Mientras que los macrófagos infiltrados son continuamente reclutados en tejidos adultos a partir de precursores circulantes, los macrófagos residentes sembran su tejido durante el desarrollo, donde se mantienen sin más aportación de los progenitores. Recientemente se identificaron los progenitores de macrófagos residentes. Aquí, presentamos métodos para el mapeo de destino genético de los progenitores de macrófagos residentes.
Los macrófagos son fagocitos profesionales del brazo innato del sistema inmunológico. En el estado estacionario, los macrófagos sésiles se encuentran en tejidos adultos donde actúan como centinelas de primera línea de infección y daño tisular. Mientras que otras células inmunitarias se renuevan continuamente a partir de células progenitoras y hematopoyéticas (HSPC) localizadas en la médula ósea, se ha demostrado que un linaje de macrófagos, conocido como macrófagos residentes, se mantiene a sí mismo en tejidos sin entrada de HSPCs de médula ósea. Este linaje se ejemplifica por microglia en el cerebro, células de Kupffer en el hígado y células de Langerhans en la epidermis entre otras. La lámina intestinal y la lámina intestinal son los únicos tejidos adultos desprovistos de macrófagos residentes independientes del HSPC. Investigaciones recientes han identificado que los macrófagos residentes se originan de la hematopoyesis extra-embrionaria del saco vitelino de progenitor (es) distinto de las células madre hematopoyéticas fetales (HSC). Entre la hematopoyesis definitiva del saco vitelino, eLos progenitores ritiomielóides (EMP) dan lugar tanto a las células eritroides y mieloides, en particular a los macrófagos residentes. EMP sólo se generan dentro del saco vitelino entre E8.5 y E10.5 días de desarrollo y migran al hígado fetal tan pronto como la circulación se conecta, donde se expanden y se diferencian hasta por lo menos E16.5. Su progenie incluye eritrocitos, macrófagos, neutrófilos y mastocitos, pero sólo los macrófagos derivados de EMP persisten hasta la edad adulta en los tejidos. La naturaleza transitoria de la emergencia EMP y la superposición temporal con la generación de HSC hace difícil el análisis de estos progenitores. Hemos establecido un protocolo de cartografía de destino inducible por tamoxifeno basado en la expresión del promotor Csf1r del receptor de citocinas de macrófagos para caracterizar células EMP y EMP derivadas in vivo mediante citometría de flujo.
Existen varias olas sucesivas pero superpuestas de progenitores hematopoyéticos durante el desarrollo cuya progenie mieloide permanece en la edad adulta. En primer lugar, los progenitores "primitivos" unipotentes emergen en el saco de yema de ratón 1 , 2 entre E7.5-E8.25 y dan lugar a macrófagos embrionarios sin ningún intermediario monocítico. Si los macrófagos derivados de progenitores primitivos persisten en el cerebro adulto como microglia sigue siendo un sujeto de investigación activa. En segundo lugar, Erythro-Myeloid precursores (EMPs) surgen en el saco vitelino en E8.5, entrar en el torrente sanguíneo y colonizar el embrión. EMP emerjan de la vaina vitelino endotelio hemogénico en un Runx1 dependiente de la transición endotelial a hematopoyética 3 , 4 . Mientras EMP puede diferenciarse en macrófagos dentro del saco vitelino, también colonizar el hígado fetal de día embrionario (E) 9 5 y differenEn eritrocitos, megacariocitos, macrófagos, monocitos granulocitos y mastocitos [ 6] . Los macrófagos que derivan de las PEM exhiben capacidad proliferativa en tejidos adultos y de desarrollo. Si los macrófagos derivados de EMP pasan por alto la etapa de diferenciación de los monocitos sigue siendo controvertido, ya que se sabe muy poco sobre su vía de diferenciación 7 , 8 . Finalmente, las células madre hematopoyéticas (HSCs) emergen a E10.5 dentro del embrión propio de la región aorta-gonad-mesonefros y migran al hígado fetal. Los HSC con capacidad de repoblación a largo plazo sólo se detectan después de E11 (en el estadio de 42 somites) 9 . Allí, se expanden y se diferencian de E12.5 hasta que la hematopoyesis definitiva comienza a desplazarse a la médula ósea, que se convierte en el sitio predominante de la producción de células sanguíneas durante la vida postnatal 10 .
