Summary

原位 使用透射电子显微镜探索小鼠巨核细胞生成

Published: September 08, 2021
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Summary

在这里,我们提出了一种使用透射电子显微镜(TEM) 原位 分析巨核细胞超微结构的方案。收集,固定,嵌入环氧树脂中并切割成超薄切片的小鼠骨髓。造影剂染色后,在120 kV的TEM显微镜下观察骨髓。

Abstract

巨核细胞的分化和成熟与骨髓的细胞和细胞外成分密切相关。这些过程的特点是巨核细胞质中必需结构的逐渐出现,例如多倍体和多叶细胞核,称为分界膜系统(DMS)的内部膜网络以及循环血小板中将发现的致密和α颗粒。在本文中,我们描述了使用透射电子显微镜(TEM)对小鼠巨核细胞进行 原位 超微结构研究的标准化方案,从而可以识别定义其成熟阶段和骨髓中细胞密度的关键特征。骨髓被冲洗,固定,在乙醇中脱水,嵌入塑料树脂中,并安装以产生横截面。分别制备用于组织学和TEM观察的半薄片和薄切片。该方法可用于任何EM设施中的任何骨髓细胞,并且具有使用小样本量的优点,允许在同一小鼠上组合多种成像方法。

Introduction

巨核细胞是专门的大多倍体细胞,定位于骨髓中,负责血小板的产生1。它们起源于造血干细胞,通过复杂的成熟过程,在此期间,巨核细胞前体逐渐增加大小,同时在细胞质和细胞核2中经历广泛的伴随形态学变化。在成熟过程中,巨核细胞形成许多可区分的结构元素,包括:多叶细胞核,形成分界膜系统(DMS)的表面膜的内陷,没有细胞器的外围区域被基于肌动蛋白的细胞骨架网络包围,以及许多细胞器,包括α颗粒,致密颗粒,溶酶体和多个高尔基复合物。在超微结构水平上,观察到的主要修饰是细胞质区室化为由DMS3分隔的离散区域。这种广泛的膜供应将推动在血小板生产的初始阶段延长长细胞质过程,然后将在循环中重塑为血小板。巨核细胞分化和成熟过程中的任何缺陷都会在血小板计数和/或血小板功能方面影响血小板的产生。

几十年来,薄层透射电子显微镜(TEM)一直是首选的成像方法,可提供高质量的巨核细胞超微结构,这些超微结构塑造了我们对血栓形成生理学的理解4,5。本文重点介绍了一种标准化的TEM方法,该方法允许捕获天然骨髓微环境中原位发生的血小板生物发生过程,这也可以作为分析任何骨髓细胞类型的基础。我们提供巨核细胞从未成熟到完全成熟的发育的超微结构示例,这些超微结构示例将细胞质过程扩展到正弦6的微循环中。我们还描述了一种量化不同巨核细胞成熟阶段的简单程序,指导骨髓的再生和血小板生产能力。

Protocol

所有动物实验均按照欧洲标准2010/63 / EU和斯特拉斯堡大学动物实验伦理委员会(斯特拉斯堡动物实验管理局)进行。该协议原理图如图 1所示。 1. 骨髓采集和固定(图1A) 注意:此过程包括致癌、致突变和/或有毒物质,并在化学提取罩下进行。穿戴适当的防护装备,如手套和防护眼镜。 在二甲丁二酸?…

Representative Results

骨髓组织学在光学显微镜下观察骨髓甲苯胺蓝组织学是快速分析整体组织结构的关键,例如组织致密性,微血管连续性以及巨核细胞的大小和形状(图1D)。在超薄切片之前进行,以确定是否需要在骨髓块中更深地切割。由于它们的巨型尺寸和核叶,更成熟的巨核细胞可以很容易地用40倍的目标可视化。这为组织中成熟巨核细胞的密度及其对微血?…

Discussion

直接检查巨核细胞在其原生环境中对于了解巨核细胞和血小板形成至关重要。在本文中,我们提供了一种透射电子显微镜方法,将骨髓冲洗和浸入固定相结合,允许 原位 解剖骨髓中巨核细胞形态发生整个过程的形态特征。

骨髓冲洗是这种方法的关键步骤,因为高质量冲洗的成功取决于操作员的实践和培训。虽然细腻,但冲洗骨髓是避免去除矿化骨的最佳方法,这通常…

Divulgazioni

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

作者要感谢Fabienne Proamer,Jean-Yves Rinckel,David Hoffmann,Monique Freund的技术援助。这项工作得到了ARMESA(医学和公共发展协会)、欧洲联盟通过欧洲区域发展基金(ERDF)和赠款ANR-17-CE14-0001-01向H.d.S.的支持。

Materials

2,4,6-Tri(dimethylaminomethyl)phenol (DMP-30) Ladd Research Industries, USA 21310
Agarose type LM-3 Low Melting Point Agar Electron Microscopy Sciences, USA 1670-B
CaCl2 Calcium chloride hexahydrate Merck, Germany 2083
Copper grids 200 mesh thin-bar Oxford Instrument, Agar Scientifics, England T200-CU
Dimethylarsinic acid sodium salt trihydrate Merck, Germany 8.20670.0250
Dodecenyl Succinic Anhydride (DDSA) Ladd Research Industries, USA 21340
Double Edge Stainless Razor blade Electron Microscopy Sciences-EMS, USA EM-72000
Ethanol absolut VWR International, France 20821296
Filter paper, 90 mm diameter Whatman, England 512-0326
Flat embedding silicone mould Oxford Instrument, Agar Scientific, England G3533
Glutaraldehyde 25% Electron Microscopy Sciences-EMS, USA 16210
Heat plate Leica EMMP Leica Microsystems GmbH, Austria 705402
Histo Diamond Knife 45° Diatome, Switzerland 1044797
JEOL 2100 Plus TEM microscope JEOL, Japan EM-21001BU
Lead citrate – Ultrostain 2 Leica Microsystems GmbH, Austria 70 55 30 22
LX-112 resin Ladd Research Industries, USA 21310
MgCl2 Magnesium chloride hexahydrate Sigma, France M2393-100g
Mounting medium – Poly(butyl methacrylate-co-methyl methacrylate) Electron Microscopy Sciences-EMS, USA 15320
Nadic Methyl Anhydride (NMA) Ladd Research Industries, USA 21350
Osmium tetroxide 2% Merck, Germany 19172
Propylene oxide (1.2-epoxypropane) Sigma, France 82320-250ML
Saline injectable solution 0.9% NaCl C.D.M Lavoisier, France MA 575 420 6
Scalpel Surgical steel blade Swann-Morton, England .0508
Sodium tetraborate – Borax Sigma, France B-9876
Sucrose Merck, Germany 84100-1KG
Syringe filter 0.2µm Pall Corporation, USA 514-4126
Toluidine blue Ladd Research Industries, USA N10-70975
Trimmer EM TRIM2 Leica Microsystems GmbH, Austria 702801
Ultramicrotome Ultracut UCT Leica Microsystems GmbH, Austria 656201
Uranyl acetate Ladd Research Industries, USA 23620

Riferimenti

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Citazione di questo articolo
Scandola, C., Lanza, F., Gachet, C., Eckly, A. In Situ Exploration of Murine Megakaryopoiesis using Transmission Electron Microscopy. J. Vis. Exp. (175), e62494, doi:10.3791/62494 (2021).

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