Summary

一个小鼠红细胞亚群富集去核活动由多光谱成像流式细胞仪鉴定

Published: June 06, 2014
doi:

Summary

本协议描述了一种新的识别去核红细胞正色由多光谱成像流式细胞仪,以提供红细胞去核过程的可视化的群体的方法。

Abstract

红细胞生成哺乳动物总结了眼球摘除的戏剧性过程,结果在网织红细胞的形成。眼球摘除的机制尚未完全阐明。学习去核红细胞显微镜中的关键蛋白和结构的本地化时遇到的一个常见问题是,观察细胞进行眼球摘除足够数量的难度。我们已经开发了一种新的协议分析使用流量多参数高速细胞成像(多光谱成像流式细胞仪),结合免疫荧光流式细胞仪中,为了确定有效的一个显著号码去核的事件的方法,它允许获得测量和进行统计分析。

首先,我们在这里描述,以便用于同步小鼠红细胞和增加捕获眼球摘除在日的概率两人在体外培养红细胞生成方法评估电子时间。然后,我们详细描述了为了眼球摘除由多光谱成像流式细胞仪过程中,研究细胞内蛋白质或脂质筏的本地化固定和透后红细胞的染色。随着尺寸和它们用来识别正色红细胞DNA/Ter119染色,我们利用在明视场通道,辅助在识别细长细胞和“三角形的质心的XY Ter119/Draq5的小区的参数”纵横比“ “允许的细胞事件,其中TER119染色(新生网织红细胞)的中心相距甚远DRAQ5染色(细胞核进行挤压)的中心,鉴定因而指示一个即将去核细胞。的正色红细胞种群具有高增量的质心和低纵横比的子集被高度富集在去核细胞。

Introduction

在哺乳动物中红细胞系内终末分化的结论与去核的戏剧性的过程,通过该正色红细胞排出其膜包裹的核(pyrenocyte)1,产生一个网织红细胞2。这个过程的确切机制,这也是成功的限速步骤,大规模生产的红血细胞在体外 ,还没有完全阐明。去核红细胞内关键的蛋白质和结构的定位依赖于使用荧光显微镜和电子显微镜3-5。这个繁琐的过程通常会导致的眼球摘除活动数量有限的识别,并且不总是允许有意义的统计分析。扩大对红细胞鉴定麦格拉思 6前面所述的方法,我们已经开发了一种新的由多光谱伊马确定和研究眼球摘除事件的方法更改流式细胞仪(多参数高速细胞成像中流动,它结合了荧光显微镜与流式细胞术的方法)7,它可以提供的观测足够数量以获得测量值,并执行统计分析。

在这里,我们描述了前两个在体外培养红细胞生成为了同步红细胞和增加捕获眼球摘除在评估时的概率使用的方法。然后,我们详细描述了为了眼球摘除由多光谱成像流式细胞仪中,研究细胞内蛋白质或脂质筏的本地化固定和透后红细胞的染色。

样品上的成像流运行流式细胞仪和将收集的细胞的门控适当地识别正色红细胞6。正色红细胞,然后根据它们的纵横比进行分析,测得在明场图像进行更改,对他们的参数增量的质心的XY TER119-DNA,其被定义为分别染色TER119和DNA的区域中,中心之间的距离值。细胞低高宽比和高三角形质心的XY Ter119/DNA的人口是高度浓缩的去核的细胞。用野生型(WT)与红细胞与红细胞的Rac1蛋白在rac2上的Mx-Cre重组酶介导的条件缺失– / –或组合的Rac2 – / – ; RAC3 – / –遗传背景和多光谱成像流这种新型分析仪的协议,我们最近表明,眼球摘除类似于非对称细胞分裂,并通过外消旋GTP酶在调节部分的肌动球蛋白环的形成是眼球摘除进展7重要。

