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Method Article
Das vorliegende Protokoll beschreibt ein neuartiges Verfahren zur Identifizierung einer Bevölkerung von orthochromatischen Erythroblasten enucleating durch multispektrale Bildgebung Durchflusszytometrie, die eine Visualisierung der Erythroblasten Enukleation Prozess.
Erythropoese bei Säugetieren schließt mit der dramatischen Prozess der Entkernung, die in Retikulozyten-Bildung führt. Der Mechanismus der Enukleation ist noch nicht vollständig aufgeklärt. Ein gemeinsames Problem, das bei der Untersuchung der Lokalisation von Schlüsselproteinen und Strukturen innerhalb enucleating Erythroblasten durch Mikroskopie ist die Schwierigkeit, eine ausreichende Anzahl von Zellen, die eine Enukleation beobachten. Wir haben eine neue Analyse-Protokoll mit Multi High-Speed-Cell-Imaging in Strom (Multi-Spectral Imaging Durchflusszytometrie), eine Methode, die Immunfluoreszenz-Mikroskopie kombiniert mit Durchflusszytometrie, um effizient eine erhebliche Anzahl von enucleating Ereignisse zu identifizieren entwickelt, die erlaubt zu erhalten, Messungen und statistische Analysen.
Wir beschreiben hier zunächst zwei in-vitro-Kultur, um die Erythropoese verwendet, um Maus Erythroblasten synchronisieren und erhöhen die Wahrscheinlichkeit der Erfassung Enukleation bei th Methodene Zeit der Auswertung. Dann beschreiben wir im Detail die Färbung von Erythroblasten nach Fixierung und Permeabilisierung, um die intrazelluläre Lokalisation von Proteinen oder Lipidflößen in Enukleation durch multispektrale Abbildungs Durchflusszytometrie studieren. Neben Größe und DNA/Ter119 Färbung, die verwendet werden, um die orthochromatischen Erythroblasten zu identifizieren, nutzen wir die Parameter "Seitenverhältnis" einer Zelle, in der Hellfeld-Kanal, der in der Anerkennung des langgestreckten Zellen und "delta Schwerpunkt XY Ter119/Draq5 hilft "ermöglicht, daß die Identifizierung der zellulären Ereignisse, bei denen das Zentrum der TER119-Färbung (naszierenden Retikulozyten) weit von der Mitte der DRAQ5 Färbung (Kern zogen Extrusion), was auf eine Zelle, die enucleate. Die Teilmenge der orthochromatischen Erythroblasten Bevölkerung mit qualitativ Delta Schwerpunkt und niedrigem Aspektverhältnis ist sehr in enucleating Zellen angereichert.
Terminalen Differenzierung innerhalb der erythroiden Abstammungslinie in Säugern schließt mit der drastisch Prozess der Enukleation, durch die der orthochromatischen Erythroblasten treibt seine Membran umhüllten Kern (pyrenocyte) 1, Erzeugen eines Retikulozyten-2. Der genaue Mechanismus dieses Prozesses, der auch der geschwindigkeitsbestimmende Schritt für eine erfolgreiche, große Produktion von roten Blutzellen in vitro, ist noch nicht vollständig aufgeklärt. Die Lokalisierung von Schlüsselproteinen und Strukturen innerhalb enucleating Erythroblasten beruht auf der Verwendung von Fluoreszenz-und Elektronenmikroskopie 3-5. Dieser langwierige Prozess führt typischerweise zur Festlegung einer begrenzten Anzahl von Ereignissen Enukleation und erlaubt nicht immer sinn statistischen Analyse. Aufbauend auf ein Verfahren zur Identifizierung Erythroblast zuvor von McGrath et al. 6 beschrieben, haben wir einen neuen Ansatz zur Identifizierung und Untersuchung Enukleation Veranstaltungen von Multi-Spectral Ima entwickeltGing Durchflusszytometrie (Multi High-Speed-Cell-Imaging in Flow, eine Methode, die Fluoreszenzmikroskopie mit Durchflusszytometrie kombiniert) 7, die eine ausreichende Anzahl von Beobachtungen liefern können, um Messungen zu erhalten und statistische Analysen.
Hier beschreiben wir zwei ersten in vitro Erythropoese Kultur, um Erythroblasten synchronisieren und erhöhen die Wahrscheinlichkeit der Erfassung Enukleation bei der Auswertung verwendeten Methoden. Dann beschreiben wir im Detail die Färbung von Erythroblasten nach Fixierung und Permeabilisierung, um die Lokalisierung der intrazellulären Proteinen oder Lipid-Rafts während Enukleation durch multispektrale Bildgebung Durchflusszytometrie studieren.
