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Method Article
ここでは、マウス骨髄細胞を表現型造血幹および前駆細胞に単離および染色するための簡単なプロトコルと、支持するニッチ内皮および間葉系幹細胞について説明します。内膜および中枢骨髄領域に位置する細胞を濃縮する方法も含まれる。
骨髄(BM)は、新しい血球が生成されるプロセスである造血が主に発生する骨内にある軟組織です。そのため、造血幹および前駆細胞(HSPC)と、HSPCの維持と調節に寄与する間質細胞が含まれています。 血液学的およびその他のBM障害は、造血細胞に直接および/またはBMニッチの変化を介して影響を与えることにより、造血を破壊します。ここでは、フローサイトメトリーによるマウスBM HSPCと間質ニッチ集団の表現型解析を通じて、健康と悪性腫瘍における造血を研究する方法について説明します。私たちの方法は、内膜および中枢BM画分でBM細胞を濃縮するために必要なステップ、およびHSPC調節に関与する2つの主要なニッチ細胞タイプ、内皮細胞および間葉系幹細胞を特定するための適切なゲーティング戦略を詳述しています。ここで提案される表現型解析は、マウス変異体、疾患モデル、および機能アッセイと組み合わせて、HSPCコンパートメントおよびそのニッチを特徴付けることができる。
フローサイトメトリーは、免疫細胞および造血細胞の特性評価と前向き単離のための非常に貴重な方法です。また、さまざまな組織の間質および上皮集団の分析にもますます使用されています。造血幹細胞(HSC)は、自己複製と多能性というユニークな特性を持っています。成体哺乳類では、HSCは主に骨髄(BM)に存在し、周囲の微小環境またはニッチから静止および生存シグナルを受け取ります1。HSCは、機能アッセイ2に従って正式に定義されます。それにもかかわらず、いくつかの画期的な論文は、HSCを特定するためのフローサイトメトリーの有用性を示しています。限られた細胞表面マーカーを使用することにより、造血幹細胞が高度に濃縮されている造血集団を識別することが可能です3。したがって、フローサイトメトリーは幹細胞分野の中心的な方法です。これは、HSCに対する推定ニッチ細胞タイプおよびニッチ因子の影響を評価するために広く使用されています。フローサイトメトリーとイメージングおよび機能アッセイを組み合わせることにより、造血幹細胞が血管周囲間葉系幹細胞(MSC)および内皮細胞(EC)によって決定的にサポートされていることが示されています。BM MSCは異種グループであり、サイトカインの寄与が異なりますが4、レプチン受容体(LepR)+ MSCが重要なニッチ細胞であることは十分に確立されています1。BM ECも非常に不均一であり、正弦波、細動脈、およびH型/移行血管の一部である可能性があります5。さまざまな研究により、これらのさまざまなECの微妙な貢献が示されています。例えば、内膜正弦波ECは空間的に静止HSC6に近く、活性酸素種レベルが低い非移動性HSCは細動脈EC7の近くに位置しています。ニッチの内膜と中央の位置も非常に重要です。骨内膜H型血管は、加齢とともに失われる血管周囲間質細胞と関連しており、HSCの喪失につながります8。急性骨髄性白血病では、中枢ECが拡張し、内膜血管と内膜HSCが失われます9。
この分野のほとんどの研究は、造血自体と細胞のHSCの外因性調節に焦点を当てています。しかし、他の前駆細胞を調節するニッチ、すなわち多能性前駆細胞(MPP)をよりよく特徴付ける必要があることが、特にそれらが定常状態での造血の主な推進力であることを考慮すると、ますます認識されています10。固定された階層構造とは対照的に、最近の研究では、造血は、造血幹細胞が初期段階で偏ったMPPに分化する連続体であることが示されています11。MPPは異なる分類スキーム12にちなんで名付けられているが、国際実験血液学会(ISEH)による最近のコンセンサス論文は、MPPを初期のMPPとして、リンパ系(MPP-Ly)、巨核球および赤血球(MPP-Mk/E)、および骨髄系(MPP-G/M)バイアス13に従って識別することを提案した。フローサイトメトリーの使用は、これらの集団の調節におけるBMニッチの重要性をさらに研究する上で重要です。現在のフローサイトメトリー法では、可変ゲーティング戦略を使用してHSPCを区別し、一貫性のないマーカーを使用して間質細胞、つまりECを同定します。現在の方法の目標は、HSPC亜集団、ECの不均一なグループ、およびLepR+ MSCを同定するためのBM染色のシンプルで再現性のあるワークフローを提示することです。この手法は、以前に報告された方法(たとえば、参考文献14を参照)に匹敵するものの、2つの機能的骨髄領域、内膜および中枢BM 8,15、およびBM間質ニッチ細胞の表現型分析のための更新された実装が容易なプロトコルを提供すると考えています。
このプロトコルで使用された動物は、i3S動物施設で、12時間の明暗サイクルおよび温度制御された環境で、特定の病原体のない条件下で飼育されました。標準的なげっ歯類のチャウチャウと水への無料アクセスが提供されました。すべての動物は、実験動物の世話と取り扱いに関する欧州実験動物科学協会連盟(EU指令2010/63 / EU)によって概説された基準に従って人道的な世話を受けました。動物に対して行われた実験手順(安楽死)は、i3S動物倫理委員会(参照DD_2019_15)およびDireção-Geral de Alimentação e Veterináriaによって承認されました。このプロトコル全体で使用される材料の詳細は、 材料の表に記載されています。
1.溶液の調製とカクテルの染色
2. サンプル抽出
3. 全骨髄中の造血細胞集団解析のためのサンプル処理
4. 全骨髄中の間質細胞集団分析のためのサンプル処理
5.破砕およびフラッシュされたBMにおける造血細胞集団の分析のためのサンプル処理
6. フローサイトメトリー解析のための単色コントロール(SCC)の調製
健康な若年成人C57Bl/6マウスにおけるHSCおよびMPPのフローサイトメトリー分析の代表的なプロットを 図1に示します。ゲーティング戦略は、ISEH13によって提案された最新の調和命名法に従います。感染やがんなどの摂動の影響を解析する場合、正常ゲートの基準としてコントロールマウスを使用することが重要です。蛍光マイナス1(FMO)コントロールは、?...
