Özet

Fare Megakaryosit Progenitors İzolasyonu

Published: May 20, 2021
doi:

Özet

Bu yöntem, MEP ve MKp’nin fare femurları, kaval kemiği ve pelvik kemiklerden akış sitometrisi ile saflaştırılmasını açıklar.

Abstract

Kemik iliği megakaryositleri kan trombositlerinin üretimini sağlayan büyük poliploid hücrelerdir. Megakaryopoez yoluyla hematopoetik kök hücrelerden kaynaklanırlar. Bu sürecin son aşamaları karmaşıktır ve klasik olarak bipotent Megakaryosit-Eritrosit Progenitors (MEP) ve tek kişilik Megakaryosit Progenitors ‘u (MKp) içerir. Bu popülasyonlar iyi niyetli megakaryositlerin oluşumundan önce gelir ve bu nedenle izolasyonları ve nitelemeleri megakaryosit oluşumunun sağlam ve tarafsız analizine izin verebilir. Bu protokol, fare kemik iliğinden hematopoetik hücreleri toplama prosedürünü, hematopoetik progenitörlerin manyetik tükenme yoluyla zenginleştirilmesini ve son olarak yüksek oranda saflaştırılmış MEP ve MKp popülasyonları veren bir hücre sıralama stratejisini ayrıntılı olarak sunar. İlk olarak, kemik iliği hücreleri femurdan, kaval kemiğinden ve ayrıca yüksek sayıda hematopoetik progenitör içeren bir kemik olan iliak arktan toplanır. İlyak tepe kemiklerinin kullanımı, fare başına elde edilen toplam hücre sayısını büyük ölçüde arttırır ve böylece hayvanların daha etik bir şekilde kullanılmasına katkıda bulunur. Manyetik soy tükenmesi, akış sitometrisine göre çok verimli bir hücre sıralamaya izin vererek 450 nm manyetik boncuk kullanılarak optimize edildi. Son olarak, protokol iki yüksek saflaştırılmış megakaryosit progenitör popülasyonunun sıralanması için etiketleme ve gating stratejisini sunar: MEP (LinSca-1c-Kit+CD16/32CD150+CD9dim)ve MKp (Lin Sca-1c-Kit+CD16/32CD150+CD9parlak ). Bu tekniğin uygulanması kolaydır ve i) kimlikleri ve biyolojileri hakkında daha derin bir bilgi için moleküler karakterizasyon, ii) megakaryositlerin olgunlaşma mekanizmalarının daha iyi anlaşılmasını sağlayacak in vitro farklılaşma tahlilleri veya iii) mikroçevrimle etkileşimin in vitro modellerini gerçekleştirmek için yeterli hücresel materyal sağlar.

Introduction

Kan trombositleri megakaryositler tarafından üretilir. Bu büyük poliploid hücreler kemik iliğinde bulunur ve tüm kan hücrelerine gelince Hematopoetik Kök Hücrelerden (HSC) türetilirler1. Kemik iliğindeki megakaryositlerin klasik üretim yolu HSC’den kaynaklanır ve farklılaşma potansiyellerini giderek kısıtlayan farklı ataların neslini içerir2. Megakaryosit soyuna bağlılığı imzalayan ilk ata, hem eritroid hücreleri hem de megakaryositler3,4,5 üretebilen bir bipotent progenitör olan Megakaryosit-Eritrosit Progenitor‘dur(MEP). MEP daha sonra trombosit üretebilen olgun bir megakaryosit olarak farklılaşacak tek kişilik bir ata /öncül (MKp) üretir. Bu ataların üretilmesinde yer alan mekanizmaların yanı sıra megakaryositlere farklılaşmaları ve olgunlaşmaları karmaşıktır ve sadece kısmen anlaşılmıştır. Ayrıca MEP popülasyonunun farklılaşma potansiyeli açısından heterojenliği ve bu hücrelerin içsel bağlılık düzeyi hala belirsizdir. Bu süreçleri deşifre etmek için, ince moleküler ve tek hücreli analizler için MEP ve MKp’nin saflaştırılmış popülasyonlarını elde etmek (veya bunlara erişmek) esastır.

Çeşitli çalışmalar, fare 6,7,8’dekimegakaryositik soyuna bağlı atalarıntanımlanması için hücre yüzeyi belirteçlerinin belirli kombinasyonlarını göstermiştir. Bunlardan MEP ve MKp’nin farelerden arındırılmasına izin sağlayan bir yöntem tasarlanmıştır. Bu yöntem, çok sayıda tahlil için yeterli sayıda ve kalitede hücre elde etmek için optimize edilmiştir. Etik hususları göz önünde bulundurarak ve deneylerde yer alan hayvan sayısını en aza indirmek için kemik iliğini femur ve kaval kemiğinden ve ayrıca iliak arktan hasat etmek için ortaya çıkarız. Bu kemik yüksek sıklıkta ve hematopoetik ataların sayısını içerir ve çoğu zaman uzun kemik hasadı sırasında hasar görür. Burada sunulan bu kemiğin güvenilir toplanması için ayrıntılı bir yöntemdir.