Die Proben werden auf einer Bild Durchflusszytometer laufen und die gesammelten Zellen angemessen zu orthochromatischen Erythroblasten gated 6 identifizieren. Orthochromatischen Erythroblasten werden dann auf der Basis des Seitenverhältnisses untersucht, wie im Hell ima gemessenGing, gegen deren Wert für den Parameter Delta Zentroid XY TER119-DNA, die als Abstand zwischen den Mittelpunkten der Bereiche für TER119 und DNA angefärbt bzw. definiert ist. Die Population von Zellen mit niedrigen Seitenverhältnis und hohe Delta-Schwerpunkts XY Ter119/DNA ist hoch in enucleating Zellen angereichert. Mit Wildtyp (WT) Erythroblasten gegenüber Erythroblasten mit Mx-Cre vermittelte bedingte Löschung Rac1 auf Rac2 - / - oder kombiniert Rac2 - / -; RAC3 - / - genetischen Hintergrund und das neue Analyse-Protokoll des multispektralen Bildgebung Durchflusszytometrie, haben wir vor kurzem gezeigt, dass Enukleation ähnelt asymmetrische Zellteilung und die Bildung einer Actomyosin Ring teilweise durch Rac GTPasen geregelt ist wichtig für die Enukleation Progression 7.
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1. Langzeit-In-vitro-Kultur Erythropoese (Ex-vivo-Differenzierung Erythroide Kultur-Protokolls durch Giarratana et al. 8, modifiziert und für Mouse Cells Angepasst)
Dies ist ein 3-Schritt-Langzeit-in-vitro Erythropoese-Protokoll. Im ersten Schritt (Tag 0-4) 2 x 10 5 Zellen / ml in Wachstumsmedium Erythroblasten mit Stammzellfaktor (SCF), Interleukin-3 (IL-3), Erythropoietin (Epo) ergänzt platziert. Im zweiten Schritt (Tage 5-6), werden die Zellen mit 2 × 10 5 Zellen resuspendiert / ml und co-kultiviert auf adhärenten Stromazellen (MS5) in frischem Wachstumsmedium nur Erythroblasten mit Epo supplementiert. Im dritten Schritt (Tage 7-9), sind Zellen, die auf einer Schicht von MS-5-Zellen in frischem Wachstumsmedium ohne Erythroblasten Cytokine bis zu Enukleation (1A) kultiviert.
Alle Tier Protokolle wurden von der Institutional Animal Care und Verwenden Committee (IACUC) der zugelassenenCincinnati Children s Hospital Medical Center.
2. Schneller Enukleation Assay, Nach dem Protokoll von Yoshida et al. Änderungen mit 12 (Abbildung 1B)
3. Färbung der Erythroblasten für die Lokalisierung von intrazellulären Proteinen oder Lipid Rafts Während Enukleation von Multi-spektrale Imaging Durchflusszytometrie
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Zunächst werden die Zellen auf der Basis ihrer Hellseitenverhältnis (das Verhältnis der Länge der kleineren gegen ihre Hauptachse) und ihre Hellbereich (Durch ihrer Größe) analysiert. Ereignisse mit einem Hellbereich-Wert niedriger als 20 und mehr als 200 sind meist Trümmer und Zellaggregate sind, und werden aus der Analyse (2A) ausgeschlossen. Einzelne Zellen (Gate "R1") sind dann basierend auf ihren Wert für den Parameter Gradient RMS, die Schärfe des Bildes zeigt analysiert. Gate &...
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In den letzten Jahren das Studium der Erythroblasten Enukleation zunehmend an Dynamik gewonnen, da ist der Schritt in die Erythropoese in vitro-Kulturen, die am schwierigsten ist es, effizient, um erfolgreiche, groß angelegte Produktion von roten Blutzellen ex vivo zu erreichen reproduzieren. Bis vor kurzem war die Untersuchung von Erythroblasten Enukleation verwendet hauptsächlich Fluoreszenzmikroskopie und Durchflusszytometrie Methoden. Fluoreszenzmikroskopieverfahren, wenn auch hilfreich bei der E...
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Die Autoren erklären, keine finanziellen Interessen konkurrieren.
Die Autoren danken der Forschungs Durchflusszytometrie Kern am Cincinnati Children Hospital Research Foundation und Richard Demarco, Sherree Freund und Scott Mordecai aus der Amnis Corporation (Teil der EMD Milllipore) für kompetente technische Unterstützung. Diese Arbeit wurde von den National Institutes of Health gewährt K08HL088126 und R01HL116352 (TAK) und P30 DK090971 (YZ).
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Name | Company | Catalog Number | Comments |
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 1.083 mg/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 | |
15-ml tubes | BD Falcon | 352099 | |
50-ml 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 25-G 5/8 | BD | 305122 | |
Capped flow tubes | BD | 352058 | |
40-μm 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 |
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