説明されているプロトコルはシンプルで簡単に実行できますが、特定の手順には特別な注意を払う必要があります。例えば、フラッシュされたBMを得る場合(ステップ5.2)、PBS 2%FBSを骨の中央部の内側に通すために示された量または回数は、内膜細胞集団によるフラッシュされたサンプルの重大な汚染をもたらす可能性があるため、超えてはなりません。
治験責任医師によ?...
著者は、開示すべき利益相反はありません。
LMは、レディタタメモリアルトラストからの助成金によってサポートされました。JRは、Fundação para a Ciência e Tecnologia(FCT;FCTフェローシップUI / BD / 150833 / 2021)。MLは、FCTの博士号フェローシップ(FCTフェローシップ 2021.04773.BD)によってサポートされました。DDは、米国血液学会、パブラブ財団、FCT(EXPL/MED-ONC/0522/2021)、およびポルトガル血液学会からの助成金によって支援されました。i3sのTRACY施設のカタリーナ・メイレレス博士とエミリア・カルドーゾ博士の支援に感謝します。
Name | Company | Catalog Number | Comments |
Alexa Fluor 647 anti-mouse CD54/ICAM-1 antibody | BioLegend | 116114 | |
APC Streptavidin | BioLegend | 405207 | |
APC/Cyanine7 anti-mouse CD117 (c-kit) antibody | BioLegend | 105826 | |
APC/Cyanine7 anti-mouse CD45 antibody | BioLegend | 103116 | |
APC/Cyanine7 anti-mouse TER-119/erythroid cells antibody | BioLegend | 116223 | |
Biotin anti-mouse CD3ε antibody | BioLegend | 100304 | |
Biotin anti-mouse CD4 antibody | BioLegend | 100404 | |
Biotin anti-mouse CD8a antibody | BioLegend | 100704 | |
Biotin anti-mouse Ly-6G/Ly-6C (Gr-1) antibody | BioLegend | 108404 | |
Biotin anti-mouse TER-119/erythroid cells antibody | BioLegend | 116204 | |
Biotin anti-mouse/human CD11b antibody | BioLegend | 101204 | |
Biotin anti-mouse/human CD45R/B220 antibody | BioLegend | 103204 | |
Brilliant Violet 510 anti-mouse CD150 (SLAM) antibody | BioLegend | 115929 | |
Calibrite 2 Color Beads | BD Biosciences | 349502 | |
Collagenase IV | Merck Life Science | C1889 | |
Dispase II | Merck Life Science | D4693 | |
Fetal Bovine Serum, qualified, heat inactivated, E.U.-approved, South America Origin | ThermoFisher Scientific | 10500064 | |
Hanks' Balanced Salt Solution (HBSS) | ThermoFisher Scientific | 14175095 | |
Mouse Leptin R Biotinylated Antibody | R&D systems | BAF497 | |
NucBlue Fixed Cell Reagent (DAPI) | ThermoFisher Scientific | R37606 | DAPI reagent |
PE anti-mouse endomucin antibody | ThermoFisher Scientific | 12-5851-82 | |
PE anti-mouse Flk2 (CD135) | ThermoFisher Scientific | 12-1351-82 | |
PE/Cyanine7 anti-mouse CD31 antibody | BioLegend | 102524 | |
PE/Cyanine7 anti-mouse CD48 antibody | BioLegend | 103424 | |
PerCP anti-mouse Ly-6A/E (Sca-1) antibody | BioLegend | 108122 | |
Phosphate-buffered saline (PBS) tablets | Merck Life Science | P4417 | |
Purified anti-mouse CD16/32 antibody | BioLegend | 101302 | |
RBC lysis buffer 10x | BioLegend | 420302 | |
Zombie Violet Fixable Viability Dye | BioLegend | 423114 | fluorescent dye |
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