Optimizasyonun ikinci kriteri, yüksek oranda saflaştırılmış hücre popülasyonları üretmektir. Floresan Aktif Hücre Sıralama (FACS), arıtılmış hücre popülasyonları elde etmek için tercih edilen bir yöntemdir. Bununla birlikte, ilgi hücre popülasyonu çok nadir olduğunda düşük verime ulaşılır. Bu nedenle zenginleştirme prosedürleri gereklidir. Bu protokolde manyetik boncuklar kullanılarak negatif bir seçim prosedürü tercih edildi.

Protocol

Hayvanları içeren protokoller, CREMEAS Strazburg Üniversitesi Hayvan Deneyleri Etik Komitesi (Comité Régional d’Ethique en Matière d’Expérimentation Animale Strasbourg) uyarınca gerçekleştirildi. İzin Numarası: E67-482-10). 1. Fare kemiği koleksiyonu Hayvanı kurumsal yönergelere uygun olarak kurban edin.NOT: Bu yazıda sunulan veriler 8 ila 12 haftalık C57Bl/6 farelerden elde edilmiştir. Elde edilen hücre sayısı ve atıf yapılan popülasyonların sıklığı …

Representative Results

MEP ve MKp olarak tanımlanan hücrelerin fenotipik analizi akış sitometrisi ile yapıldı. Hücreler, megakaryositik ve trombosit soylarının klasik belirteçleri olan CD41a ve CD42c’ye floresan konjuge antikorlarla etiketlendi. Her iki belirteç de MKp popülasyonunun hücreleri tarafından ifade edilirken, bu belirteçler MEP popülasyonunun hücrelerinin yüzeyinde henüz tespit edilmiştir (Şekil 4Ai,4Aii). Poliploidi megakaryositlerin ayırt edici özelliğidir. S?…

Discussion

Bu makalede açıklanan yöntem, fare MEP ve MKp’nin çıkarılmasına ve saflaştırılmasına izin verir. Protokolün optimizasyonunda önemli bir parametre, çoğu moleküler ve hücresel tabanlı tahlille uyumlu yeterli sayıda hücre elde etmekti. Hematopoetik hücre ekstraksiyonu için fare kemiği toplamanın genel uygulaması genellikle her farenin hem uyluk kemiğinin hem de kaval kemiğinin toplanmasından oluşur. Hematopoetik malzemenin başka bir kaynağı olan pelvik kemik, bu nedenle sıklıkla göz ardı …

Açıklamalar

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

Yazarlar monique Freund, Catherine Ziessel ve Ketty’ye teknik yardım için teşekkür etmek istiyor. Bu çalışma ARMESA (Association de Recherche et Développement en Médecine et Santé Publique) ve Grant ANR-17-CE14-0001-01 tarafından Henri.de la’ya desteklendi. Salle.

Materials

21-gauge needles BD Microlance 301155
7AAD Sigma-Aldrich A9400
Antibody Gr-1-biotin eBioscience 13-5931-85 Magnetic depletion
Antibody B220-biotin eBioscience 13-0452-85 Magnetic depletion
Antibody Mac-1-biotin eBioscience 13-0112-85 Magnetic depletion
Antibody CD3e-biotin eBioscience 13-0031-85 Magnetic depletion
Antibody CD4-biotin eBioscience 13-9766-82 Magnetic depletion
Antibody CD5-biotin eBioscience 13-0051-85 Magnetic depletion
Antibody CD8a-biotin eBioscience 13-0081-85 Magnetic depletion
Antibody TER119-biotin eBioscience 13-5921-85 Magnetic depletion
Antibody CD127-biotin eBioscience 13-1271-85 Magnetic depletion
Antibody CD45-FITC eBioscience 11-0451-85 Cell sorting
Antibody CD45-PE eBioscience 12-0451-83 Cell sorting
Antibody TER119-APC eBioscience 17-5921-83 Cell sorting
Antibody CD45-PECy7 eBioscience 25-0451-82 Cell sorting
Antibody CD45-biotin eBioscience 13-0451-85 Cell sorting
Antibody CD9-FITC eBioscience 11-0091-82 Cell sorting
Antibody  c-kit-APC eBioscience 17-1171-83 Cell sorting
Antibody Sca-1-PE eBioscience 12-5981-83 Cell sorting
Antibody CD16/32-PE eBioscience 12-0161-83 Cell sorting
Antibody CD150-PECy7 eBioscience 25-1502-82 Cell sorting
Culture medium StemSpan-SFEM Stemcell technologies #09650
Dissection pad Fisher Scientific 10452395
DPBS Life Technologies 14190-094
Ethanol vWR Chemicals 83813.360
Forceps Euronexia P-120-AS
Glass pasteur pipette Dutscher 42011
Magnet :  DynaMag-5 Thermo Fisher Scientific 12303D
Magnetic beads: Dynabeads Sheep Anti-Rat IgG Thermo Fisher Scientific 11035
Megacult Stemcell technologies #04970
MethoCult SF M3436 Stemcell technologies #03436
Newborn Calf Serum Dutscher 50750-500
Red Cell Lysis solution BD Bioscience 555899
Scalpels Fisher Scientific 12308009
Scissors Euronexia C-165-ASB
Sterile 1 mL syringes BD Bioscience 303172
Sterile 15mL tubes Sarstedt 62.554.502
Sterile 5mL polypropylene tubes Falcon 352063
Sterile 5mL polystyrene tubes Falcon 352054
Sterile tubes with 70µm cell strainer cap Falcon 352235
Sterile petri dish Falcon 353003
Streptavidin-APC-Cy7 BD Biosciences 554063 Cell sorting
Tube roller Benchmark Scientific R3005

