RESEARCH
Peer reviewed scientific video journal
Video encyclopedia of advanced research methods
Visualizing science through experiment videos
EDUCATION
Video textbooks for undergraduate courses
Visual demonstrations of key scientific experiments
BUSINESS
Video textbooks for business education
OTHERS
Interactive video based quizzes for formative assessments
Products
RESEARCH
JoVE Journal
Peer reviewed scientific video journal
JoVE Encyclopedia of Experiments
Video encyclopedia of advanced research methods
EDUCATION
JoVE Core
Video textbooks for undergraduates
JoVE Science Education
Visual demonstrations of key scientific experiments
JoVE Lab Manual
Videos of experiments for undergraduate lab courses
BUSINESS
JoVE Business
Video textbooks for business education
Solutions
Language
ru_RU
Menu
Menu
Menu
Menu
A subscription to JoVE is required to view this content. Sign in or start your free trial.
Research Article
Please note that some of the translations on this page are AI generated. Click here for the English version.
Erratum Notice
Important: There has been an erratum issued for this article. View Erratum Notice
Retraction Notice
The article Assisted Selection of Biomarkers by Linear Discriminant Analysis Effect Size (LEfSe) in Microbiome Data (10.3791/61715) has been retracted by the journal upon the authors' request due to a conflict regarding the data and methodology. View Retraction Notice
Этот протокол подробно описывает все этапы, связанные с получением гемопоэтических прародителей CD34+ на основе лейкофильтра и их дифференцировкой in vitro и созреванием в проплателетоносные мегакариоциты, способные высвобождать тромбоциты в культуральная среда. Эта процедура полезна для углубленного анализа клеточных и молекулярных механизмов, контролирующих мегакариопоезис.
Расширение in vitro и дифференциация кроветворных прародителей человека в мегакариоциты, способные удлинивать проplatelets и высвобождать тромбоциты, позволяет углубленно изучить механизмы, лежащие в основе биогенеза тромбоцитов. Доступные протоколы культивирования в основном основаны на кроветворных прародителях, полученных из костного мозга или пуповинной крови, что вызывает ряд этических, технических и экономических проблем. Если уже существуют доступные протоколы получения КЛЕТОК CD34 из периферической крови, эта рукопись предлагает простой и оптимизированный протокол для получения клеток CD34+ из фильтров лейкодесопощения, легко доступных в центрах крови. Эти клетки выделяют из лейкодеплеционных фильтров, используемых при приготовлении продуктов переливания крови, соответствующих восьми донорствам крови. Эти фильтры предназначены для удаления. Описана подробная процедура сбора гемопоэтических прародителей, идентифицированных как клетки CD34+, из этих фильтров. Также подробно описан способ получения зрелых мегакариоцитов, расширяющих проплацелеты при обсуждении их фенотипической эволюции. Наконец, протокол представляет собой калиброванный метод пипетирования для эффективного высвобождения тромбоцитов, которые морфологически и функционально похожи на нативные. Этот протокол может служить основой для оценки фармакологических соединений, действующих на различных этапах процесса, для препарирования основных механизмов и приближения к выходу тромбоцитов in vivo.
Тромбоциты крови происходят из специализированных крупных полиплоидных клеток, мегакариоцитов (МК), которые происходят из постоянного и тонко настроенного производственного процесса, известного как мегакариопоезис (MKP). На вершине этого процесса находятся гемопоэтические стволовые клетки, которые при контакте с средой костного мозга (цитокины, факторы транскрипции, кроветворная ниша) смогут размножаться и дифференцироваться в кроветворные прародители (НР), способные фиксироваться в направлении мегакариоцитного пути, давая начало незрелым МК1. Под влиянием различных цитокинов, и в частности тромбопоэтина (ТПО), который является основным цитокином МКФ; Затем МК пройдет две основные стадии созревания: эндомитоз и развитие демаркационных мембран (ДМС). Этот полностью зрелый МК затем появляется близко к синусоидальному сосуду, в котором он может испускать цитоплазматические расширения, проplatelets, которые будут высвобождаться под кровотоком и впоследствии реконструироваться в функциональные тромбоциты2. Клонирование ТПО в 1994г.3 обеспечило импульс в изучении МКП за счет ускорения разработки методов культивирования in vitro, позволяющих дифференцировать НР и созревание МК.