El SPLa superposición temporal y temporal en la aparición, así como los marcadores inmuno-fenotípicos compartidos, han obstaculizado hasta ahora nuestra capacidad para distinguir las contribuciones específicas de estas ondas de progenitores hematopoyéticos embrionarios. Mientras tanto EMP y HSC se generan de una manera dependiente de Runx1 y expresan el factor de transcripción Myb y el receptor del factor de crecimiento Csf1r (Receptor del Factor Estimulador de Colonia 1, también conocido como Receptor de Factor Estimulador de Colonias de Macrófagos) entre otros, los EMPs pueden distinguirse de HSCs por su falta de potencial linfoide, tanto in vitro e in vivo , su falta de repoblación a largo plazo potencial y la falta de expresión superficial de la línea Sca-1 11 . Modelos genéticos de cartografía de destino son necesarios para caracterizar la ontogenia de macrófagos, ya que permiten la orientación de progenitores embrionarios en una célula específica y tiempo específico. Aquí presentamos el protocolo de asignación de destino utilizado en nuestro laboratorio para discriminar entre los dos linajesS de macrófagos que se encuentran en la mayoría de los tejidos adultos: macrófagos infiltrantes derivados de HSC y macrófagos residentes independientes de HSC.
Macrófagos residentes de tejidos se han rastreado a Myb-células precursoras independientes que expresan el receptor de citoquinas Csf1r 12 y están presentes en el embrión en E8.5-E10.5 utilizando tres complementarias estrategias de cartografía de destino [ 6] . Con el fin de estudiar la hematopoyesis de saco vitelino sin etiquetar HSC fetal, utilizamos una cepa transgénica, Csf1r MeriCreMer , que expresa una proteína de fusión inducible por el tamoxifeno de recombinación Cre mejorada y dos receptores de estrógenos de ratón (Mer-iCre-Mer) bajo el control de El promotor Csf1r. Por tanto, la recombinasa Cre estará activa en células que expresan Csf1r durante un intervalo de tiempo limitado. Cuando se utiliza con una cepa informadora que contiene una proteína fluorescente corriente abajo de un casete lox-STOP-lox (Rosa26 LSL-eYFP ), dará lugar a la permanenciaEtiquetado genético de las células presentes en el momento de la inducción, pero también de su progenie. La administración en E8.5 de la forma activa de tamoxifeno, 4-hidroxitamoxifeno (OH-TAM), etiqueta EMPs y macrófagos, sin etiquetar progenitores "primitivos" unipotentes de saco vitelino o HSCs fetales. Por lo tanto, hemos caracterizado el inmunofenotipo de EMPs y su progenie durante el desarrollo embrionario, así como evaluado la contribución de los macrófagos derivados del saco vitelino a las piscinas de macrófagos adultos. Se requiere trabajo adicional para caracterizar si los macrófagos derivados de progenitores primitivos también se etiquetan utilizando este enfoque y si pueden contribuir a piscinas de macrófagos para adultos.
Las diferentes ondas de células precursoras hematopoyéticas se solapan parcialmente en un corto período de tiempo, lo que hace que el análisis de la contribución de cada onda de hematopoyesis de desarrollo a las células inmunológicas sea técnicamente muy difícil.
Los sistemas de Cre inducibles con tamoxifeno ofrecen la oportunidad de marcar células específicas de una manera inducible en el tiempo y realizar análisis de linaje en embriones o adultos, sin necesidad de cultivo e…
The authors have nothing to disclose.
