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Method Article
Questo metodo descrive la purificazione mediante citometria a flusso di MEP e MKp da topi femori, tibie e ossa pelviche.
I megacariociti del midollo osseo sono grandi cellule poliploidi che assicurano la produzione di piastrine nel sangue. Derivano da cellule staminali ematopoietiche attraverso la megacariopoiesi. Le fasi finali di questo processo sono complesse e coinvolgono classicamente i progenitori bipotenti megacariociti-eritrociti (MEP) e i progenitori unipotenti dei megacariociti (MKp). Queste popolazioni precedono la formazione di megacariociti in buona fede e, come tali, il loro isolamento e caratterizzazione potrebbero consentire l'analisi robusta e imparziale della formazione di megacariociti. Questo protocollo presenta in dettaglio la procedura per raccogliere cellule ematopoietiche dal midollo osseo di topo, l'arricchimento dei progenitori ematopoietici attraverso l'esaurimento magnetico e infine una strategia di selezione cellulare che produce popolazioni MEP e MKp altamente purificate. In primo luogo, le cellule del midollo osseo vengono raccolte dal femore, dalla tibia e anche dalla cresta iliaca, un osso che contiene un numero elevato di progenitori ematopoietici. L'uso di ossa della cresta iliaca aumenta drasticamente il numero totale di cellule ottenute per topo e contribuisce quindi a un uso più etico degli animali. Un esaurimento del lignaggio magnetico è stato ottimizzato utilizzando perle magnetiche a 450 nm che consentono una selezione cellulare molto efficiente mediante citometria a flusso. Infine, il protocollo presenta la strategia di etichettatura e gating per la cernita delle due popolazioni progenitrici di megacariociti altamente purificate: MEP (Lin-Sca-1-c-Kit+CD16/32-CD150+CD9dim) e MKp (Lin- Sca-1-c-Kit+CD16/32-CD150+CD9bright ). Questa tecnica è facile da implementare e fornisce materiale cellulare sufficiente per eseguire i) caratterizzazione molecolare per una conoscenza più approfondita della loro identità e biologia, ii) saggi di differenziazione in vitro, che forniranno una migliore comprensione dei meccanismi di maturazione dei megacariociti, o iii) modelli in vitro di interazione con il loro microambiente.
Le piastrine del sangue sono prodotte dai megacariociti. Queste grandi cellule poliploidi si trovano nel midollo osseo e come per tutte le cellule del sangue sono derivate da cellule staminali ematopoietiche (HSC)1. La via classica di produzione dei megacariociti nel midollo osseo ha origine da HSC e prevede la generazione di diversi progenitori che limitano progressivamente il loro potenziale di differenziazione2. Il primo progenitore che firma l'impegno per la linea megacariocitica è il Megakaryocyte-Erythrocyte Progenitor (MEP), un progenitore bipotente in grado di produrre sia cellule eritroidi che megacariociti3,4,5. Il MEP produce quindi un progenitore/precursore unipotente (MKp) che si differenzierà in un megacariocita maturo in grado di produrre piastrine. I meccanismi coinvolti nella generazione di questi progenitori, così come la loro differenziazione e maturazione in megacariociti sono complessi e solo parzialmente compresi. Inoltre, l'eterogeneità della popolazione MEP in termini di potenziale di differenziazione e il livello di impegno intrinseco di queste cellule non sono ancora chiari. Per decifrare questi processi, è essenziale ottenere (o avere accesso a) popolazioni purificate di MEP e MKp per analisi molecolari fini e monocellulari.
Diversi studi hanno dimostrato particolari combinazioni di marcatori di superficie cellulare per l'identificazione di progenitori impegnati nel lignaggio megacariocitico nel topo6,7,8. Da questi è stato ideato un metodo che consente la purificazione di MEP e MKp dai topi. Questo metodo è stato ottimizzato per ottenere cellule in numero e qualità adeguati per un gran numero di saggi. Con considerazioni etiche in mente, e al fine di ridurre al minimo il numero di animali coinvolti negli esperimenti, abbiamo indotto a raccogliere il midollo osseo dal femore e dalla tibia, e anche dalla cresta iliaca. Questo osso contiene un'alta frequenza e numero di progenitori ematopoietici ed è il più delle volte danneggiato durante la raccolta delle ossa lunghe. Presentato qui è un metodo dettagliato per la raccolta affidabile di questo osso.
Il secondo criterio di ottimizzazione è quello di produrre popolazioni cellulari altamente purificate. Fluorescent Activated Cell Sorting (FACS) è un metodo di scelta al fine di ottenere popolazioni purificate di cellule di interesse. Tuttavia, i bassi rendimenti vengono raggiunti quando la popolazione cellulare di interesse è molto rara. Sono quindi necessarie procedure di arricchimento. In questo protocollo, è stata optata per una procedura di selezione negativa utilizzando perle magnetiche.
