Fenotypische analyse en isolatie van Murine hematopoëtische stamcellen en Lineage-geëngageerde voorouders
Summary
Een methode om de verdeling van beenmerg hematopoietische stamcellen in flowcytometrie en efficiënt isoleren sterk gezuiverde hematopoietische stamcellen (HSC) analyse beschreven. De isolatie procedure is in hoofdzaak gebaseerd op magnetische verrijking van c-Kit + cellen en cel sortering tot HSCs voor cellulaire en moleculaire studies te zuiveren.
Abstract
Het beenmerg is de belangrijkste site waar HSC's en meer volwassen bloedcellen afkomst voorlopercellen verblijven en te differentiëren in een volwassen organisme. HSC's vormen een minuut celpopulatie van pluripotente cellen die in staat het genereren van alle bloed-cellijnen voor een life-time 1. De moleculaire dissectie van HSC homeostase in het beenmerg heeft belangrijke gevolgen voor hematopoiese, oncologie en regeneratieve geneeskunde. We beschrijven de etikettering protocol met fluorescente antilichamen en de elektronische gating procedure in flowcytometrie om hematopoietische voorlopercellen subsets en HSC's in individuele muizen (fig. 1) te scoren. Daarnaast beschrijven we een methode om op grote schaal verrijken hematopoietische voorlopercellen als lange termijn (LT) en korte termijn (ST) reconstructie van HSC uit gepoold beenmerg celsuspensies door magnetische verrijking van cellen die c-Kit. De resulterende cel preparaat kan worden gebruikt om geselecteerde subsets sorteren van in vitro enin vivo studies functionele (Fig. 2).
Beide trabeculaire osteoblasten 2,3 en sinusvormige endotheel 4 vormen functionele niches ondersteunen HSC's in het beenmerg. Een aantal mechanismen in de osteoblastische niche, met inbegrip van een deelverzameling van N-cadherine + osteoblasten 3 en interactie van de receptor tyrosine kinase Tie2 uitgedrukt in HSCs met zijn ligand angiopoietine-1 5 eens bij het bepalen van HSC rust. "Winterslaap" in het beenmerg is cruciaal voor HSC's te beschermen tegen de replicatie en de uiteindelijke uitputting na overmatige fietsen activiteit 6. Exogene stimuli die op cellen van het aangeboren immuunsysteem, zoals Toll-like receptor liganden 7 en interferon-α 6 kan proliferatie en differentiatie van HSC ook leiden tot geslacht toegewijd voorouders. Onlangs heeft een bevolking van slapende muis HSCs binnen de lin – c-Kit + Sca-1 + CD150 + CD48 – CD34 – de bevolking is beschreven 8. Het sorteren van cellen op basis van CD34 expressie van de hematopoietische voorlopercellen verrijkte celsuspensie zoals hier beschreven kan de isolatie van zowel latente zelfvernieuwende LT-HSC's en ST-HSCs 9. Een soortgelijke procedure op depletie van lijn positieve cellen en sorteren van LT-HSC met CD48 en Flk2 antilichamen is eerder beschreven 10. In dit rapport geven we een protocol voor de fenotypische karakterisatie en ex vivo celcyclus analyse van hematopoietische voorlopercellen, die nuttig kan zijn voor het toezicht hematopoiese in verschillende fysiologische en pathologische omstandigheden. Bovendien beschrijven we een FACS sorteren procedure HSCs, die kunnen worden gebruikt om factoren en mechanismen reguleren van hun zelfvernieuwing expansie en differentiatie in celbiologie en signaaltransductie assays en voor transplantatie definiëren.
Protocol
Discussion
De hier beschreven methode is een snelle en nauwkeurige analyse van hematopoiesis in individuele muizen (figuur 1). Deze analyse in verschillende experimentele instellingen, waaronder muismodellen van ontsteking, auto-immuniteit, immunodeficiëntie, degeneratieve ziekten, metabole aandoeningen en kanker, maakt het mogelijk om de gevolgen van pathologische condities op hematopoiese. Figuur 3 toont de analyse van cel fietsen activiteit op elektronisch gated LKS CD34 -</s…
Declarações
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Wij danken Nobuyuki Onai, Hitoshi Takizawa en Markus Manz voor het kostbare advies. Dit werk werd gefinancierd door de Zwitserse National Science Foundation, de Zwitserse Liga tegen Kanker en de Fondazione Ticinese per la ricerca sul Cancro.