Referanslar

  1. Kaushansky, K. Historical review: megakaryopoiesis and thrombopoiesis. Blood. 111 (3), 981-986 (2008).
  2. Akashi, K., Traver, D., Miyamoto, T., Weissman, I. L. A clonogenic common myeloid progenitor that gives rise to all myeloid lineages. Nature. 404 (6774), 193-197 (2000).
  3. Debili, N., et al. Characterization of a bipotent erythro-megakaryocytic progenitor in human bone marrow. Blood. 88 (4), 1284-1296 (1996).
  4. Forsberg, E. C., Serwold, T., Kogan, S., Weissman, I. L., Passegué, E. New evidence supporting megakaryocyte-erythrocyte potential of flk2/flt3+ multipotent hematopoietic progenitors. Cell. 126 (2), 415-426 (2006).
  5. Vannucchi, A. M., et al. Identification and characterization of a bipotent (erythroid and megakaryocytic) cell precursor from the spleen of phenylhydrazine-treated mice. Blood. 95 (8), 2559-2568 (2000).
  6. Pronk, C. J., et al. Elucidation of the phenotypic, functional, and molecular topography of a myeloerythroid progenitor cell hierarchy. Cell Stem Cell. 1 (4), 428-442 (2007).
  7. Nakorn, T. N., Miyamoto, T., Weissman, I. L. Characterization of mouse clonogenic megakaryocyte progenitors. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 100 (1), 205-210 (2003).
  8. Ng, A. P., et al. Characterization of thrombopoietin (TPO)-responsive progenitor cells in adult mouse bone marrow with in vivo megakaryocyte and erythroid potential. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 109 (7), 2364-2369 (2012).
  9. Strassel, C., et al. Hirudin and heparin enable efficient megakaryocyte differentiation of mouse bone marrow progenitors. Experimental Cell Research. 318 (1), 25-32 (2012).
  10. Brouard, N., et al. A unique microenvironment in the developing liver supports the expansion of megakaryocyte progenitors. Blood Advances. 1 (21), 1854-1866 (2017).
  11. Boscher, J., Gachet, C., Lanza, F., Léon, C. Megakaryocyte culture in 3D methylcellulose-based hydrogel to improve cell maturation and study the impact of stiffness and confinement. Journal of Visualized Experiments:JOVE. , (2021).
  12. Sanjuan-Pla, A., et al. Platelet-biased stem cells reside at the apex of the haematopoietic stem-cell hierarchy. Nature. 502 (7470), 232-236 (2013).
  13. Haas, S., et al. Inflammation-driven fast-track differentiation of HSCs into the megakaryocytic lineage. Experimental Hematology. 42 (8), 14 (2014).
  14. Shin, J. Y., Hu, W., Naramura, M., Park, C. Y. High c-Kit expression identifies hematopoietic stem cells with impaired self-renewal and megakaryocytic bias. The Journal of Experimental Medicine. 211 (2), 217-231 (2014).

Play Video

Bu Makaleden Alıntı Yapın
Kimmerlin, Q., Tavian, M., Gachet, C., Lanza, F., Brouard, N. Isolation of Mouse Megakaryocyte Progenitors. J. Vis. Exp. (171), e62498, doi:10.3791/62498 (2021).

View Video