I protocolli che coinvolgono animali sono stati eseguiti in conformità con il Comitato CREMEAS per l'etica degli esperimenti sugli animali dell'Università di Strasburgo (Comité Régional d'Ethique en Matière d'Expérimentation Animale Strasbourg). Numero di permesso: E67-482-10).
1. Raccolta delle ossa del mouse
Figura 1: Anatomia del topo. ( A )Radiografiadel topo che mostra le ossa degli arti posteriori. Si noti lo spazio tra l'osso pelvico e la colonna vertebrale (freccia gialla), dove le forbici devono essere inserite per separare correttamente gli arti posteriori dal corpo del topo (linea tratteggiata gialla). (B) Rappresentazione schematica delle ossa ricche di midollo osseo di interesse. Le ossa pelviche sono raffigurate in rosso, i femori in viola e le tibie in verde. (C) Rappresentazione schematica dell'osso pelvico del topo. L'ileo corrisponde alla parte ricca di midollo dell'osso pelvico ed è evidenziata in rosso. Fare clic qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.
2. Esaurimento magnetico delle cellule positive al lignaggio
Anticorpo | Diluizione |
Gr-1-biotina | 1:500 |
B220-biotina | 1:500 |
Mac-1-biotina | 1:500 |
CD3-biotina | 1:500 |
CD4-biotina | 1:500 |
CD5-biotina | 1:500 |
CD8-biotina | 1:500 |
TER119-biotina | 1:1000 |
CD127-biotina | 1:500 |
Tabella 1.
3. Selezione cellulare dei progenitori dei megacariociti mediante citometria a flusso
Tubo | Etichetta | Cocktail di anticorpi |
Midollo osseo totale | ||
1 | Controllo non macchiato | |
2 | Controllo singolo macchiato | CD45-FITC (1/200) |
3 | Controllo singolo macchiato | CD45-PE (1/200) |
4 | Controllo singolo macchiato | TER119-APC (1/200) |
5 | Controllo singolo macchiato | CD45-PECy7 (1/200) |
6 | Controllo singolo macchiato | CD45-APC-Cy7 biotina (1/200) |
Frazione di Lin-Pos | ||
7 | Controllo singolo macchiato | Controllo singolo macchiato. Streptavicina-APC-Cy7 (1/500) |
Frazione di Lin-Neg | ||
8 | Controllo FMO FITC | c-kit-APC (1/200) + Sca-1-PE (1/200) + CD16/32-PE (1/200) + CD150-PECy7 (1/200) + Streptavitina-APC-Cy7 (1/500) |
9 | Controllo FMO PE | CD9-FITC (1/200) + c-kit-APC (1/200) + CD150-PECy7 (1/200) + Streptavidin-APC-Cy7 (1/500) |
10 | Controllo FMO PECy7 | CD9-FITC (1/200) + c-kit-APC (1/200) + Sca-1-PE (1/200) + CD16/32-PE (1/200) + Streptavitina-APC-Cy7 (1/500) |
11 | Tubo positivo per lo smistamento | CD9-FITC (1/200) + c-kit-APC (1/200) + Sca-1-PE (1/200) + CD16/32-PE (1/200) + CD150-PECy7 (1/200) + Streptavitina-APC-Cy7 (1/500) |
Tabella 2.
L'analisi fenotipica delle cellule identificate come MEP e MKp è stata eseguita mediante citometria a flusso. Le cellule sono state etichettate con anticorpi coniugati a fluorescenza contro CD41a e CD42c, marcatori classici delle linee megacariocitiche e piastriniche. Entrambi i marcatori sono stati espressi dalle cellule della popolazione MKp mentre questi marcatori non sono ancora stati rilevati sulla superficie delle cellule della popolazione MEP (Figura 4Ai,4Aii). La po...
Il metodo descritto in questo articolo consente l'estrazione e la purificazione di MEP e MKp di topo. Un parametro importante nell'ottimizzazione del protocollo è stato quello di ottenere un numero sufficiente di cellule che sarebbe stato compatibile con la maggior parte dei saggi molecolari e cellulari. La pratica generale della raccolta delle ossa di topo per l'estrazione delle cellule ematopoietiche di solito consiste nella raccolta sia dei femori che delle tibie di ciascun topo. L'osso pelvico, un'altra fonte di mat...
Gli autori non dichiarano interessi finanziari concorrenti.