Materials
| Name of the reagent | Company | Catalogue number |
| RPMI 1640 | Gibco | 42401 |
| MEM NEAA 100X | Gibco | 11140 |
| Sodium Pyruvate | Gibco | 11360 |
| PenStrep | Gibco | 15070 |
| PBS | Gibco | 20012 |
| FBS | Gibco | 16000 |
| Cell Strainer 40 μm | BD Falcon | 352340 |
| 7-AAD Staining solution | BD Pharmingen | 559925 |
| Lyse/Fix buffer | BD Pharmingen | 558049 |
| Perm buffer III | BD Pharmingen | 558050 |
| Ki-67 | BD Pharmingen | 556026 |
| DAPI | Invitrogen | D21490 |
| CD4 (GK1.5) | eBioscience | 150041 |
| CD8 (53-6.7) | eBioscience | 150081 |
| CD3 (145-2C11) | eBioscience | 150031 |
| CD45R (RA3-6B2) | eBioscience | 150452 |
| CD19 (6D5) | eBioscience | 150193 |
| Gr1 (RB6-8C5) | eBioscience | 155931 |
| Tre119 (TER-119) | eBioscience | 155921 |
| NK-1.1 (PK136) | eBioscience | 455941 |
| c-Kit (2B8) | eBioscience | 171171 |
| Sca-1 (D7) | eBioscience | 135981 |
| CD34 (RAM34) | eBioscience | 110341 |
| FcγR (2.4G2) | eBioscience | 553145 |
| Anti-APC MicroBeads | Miltenyi Biotec | 130-090-855 |
| LS Columns | Miltenyi Biotec | 130-042-401 |
Referências
- Weissman, I. L. Stem cells: units of development, units of regeneration, and units in evolution. Cell. 100, 157-168 (2000).
- Calvi, L. M. Osteoblastic cells regulate the haematopoietic stem cell niche. Nature. 425, 841-846 (2003).
- Zhang, J. Identification of the haematopoietic stem cell niche and control of the niche size. Nature. 425, 836-841 (2003).
- Kiel, M. J., Yilmaz, O. H., Iwashita, T., Terhorst, C., Morrison, S. J. SLAM family receptors distinguish hematopoietic stem and progenitor cells and reveal endothelial niches for stem cells. Cell. 121, 1109-1121 (2005).
- Arai, F. Tie2/angiopoietin-1 signaling regulates hematopoietic stem cell quiescence in the bone marrow niche. Cell. 118, 149-161 (2004).
- Essers, M. A. IFNalpha activates dormant haematopoietic stem cells in vivo. Nature. 458, 904-908 (2009).
- Nagai, Y. Toll-like receptors on hematopoietic progenitor cells stimulate innate immune system replenishment. Immunity. 24, 801-812 (2006).
- Wilson, A. Hematopoietic stem cells reversibly switch from dormancy to self-renewal during homeostasis and repair. Cell. 135, 1118-1129 (2008).
- Osawa, M., Hanada, K., Hamada, H., Nakauchi, H. Long-term lymphohematopoietic reconstitution by a single CD34-low/negative hematopoietic stem cell. Science. 273, 242-245 (1996).
- Lo Celso, C., Scadden, D., D, . Isolation and Transplantation of Hematopoietic Stem Cells (HSCs. J. Vis. Exp. (2), e157 (2007).
- Romanello, M. Autocrine/paracrine stimulation of purinergic receptors in osteoblasts: contribution of vesicular ATP release. Biochem. Biophys. Res. Commun. 331, 1429-1438 (2005).
- Casati, A. Cell-autonomous regulation of hematopoietic stem cell cycling activity by ATP. Cell Death Differ. 18, 396-404 (2011).
- Bouma, G., Strober, W. The immunological and genetic basis of inflammatory bowel disease. Nat. Rev. Immunol. 3, 521-533 (2003).
- Takizawa, H., Regoes, R. R., Boddupalli, C. S., Bonhoeffer, S., Manz, M. G. Dynamic variation in cycling of hematopoietic stem cells in steady state and inflammation. J. Exp. Med. 208, 273-284 (2011).
