Waiting
Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove
Click here for the English version

Immunology and Infection

人脐血巨分化与血小板形成的 CD34+单元格

Published: December 27, 2017 doi: 10.3791/56420

Summary

高纯度的巨可以从脐带血衍生的 CD34+细胞获得。本文介绍了一种 CD34+单元格隔离和巨区分的方法。

Abstract

血小板的产生主要发生在骨髓的过程中, 称为形成。在形成, 造血祖细胞分化形成血小板前体称为巨, 后者的末期分化, 释放血小板从长细胞质过程称为 proplatelets。巨是罕见的细胞局限于骨髓, 因此很难获得足够数量的实验室使用。在合适的条件下, 通过培养 CD34 的+细胞, 可以在体外实现高效的人巨生产。这里详述的协议描述了由脐带血标本中的磁性细胞分类分离 CD34 的+细胞。介绍了在无血清条件下生产高纯度、成熟巨的必要步骤。还提供了巨分化的表型分析和 proplatelet 形成和血小板生成的测定的详细资料。影响巨分化和/或 proplatelet 形成的效应, 如血小板抗体或生成拟, 可以添加到培养细胞, 以检查生物功能。

Introduction

由于骨髓中的低频率, 在正常的实验室使用中分离出足够数量的初级人类巨 (MK) 是不可行的, 因为它们在0.01% 的有核细胞中占到了1。一种方便的替代方法是在特定生长因子存在的情况下, 对造血干细胞和祖细胞进行体外扩张和分化. 在培养体系中, 有许多细胞因子, 包括干细胞因子、c 型配体和白细胞介素 (IL)-3 和 IL-11 MKs. 生成 (TPO) 是巨文化最有效的生长和分化因子并且是有效的单独或与其他细胞因子, 例如 IL-32。TPO 可以对干细胞种群产生作用, 导致 MKs2的增殖和成熟。

MK 产生血小板从细胞质突起称为 proplatelets 和,在体内,大约 1 x 1011血小板每天形成, 以维持血小板计数 150-400 x 109/l. 血小板生成体外为1000-折叠低于在体内估计3, 这已经产生了许多文化条件使用 CD34+造血祖细胞改善 MK 和血小板生成体外。用于 MK 分化的 CD34+细胞的初始来源是人外周血4。其他细胞来源包括骨髓5,6, 胚胎干细胞/诱导多能干细胞 (ESC/iPSC)7, 脐血 (联合)8,9,10.人骨髓 CD34+ 11和小鼠血统阴性骨髓细胞5 体外产生 MK 和血小板;然而, 缺乏人类骨髓的可用性限制了它作为 CD34 的+细胞的来源。相反, ESC 和 iPSC 代表了体外血小板产生的无限细胞来源。这些细胞的血小板生成需要饲养细胞, 如小鼠 OP9 细胞和较长的培养期。在无馈线条件下获得的血小板似乎不太正常12。iPSC 源性血小板可能在临床上有应用, 因为它们可以扩展到大规模。这个过程需要慢介导转录因子的转导和长期细胞培养13

CD34 是一个可访问的+单元的来源, 可以在研究设置中随时使用。TPO 单独可以促进脐血衍生 CD34 细胞的分化, 这就产生了高度纯净、成熟的 MKs, 而不需要补充血清或与饲养细胞共培养.其他细胞因子, 如 CD34, 可降低与脐血细胞的分化, 而 Flt-3 配体和 IL-11 促进未成熟巨的产生, 14。本协议描述了从脐血 CD34+细胞在无血清条件下生产高纯度 MK 培养物的情况。

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

该议定书得到了东南悉尼人类研究伦理委员会的批准, 并得到新南威尔士大学人类研究伦理委员会的批准。从健康捐献者获得的脐带血由悉尼脐血库 (悉尼, 新南威尔士州) 提供。这个过程使用了大约100毫升的容量。

