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ここでは、巨核球分化の特徴付けに関する免疫型付け戦略を紹介し、その戦略が蛍光活性化細胞選別機を用いて異なる段階で巨核球を選別する方法を示す。この方法論はヒトの一次組織に適用できるが、 インビトロの培養で生成された巨核球にも適用できる。
巨核球(MK)分化は、非常に多倍(>64Nに達する)および非常に大きな細胞(40-60 μm)をもたらす多くのエンドミトティックサイクルを包含する。細胞生物学と分子レベルでの巨核代の急速な知識とは対照的に、フローサイトメトリーによる巨核生物の特徴付けは、系統特異的な表面マーカーを用いた成熟したMCの同定に限定される一方、以前のMK分化段階は未踏のままである。ここでは、MK特異的および非特異的な表面マーカーを含むパネルを用いたヒトの一次源または インビトロ 培養において、連続したMK分化段階の同定を可能にする免疫フェノタイピング戦略を提示する。その大きさと脆弱性にもかかわらず、MKは上記のパネルを使用して免疫フェノタイプすることができ、圧力およびノズル直径の特定の条件下で蛍光活性化細胞選別によって濃縮される。このアプローチは、ヒトにおける巨核代と血小板産生の複雑性をよりよく理解することを目的として、マルチオミックス研究を促進する。巨核代の特徴付けが良いと、系統関連の病理や悪性腫瘍の診断や予後に根本的なものとなる可能性があります。
巨核球(MC)は、主にホルモントロンボポエチン(TPO)によって調整される巨核球症と呼ばれる複雑なプロセスに続いて、造血幹細胞(HSC)から発症する。巨核代の古典的な見解は、HSCからの細胞の旅を、コミットされた前駆細胞および前駆細胞の階層的な段階の連続を通して記述し、最終的には成熟したMKにつながる。成熟の間、MKはエンドミドーシスの複数のラウンドを経験し、血小板産生のための十分な膜表面を提供する複雑な細胞内境界膜系(DMS)を開発し、成熟した血小板1、2、3によって受け継がれる異なる顆粒に含まれる多数の因子を効率的に生成し、パックする。その結果、成熟したMKは、高倍数核(>64Nにも達する)を特徴とする大細胞(40〜60μm)です。最近の研究では、HSCが特定の生理病理学的状態4、5、6、7、8、9、10、11に応答して従来の系統コミットメントチェックポイントをバイパスしてMKに分化する代替ルートを示唆している。これらの知見は、成熟したMKに対する造血性分化が生物学的ニーズに対応する連続的かつ適応的なプロセスであることを強調している。
細胞生物学に関する知識の増加と巨核代種症12の分子的側面に関する知識が高まる中、フローサイトメトリーによるプロセスの研究に特化した研究のほとんどは、系統特異的な表面マーカー(CD42A/B、CD41/CD61)を用いた成熟したMCの同定に限定されているが、MK分化段階は未踏のままである。我々は以前に、ヒト15に適応し、適用してきたマウス骨髄および骨髄由来MK培養13、14において巨核代を上演する戦略を文書化した。本稿では、ヒトの主要なソース(骨髄-BM-および末梢血-PB-)またはMK特異的および非特異的表面マーカー(CD61、CD42B、CD49B、CD31、CD71)を組み込んだパネルを用いたインビトロ培養物において、HSCから成熟したMCまで、巨核化の特徴を可能にする免疫フェノタイピング戦略を示す。MKは、大きなサイズと脆弱性にもかかわらず、上記の細胞表面マーカーを使用して免疫整形され、細胞の破裂や損傷を最小限に抑えるために、圧力とノズル径の特定の条件下で蛍光活性化細胞選別によって濃縮することができます。この技術は、人間の健康と病気における巨核代と血小板産生の複雑さをよりよく理解することを目的として、マルチオミクスのアプローチを促進する。注目に値する、それは需要の増大の臨床文脈で診断と予後を助けるために有用なツールとして提起する。
この原稿では、MK特異的および非特異的な表面マーカーを主要なソースまたは生成されたインビトロから統合したパネルを用いて、ヒト巨核代を上演する戦略を文書化する。さらに、蛍光活性化細胞選別機、好ましい分数および成熟したMKを用いて、並べ替えプロトコルを提供します(図1)。この手順は、サイズが大きく、また、MK の脆弱性が大きいため、技術的に難しいため、一般的ではありません。しかし、それは以前マウスとヒト骨髄サンプルの両方で採用されており、技術の進歩により、毎回16、17、18より良い結果が得られます。MCまたはMK前駆体を研究できるヒトの主要な情報源には、骨髄、臍帯血および末梢血などが含まれる。各サンプルの分析のために関連する細胞分数を分離するための適切なサンプル処理が重要です。標準的な手順を組み込み、巨大核代の研究を目指す際に考慮すべきいくつかの考慮事項があります。
