Een abonnement op JoVE is vereist om deze inhoud te bekijken. Log in of start vandaag met uw gratis proefperiode.

Methodenartikel

Een combinatorische eencellige aanpak te karakteriseren de moleculaire en Immunophenotypic heterogeniteit van menselijke stamcellen en voorlopercellen populaties

6.3K weergaven

⸱

DOI:

10.3791/57831

⸱

25 oktober 2018

 ,  ,  , 

In dit artikel

Samenvatting

Bulk gen expressie metingen wolk individuele cel verschillen in heterogene cel populaties. Hier beschrijven we een protocol voor hoe eencellige gen expressie analyse en index Sorteren door bloeien geactiveerd Cell Sorting (FACS) kan worden gecombineerd om te bakenen heterogeniteit en immunophenotypically karakteriseren moleculair afzonderlijke cel populaties.

Samenvatting

Immunophenotypic karakterisering en moleculaire analyse hebben lange tijd gebruikt om af te bakenen heterogeniteit en definiëren van afzonderlijke cel populaties. FACS is inherent een eencellige assay, maar voorafgaand aan de moleculaire analyse, de doelcellen zijn vaak prospectief geïsoleerd in bulk vervoeren, eencellige resolutie waarbij u verliest. Eencellige gen expressie analyse biedt een manier om moleculaire verschillen tussen de afzonderlijke cellen in heterogene cel populaties te begrijpen. In bulk cel analyse resulteert een oververtegenwoordiging van een afzonderlijke celtype in vooroordelen en occlusie van de signalen van zeldzame cellen met biologische belang. Door gebruik te maken van FACS index Sorteren gekoppeld aan eencellige gen expressie analyse, populaties kunnen onderzocht worden zonder verlies van eencellige resolutie terwijl cellen met tussenliggende cel oppervlakte marker expressie worden ook vastgelegd, waardoor beoordeling van de relevantie van continu oppervlak marker expressie. Hier beschrijven we een aanpak die eencellige omgekeerde transcriptie combineert kwantitatieve PCR (RT-qPCR) en FACS index Sorteren gelijktijdig karakteriseren de moleculaire en immunophenotypic heterogeniteit binnen cel populaties.

In tegenstelling tot de eencellige RNA sequencing methoden voorziet het gebruik van qPCR met specifieke doel versterking in robuuste metingen van lage-overvloed afschriften met minder uitvallers, terwijl het niet is verward door de kwesties in verband met cel-naar-cel variaties in lezen diepte. Bovendien, door rechtstreeks index-Sorteren single-cellen lysis buffer deze methode, voorziet cDNA synthese en specifieke doelgroep pre versterking moet worden uitgevoerd in één stap alsook wat betreft de correlatie van vervolgens afgeleide moleculaire signaturen met celoppervlak markering voor de expressie. De beschreven aanpak heeft ontwikkeld om te onderzoeken van hematopoietische single-cellen, maar hebben ook geweest tweedehands met vrucht voort andere celtypes.

Kortom, zorgt de hierin beschreven aanpak voor gevoelige meting van mRNA uitdrukking voor een panel van vooraf geselecteerde genen met de mogelijkheid tot het ontwikkelen van protocollen voor latere potentiële isolatie van moleculair verschillende subpopulaties.

Inleiding

Elke individuele bloedcel wordt verondersteld om te verblijven in een cellulaire hiërarchie, waar stamcellen vormen de apex op de top van een reeks van steeds meer begaan tussenliggende voorlopercellen, die uiteindelijk terminaal onderscheiden in de cellen van de definitieve effector specifieke uitvoering biologische functies1. Veel van de kennis over hoe de systemen van de cel van de stam worden georganiseerd is gegenereerd in het hematopoietische systeem, grotendeels als gevolg van de mogelijkheid om verschillende hematopoietische populaties hoogverrijkt voor stamcellen of verschillende progenitoren2 prospectief te isoleren ....

Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.

Protocol

1. bereiding van Lysis platen

  1. Met behulp van een gratis Bank van RNA/DNA, voorbereiden genoeg lysis-buffermengsel 96 putjes, met 10% extra, door het mengen van 390 µL nuclease gratis water, 17 µL van 10% NP-40, 2.8 µL 10 mM dNTP, 10 µL 0,1 M DTT en 5.3 µL RNAse remmer (Zie Tabel van materialen). Vortex en de spin naar beneden.
  2. Distribueren van 4 µL van lysis buffer aan elk putje van een 96 goed PCR plaat en verzegel de platen met zelfklevende film. Spin down buizen voor het verzamelen van vloeistof op de bodem van de platen. Houden platen op ijs totdat de cel sorteren (maximaal 24 uur).

2. voorbereid....

Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.

Resultaten

Het protocol beschreven is snel, gemakkelijk uitgevoerd en zeer betrouwbaar. Een overzicht van de experimentele opstelling wordt gepresenteerd in Figuur 1. Het volledige protocol, van sorteren van single-cellen, tot versterking van het specifieke doel, gen expressie metingen en voorlopige analyse kan worden uitgevoerd in drie dagen. Een voorbeeld van de geanalyseerde resultaten in de vorm van een warmte-kaart die voorlopige geanalyseerde gegevens vertegenwoor.......

Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.

Discussie

In de afgelopen jaren is de eencellige gen expressie analyse een waardevolle toevoeging aan het definiëren van de heterogeniteit van de verschillende cel populaties23geworden. De komst van RNA sequencing technologieën biedt theoretisch een mogelijkheid voor het meten van de gehele transcriptome van een cel, maar deze methoden worden bemoeilijkt door variaties in de cel-naar-cel sequencing diepten en drop-outs. Eencellige qPCR biedt een gevoelige en robuuste analyse van de expressie van honderden k.......

Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.

Openbaarmakingen

De auteurs hebben niets te onthullen.

Dankbetuigingen

Dit werk wordt ondersteund door subsidies van de Zweedse Cancer Society, de Zweedse Onderzoeksraad, The Swedish Society voor medisch onderzoek, de Zweedse Childhood Cancer Foundation, The Ragnar Söderberg Foundation, en The Knut en Alice Wallenberg Foundation

....

Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.

Materialen

```html
Lijst van materialen gebruikt in dit artikel
NaamBedrijfCatalogusnummerOpmerkingen
CD14 PECY5eBioscience15-0149-42Clone: 61D3
CD16 PECY5Biolegend302010Clone: 3G8
CD56 PECY5Biolegend304608Clone: MEM-188
CD19 PECY5Biolegend302210Clone: HIB19
CD2 PECY5Biolegend300210Clone: RPA-2.10
CD3 PECY5Biolegend300310Clone: HIT3a
CD123 PECY5Biolegend306008Clone: 6H6
CD235A PECY5BD Pharma559944Clone GAR2
CD34 FITCBiolegend343604Clone: 561
CD38 APCBiolegend303510Clone: Hit2
CD90 PEBiolegend328110Clone: 5E10
CD45RA BV421BD bioscience560362Clone: HI100
CD49f Pecy7eBioscience25-0495-82Clone: eBioGOH3
FBSHyCloneSV30160.3
PBSHyCloneSH30028.02
96-well u-bottom PlateVWR10861-564
SFEMStem cell technologies9650
Penicillin streptomycinHyCloneSV30010
TPOPeprotech300-18
SCFPeprotech300-07
FLT3LPeprotech300-19
Falcon Tube 15 mLSarstedt62.554.502
Eppendorph tubeSarstedt72.690.001
CST beadsBD642412
Accudrop BeadsBD3452496 µm particles 
Adhesive film ClearThermo scientific AB-1170
Adhesive film FoilThermo scientific AB-0626
96 well PCR plateAxygenPCR-96M2-HS-C
PCR 1.5 mL tubeAxygenMCT-150-L-C
T100 PCR cyclerBioRad186-1096
10% NP40Thermo scientific 85124
10 mM dNTPTakara4030
0.1 M DTTInvitrogenP2325
RNAsoutInvitrogen10777-019RNAse inhibitor
CellsDirect One-Step qRT-PCR KitInvitrogen11753-100
Neuclease free waterInvitrogen11753-100from CellsDirect kit
2x Reaction MixInvitrogen11753-100from CellsDirect kit
SuperScript III RT/Platinum Taq MixInvitrogen11753-100from CellsDirect kit
Platinum Taq DNA PolymeraseInvitrogen10966026
TaqMan Cells-to-CT Control KitInvitrogen4386995
Xeno RNA ControlInvitrogen4386995From TaqMan Cells-to-CT Control Kit
20x Xeno RNA Control Taqman Gene Expression AssayInvitrogen4386995From TaqMan Cells-to-CT Control Kit
96.96 Sample/Loading Kit—10 IFCsFluidigmBMK-M10-96.96
2x Assay Loading ReagentFluidigmFrom 96.96 Sample/Loading Kit
20x GE Sample Loading ReagentFluidigmFrom 96.96 Sample/Loading Kit
Control line fluid FluidigmFrom 96.96 Sample/Loading Kit
TaqMan Gene Expression Master MixApplied Biosystems4369016
BioMark HDFluidigmBMKHD-BMKHD
96.96 Dynamic Array IFCFluidigmBMK-M10-96.96GT
ExcelMicrosoftMicrosoft
FlowJo V10TreeStarTreeStar
Fluidigm real time PCR analysisFluidigmFluidigm
CD179a.VPREB1Thermofisher scientificHs00356766_g1
ACEThermofisher scientificHs00174179_m1
AHRThermofisher scientificHs00169233_m1
BCR_ABL.52Thermofisher scientificHs03043652_ft
BCR_ABL41Thermofisher scientificHs03024541_ft
BMI1Thermofisher scientificHs00995536_m1
CCNA2Thermofisher scientificHs00996788_m1
CCNB1Thermofisher scientificHs01030099_m1
CCNB2Thermofisher scientificHs01084593_g1
CCNCThermofisher scientificHs01029304_m1
CCNE1Thermofisher scientificHs01026535_g1
CCNFThermofisher scientificHs00171049_m1
CCR9Thermofisher scientificHs01890924_s1
CD10.MMEThermofisher scientificHs00153510_m1
CD11aThermofisher scientificHs00158218_m1
CD11c.ITAXThermofisher scientificHs00174217_m1
CD123.IL3RAThermofisher scientificHs00608141_m1
CD133.PROM1Thermofisher scientificHs01009250_m1
CD1

Referenties

  1. Seita, J., Weissman, I. L. Hematopoietic stem cell: Self-renewal versus differentiation. Wiley Interdiscip Rev Syst Biol Med. 2 (6), 640-653 (2010).
  2. Orkin, S. H., Zon, L. I. Hematopoiesis: An evolving paradigm for stem cell biology. Cell. 132 (4), 631....

Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.

Herprints en machtigingen

Meer artikelen verkennen

Genexpressie op enkelcelniveauFACS-index sorterenstamcelheterogeniteitRT-qPCR-analyseflowcytometrieceloppervlaktemarkersmicrofluïdische genexpressieprincipale componentanalyseprospectieve isolatie