注: 使用无菌技术的第二类生物安全柜工作。用70% 乙醇净化脐带血袋的外部。使用无菌器械 (剪刀、镊子) 进行此程序。

1. 脐血细胞的制备和分离 CD34 的+单元格

  1. 用磷酸盐缓冲盐水 (PBS) 制备无菌分离缓冲液 (SB), pH 值为 7.2, 含0.5% 牛血清白蛋白和2毫米 EDTA。
  2. 将10毫升的 SB 放入50毫升的锥形管中 (每10毫升的血液需要一根管子)。使用一个 G18 钝针安装在10毫升注射器, 绘制10毫升的血液从袋子和分配到50毫升管包含10毫升的 SB。
  3. 添加15毫升的淋巴细胞分离介质 (参见材料表) 到含有稀释血液的管子底部, 形成两层。
    注意: 在管子的底部慢慢地分配介质, 以避免混合不同的层。
  4. 离心管在 1200 x g 为30分钟在室温 (RT) 没有断裂和没有加速度。
  5. 将含有单个核细胞 (大约 5-10 毫升) 的管的中心附近的层转移到一个新的50毫升管中, 使用巴斯德吸管。每管增加一个, 总容积为50毫升。
  6. 离心机在 400 x g 为10分钟, 在 RT. 丢弃上清。
  7. 5-10 毫升的巴斯德重细胞颗粒小心地将悬浮细胞结合起来, 将体积带到50毫升。
  8. 使用台盼蓝染色和例或自动单元计数器计数单元格 (请参见材料表)。要确定样本中的 CD34+单元格的百分比, 请在100µL 中重 2.5 x 105单元格, 并在10° c 中添加15µL anti-CD34-PE 抗体为 30-4 分钟。用流式细胞仪分析 (图 1A)。
  9. 离心管在 400 x g 为 10 min 在4° c。丢弃上清。
    注: 如果不需要立即, 单核细胞可以冻结在这个阶段。
  10. 每 108单元格中的重单元格为300µL。添加100µL FcR 人 IgG (阻断试剂, 见材料表) 和100µL CD34 磁珠每 108细胞。轻轻混合, 孵育在4° c 30-40 分钟。
    注: 需要单细胞悬浮 (如有必要, 在添加试剂前通过30µm 过滤器)。使用此处描述的试剂卷 108单元格或更少。对于超过 108的单元格, 应相应地向上扩展试剂 (SB、阻塞溶液和 CD34 磁珠)。
  11. 将 ls 柱放在磁性支架上, 用3毫升的水冲洗, 在潜伏期内准备 ls 分离柱。
    注意: LS 分隔列可以加载最多 2 x 108总单元格。更小的和更大的专栏是可利用的。
  12. 将 SB 的 5-10 毫升加入到细胞混合物中, 在 400 x g 上离心10分钟, 丢弃上清液。
  13. 在1.5 毫升的 SB 中重细胞, 并将细胞悬浮 (1.5 毫升) 加载到 LS 柱上。收集在15毫升收集管 (负分数 #1) 中含有未标记细胞的流动。让液体排出, 用1.5 毫升的水冲洗柱子。
  14. 将收集到的流量通过 (3 毫升) 重新加载到该列中, 并在相同的15毫升收集管 (负分数 #1) 中收集流经。用3毫升的 SB 清洗 LS 列3次。
    注意: 如果需要, 负分数 (12 毫升) 中的细胞可以用 anti-CD34 抗体染色, 以确定 LS 列捕获 CD34 的+细胞。
  15. 从磁性分离器中取出柱, 用注射器柱塞慢慢冲洗细胞, 用2毫升的新的15毫升管。
  16. 将列放回磁选机上, 并将2毫升的单元格重新加载到列中。收集2毫升的水流和洗涤。这是负分数 #2 (4 毫升)。
  17. 从磁选机中取出 LS 柱, 然后用注射器柱塞稳定地和固定地加2毫升冲洗细胞, 以收集 CD34 的+单元格分数。使用台盼蓝染色和例或自动电池计数器计数细胞。
  18. 离心管与正部分在 400 x g 为 15 min 在4° c。丢弃上清液。重细胞在无血清的介质中用于 CD34+单元格 (可持续性, 请参阅材料表)。
    注: 如果不需要立即, 细胞可以冻结在液氮在这个阶段。

2. 隔离 CD34+单元格的纯度检查

  1. 染色 2 x 104细胞从阳性分数与10µL anti-CD34-PE 抗体和20µL anti-CD45-PerCP 抗体15分钟在4° c (使用一个单独的管同种控制) (图 1B)。
  2. 加1毫升的 SB 洗。离心机在 400 x g 为10分钟的重颗粒在200µL 的 SB。
  3. 执行流细胞分析, 并将活体细胞填充到排除碎片 (图 1B)。使用 pe 和 PerCP 同种控件 (图 1B) 设置 pe 和 PerCP 阳性填充的门, 并确定 CD34+/CD45+单元格的百分比。

