멀티 스펙트럼 이미징 유동 세포 계측법에 의한 탈핵 이벤트에 쥐의 적혈구 모세포 모집단 인리 치드의 확인
Summary
이 의정서는 세포 계측법, 다중 분광 영상의 흐름에 의해 정색 적혈구 모세포를 탈핵 적혈구 모세포의 핵의 제거 프로세스의 시각화를 제공하는 인구를 식별하는 새로운 방법을 설명합니다.
Abstract
포유류의 적혈구는 망상 적혈구 형성에 결과 적출의 극적인 과정을 마칩니다. 안구 적출술의 메커니즘은 아직 완전히 밝혀지지 않았습니다. 현미경으로 탈핵의 적혈구 모세포 내 주요 단백질 구조의 지역화를 연구 할 때 발생하는 일반적인 문제는 안구 적출술을받은 세포의 충분한 수를 관찰하는 어려움이있다. 우리는 흐름의 다중 매개 고속 세포 이미징 (멀티 스펙트럼 이미징 유동 세포 계측법), 효율적으로 탈핵 이벤트의 상당 수를 파악하기 위해, 유동 세포 계측법과 면역 형광 현미경을 결합하는 방법을 사용하여 새로운 분석 프로토콜을 개발, 그것은 할 수 있습니다 측정을 획득하고 통계 분석을 수행합니다.
우리는 먼저 여기 뮤린 적혈구 모세포를 동기화 번째에서 적출 캡처 가능성을 증가시키기 위해 사용되는 두 개의 체외 적혈구의 배양 방법을 설명평가의 전자 시간. 다음, 우리는 멀티 스펙트럼 이미징 유동 세포 계측법에 의해 적출 동안 세포 내 단백질이나 지질 뗏목의 현지화를 연구하기 위해 세부 사항에 고정 및 permeabilization 후 적혈구 모세포의 염색에 대해 설명합니다. 크기 및 정색 적혈구 모세포를 식별하는 데 사용되는 DNA/Ter119 염색법과 함께, 우리는 기다란 세포와 "델타 중심 XY Ter119/Draq5의 인식에 도움 시야 채널 내의 셀의 파라미터"종횡비 "를 활용 "그 Ter119 염색 (초기 망상)의 중심이 멀리 떨어져 DRAQ5 염색 (핵 겪고 압출)의 중심에서있는 세포 사건의 식별 따라서 명백히하다에 대한 셀을 표시 할 수 있습니다. 높은 델타의 중심과 낮은 화면 비율 정색 적혈구 모세포 인구의 일부는 매우 세포를 탈핵에 충실.
Introduction
포유류의 적혈구 계보 내의 터미널 차별화 정색 적혈구 모세포는 망상 2를 생성, 그 막 쌌다 핵 (pyrenocyte)를 1 추방 통해 적출의 극적인 과정으로칩니다. 또한 성공의 속도 – 제한 단계가이 프로세스의 실기구는, 대규모는 체외에서 적혈구의 생산은 아직 완전히 해명되지 않는다. 탈핵의 적혈구 모세포 내 주요 단백질 구조의 지역화는 형광과 전자 현미경 3-5의 사용에 의존한다. 이 지루한 과정은 일반적으로 안구 적출술 이벤트의 제한된 수의 확인 결과 항상 의미있는 통계 분석을 허용하지 않습니다. 맥그래스 등. (6)에 의해 이전에 설명 적혈구 모세포 식별하는 방법에 확장, 우리는 멀티 스펙트럼 이마에 의해 적출 이벤트를 확인하고 연구의 새로운 접근 방식을 개발했습니다측정 값을 구하는 통계 분석을 수행하는 관측 충분한 수를 제공 할 수 ging를 유동 세포 계측법 (유체의 다 항목의 고속 이미징 셀, 유동 세포 계측법, 형광 현미경으로 결합 법) 07.
여기서, 우리는 적혈구 모세포를 동기화하고 평가시에 적출 캡처 가능성을 증가시키기 위해 사용되는 우선이 시험 관내 적혈구 조혈의 배양 방법을 설명한다. 그 다음 우리는 멀티 스펙트럼 이미징 유동 세포 계측법에 의해 적출 동안 세포 내 단백질이나 지질 뗏목의 현지화를 연구하기 위해 세부 사항에 고정 및 permeabilization 후 적혈구 모세포의 염색에 대해 설명합니다.
샘플은 사이토 촬상 흐름에서 실행하고 수집 된 세포는 적혈구 모세포 정색 6 식별 적절 게이팅된다. IMA 시야에서 측정 한 정색 적혈구 모세포이어서 그들의 애스펙트 비에 기초 분석ging를 각각 Ter119 및 DNA 스테인드 영역의 중심 간의 거리로 정의되는 파라미터 델타 중심 XY Ter119-DNA, 그들의 값 대. 낮은 화면 비율과 델타의 중심 XY Ter119/DNA와 세포의 인구는 고도의 세포를 탈핵에 충실. / – – 또는 결합 RAC2 – / – 야생형 (WT)를 사용하여 RAC2에 RAC1의 MX-크레 매개 조건부 삭제와 적혈구 모세포 대 적혈구 모세포; Rac3 – / – 유전 적 배경 및 다중 분광 영상의 흐름이 소설 분석 프로토콜은 세포 계측법, 우리는 최근 적출 비대칭 세포질 분열을 닮아 라 세미 GTPases에 의해 부분적으로 규제 actomyosin 링의 형성이 탈핵의 진행 7 중요하다는 것을 보여 주었다.
Protocol
Representative Results
Discussion
이 적혈구 생체 성공적, 대규모 생산을 달성하기 위해 효율적으로 재현하기 가장 어려운 시험 관내 적혈구 조혈 배양 단계이기 때문에 최근에는 적혈구 모세포 적출술의 연구는 운동량을 증가를 얻고있다. 최근까지, 적혈구 모세포 안구 적출술의 연구는 주로 형광 현미경을 이용하고 세포 계측법 방법을 흐른다. 형광 현미경 방법은, 참여 분자를 식별하는 데 도움이라도 특정 시점?…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
저자는 전문적인 기술 지원을 Amnis 공사 (EMD Milllipore의 일부)에서 신시내티 아동 병원 연구 재단과 리처드 마르코, Sherree 친구, 스콧 모르드개의 연구 유동 세포 계측법 코어 감사합니다. 이 작품은 건강의 국립 연구소에 의해 지원되었다 K08HL088126 및 R01HL116352 (TAK)를 부여하고 P30의 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 |
References
- 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).
- Chasis, J. A., Mohandas, N. Erythroblastic islands: niches for erythropoiesis. Blood. 112, 470-478 (2008).
- 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).
- 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).
- 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).
- McGrath, K. E., Bushnell, T. P., Palis, J. Multispectral imaging of hematopoietic cells: where flow meets morphology. J Immunol Methods. 336, 91-97 (2008).
- Konstantinidis, D. G., et al. Signaling and cytoskeletal requirements in erythroblast enucleation. Blood. 119, 6118-6127 (2012).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- Ortyn, W. E., et al. Sensitivity measurement and compensation in spectral imaging. Cytometry A. 69, 852-862 (2006).