Существует множество патологий, поражающих тромбоциты крови, как по количеству тромбоцитов (увеличение или уменьшение), так и по функции4,5. Возможность рекапитулировать MKP in vitro от человеческой HP может улучшить понимание молекулярных и клеточных механизмов, лежащих в основе этого процесса и, в конечном счете, терапевтического ведения пациентов.
Подойдут различные источники НР человека: пуповинная кровь, костный мозг, периферическая кровь6,7,8. Сбор HP из периферической крови вызывает меньше логистических и этических проблем, чем их восстановление из пуповинной крови или костного мозга. ГП можно восстановить после лейкафереза или пышной шерсти, но эти источники дороги и не всегда доступны в центрах крови. Другие протоколы, менее дорогие и простые в выполнении, позволяют напрямую восстанавливать мононуклеарные клетки периферической крови человека (PBMCs) без необходимости предварительной изоляции CD344,8. Однако чистота мегакариоцитов не является удовлетворительной при этом методе, и для оптимальной дифференцировки в МК рекомендуется отбор клеток CD34+ из PBMC. Это привело нас к внедрению очистки HP от фильтров лейкоредукции (LRF), обычно используемых в банках крови для удаления белых кровяных клеток и, таким образом, предотвращения неблагоприятных иммунологических реакций9. Действительно, с 1998 года концентраты тромбоцитов автоматически лейкодеплируются во Франции. В конце этого процесса LRF выбрасываются, и все клетки, оставшиеся в LRF, разрушаются. Таким образом, ячейки в LRF легко доступны без каких-либо дополнительных затрат. LRF имеют клеточное содержание, близкое к тому, которое получено путем лейкафереза или в пушистых слоях, особенно в их составе CD34 + HP, что делает их удивительно привлекательным источником10. Уже было продемонстрировано, что LRF как человеческий источник HP обеспечивает клетки с неповрежденными функциональными способностями11. Этот источник имеет то преимущество, что он обильен и доступен для лабораторных исследований. В этом контексте в данной статье последовательно описываются: i) извлечение и выбор CD34+ HP из LRF; ii) двухфазная оптимизированная культура, которая рекапитулирует приверженность HP в мегакариоцитарный путь и созревание MK, способного испускать проплацелеты; iii) способ эффективного высвобождения тромбоцитов из этих МК; и iv) процедура фенотипирования МК и культивированных тромбоцитов.
Контрольные образцы человека были получены от доноров крови, которые дали письменное информированное согласие, полученное центром переливания крови, где проводилось исследование (Etablissement Français du Sang-Grand Est). Все процедуры были зарегистрированы и одобрены Министерством высшего образования и исследований Франции и зарегистрированы под номером AC_2015_2371.Доноры дали свое одобрение в форме согласия CODHECO No AC- 2008 - 562, чтобы образцы использовались в исследовательских целях. Исследования на людях проводились в соответствии с Хельсинкской декларацией.
1. Извлечение и отбор клеток CD34+ (HP) из LRF

Рисунок 1:Условия обратной промывки LRF. (A)Репрезентативная схема(i)стерильного соединения передаточного мешка с LRF и(ii)трубки, установленной на LRF. (B) Репрезентативная схема подключения шприцев для клеточного сбора. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы просмотреть увеличенную версию этого рисунка.
2. Культивация и дифференцировка клеток CD34+ для получения зрелых проплателет-несущих мегакариоцитов
ПРИМЕЧАНИЕ: Протокол клеточной культуры(рисунок 3A),репрезентативная схема процедуры клеточной культуры подробно описаны в этом разделе.
3. Анализ проточной цитометрии (фенотипирование МК и количество культивированных тромбоцитов)
ПРИМЕЧАНИЕ: Этот протокол может быть применен к фенотипированием клеток в выбранные дни культивирования. Он также позволяет определить количество культивированного высвобождения тромбоцитов(рисунок 4A,B).