3. 巨分化

  1. 种子 5 x 105细胞/ml CD34+细胞在2毫升的可持续的可持续的可持续的可持续利用 50 ng/毫升重组人生成 (rhTPO) 每井在 12-井板。在湿润的气氛中孵育细胞在37° c, 5% CO2 。如果细胞是汇合的, 然后才需要分析, 收获的细胞和分裂成多个井与新鲜的媒体和 rhTPO。
    注: 应专门准备两个或三口井, 以监测不同时间点的差异 (例如、天7、9和 10)。
  2. 从油井中抽出的细胞来监测分化, 而不干扰其他水井中的细胞。
  3. 染色细胞与20µL anti-GPIIb/CD41-FITC 抗体和10µL anti-GPIX/CD42a-Alexa 氟647抗体在最后的体积100µL. 使用各自的同种控制抗体设置控制管。孵育 15-30 分钟在4° c。
  4. 加1毫升的 SB 洗。
离心机在 400 x g 10 分钟, 丢弃上清, 重 200-300 µL 中的颗粒. 流式细胞仪分析。
  • 对于每个荧光, 分析同种控制, 设置 FITC 和 Alexa 面粉647阳性人群的浇口。分析染色单元样本以确定 CD41+/CD42a+双阳性单元格的百分比, 它们代表成熟的 MK (图 1C)。
  • 用于细胞表面标记染色细胞的显微可视化, 如3.3 所述。
    1. 加1毫升的 SB 洗。离心机在 400 x g 为10分钟. 重100µL 中的球团, 旋转到 1000 x g 的玻片上, 用甲醇浸泡在三十年代的5分钟. 空气干燥, 添加20µL 的安装媒体包含 DAPI (请参阅材料表), 用片, 用荧光显微镜 (图 2A) 进行可视化。
  • 对于细胞内抗原的可视化, 重细胞在 PBS 和固定与甲醛 (1% 最终浓度) 为15分钟室温。要 permeabilize 细胞, 添加海卫一 x 100 (0.1%) 和孵化15分钟清洗细胞与2毫升 PBS/0.1% 海卫一 x 100。重在100µL PBS/0.1% 卫一 x 100, 添加抗 vWf 和抗 CD62p 抗体 (1:200 稀释) 和孵化为30分钟室温。
    1. 洗涤用2毫升 PBS/0.1% 海卫 x 100 和离心机在 400 x g 为 10 min, 重在100µL 同一个缓冲, 并且增加 anti-mouse igg-alexa 594 和兔 igg-alexa 488 (1:100)。在室温下孵育30分钟, 用2毫升 PBS/0.1% 卫重-X 100, 在同一缓冲器的100µL 中冲洗, 并加入20µL 反 CD42b-APC。然后按照步骤3.6.1 的描述将细胞旋转到玻片上, 并为步骤3.6.1 中描述的显微可视化准备样品。
  • 为倍性测定, 收获细胞在天12或13的分化。加1毫升的 SB 洗。离心机在 400 x g 为 10 min 和染色与20µL anti-GPIIb/CD41-FITC 抗体在最后容量100µL. 孵育在4° c 为 30 min。
    1. 用1毫升的 SB 和重颗粒在300µL 低渗柠檬酸缓冲液 (1.25 毫米柠檬酸钠, 2.5 毫米氯化钠, 3.5 毫米葡萄糖) 中洗涤一次, 含20µg/毫升碘碘化物和0.05% 海卫 x 100。孵育15分钟在4° c 保护免受光。
    2. 添加核糖核酸到最后浓度20µg/毫升和孵化30分钟在4° c 保护免受光。通过收集3万到 5万 CD41-FITC+填充的事件 (图 2C), 通过流式细胞仪确定碘碘化物的强度。
  • 4. Proplatelet 计数、血小板计数和血小板活化