全血および骨髄サンプルは、1964年のヘルシンキ宣言に従って取得され、処理された。全血サンプルは、私たちの機関医療倫理委員会(病院Universituniversitario Central deアストゥリアス-HUCA-)によって承認された研究の中で、インフォームド・コンセント(ISPA)を与えた後、健康なドナーから得られました。骨髄サンプルは、病院クリニコ・サン・カルロス(HCSC)の血液学部で管理された患者の骨髄吸入捨て物質から得られた。
図1: 本稿に記載されているプロトコルの概略図 免疫フェノタイピングを用いてMK分化を行うことができる主要なヒト源または主要培養物が示されている。この免疫型付け戦略は、一次源における異なる系統関連病理または悪性腫瘍におけるプロセスの研究に適用することができる。さらに、蛍光活性化細胞選別機を用いたMKや前駆体の細胞分類が可能となり、濃縮された分画のさらなる分析が可能になる。使用されるイメージは、セルヴィエによるセルヴィエメディカルアート(SMART)の一部であり、CC BY 3.0の下でライセンスされています。 この図の大きなバージョンを表示するには、ここをクリックしてください。
1. 免疫原型入力前の全血および骨髄処理
2. PBMC からのインビトロ MK の分化
注:MCは、CD34+細胞などの以前の前駆体、異なる主要なソース(すなわち、WB/PBMCs、臍帯血、骨髄)およびiPSCとの間で分化することができる。このエンドに適用されているさまざまなプロトコルがあります。ここでは、CD34+前駆体15、19、20、21、22に対する濃縮を必要とせずに、PBMCとMKの分化を可能にする、私たちが開発した培養方法を使用します。
図2:PBMC由来MK培養法の概略図健常ドナーからのPBMCは、MK in vitro(Salunkheらから適応したスキーム)を生成するために開発された3相プロトコルに従って培養した。10日目と13日目の文化で撮影された15枚の写真が示されています。写真は20倍の目的で撮影されます。この図の大きなバージョンを表示するには、ここをクリックしてください。
MK分化の免疫フェノタイピング - タグ付き抗体のパネルを用いたインキュベーション
表1:巨核細胞系の細胞表面マーカーに関する注意事項この表をダウンロードするには、ここをクリックしてください。
表2:抗体パネルこの 表をダウンロードするには、ここをクリックしてください。
4. 6色パネルと組み合わせたプロイディ分析
5. MK分化分析
注:CD31/CD71の組み合わせにより、MKの異なるステージに対応するゲートを設定することができます。MK特異的マーカーを使用したさらにバックガッティングにより、成熟したMKと未熟なMKの分離が可能になります。さらに、新鮮なサンプルでは、使用される他のマーカーの存在を確認するためにバックゴーティング、または前方/側面散乱軸に母集団を配置するために、MK分化段階の評価を洗練し、同じ集団に存在する可能性のある他の細胞タイプを廃棄することができます。
6. MKおよびMK前駆細胞分類
注:染色された細胞は、FACSDivaソフトウェアを使用して488 nmおよび633nm標準固体レーザーを搭載した蛍光活性化細胞選別機FACS Aria IIuで分析され、ソートされました。データは、FlowJo ソフトウェアとサイトバンク (viSNE 分析) を使用して、さらに分析および提示されました。ソートされた分画の純度は、各ソートされた分画(純度85%以上)のフローサイトメトリー分析によって確認された。
図3:蛍光活性化細胞選別(FACS)の原理の概略図 粒子は130 μmノズルを通過し、ノズルに振動を加えるために規則的な液滴の流れに分解することを余儀なくされる。次に、液滴はレーザー(分析ポイント)によって尋問され、信号はそれらの液滴に電荷を適用することによって「ソート決定」を与えるために処理されます。電荷液滴が高電圧静電場(検出プレート)を通過すると、それは偏向され、対応する回収管に集められます。 この図の大きなバージョンを表示するには、ここをクリックしてください。
7. ソート後のサンプル準備
骨髄と策略
図4では、患者からのBMサンプル(吸引)における巨核代の代表的な免疫型解析を示す。CD71とCD31に対して細胞分数をプロットする際には、CD31- CD71- (赤)、CD31 - CD71+ (青)、CD31 + CD71- (オレンジ)、CD31+ CD71+ CD71+ CD71 + (濃い緑色) および CD31++ CD71ミッドクリー?...
フローサイトメトリーによる巨核生物の研究に焦点を当てた研究のほとんどは、系統特異的な表面マーカー(すなわち、CD42A/CD42B、CD41/CD61)のみを使用したMKサブセットの同定に限定され、以前のMK分化段階は十分に検討されていません。本稿ではヒト巨核代の包括的なフローサイトメトリー特性解析に取り組む免疫フェノタイピング戦略を示す。全体として、MK特異的および非特異的な表...