Protocol

1,长期体外培养红细胞生成( 体外红系分化培养议定书Giarratana 等。8,修改和调整鼠标电池) 这是一个三步骤的长期体外红细胞生成协议。在第一步骤(天0-4)2×10 5个细胞/ ml被放置在补充有干细胞因子(SCF),白细胞介素-3(IL-3),和促红细胞生成素(EPO)的红细胞的生长培养基。在第二步骤(天5-6),将细胞重新悬浮于2×10 <sup…

Representative Results

首先,电池是基于他们的明场长宽比(他们的未成年子女与他们的长轴长度之比)和明场区(指示其规模大小)进行分析。具有比20一个明视场角值的情况下和高于200事件大多是碎片和细胞聚集体,分别与被排除在分析( 图2A)。单细胞(门“R1”),然后分析了基于他们对梯度RMS参数,它表示图像的锐度值。门“R2”是创建一个包含细胞与梯度RMS值超过了50 个百分位,以选择…

Discussion

近年来红细胞去核的研究已经获得了越来越多的动力,因为它是在步骤在体外红细胞生成培养物是最困难的,以实现成功的,大规模生产的红血细胞在体外有效地重现。直到最近,红细胞去核的研究主要是利用荧光显微镜和流式细胞仪的方法。荧光显微镜的方法,虽然在确定参与分子有帮助的,需要显微镜观察,以确定一个小数目正色红细胞数百个细胞固定于在特定时间点内进行眼?…

Divulgazioni

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

致谢研究流式细胞仪核心在辛辛那提儿童医院研究基金会和理查德德马科,Sherree朋友,和斯科特末底改从Amnis公司(EMD Milllipore的一部分)的专家技术支持。这项工作是由美国国立卫生研究院赞助授予K08HL088126和R01HL116352(TAK)和P30 DK090971(YZ)。

Materials

αMEM medium CellGro  15-012-CV
IMDM medium Hyclone (Thermo Scientific) SH30228.01
Stempro-34 SFM GIBCO (Life Tech) 10640
Stempro-34 nutrient supplement GIBCO (Life Tech) 10641-025
Fetal Bovine Serum (FBS) Atlanta Biologicals 512450
BIT9500 Stemcell Technologies 09500
Bovine Serum Albumin (BSA) Fisher Scientific BP-1600-100
Phosphate buffered saline (PBS) Hyclone (Thermo Scientific) SH30028.02
Penicillin/Streptomycin Hyclone (Thermo Scientific) SV30010
L-glutamine Hyclone (Thermo Scientific) SH30590.01
Isothesia (Isoflurane) Butler-Schein 029405
Histopaque 1.083mg/ml Sigma 10831
BD Pharmlyse (RBC lysis buffer) BD Biosciences 555899
Acetone Sigma-Aldrich 534064
Formaldehyde Fisher Scientific BP 531-500
Hydrocortisone Sigma H4001
Stem Cell Factor (SCF) Peprotech 250-03
Interleukin-3 (IL-3) Peprotech 213-13
EPOGEN Epoetin Alfa (Erythropoietin, EPO) AMGEN available by pharmacy
CD44-FITC antibody BD Pharmingen 553133
CD71-FITC antibody BD Pharmingen 553266
Ter119-PECy7 antibody BD Pharmingen 557853
Phalloidin-AF488 Invitrogen (Life Technologies) A12379
β-tubulin-AF488 antibody Cell Signaling #3623
anti-rabbit AF488-secondary antibody Invitrogen (Life Technologies) A11008
anti-rabbit AF555-secondary antibody Invitrogen (Life Technologies) A21428
AF594-cholera toxin B subunit Invitrogen (Life Technologies) C34777
pMRLC (Ser19) antibody Cell Signaling #3671
γ-tubulin antibody Sigma T-3559
Syto16 Invitrogen (Life Technologies) S7578
Draq5 Biostatus DR50200
Ferrous sulfate Sigma F7002
Ferric nitrate Sigma F3002
EDTA Fisher Scientific BP120500
15ml tubes BD Falcon 352099
50ml tubes BD Falcon 352098
6-well plates BD Falcon 353046
24-well plates BD Falcon 351147
Flow tubes BD Falcon 352008
Tuberculin syringe BD 309602
Insulin syringe BD 329461
Syringe needle 25G5/8 BD 305122
Capped flow tubes BD 352058
40μm cell strainer BD Falcon 352340
Scalpel (disposable) Feather 2975#21
FACS Canto Flow Cytometer BD
ImagestreamX Mark II Imaging Flow Cytometer AMNIS (EMD Millipore)
Image Data Exploration and Analysis Software (IDEAS) version 4.0 and up. AMNIS (EMD Millipore)
Hemavet 950 Cell Counter Drew Scientific CDC-9950-002
NAPCO series 8000WJ Incubator Thermo scientific
Allegra X-15R Centrifuge Beckman Coulter 392932
Mini Mouse Bench centrifuge Denville C0801