    1. 收获细胞 (从步骤 3.1) 在8或9天的分化和种子在 1 x 104细胞/良好的 48-井板200µL 的新鲜可持续森林补充与 50 ng/毫升 rhTPO。文化在5天在37° c, 5% CO2.
      注: 为定量目的, 种子井三份。这种低密度是需要的可视化和计数 proplatelet 轴承 MK. Proplatelets 通常在2天的文化之后开始出现。峰顶是在天4和5之间。
    2. 使用10X 或20X 目标, 在倒置光显微镜下计算整个井中 proplatelet 轴承 MK 的数量。
      注: 一个加热 (37 ° c) 显微镜阶段是可取的, 因为保持在室温下的细胞延长周期导致收缩的 proplatelet 延长。Proplatelets 被观察作为长的引伸从 MK 身体。每个 MK 可能有几个 proplatelet 突起。随着 proplatelets 的发展, MK 体的体积减小。
    3. 收获细胞和离心机在 400 x g 为10分钟在室温。20µL 人 CD41-FITC 抗体的染色细胞, 如步骤3.3 和3.4 所述。计算 proplatelet 轴承 MK (pbMK) 的百分比: pbMK (%) = [(proplatelet-轴承 MKs/井)/(总 CD41+单元格/井)] x 100
    4. 将血小板释放到培养基中, 将细胞与巴斯德吸管轻轻混合, 在14或15的培养基中收集100µL。
      1. 染色与20µL 人 CD41-FITC 抗体 20-30 分钟在4° c。使用相应的同种控制抗体设置控制管。
      2. 加150µL, 50 µL 数珠。
      3. 对于流细胞分析, 将 FSC 和 SSC 设置为对数刻度。使用 CD41-FITC 中描述的富含血小板的血浆中的正常人血血小板, 如4.4.1 节所述, 为血小板设置浇口 (图 3A)。
      4. 用流式细胞仪分析计数颗粒的染色血小板。收集1000事件的计数珠子使用 FSC 与 SSC 分散图 (图 3A)。使用公式计算基于 CD41-FITC 的正事件 (图 3B) 的血小板数量:
        血小板每µL = [(CD41-FITC 阳性事件数)/1000 珠)] x [(50 µL 的珠子数)/样品量)]
    5. 为了分析血小板活化, 将细胞与巴斯德吸管轻轻混合, 在14或15的培养基中收集100µL。加入1毫升的 Tyrode 的缓冲液 (137 毫米氯化钠, 2.7 毫米氯化钾, 1 毫米氯化镁2, 1.8 毫米 CaCl2, 0.2 mm Na2HPO4, 12 mm NaHCO3, 5.5 mm d-葡萄糖, pH 6.5) 和离心机在 200 x g 为5分钟的颗粒细胞。
      1. 收集上清和离心在 800 x g 为10分钟颗粒 platelet-sized 颗粒。
      2. 在 Tyrode 缓冲区的100µL 中丢弃上清和重。添加20µL PAC1-FITC 抗体和腺苷二磷酸 (ADP) 到最后浓度20µM. 室温孵育20分钟, 用流式细胞仪分析确定 FITC 阳性事件的百分比。使用与阳性对照相同的方式处理新鲜的人血小板 (图 3C)。

    Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

    Representative Results

    此协议允许从脐血衍生的 CD34+细胞制备高度纯净的 MK 培养物。脐血中 CD34+单元格的百分比约为 1.3%15 (图 1A), 每个单核细胞的总数量 (步骤 1.8) 范围从 90-300 x 106每个单元。隔离后的 CD34+/CD45+ 细胞的纯度从90到 99% (图 1B)。MK (定义为 CD41 的+单元格) 在无血清 CD34+单元格区域性中早期观察到 rhTPO 的存在。在7天, 成熟的 MK (CD41+和 CD42a+单元格) 的百分比通常为 30-40% (图 1C)。最高级别的 CD41+和 CD42a+双阳性单元格 (90-99%) 在天10和12之间被观察到差异 (图 1C)。观察到的变异性主要取决于脐带血源和在步骤1.17 中隔离的 CD34+/CD45+单元的纯度。10天成熟 MK 的收率范围从 5-10 每输入 CD34+单元格不等。在荧光显微镜下观察到的成熟 MK (CD41+/CD42b+) 显示在图 2A中。培养的 MK 显示为大的, 通常核的细胞 (图 2A, 箭头)。MK 的颗粒含量由 vWf (绿色) 和 CD62p (p-选择素, 红色) 染色 (图 2B) 决定。在培养的 MKs 中观察到的倍性分布见图 2C

