遠心浄化によって異なった細胞周期の段階で主に急性リンパ性白血病細胞の調製
Summary
このプロトコルでは、異なる細胞周期の段階に主な急性リンパ芽球性白血病細胞を分離する遠心浄化の使用について説明します。
Abstract
セルを同期する機能を細胞周期の規則の私達の理解を進める中心となっています。一般的な技法は、血清遮断;化学物質の細胞を別の細胞周期段階で逮捕または分裂振り払い減少への遵守を悪用するの使用します。しかし、これらすべての欠点を持ちます。たとえば、血清飢餓動作も正常な細胞が、腫瘍細胞が癌遺伝子の活性化や腫瘍サプレッサーの損失のための危険にさらされた細胞周期チェックポイントのあまり。同様に、化学的に扱われる細胞集団は薬害被害を抱くし、ストレス関連の変更を表示できます。これらの問題を回避する手法が対向流遠心浄化 (CCE) つの反対勢力、遠心力と流体の速度、サイズおよび密度に基づいて細胞の分離の結果をセルを受けます。通常サイクルを進める細胞が拡大するので、細胞を別の細胞周期の段階に分割する CCE を使用できます。ここで我々 は急性リンパ性白血病の主にこの手法を適用します。最適な条件下で、優れた収率で、G1 期の細胞の本質的に純粋な人口と G2/M の段階で高濃縮細胞集団が取得できます。これらの細胞は、抗がん剤の作用の勉強の細胞周期依存性のメカニズムおよび他のアプリケーションには最適です。またどのように標準的な手順に変更の最適なパフォーマンスの結果を表示し、技術の制限について説明。紹介する詳細な方法は、アプリケーションや他の種類の細胞に手法の探査を促進するべき。
Introduction
培養細胞は通常非同期的に成長し、個々 の細胞が細胞周期の異なった段階の存在。いくつかの生物は当然のことながら同期の細胞周期を展示または特定の生理学的な刺激によって同期することができます。たとえば、粘粘菌変形体の巨大なでん内核分割高同期ファッション1, と指数養魚は光と闇を交互に同期できる緑の藻の細胞期間2。このような生物は、ユニークな実験的属性を提供する間不十分な哺乳類細胞の複雑さをモデルします。人工的に哺乳類セル人口の同期機能細胞周期チェックポイントの分子基盤と細胞周期制御の理解を推進する中心となっています。血清剥奪、化学ブロック、リリース、または物理的特性3,4を利用する一般的な方法があります。血清の撤退、静穏化を入力するセルが生じる、再血清添加 G1 フェーズ5細胞周期再突入に昇格させます。阻害剤には、余分なチミジンやヒドロキシウレア G1/S 境界で細胞をブロック、M フェーズ3,4のセルを通常逮捕微小管阻害剤などのエージェントが含まれます。分裂振り払い間期細胞6より少ない付着しているので、分裂期細胞の豊かにするために使用できる物理特性を悪用する手法が含まれます。ただし、すべてのこれらの技術の潜在的な欠点があります。たとえば、すべてのセル型は分裂振り払いは有糸分裂阻害薬の事前同期せず限られた後血清や化学剤の存在の有無と細胞の収量で生存率を維持します。
初期胚細胞周期、場所細胞は分類7サイズが徐々 に減少を除いてほとんどの細胞周期を進める成長段階を経るし、サイズが大きくなります。このプロパティは、対向流遠心浄化 (CCE)、サイズの異なる細胞を分離する使用ことができますし、それゆえ細胞周期段階8,9の手法で利用されます。CCE、中に細胞が 2 つの反対勢力の影響の下で: 回転の軸から細胞を運転する遠心力と流体の速度 (対向)、回転 (図 1) の軸に向かってセルを駆動します。これらの力が等しい平衡位置を飛びだしチャンバーで細胞に到達します。平衡位置を指示、重要な要因は細胞径および密度です。緩衝液の率の増加の流れとして、対向ドラッグ力が遠心力を上回る新しい均衡を確立すると、商工会議所の内部のセルの位置が変更されています。すべてのセルが対向流率はその出口を促進するために十分に増加するまで商工会議所内より大きい細胞にとどまるに対し小さいものは最初、商工会議所のままで、その結果、チャンバー出口に向かってシフトされます。特定分数で対向速度の連続増加と飛びだし室をエスケープ細胞を集めることができるし、各分画に順番にサイズの増加のセルが含まれています。対向流率の増加と飛び出しを行う必要がなく遠心分離速度を減少させることによって遠心力の連続の減少は、同じ結果を達成するでしょう。浄化のプロセスには、セル型、採用、飛びだしバッファーおよび使用される特定の装置によって最適化が必要です。これらの条件下で細胞の堆積速度はストークスの法則によって最もよく述べ: SV = [d2(ρp– ρm)/18η] .ω2r、SV = 沈降速度;d = 粒子の直径Ρp = 粒子の密度Ρm = バッファーの密度Η = バッファーの粘度Ω =; ローターの角速度r = 粒子の半径方向の位置。したがって、SV は細胞径および密度に比例して、細胞周期を通って一般に定数である密度より大きく寄与直径が 2 番目の電源に発生するので。
CCE の重要な利点は、細胞が化学治療や栄養欠乏の過酷な条件にさらされないと本質的に動じない優れた収率で回収することができます。要件は、細胞周期にトラバース、問題の細胞が直径の少なくとも 30% の大幅な増加を受けることです。主な欠点は、特殊な遠心分離機、ローター、アクセサリーのコストです。それにもかかわらず、CCE によって豊かに細胞周期の特定の段階で細胞を準備する機能は、酵母から哺乳類セル9,10の生物で細胞周期研究を促進しています。また、最近の進歩で、細胞の分離の使用を拡大して癌組織、異なる種類の細胞、異種混合物でし免疫療法9の特定の細胞型の生産分離対健康からいます。