Gli autori desiderano ringraziare Monique Freund, Catherine Ziessel e Ketty per l'assistenza tecnica. Questo lavoro è stato sostenuto da ARMESA (Association de Recherche et Développement en Médecine et Santé Publique), e da Grant ANR-17-CE14-0001-01 a Henri.de la. Salle.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
21-gauge needles | BD Microlance | 301155 | |
7AAD | Sigma-Aldrich | A9400 | |
Antibody Gr-1-biotin | eBioscience | 13-5931-85 | Magnetic depletion |
Antibody B220-biotin | eBioscience | 13-0452-85 | Magnetic depletion |
Antibody Mac-1-biotin | eBioscience | 13-0112-85 | Magnetic depletion |
Antibody CD3e-biotin | eBioscience | 13-0031-85 | Magnetic depletion |
Antibody CD4-biotin | eBioscience | 13-9766-82 | Magnetic depletion |
Antibody CD5-biotin | eBioscience | 13-0051-85 | Magnetic depletion |
Antibody CD8a-biotin | eBioscience | 13-0081-85 | Magnetic depletion |
Antibody TER119-biotin | eBioscience | 13-5921-85 | Magnetic depletion |
Antibody CD127-biotin | eBioscience | 13-1271-85 | Magnetic depletion |
Antibody CD45-FITC | eBioscience | 11-0451-85 | Cell sorting |
Antibody CD45-PE | eBioscience | 12-0451-83 | Cell sorting |
Antibody TER119-APC | eBioscience | 17-5921-83 | Cell sorting |
Antibody CD45-PECy7 | eBioscience | 25-0451-82 | Cell sorting |
Antibody CD45-biotin | eBioscience | 13-0451-85 | Cell sorting |
Antibody CD9-FITC | eBioscience | 11-0091-82 | Cell sorting |
Antibody c-kit-APC | eBioscience | 17-1171-83 | Cell sorting |
Antibody Sca-1-PE | eBioscience | 12-5981-83 | Cell sorting |
Antibody CD16/32-PE | eBioscience | 12-0161-83 | Cell sorting |
Antibody CD150-PECy7 | eBioscience | 25-1502-82 | Cell sorting |
Culture medium StemSpan-SFEM | Stemcell technologies | #09650 | |
Dissection pad | Fisher Scientific | 10452395 | |
DPBS | Life Technologies | 14190-094 | |
Ethanol | vWR Chemicals | 83813.360 | |
Forceps | Euronexia | P-120-AS | |
Glass pasteur pipette | Dutscher | 42011 | |
Magnet : DynaMag-5 | Thermo Fisher Scientific | 12303D | |
Magnetic beads: Dynabeads Sheep Anti-Rat IgG | Thermo Fisher Scientific | 11035 | |
Megacult | Stemcell technologies | #04970 | |
MethoCult SF M3436 | Stemcell technologies | #03436 | |
Newborn Calf Serum | Dutscher | 50750-500 | |
Red Cell Lysis solution | BD Bioscience | 555899 | |
Scalpels | Fisher Scientific | 12308009 | |
Scissors | Euronexia | C-165-ASB | |
Sterile 1 mL syringes | BD Bioscience | 303172 | |
Sterile 15mL tubes | Sarstedt | 62.554.502 | |
Sterile 5mL polypropylene tubes | Falcon | 352063 | |
Sterile 5mL polystyrene tubes | Falcon | 352054 | |
Sterile tubes with 70µm cell strainer cap | Falcon | 352235 | |
Sterile petri dish | Falcon | 353003 | |
Streptavidin-APC-Cy7 | BD Biosciences | 554063 | Cell sorting |
Tube roller | Benchmark Scientific | R3005 |
An erratum was issued for: Isolation of Mouse Megakaryocyte Progenitors. A figure was updated.
Figure 2 was updated from:
Figure 2: Magnetic depletion of lineage committed (Lin) cells. (A) Schematic representation of the magnetic depletion protocol. First, unsorted bone marrow cells are labeled with the biotin-conjugated rat anti-mouse antibody cocktail. Cells are then incubated with anti-rat Ig coated magnetic beads and subsequently subjected to the magnetic depletion using a strong magnet. The magnet will retain the labeled magnetic Lin+ fraction against the tube walls, while the unlabeled non-magnetic Lin- negative fraction will be collected in a new tube. (B) Lineage committed cells can be identified using fluorescent conjugated streptavidin. Typical analysis of the lineage expression in cells prior to magnetic depletion (total bone marrow) and after magnetic depletion (Lin- Fraction) N = 21. Please click here to view a larger version of this figure.
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Figure 2: Magnetic depletion of lineage committed (Lin) cells. (A) Schematic representation of the magnetic depletion protocol. First, unsorted bone marrow cells are labeled with the biotin-conjugated rat anti-mouse antibody cocktail. Cells are then incubated with anti-rat Ig coated magnetic beads and subsequently subjected to the magnetic depletion using a strong magnet. The magnet will retain the labeled magnetic Lin+ fraction against the tube walls, while the unlabeled non-magnetic Lin- negative fraction will be collected in a new tube. (B) Lineage committed cells can be identified using fluorescent conjugated streptavidin. Typical analysis of the lineage expression in cells prior to magnetic depletion (total bone marrow) and after magnetic depletion (Lin- Fraction) N = 21. Please click here to view a larger version of this figure.
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