    Proplatelets 是长, 串珠纤维或花丝, 从 MK 身体延伸。Proplatelets 可以是几百微米长的16并且包含分支和肿胀区域。在图 2D中说明了具有 proplatelet 特性的 MK。proplatelet 轴承 MK (pbMK) 的百分比为1.3 ±0.17%。

    血小板可以按照协议中的描述进行分析和计算。如图 3B所示, 细胞培养上清液中的大多数血小板都属于外周血血小板分析门, 对血小板标记 CD41 (图 3B) 是阳性的。该方法的血小板产率为每 MK 19 至42血小板不等. 在培养的血小板激动剂, 如 ADP, 由活化特异性 PAC1 单克隆抗体的增强结合所决定, 可活化血小板激活 (图 3C).

    Figure 1
    图 1: CD34 的流式细胞仪图形+细胞分离和 MK 分化的培养.(A) 从人脐血 (步骤 1.8) 中纯化的单核细胞 (左面板显示的门控) 用 anti-CD34-PE 抗体染色, 以确定样本中 CD34+单元格的百分比 (1.3%, 右面板)。(B)分离后, 阳性分数 (步骤 1.17) 用 anti-CD34-PE 和 anti-CD45 PerCP 抗体染色。图 (98.1%、右面板、右上象限) 中显示了丰富的 CD34+填充。(C) 在7天或11天内, CD34+ 细胞对 MK 分化的体外进行表型分析, anti-CD41 和 anti-CD42a 抗体染色。成熟的 MK 对 CD41+和 CD42a+ (右上象限) 都是正的。请单击此处查看此图的较大版本.

    Figure 2
    图 2: MK 染色、倍性和 proplatelet 形成体外.(A) 11 天 MK 的荧光图像, anti-CD41-PE 和 CD42b-APC 抗体染色。细胞核被 DAPI 染色。黄色箭头表示 multi-nuclear MKs. 缩放栏, 30 µm. (B) 荧光图像14天 MK 染色, 反 vWf (绿色), 抗 CD62p (红色) 和 anti-CD42b-APC (洋红) 抗体。细胞核被 DAPI 染色。缩放条, 15 µm (C) 具有代表性的门控策略, 显示 CD41+事件的倍性分布。图 (下面板) 显示了被观察到的倍性类的分布 (n = 4), 误差条, SD. (D) 显示了 proplatelet 轴承 MK 的特征形态。MK 体由箭头指示。从 MK (proplatelets) 延伸的长胞质过程由箭头表示。在某些领域或视野中, 是否有一两个 MK 正在生产这些 proplatelet 的扩展, 可能还不清楚。这应该算作一个 proplatelet 的 MK. 用倒置显微镜拍摄的图像, 10X 目标。标尺, 50 µm.请单击此处查看此图的较大版本.

    Figure 3
    图 3: 大量的血小板产生了体外和血小板活化.(A) 用富含血小板的血浆中的人血小板来设置分析门, 使用对数刻度进行前向和侧向散射 (左面板)。右面板显示来自 MK 区域性的单元格。血小板产生的体外在为人类血小板定义的分析门中观察到。图中显示了细胞和计数珠子。血小板 (B)在体外产生的血小板 (anti-CD41 抗体) 染色。利用血小板富集等离子体中的人血小板, 用对数标度对前、侧散射进行分析, 并比较 CD41-FITC 门内的剖面。FITC, FITC 同种控制(c)经 ADP 治疗后的血小板活化, 最终浓度为20µM. 用血小板丰富的血浆中的血小板作为对照 (上部板)。在培养基中产生的血小板在下部板中显示。PAC1 抗体的结合表明血小板活化。C-FITC, FITC 同种控制。请单击此处查看此图的较大版本.

    Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

    Discussion

    本文所述的协议适用于脐血培养中的 MK 和血小板的持续生产。这些细胞可用于研究各种过程, 如药物或生物活动对 MK 增殖、分化、proplatelet 形成和血小板生成的影响。

    文中介绍了多种培养基和细胞因子的组合。细胞因子、Flt-3 配体、IL-3 和 IL-6 细胞因子的增加支持 CD34 的增殖.但是, 此扩展在区域性14中导致 MK 纯度降低。这里提出的方法, 使用无血清培养基和 rhTPO 单独, 不允许显着扩展祖细胞, 但允许 unilineage 巨增殖和分化和一致生产 MK (90-99% CD41+CD42a+双阳性细胞) 而不受其他血统的污染。MK 形成的培养期为10至12天, 无需支持基质或饲养细胞。这与需要更大区域性的其他方法 (超过20天)17,18相比比较有利。本议定书的血小板产生率为每位 MK 19-42 血小板, 每输入 CD34 420 血小板, 则为+细胞。大多数协议导致较低的血小板产生率18,19

    虽然产量相对于其他方法高, 但需要大量的 CD34 细胞来产生足够数量的血小板以供治疗使用。脐血 MK 成熟率较低, 一般较小 (低倍性类), 并有降低血小板生产能力的20。然而, 新鲜的联合公司通常是一个更容易获得的资源, 这是一个重要的优势, 为研究员。其他方法, 可以产生更高的产量的 MK 和血小板的治疗目的也被描述13,17

    有一些可变性的来源需要考虑: A) 脐带血单位的质量。仅在24小时内收集的脐带血应用作 CD34 的+细胞的来源。含血块的脐血单位也应丢弃。B) 单个核细胞分数中 CD34 的+单元格的百分比 (步骤 1.8): 使用小于 0.3% CD34+单元格的单核细胞分数可能导致相对较低纯度的 CD34+单元格的生成率较低。这些细胞不推荐用于 MK 分化。重要的是要让液体流失的重力力 (例如, 步骤 1.13, 1.14, 1.16)。在列堵塞的情况下, 建议从磁铁中删除该列, 将电池轻轻地用注射器柱塞插入一个新的管, 并重新加载到一个新的平衡列。

    许多条件影响血小板数量和功能。血小板减少指的是明显的下降, 可能导致外部出血和内出血。免疫性血小板减少 (ITP) 和药物引起的血小板减少 (DITP) 是众所周知的导致血小板减少的原因21,22。其他免疫性疾病, 如系统性红斑狼疮和类风湿关节炎也可能对血小板产生有害影响。非免疫性血小板减少的原因包括癌症治疗、严重创伤、感染、骨髓衰竭和手术。由于在化疗或接受干细胞移植的患者中血小板利用率高, 在过去的几十年中, 血小板的输血量稳步增加。MK 和血小板研究无疑将有助于发展大规模的血小板生产, 用于临床应用。可利用的体外产生的功能性血小板可以防止血小板短缺, 并使血小板输注到难治患者。MK 分化和血小板生成体外是研究和理解病理条件和导致血小板形成的生理机制的关键工具。

    Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

    Disclosures

    作者没有什么可透露的。

    Acknowledgments

    作者承认澳大利亚卫生和医学研究理事会 (与六六六相关的项目赠款 1012409) 的支持。

    Materials

    Name Company Catalog Number Comments
    Cell Culture Reagents
    Recombinant Human TPO Miltenyi Biotec 130-094-013
    StemSpan SFEM II Stem Cell Technologies 9605 Serum-free media for CD34+ cells
    Name Company Catalog Number Comments
    CD34 Isolation Reagents
    CD34 MicroBead kit ultrapure Miltenyi Biotec 130-100-453 This kit includes the FcR human IgG blocking reagent and CD34 microbeads. These beads contain the anti-CD34 antibody clone QBEND/10. Use a different anti-CD34 clone for purity check (e.g. clone 8G12).
    Lymphoprep Alere Technologies 1114545 Lymphocyte separation media (density 1.077 g/mL)
    Sterile separation buffer (SB) Miltenyi Biotec 130-091-221 This buffer contains phosphate buffered saline (PBS), pH 7.2 containing 0.5% bovine serum albumin and 2 mM EDTA. It can be prepared using sterile, cell culture grade components. De-gas before use because air bubbles can block the column.
    Name Company Catalog Number Comments
    Flow Cytometry and Cell Staining Reagents
    PE Mouse anti-Human CD34 BD Biosciences 340669 Clone 8G12. This can be used for CD34 purity check. Final antibody concentration 1:10 dilution.
    PerCP mouse anti-human CD45 BD Biosciences 347464 1:10 dilution
    PerCP isotype control BD Biosciences 349044 1:10 dilution
    FITC Mouse anti-Human CD41a BD Biosciences 340929 Final antibody concentration 1:5 dilution.
    APC Mouse anti-Human CD42b BD Biosciences 551061 This antibody can also be used to detect mature MK (the percentage of positive cells in usually lower than with anti CD42a). Final antibody concentration 1:10 dilution.
    Alexa Fluor 647 Mouse anti-Human CD42a AbD Serotec MCA1227A647T Currently distributed by Bio-Rad. Final antibody concentration 1:10 dilution.
    Alexa Fluor 647 Mouse Negative Control AbD Serotec MCA928A647 Currently distributed by Bio-Rad. Isotype control antibody
    Anti von Willebrand factor rabbit polyclonal Abcam AB6994 1:200 dilution
    V450 mouse anti-humna CD41a BD Biosciences 58425 1: 20 dilution
    V450 isotype control BD Biosciences 580373 1:20 dilution
    PAC1-FITC antibody BD Biosciences 340507 1:10 dilution
    Anti CD62p mouse monoclonal Abcam AB6632 1:200 dilution
    Alexa Fluor 488 goat anti rabbit IgG Invitrogen A11008 1:100 dilution
    Alexa Fluor 594 goat anti mouse IgG Invitrogen A11020 1:100 dilution
    Ig Isotype Control cocktail-C BD Biosciences 558659 Isotype control antibody
    Propidium iodide Sigma Aldrich P4864
    CountBright Absolute Counting Beads Molecular Probes, Invitrogen C36950 Counting beads
    Name Company Catalog Number Comments
    Materials
    LS columns Miltenyi Biotec 130-042-401 Smaller and larger columns are also commercially available
    MidiMACS Separator magnet Miltenyi Biotec 130-042-302
    MACS MultiStand Miltenyi Biotec 130-042-303
    Falcon 5mL round bottom polypropylene FACS tubes, with Snap Cap, Sterile In Vitro technologies 352063
    Glass slides Menzel-Glaser J3800AMNZ
    Mounting media with DAPI Vector Laboratories H-1200 Antifade mounting medium with DAPI
    Name Company Catalog Number Comments
    Equipment
    Inverted microscope Leica DMIRB inverted microscope
    Fluorescent microscope Zeiss Vert.A1
    Cell analyser BD Biosciences FACS Canto II
    Cytospin centrifuge ThermoScientific Cytospin 4
    Name Company Catalog Number Comments
    Software
    Cell analyser software BD Biosciences FACS Diva Software
    Single cell analysis software Tree Star FlowJo
    Fluorescent microscope software Zeiss Zen 2 blue edition