Извлечение и отбор клеток CD34+ из LRF
Здесь способ, полученный из Peytour et al.9,описывает экстракцию и отбор CD34+ клеток из выброшенных LRF, доступных в банках крови после удаления лейкоцитов. После процедуры обратной проливки обычно восстанавливается 1,03x 10 9 ± 2,45 x10 8 клеток/LRF (Mean±SEM; n = 155) с жизнеспособностью 94,88 ± 0,10%(рисунок 2A i). После положительного отбора CD34 получается в среднем 615,54 х 103 ± 12,28 клеток/LRF (n = 155)(рисунок 2A ii). Если количество клеток меньше 300 000, необходимо сделать вывод, что процедура была проведена неправильно и должна быть остановлена. Чтобы оценить успех селекции CD34, чистоту клеток CD34+ оценивают с помощью проточной цитометрии(рисунок 2B). Обычно ожидается чистота выше 90% (91,88 ± 0,79%)(рисунок 2B). Чистота ниже 75% может означать, что возникла проблема в проведении протокола и, в частности, в элюированием колонок. Ниже чистоты 75% клетки не сохраняются для культурных экспериментов.

Рисунок 2:Анализ чистоты CD34+ cell number/LRF и CD34. (A)(i)Проводится анализ по счетчику клеток количества клеток и их жизнеспособности, полученных в результате процедуры, включая как сбор PBMC, так и отбор CD34 ((1.03.109 ± 2.45.108 клеток/LRF (Средняя ± SEM; n=155) с жизнеспособностью 94,88 ± 0,10% (n = 155)). ii)Анализ по счетчику клеток также проводится после отбора CD34 (615,54 x 103 ± 12,28 клеток/LRF (n = 155)). (B) Чистота CD34 анализируется с помощью проточной цитометрии. (i)Клетки окрашивали антителом CD34-PE и идентифицировали по их параметрам FSC/SSC. (ii)На основе анализа рассеянного сигнала и экспрессии CD34 определяется чистота. Был использован предварительный затвор позитивности CD34 на основе отрицательного контроля для маркера CD34. iii)Как видно на гистограмме, ожидается чистота клеток CD34+ выше 90% (91,88 ± 0,79% (n = 17)). Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы просмотреть увеличенную версию этого рисунка.
Дифференциация и созревание МК-подшипниковых пластин
Описанная процедура культивирует клетки делится на два этапа. Первый, от дня (D) 0 до D7, посвящен пролиферации HP и вовсению в мегакариоцитарный путь в ответ на комбинацию цитокинов и добавление химического соединения SR1. Второй, от D7 до D13, ориентирован на созревание MK и расширение проплатлетов после добавления TPO и SR1(рисунок 3A). В качестве контроля качества культуры подсчет клеток, определение жизнеспособности клеток и фенотипирование клеток выполняются при D7 и D10. Эти этапы были выбраны потому, что они имеют решающее значение для обязательств HP, созревания D7 и MK, D10 соответственно (персональные данные). При D7 и 10 пролиферация обычно составляет x4,16 ± 0,25 (n = 34) и x2,30 ± 0,16 (n = 5), соответственно, при этом жизнеспособность клеток составляет от 86,38 ± 0,73% (n = 34); и 84,80 ± 2,67% (n = 5)(рисунок 3B). Что касается фенотипирования клеток, как показано на рисунке 3C,при D0 более 90% клеток являются положительными для CD34. Затем клетки CD34+ становятся приверженными мегакариоцитарной линии, о чем свидетельствует явление CD41, специфического и раннего маркера MKP. Действительно, при D7 50,20 ± 2,90% клеток положительны как для CD34, так и для CD41(рисунок 3Bii). Затем МК улучшает их созревание. При D10 большинство МК являются зрелыми, причем менее 15,60 ± 4,70% клеток отрицательны для CD41, 47,90 ± 8,90% - CD34+CD41+ и 36,40 ± 12,40% - CD34-CD41+ (рисунок 3Biii).