Riferimenti

  1. McGrath, K. E., Kingsley, P. D., Koniski, A. D., Porter, R. L., Bushnell, T. P., Palis, J. Enucleation of primitive erythroid cells generates a transient population of "pyrenocytes" in the mammalian fetus. Blood. 111, 2409-2417 (2008).
  2. Chasis, J. A., Mohandas, N. Erythroblastic islands: niches for erythropoiesis. Blood. 112, 470-478 (2008).
  3. Koury, S. T., Koury, M. J., Bondurant, M. C. Cytoskeletal distribution and function during the maturation and enucleation of mammalian erythroblasts. J Cell Biol. 109, 3005-3013 (1989).
  4. Ji, P., Jayapal, S. R., Lodish, H. F. Enucleation of cultured mouse fetal erythroblasts requires Rac GTPases and mDia2. Nat Cell Biol. 10, 314-321 (2008).
  5. Keerthivasan, G., Small, S., Liu, H., Wickrema, A., Crispino, J. D. Vesicle trafficking plays a novel role in erythroblast enucleation. Blood. 116, 3331-3340 (2010).
  6. McGrath, K. E., Bushnell, T. P., Palis, J. Multispectral imaging of hematopoietic cells: where flow meets morphology. J Immunol Methods. 336, 91-97 (2008).
  7. Konstantinidis, D. G., et al. Signaling and cytoskeletal requirements in erythroblast enucleation. Blood. 119, 6118-6127 (2012).
  8. Giarratana, M. C., et al. Ex vivo generation of fully mature human red blood cells from hematopoietic stem cells. Nat Biotechnol. 23, 69-74 (2005).
  9. Chen, K., Liu, J., Heck, S., Chasis, J. A., An, X., Mohandas, N. Resolving the distinct stages in erythroid differentiation based on dynamic changes in membrane protein expression during erythropoiesis. Proc Natl Acad Sci U S A. , (2009).
  10. Kalfa, T. A., et al. Rac1 and Rac2 GTPases are necessary for early erythropoietic expansion in the bone marrow but not in the spleen. Haematologica. 95, 27-35 (2010).
  11. Koulnis, M., Pop, R., Porpiglia, E., Shearstone, J. R., Hidalgo, D., Socolovsky, M. Identification and analysis of mouse erythroid progenitors using the CD71/TER119 flow-cytometric assay. J Vis Exp. , (2011).
  12. Yoshida, H., Kawane, K., Koike, M., Mori, Y., Uchiyama, Y., Nagata, S. Phosphatidylserine-dependent engulfment by macrophages of nuclei from erythroid precursor cells. Nature. 437, 754-758 (2005).
  13. Ortyn, W. E., et al. Sensitivity measurement and compensation in spectral imaging. Cytometry A. 69, 852-862 (2006).
check_url/it/50990?article_type=t

Play Video

Citazione di questo articolo
Konstantinidis, D. G., Pushkaran, S., Giger, K., Manganaris, S., Zheng, Y., Kalfa, T. A. Identification of a Murine Erythroblast Subpopulation Enriched in Enucleating Events by Multi-spectral Imaging Flow Cytometry. J. Vis. Exp. (88), e50990, doi:10.3791/50990 (2014).

View Video