Name: femoral bone marrow aspiration in live mice
Uploaded: 2014-07-05T15:00:00.000+00:00
Duration: 7 min 10 s
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O.A.-W. is supported by an NIH K08 Clinical Investigator Award (1K08CA160647-01), a U.S. Department of Defense Postdoctoral Fellow Award in Bone Marrow Failure Research (W81XWH-12-1-0041), the Josie Roberston Investigator Program, and a Damon Runyon Clinical Investigator Award with Support from the Evan&#8217;s Foundation.

このプロトコルで説明されているすべての動物の手順は、実験動物の管理と使用に関する指針に従って実施された、メモリアルスローンケタリングがんセンターの施設内動物管理使用委員会（IACUCs）により承認された。 大腿骨から骨髄の1。吸引（BM）細胞<ol><li>精密気化器を用いて投与イソフルラン（1-4％）で大腿骨髄穿刺を受けるマウスを麻酔。麻酔の深さは、外科的処置および/または耳、足指、および尾部ピンチに関連付けられた呼吸数に変化がないことを観察することによって、プロシージャ中のあらゆる5〜10分を監視すべきである。麻酔はイソフルランで誘導し、また、イソフルランによる手順を通して維持されている。 0.05〜0.1ミリグラムの用量でブプレノルフィンの先制事前手続き線量は/ kgを皮下に、すべての6から12時間は、ADJのような手順に関連する痛みを防止するために使用することができますカルプロフェンにUNCT。 </li><li>角膜の乾燥を防ぐために、麻酔の導入後のマウスの眼に眼軟膏を適用します。 </li><li>毛皮を慎重に意図された吸引部位の面積よりも約150％大きく皮膚の領域から切り取られます。緩い毛皮は、湿ったガーゼパッドを用いて除去する。手順の間に低体温症を防ぐために、循環温水パッドまたは他の安全なサーモスタット制御された表面上でマウスを保管してください。 </li><li> （ポビドンヨード（ベタジン）またはクロルヘキシジン（Nolvasan）スクラブと70％イソプロピルアルコール、70％エタノールに浸したガーゼスポンジのいずれかと交互に）スクラブが交互に3組の吸引を受ける大腿骨を含む足全体を消毒する。 </li><li> BMを吸引する前に、滅菌リン酸緩衝生理食塩水（PBS）で洗浄：;：0.5ミリリットルツベルクリンシリンジ（27.5 Gゲージ0.5ccの体積）を濡らす。のPBS 200〜500μlの注射器を記入し、すぐに、PBSを追放。 2〜3トンにこの手順を繰り返しますのIME。 </li><li>薬指や小指のいずれかで脛骨を押すことによって大腿骨から脛骨を曲げておく。適切な麻酔面が達成されたことを確認してください。シリンジを親指と人差し指を使用して保持される。これは、顆を露出させることを可能にし、針の挿入を容易にする。 </li><li>針が大腿骨の2顆の間でセキュアに提出されるように、注射器を湿らせた後、膝蓋腱を通して針を挿入します。親指と人​​差し指で、大腿骨の骨端に近い骨幹を保持することによって、針は簡単に大腿骨のシャフトに挿入されている。 </li><li>それは大腿骨の軸に平行になるように外向き、上向き針を旋回さ。このアクションは、大腿骨シャフトからの骨髄の内容の検索を容易にします。 </li><li>大腿骨髄腔にゆっくりと押しながら、針を時計回りと反時計回りに回します。優しくSYを移動して、針の正確な位置決めを確認横方向にringe。 </li><li> BMキャビティ内に前後に針を移動させながら、優しく、負圧にする、後針プランジャーを引く。注：BM吸引量は、一般的に0.4〜0.8×10 6の単核細胞に相当し、約5μLになります。成功吸引は注射器の基部に針の上での血液の出現によって、視覚的に確認される。まだ血液がシリンジ内に見られない場合、それは小さな骨または組織片が針に貼り付けられている可能性がある。これは、（これはシリンジBM吸引する前にPBSで予め充填されるべきである1つの理由で）PBSで上下プランジャを移動させることにより、針から除去することができる。組織がシリンジから外れできない場合は、新しい針と注射器を（再びのPBS 200〜500μlの注射器を濡らし）を使用します。 </li><li> BMが正常大腿骨から吸引された後、大腿骨やマウスから針と注射器を取り外します。 </li><li>マイクロチューブPRに吸引BMを移動500μlのPBSでefilled。ほとんどのアプリケーションでは、BM細胞を、可能であればさらなる処理まで氷上で保存する。 </li><li>手続きの完了に続いて、5 mg / kgの皮下カルプロフェンと鎮痛剤を投与し。その後、麻酔からマウスを削除し、完全に回復するまで加熱パッドの上に置きます。注記：正しく行われれば吸引手順に従って経験しない合併症や苦痛があってはならない。 </li><li>住宅エリアにマウスを返す前に、彼らが歩き回ると食料や水に到達できることを確認してください。次の24時間での苦痛や感染後の手続きの兆候マウスを観察します。兆候としては、以下が挙げられる：定数出血、貧血、無気力を。これらの徴候のいずれかが後の手順を見ている場合は、動物（S）は、安楽死させなければならない。注：BM吸引/サンプリングを繰り返すことができるが、反復手順は同じ脚に繰り返される外傷を防ぐために反対側の大腿骨に対して行われるべきである。 FRに関する入手可能な情報はほとんどないBM吸引を行うことができるequency。大腿骨髄穿刺は、一般的にこれ以上の頻度で2週間ごとよりも繰り返される。 </li></ol>吸引しBM細胞における細胞含有量の2。評価<ol><li> 4 O Cまたは室温で5分間300×gで遠心分離することによりマイクロチューブ内のBM吸引や場所から検索された細胞をペレット化。 </li><li>上清を吸引してから、ACK赤血球細胞溶解バッファー（「塩化アンモニウムカリウム「溶解バッファー）500μl中にペレットを再懸濁します。 </li><li> 10分間、赤血球溶解緩衝液中で細胞をインキュベートし、次いで1mlのPBSを添加し、4°Cの 、またはRTで5分間300×gで再び混合物をスピンダウンする。注意：赤血球を溶解ペレットは現在のBM単核細胞で構成されています。これらは、（屠殺したマウスから採取BM細胞が使用されるのと同様に）FACS染色、細胞計数、移植、サイトスピン分析および/または任意の他の使用のために再懸濁させることができる。 </li></ol>