Los autores agradecen al Prof. Frédéric Geissmann y al Profesor Christian Schulz por las discusiones perspicaces; Dr Hannah Garner para la lectura crítica del manuscrito, el Dr. Xavier Montagutelli y el Dr. Jean Jaubert y el personal de la instalación de animales del Instituto Pasteur para el apoyo con la cría de ratón; Y Pascal Dardenne y Vytaute Boreikaite, becario de Amgen, por su asistencia técnica. La investigación en el laboratorio de EGP está financiada por el Institut Pasteur, el CNRS, el Cercle FSER (FRM) y un paquete inicial del Institut Pasteur y el consorcio REVIVE, que cuenta con el apoyo de una beca de doctorado del consorcio REVIVE.
#5 Straight Forceps | Fine Science Tools | 11251-20 | |
MC19/B Pascheff-Wolff Spring Scissors | Fine Science Tools | 15371-92 | |
8.5 cm straight scissors | Fine Science Tools | 14090-09 | |
Anti-Mouse Kit-PE (clone 2B8) | BD Pharmingen | 553355 | 1/200 dilution in FACs Buffer |
Anti-Mouse CD45.2 APC-Cy7 (clone 104) | Sony | 1149120 | 1/100 dilution in FACs Buffer |
Anti-Mouse AA4.1-APC (CD93, clone AA4.1) | eBioscience | 17-5892 | 1/100 dilution in FACs Buffer |
Anti-Mouse Ter119 PerCP-Cy5.5 (clone Ter119) | Biolegend | 560512 | 1/200 dilution in FACs Buffer |
Anti-Mouse F4/80-BV421 (clone BM8) | BD Pharmingen | 123137 | 1/100 dilution in FACs Buffer |
Anti-Mouse CD11b PE-Cy7 (clone M1/70) | BD Pharmingen | 552850 | 1/200 dilution in FACs Buffer |
Anti-Mouse CD16/CD32 (Mouse BD Fc Block, clone 2.4G2) | BD Biosciences | 553142 | |
PBS 1x | Fischer Scientific | 12559069 | |
Fetal Bovine Serum | Fischer Scientific | 11570506 | |
Collagenase D | Roche | 11088882001 | |
Deoxyribonuclease I | Sigma | D4527-20KU | |
6-well tissue culture plate | Dutscher Dominique | 353046 | |
12-well tissue culture plate | Dutscher Dominique | 353224 | |
24-well tissue culture plate | Fischer Scientific | 11874235 | |
96 wells U-shape bottom tissue culture plate | Dutscher Dominique | 353227 | |
Syringe Plastipak 2 mL | Dutscher Dominique | 300185 | |
Nylon grid 100 µm cell strainers | Dutscher Dominique | 352360 | |
Nylon grid 70 µm cell strainers | Dutscher Dominique | 352350 | |
15 ml Falcon tubes | Dutscher Dominique | 352096 | |
Stericup GP Millipore filtration kit, 0.2 μm | Dutscher Dominique | 51246 | |
Bovine Serum Albumin | Sigma | A7906-500G | |
(Z)-4-HYDROXYTAMOXIFEN 25mg | Sigma | H7904-25MG | Special care should be taken when preparing and working with tamoxifen and its derivates. Always use appropriate personal protective equipment |
Progesterone | Sigma | P3972 | Always use appropriate personal protective equipment |
PEG-35 castor oil (Kolliphor/Cremophor EL) | Sigma | C5135 | |
Sunflower oil | Sigma | S5007-250ML | |
Ethanol | Sigma | 24103-1L-R-D | Always use appropriate personal protective equipment and use under the fumehood |
EDTA | Sigma | E9884-500G | |
DAPI, 1 ML (1 MG/ML IN WATER) | Fischer Scientific | 10116287 | |
CytoFLEX S B2-R3-V4-Y4 flow cytometer | Beckman Coulter | B75408 | |
CytoFLEX Daily QC Fluorospheres | Beckman Coulter | B53230 | |
VersaComp Antibody Capture Bead kit (2×5 mL) | Beckman Coulter | B22804 | |
FVB-Tg(Csf1r-cre/Esr1*)1Jwp/J | The Jackson laboratory | 19098 | |
B6.129X1-Gt(ROSA)26Sortm1(EYFP)Cos/J | The Jackson laboratory | 6148 |