我々 の主要な関心のビンカ アルカロイドやタキサン系薬剤などのエージェント (Mta) 微小管作用のメカニズムを理解されています。これらの薬は、有糸分裂、スピンドル微小管機能11,12のブロックにのみ行動すると考えられていたが、最近の証拠は、彼らが間期の微小管13,14の対象にも示唆しています。我々 は最近、プライマリ急性リンパ芽球性白血病 (ALL) セル G1 期のいずれかの死を受けるまたは M 相ビンクリスチンと細胞周期依存的15の他の Mta で処理することを報告しました。CCE によって異なった細胞周期の段階にすべてのセルを分ける機能はこの結論に達するに尽力しました。この記事では、技術的な詳細を説明して、異なった細胞周期の段階ですべてのセルの CCE のプライマリの調製への応用のための実用的なヒントを提供します。
Protocol
Representative Results
Discussion
CCE を使用して細胞周期の異なった段階でプライマリを取得するためのメソッドのすべてのセルを説明しました。最適な条件で G1 期の細胞の本質的に純粋な人口と G2/M の段階で細胞の高濃縮人口に容易に得ることができた優れた収率で、必要な場合、S 期で高濃縮のセルを取得することも。ここで示された結果は、独立した文化、すべて 215ですべての文化 (具体的には、すべ…
Divulgations
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
この作品は、NIH (TCC) に CA109821 によって支えられました。気前よく文書のコストをカバーするための資金を提供するためとセットアップと飛びだしシステムの運用に関する技術援助ベックマン ・ コールターに感謝します我々 は博士フレッド ・ ファルケンバーグが初期プライマリのすべての文化を提供することをありがちましょう。
Materials
| Hanks' balanced salt solution | Lonza | 10-508Q | 1 L bottle |
| Fetal Plus bovine serum | Atlas Biologicals | FP-0500-A | 500 mL bottle |
| 2-napthol-6,8-disulfonic acid dipotassium salt | Acros Organics | 212-672-4 | 100 g powder |
| 50 mL concial tubes | Denville Scientifics | C1062-P | 500/case |
| PES Membrane 0.22 µm filter unit | Millipore | SLGP033RB | 250/pack |
| Avanti J-26S XPI w/ Elut. Non-IVD – 50/60 Hz, 200/208/240V | Beckman Coulter | B14544 | centrifuge compatible with elutriation system |
| JE 5.0 elutriator rotor kit | Beckman Coulter | 356900 | rotor kit which includes the rotor, T-handle hex wrench, the quick release assembly (w/o the elutriation chamber), anchoring cable, and the strobe assembly |
| Chamber, standard, 4-mL, "A" | Beckman Coulter | 356943 | standard elutriation chamber |
| Masterflex L/S Easy-Load pump head | Cole-Parmer | EW-07518-10 | |
| Masterflex L/S Variable-Speed Drive | Cole-Parmer | EW-07528-10 | |
| Masterflex BioPharm platinum-cured silicone pump tubing, L/S 16 | Cole-Parmer | EW-96420-16 | |
| 25 G x 1.5 Precision Glide needle | BD | 305127 | sterile, single-use needles |
| 10 mL Luer-Lok syringe | BD | 309604 | sterile, single-use syringes |
| Vi-Cell XR | Beckman Coulter | 383556 | |
| PI/RNase staining buffer | BD Pharmingen | 550825 | propidium iodide/RNase staining buffer |
| cyclin B1 (GNS1) mouse monoclonal IgG antibody | Santa Cruz Biotechnology | sc-245 | |
| cyclin D1 (DCS-6) mouse monoclonal IgG antibody | Santa Cruz Biotechnology | sc-20044 | |
| P-Rb (S807/811) (D20B12) XPR rabbit monoclonal antibody | Cell Signaling Technology | 8516s | |
| GAPDH (14C10) rabbit monoclonal antibody | Cell Signaling Technology | 2118s | |
| Goat anti-mouse IgG (H+L)-HRP conjugate | BioRad | 170-6516 | |
| Goat anti-rabbit IgG (H+L)-HRP conjugate | BioRad | 170-6515 |
References
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