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	<li>Sundberg, R., Hodgson, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Aspiration+of+bone+marrow+in+laboratory+animals.">Aspiration of bone marrow in laboratory animals.</a> Blood. 4, 557-561 (1949).</li><li>Schmitz, M., Bourquin, J. -. P., Bornhauser, B. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Alternative+technique+for+intrafemoral+injection+and+bone+marrow+sampling+in+mouse+transplant+models.">Alternative technique for intrafemoral injection and bone marrow sampling in mouse transplant models.</a> Leukemia &amp; lymphoma. 52, 1806-1808 (2011).</li><li>Warner, J. K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Direct+evidence+for+cooperating+genetic+events+in+the+leukemic+transformation+of+normal+human+hematopoietic+cells.">Direct evidence for cooperating genetic events in the leukemic transformation of normal human hematopoietic cells.</a> Leukemia. 19, 1794-1805 (2005).</li><li>Chiu, P. P., Jiang, H., Dick, J. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Leukemia-initiating+cells+in+human+T-lymphoblastic+leukemia+exhibit+glucocorticoid+resistance.">Leukemia-initiating cells in human T-lymphoblastic leukemia exhibit glucocorticoid resistance.</a> Blood. 116, 5268-5279 (2010).</li><li>Guan, Y., Gerhard, B., Hogge, D. 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J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=SLAM+family+receptors+distinguish+hematopoietic+stem+and+progenitor+cells+and+reveal+endothelial+niches+for+stem+cells.">SLAM family receptors distinguish hematopoietic stem and progenitor cells and reveal endothelial niches for stem cells.</a> Cell. 121, 1109-1121 (2005).</li><li>Purton, L., Scadden, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Limiting+factors+in+murine+hematopoietic+stem+cell+assays.">Limiting factors in murine hematopoietic stem cell assays.</a> Cell stem cell. 1, 263-270 (2007).</li><li>Dykstra, B., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Long-term+propagation+of+distinct+hematopoietic+differentiation+programs+in+vivo.">Long-term propagation of distinct hematopoietic differentiation programs in vivo.</a> Cell stem cell. 1, 218-229 (2007).</li><li>Jordan, C., Lemischka, I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Clonal+and+systemic+analysis+of+long-term+hematopoiesis+in+the+mouse.">Clonal and systemic analysis of long-term hematopoiesis in the mouse.</a> Genes &amp; development. 4, 220-232 (1990).