Рисунок 3:Дифференциация и созревание МК-подшипниковых пластин. (A) Репрезентативная схема процедуры культивирования клеток. Используется двухэтапный метод: этап пролиферации от D0 до D7 (SR1 и коктейль цитокинов) и этап созревания от D7 до D13 (SR1 и TPO). При D13 культивирование тромбоцитов может высвобождаться после пяти последовательных пипеток. (B)(i)Скорость пролиферации при D7 (x4,16 ± 0,25 (n = 34)) и жизнеспособность клеток (86,38 ± 0,73% (n = 34)). ii)скорость пролиферации при D10 (x2,30 ± 0,16 (n = 5)) и жизнеспособность клеток (84,80 ± 2,67% (n = 5)). (C) Анализ состояния анализа проточной цитометрии фенотипической эволюции МК в культуре. При D0 95,80 ± 0,80% клеток являются CD34 положительными (n = 3). При D7 50,20 ± 2,90% клеток положительны на CD34 и CD41. При D10 менее 15,60 ± 4,70% клеток отрицательны для CD41. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы просмотреть увеличенную версию этого рисунка.
Высвобождение культивированных тромбоцитов, день 13
Обследование скважин на Д13 показывает круглый МК и проплатоносный МК(рисунок 4А). В среднем 35% культивированных МК распространяют проплателеты12. Следует отметить, что D13 представляет собой оптимальный день для расширения проплатлетов и высвобождения тромбоцитов. Если требуемый уровень МК, способный излучать проплацеты, не достигнут, то, должно быть, что-то пошло не так в процессе культивирования и результаты не должны учитываться.
Хотя точные механизмы, способствующие высвобождению тромбоцитов из зрелого МК, все еще плохо изучены, хорошо известно, что гемодинамические силы незаменимы. Чтобы имитировать эти силы in vitro,суспензию, содержащую прослекольсодержащую МК, аспирируют и отталкивают пять раз конусом P1000, а затем анализируют с помощью проточной цитометрии. Для этого используются трубки, содержащие калиброванное количество флуоресцентных шариков. Во-первых, шарики, присутствующие в трубке, закрыты на окне CD41-Alexa-fluor 488/PErcP-Cy5(рисунок 4Bi,красным цветом). Затем культивируемые тромбоциты визуализируются в предвратнике (тромбоцитоподобные элементы), определяемые по параметрам прямого рассеяния (FSC) и бокового рассеяния (SSC) нативных тромбоцитов(рисунок 4Bii). Затем количество тромбоцитов определяется по их положительности CD41/CD42a(рисунок 4Biii). Подсчет клеток останавливается в этом протоколе на 5000 бусин, но в зависимости от рекомендации поставщика может использоваться другое фиксированное число. Из полученных данных количество тромбоцитов, подсчитанных на 5000 бусин, обычно составляет в среднем 24,01 ± 92 (n = 15)(рисунок 4C). Зная объем аспирируемого проточным цитометром на счет 5000 шариков (рассчитывается для каждого цитометра) и общий объем культуры, можно получить приближение к общему количеству выделяемых культивируемых тромбоцитов.

Рисунок 4:Высвобождение культивированных тромбоцитов на 13 день. (А) Репрезентативная световая микроскопия изображения МК, излучающих проplatelets на D13. (B)Стратегия количественной оценки высвобождения культивируемых тромбоцитов. (i)Бусины закрыты на окне CD41-Alexa-fluor 488/PErcP-Cy5 (красным цветом). (ii)Тромбоцитоподобные элементы визуализируются в затворе, определяемом по параметрам FSC/SSC нативных тромбоцитов (серые точки). (iii)Культивируются тромбоциты по их положительной CD41/CD42 (фиолетовой). (C)Количество тромбоцитов, подсчитанных на 5000 бусин, может быть получено, обычно в среднем 24 011 ± 919 (n = 15). Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы просмотреть увеличенную версию этого рисунка.
