNS1) мышиный моноклональный антитело IgG | Santa Cruz Biotechnology | sc-245 | |
| циклин D1 (DCS-6) мышиный моноклональный антитело IgG | Santa Cruz Biotechnology | sc-20044 | |
| P-Rb (S807/811) (D20B12) XPR моноклональное антитело кролика | Технология клеточной сигнализации | 8516s | |
| GAPDH (14C10) моноклональное антитело кролика | Технология клеточной сигнализации | 2118s | |
| козье антимышиное IgG (H+L)-HRP конъюгат | BioRad | 170-6516 | |
| козье антикроличьи антитела IgG (H+L)-HRP конъюгат | BioRad | 170-6515 |
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Запросить разрешение на повторное использование текста или иллюстраций этой статьи JoVE
Запросить разрешение