    DOWNLOAD MATERIALS LIST

    References

    1. Nakeff, A., Maat, B. Separation of megakaryocytes from mouse bone marrow by velocity sedimentation. Blood. 43 (4), 591-595 (1974).
    2. Zeigler, F. C., et al. In vitro megakaryocytopoietic and thrombopoietic activity of c-mpl ligand (TPO) on purified murine hematopoietic stem cells. Blood. 84 (12), 4045-4052 (1994).
    3. Reems, J. -A., Pineault, N., Sun, S. In Vitro Megakaryocyte Production and Platelet Biogenesis: State of the Art. Transfus. Med. Rev. 24 (1), 33-43 (2010).
    4. Choi, E., Nichol, J. L., Hokom, M. M., Hornkohl, A. C., Hunt, P. Platelets generated in vitro from proplatelet-displaying human megakaryocytes are functional. Blood. 85 (2), 402-413 (1995).
    5. Perdomo, J., et al. A monopartite sequence is essential for p45 NF-E2 nuclear translocation, transcriptional activity and platelet production. J Thromb Haemost. 8 (11), 2542-2553 (2010).
    6. Shim, M. H., Hoover, A., Blake, N., Drachman, J. G., Reems, J. A. Gene expression profile of primary human CD34+CD38lo cells differentiating along the megakaryocyte lineage. Exp Hematol. 32 (7), 638-648 (2004).
    7. Feng, Q., et al. Scalable generation of universal platelets from human induced pluripotent stem cells. Stem cell reports. 3 (5), 817-831 (2014).
    8. Bruno, S., et al. In vitro and in vivo megakaryocyte differentiation of fresh and ex-vivo expanded cord blood cells: rapid and transient megakaryocyte reconstitution. Haematologica. 88 (4), 379-387 (2003).
    9. Iraqi, M., Perdomo, J., Yan, F., Choi, P. Y. I., Chong, B. H. Immune thrombocytopenia: antiplatelet autoantibodies inhibit proplatelet formation by megakaryocytes and impair platelet production in vitro. Haematologica. 100 (5), 623-632 (2015).
    10. Lev, P. R., et al. Impaired proplatelet formation in immune thrombocytopenia: a novel mechanism contributing to decreased platelet count. Br. J. Haematol. 165 (6), 854-864 (2014).
    11. Gandhi, M. J., Drachman, J. G., Reems, J. A., Thorning, D., Lannutti, B. J. A novel strategy for generating platelet-like fragments from megakaryocytic cell lines and human progenitor cells. Blood Cells Mol. Dis. 35 (1), 70-73 (2005).
    12. Lu, S. -J., et al. Platelets generated from human embryonic stem cells are functional in vitro and in the microcirculation of living mice. Cell Res. 21 (3), 530-545 (2011).
    13. Moreau, T., et al. Large-scale production of megakaryocytes from human pluripotent stem cells by chemically defined forward programming. Nature Commun. 7, 11208 (2016).
    14. De Bruyn, C., Delforge, A., Martiat, P., Bron, D. Ex vivo expansion of megakaryocyte progenitor cells: cord blood versus mobilized peripheral blood. Stem Cells Dev. 14 (4), 415-424 (2005).
    15. Nimgaonkar, M. T., et al. A unique population of CD34+ cells in cord blood. Stem cells. 13 (2), Dayton, Ohio. 158-166 (1995).
    16. Italiano, J. E., Patel-Hett, S., Hartwig, J. H. Mechanics of proplatelet elaboration. J Thromb Haemost. 5, Suppl 1. 18-23 (2007).
    17. Matsunaga, T., et al. Ex vivo large-scale generation of human platelets from cord blood CD34+ cells. Stem cells. 24 (12), Dayton, Ohio. 2877-2887 (2006).
    18. Sullenbarger, B., Bahng, J. H., Gruner, R., Kotov, N., Lasky, L. C. Prolonged continuous in vitro human platelet production using three-dimensional scaffolds. Exp Hematol. 37 (1), 101-110 (2009).
    19. Proulx, C., Boyer, L., Hurnanen, D. R., Lemieux, R. Preferential ex vivo expansion of megakaryocytes from human cord blood CD34+-enriched cells in the presence of thrombopoietin and limiting amounts of stem cell factor and Flt-3 ligand. J. Hematother. Stem Cell Res. 12 (2), 179-188 (2003).
    20. Bornstein, R., Garcia-Vela, J., Gilsanz, F., Auray, C., Cales, C. Cord blood megakaryocytes do not complete maturation, as indicated by impaired establishment of endomitosis and low expression of G1/S cyclins upon thrombopoietin-induced differentiation. Br. J. Haematol. 114 (2), 458-465 (2001).
    21. Chong, B. H., Choi, P. Y. I., Khachigian, L., Perdomo, J. Drug-induced Immune Thrombocytopenia. Hematol Oncol Clin North Am. 27 (3), (2013).
    22. Stasi, R., et al. Idiopathic thrombocytopenic purpura: Current concepts in pathophysiology and management. Thromb Haemost. 99 (1), 4-13 (2008).

    Tags

    免疫学 问题 130 血小板 proplatelet CD34 脐血 生成,体外分化
    人脐血巨分化与血小板形成的 CD34<sup>+</sup>单元格
    Play Video
    PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

    Cite this Article

    Perdomo, J., Yan, F., Leung, H. H.More

    Perdomo, J., Yan, F., Leung, H. H. L., Chong, B. H. Megakaryocyte Differentiation and Platelet Formation from Human Cord Blood-derived CD34+ Cells. J. Vis. Exp. (130), e56420, doi:10.3791/56420 (2017).

    Less
    Copy Citation Download Citation Reprints and Permissions
    View Video

    Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

    Waiting X
    Simple Hit Counter