視聴覚材料の生産は、BDバイオサイエンスによってサポートされました。
マルコス・ペレス・バステルレチェア、ロレナ・ロドリゲス・ロレンツォ、ベゴーニャ・ガルシア・メンデス(HUCA)、パロマ・セレッソ、アルムデナ・パエロ、マリア・デ・ラ・ポベダ=コロモ(HCSC)に技術サポートを感謝します。この研究は、A.B.、RYCフェローシップ(RYC-2013-12587)への医療助成金(ロシュSP200221001)によって部分的にサポートされました。デ・エコノミア・イ・コンペティティビダード、スペイン)とI +D 2017助成金(SAF2017-85489-P;シエンシア大臣、イノバシオン・イ・ウニバーシダーデス、スペイン、フォンドス・フェデエル)からセベロ・オチョア・グラント(PA-20-PF-BP19-014)までコンセヘリア・デ・シエンシア,イノバシオン・イ・ウニヴェルシダーデス・デル・プリンシパド・デ・アストゥリアス州)からP.M.-Bへ。そして、A.A.-Hへの壁内ポスドク助成金2018(フンダシオン・パラ・ラ・インベスティガシオン・イ・ラ・イノバシオン・ビバイサニタリア・デ・アストゥリアス - FINBA、オビエド、スペイン)。私たちは、彼の知識(と時間)、特にマルチカラータグ付き抗体パネルミックスと単色ビーズ制御製剤に関する彼の賢明なアドバイスを共有してくれたライニエ・ファン・デル・リンデンに感謝します。
Name | Company | Catalog Number | Comments |
130 micron Nozzle | BD | 643943 | required for MK sorting |
5810R Centrifuge | Eppendorf | Cell isolation and washes | |
A-4-62 Swing Bucket Rotor | Eppendorf | Cell isolation and washes | |
Aerospray Pro Hematology Slide Stainer / Cytocentrifuge | ELITech Group | Automatized cytology devise, where slides are stained with Mat-Grünwald Giemsa | |
CO2 Incubator Galaxy 170 S | Eppendorf | Cell Incubation | |
Cytospin 4 Cytocentrifuge | Thermo Scientific | To prepare cytospins | |
FACSAria IIu sorter | BD | Lasers 488-nm and 633-nm | |
FACSCanto II flow cytometer | BD | Lasers 488-nm , 633-nm and 405-nm | |
Olympus Microscope BX 41 | Olympus | Microphotographs | |
Olympus Microscope BX 61 | Olympus | Microphotographs | |
Zoe Fluorescent Cell Imager | BioRad | Microphotographs | |
To obtain PBMCs | |||
Lipids Cholesterol Rich from adult bovine serum | Sigma-Aldrich | L4646 | or similar |
Lymphoprep | Stem Cell Technologies | #07801 | or similar |
Penicillin-Streptomycin | Sigma-Aldrich | P4333 | or similar |
Recombinant human Erythropoietin (EPO) | R&D Systems | 287-TC-500 | or similar |
Recombinant human stem cell factor (SCF) | Thermo Fisher Scientific, Gibco™ | PHC2115 | or similar |
Recombinant human thrombopoietin (TPO) | Thermo Fisher Scientific, Gibco™ | PHC9514 | or TPO receptor agonists |
StemSpan SFEM | Stem Cell Technologies | #09650 | |
Flow Cytometry Analyses | |||
Bovine Serum Albumin | Merck | A7906-100G | or similar |
BD CompBead Anti-Mouse Ig, κ/Negative Control Compensation Particles Set | BD | 552843 | Antibodies for human cells are generally from mouse. |
BD Cytofix/Cytoperm | BD | 554714 | or similar |
BD FACS Accudrop Beads | BD | 345249 | |
CD31 AF-647 | BD | 561654 | Mouse anti-human |
CD31 FITC | Immunostep | 31F-100T | |
CD34 FITC | BD | 555821 | Mouse anti-human |
CD41 PE | BD | 555467 | Mouse anti-human |
CD41 PerCP-Cy5.5 | BD | 333148 | Mouse anti-human |
CD42A APC | Immunostep | 42AA-100T | We observed unspecific binding... that needs to be assessed |
CD42A PE | BD | 558819 | Mouse anti-human |
CD42B PerCP | Biolegend | 303910 | Mouse anti-human |
CD49B PE | BD | 555669 | Mouse anti-human |
CD61 FITC | BD | 555753 | Mouse anti-human |
CD71 APC-Cy7 | Biolegend | 334109 | Mouse anti-human |
Hoechst 33342 | Thermo Fisher Scientific | H3570 | |
Human BD Fc Block | BD | 564219 | Fc blocking - control |
KIT PE-Cy7 | Biolegend | 313212 | Mouse anti-human |
Lineage Cocktail 2 FITC | BD | 643397 | Mouse anti-human |
RNAse | Merck | R6513 | or similar |
Triton X-500 | Merck | 93443-500ML | or similar |
Cell strainers for sorting | |||
CellTrics Filters 100 micrometers | Sysmex | 04-004-2328 | Cell strainers |
Note: we do not specify general reagents/chemicals (PBS, EDTA, etc) or disposables (tubes, etc), or reagents specified in previous published and standard protocols - unless otherwise specified. |
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