Краткий обзор процедуры
Чтобы лучше обобщить метод и понять каждый шаг, плакат, обобщающий протокол шаг за шагом, представлен на рисунке 5. Этот сводный лист может отображаться в культурной комнате и служить памяткой. Следует отметить, что успех экспериментов гарантируется только ссылками на продукты, указанными в предоставленной таблице.

Рисунок 5:Изоляция CD34+. Плакат, обобщающий протокол шаг за шагом. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы просмотреть увеличенную версию этого рисунка.
Авторам нечего раскрывать.
Этот протокол подробно описывает все этапы, связанные с получением гемопоэтических прародителей CD34+ на основе лейкофильтра и их дифференцировкой in vitro и созреванием в проплателетоносные мегакариоциты, способные высвобождать тромбоциты в культуральная среда. Эта процедура полезна для углубленного анализа клеточных и молекулярных механизмов, контролирующих мегакариопоезис.
Эта работа была поддержана грантом ANR (Agence National de la Recherche) ANR- 17-CE14-0001-1.
| 7-AAD | Biolegend | 558819 | |
| ACD | EFS-Alsace | NA | |
| Anti-CD34-PE | Miltenyi biotec | 130-081-002 | |
| Anti-CD34-PECy7 | eBioscience | 25-0349-42 | |
| Anti-CD41-Alexa Fluor 488 | Biolegend | 303724 | |
| Anti-CD42a-PE | BD Bioscience | 559919 | |
| апираза | EFS-Alsace | NA | |
| BD Trucount Tubes | BD Bioscience | 340334 | |
| CD34 Набор микрошариков UltraPure, для человека | Miltenyi biotec | 130-100-453 | |
| Центрифуга | Heraeus | Megafuge 1.OR | Или эквивалентный материал |
| Compteur ADAM | DiagitalBio | NA | Или эквивалентный материал |
| Cryotubes | Dutscher | 55002 | Или эквивалентный материал |
| Dextran от leuconostoc spp | Sigma | 31392-50g | Или эквивалентный материал |
| DMSO Hybri-max | Sigma | D2650 | |
| EDTA 0.5 M | Gibco | 15575-039 | |
| Eppendorf 1,5 мл | Dutscher | 616201 | Или эквивалентный материал |
| Фильтрационная установка Steriflip PVDF | Merck Millipore Ltd | SE1M179M6 | |
| Проточный цитометр | BD Bioscience | Fortessa | |
| Стволовые клетки ЛПНП человека | технологии | #02698 | |
| ILOMEDINE 0,1 мг/1 мл | Bayer | MA038EX | |
| Вкладыши | Fenwal | R4R1401 | Или эквивалентный материал |
| Ламинарный колпак | Holten | NA | Archived product |
| LS Columms | Милтеньи Биотек | 130-042-401 | |
| Lymphoprep | Stemcell | 7861 | |
| Pen Strep Glutamine (100x) | Gibco | 10378-016 | |
| PBS (-) | Life Technologies | 14190-169 | Или эквивалентный материал |
| PGi2 | Sigma | P6188 | |
| Poches de transferts 600ml | Macopharma | VSE4001XA | |
| фильтры предварительной сепарации (30&микро; m) | Miltenyi Biotec | 130-041-407 | |
| StemRegenin 1 (SR1) | Технологии стволовых клеток | #72344 | |
| StemSpan Expansion Supplement (100x) | Технологии стволовых клеток | #02696 | |
| StemSpan-SFEM | Технологии стволовых клеток | #09650 | |
| Stericup Durapore 0,22&микро; m PVDF | Merck Millipore Ltd | SCGVU05RE | |
| SVF Hyclone | Термос научный | SH3007103 | |
| шпринцев 30 мл | Terumo | SS*30ESE1 | или эквивалентный материал |
| Шприцевые фильтры Millex 0,22&микро; M PVDF | Merck Millipore Ltd | SLGV033RB | |
| TPO | Stemcell technologies | #02822 | |
| Пробирки 50 мл | Sarstedt | 62.548.004 PP | Или эквивалентный материал |
| Пробирки 15 мл | Sarstedt | 62.554.001 PP | Или равноценный материал |
| Трубочки | B Braun | 4055137 | Или равноценный материал |