</li><li>Challen, G., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Dnmt3a+is+essential+for+hematopoietic+stem+cell+differentiation.">Dnmt3a is essential for hematopoietic stem cell differentiation.</a> Nature genetics. 44, 23-31 (2012).</li><li>Hess, D. A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Selection+based+on+CD133+and+high+aldehyde+dehydrogenase+activity+isolates+long-term+reconstituting+human+hematopoietic+stem+cells.">Selection based on CD133 and high aldehyde dehydrogenase activity isolates long-term reconstituting human hematopoietic stem cells.</a> Blood. 107, 2162-2169 (2006).</li><li>Mazurier, F., Doedens, M., Gan, O. I., Dick, J. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Rapid+myeloerythroid+repopulation+after+intrafemoral+transplantation+of+NOD-SCID+mice+reveals+a+new+class+of+human+stem+cells.">Rapid myeloerythroid repopulation after intrafemoral transplantation of NOD-SCID mice reveals a new class of human stem cells.</a> Nat Med. 9, 959-963 (2003).</li></ol>

著者らは、開示することは何もありません。

シリアルのBM吸引は、ヒトの血液疾患の臨床研究に不可欠な日常的な手順である。長時間の実験を通して、BMの細胞組成および成分の特徴付けマウスでは、BMの類似シリアルサンプリングを実行する能力は、同様に非常に貴重なものです。この手順では、マウスを犠牲にせずにも、末梢血の内容はBMに存在する細胞が反射性でなくてもよい場合においてBM中の追加の細胞型の存在を検出するためのHSPCの特徴付けのために有用である。シリアルBM吸引は、例えば3免疫不全マウスに異種移植したヒト細胞の存在を監視するこの後者の目的のために非常に効果的に使用されている。 0.4〜0.8×10 6細胞は、通常、各BM吸引を使用して取得していることを考えると、これらの細胞は、細胞学的分析（ 図1A）を含む多くの目的、径のために利用することができるグノーシスフローサイトメトリー（ 図1B）、細胞（ 図1C）の培養を含むソートされた細胞のさらなる下流の使用に続いて、フローサイトメトリーによる細胞分離、核酸抽出、制限された細胞数のプロテオミクス特性評価に向けたアッセイのためのタンパク質抽出、およびさらに移植抽出された細胞の。同時に、それは各々、大腿骨吸引で取り出したHSCの数は、この手順で取得した細胞の全体数によって制限されることに留意することが重要である。例えば、系統陰性のSca1 + CKIT + CD150 + CD48-CD244-細胞などの造血幹細胞の定義を考えると、HSCの周波数は約10 HSCs/100、000セル7である。この周波数に基づいて、約40〜80造血幹細胞は、それぞれの吸引の手順で取得されることが期待されている。 図1Cで述べたように、また、LSK細胞および前駆細胞の頻度は、骨marroに、統計的有意性に達していないものの、低い大腿骨髄穿刺を介して得られた重量の細胞は、従来の骨髄採取と比較した。我々は、手術骨髄採取に吸引相対で見られるこの相対LSKの減少および前駆周波数が大腿骨髄穿刺で発生末梢血による汚染に関連していると信じています。骨髄中の希少細胞集団を評価する上での大腿骨髄吸引のこれらの制限は、留意すべきである。つの追加のノートは、我々は通常、6週齢以上のマウスでは、この手順を実行したことである。我々は、この手順では、6週齢未満のマウスと、ますます技術的に困難であろうと信じています。 この技術は、継続的な競争力のある再構成実験の文脈における末梢血とは対照的に、BMのキメラ化を評価するためによく適している。これらのアッセイでは、マウスの実験セットからHSCのの機能性は、HSC＆一連の既知の数に対してテストされる＃8217; sの読み出しは、末梢血キメラ現象だけでなく、HSCののキメラ現象であることと（Purton らによるレビューを参照8）。摂動が成熟した循環血液細胞へのHSPCの障害分化造血幹細胞区画結果に影響を与える場合、末梢血のキメラ化は、BM中のキメラ化のコントラストもよい。決定的造血移植を9以下の少なくとも16週まで確立されていないことを考えると、そのキメラ現象は、時間10のさらに長い期間の後に変更される場合があり、例えば、ここに示すようにHSPCコンパートメントへの早いアクセスを容易にする技法が特に有用であり得る。 1最近の例では、Challen ら末梢血中のDNMT3A欠損マウスから明らかにした削減キメラ現象が、DNMT3AのHSCキメラにおける逆説的な増加により、DNMT3Aのホモ接合産後欠失したマウス由来のBM細胞の競争力のある移植ヌルHSCのBM 11。自己複製が増加したものの、HSCの- / -この結果は、DNMT3Aの分化不良の指標だった。また、この結果は、すべての16週間の間隔で連続競争力の移植実験に受信者だけ移植したマウスの時限犠牲に見られた。そのため、マウスの犠牲を必要とし、マウスの継続的な観察を許可せず、末梢血と並行して、骨髄細胞の採取を可能にアッセイが非常に有用である。 前述したように、ここで示す手法は、直接マウス2,3の骨髄キャビティ空間内に大腿内注射のために利用される手法と同様である。直接大腿内注射は、静脈内注射6,12,13と直接比較して改良された生着を提供することが示されているマウスにおいてヒト異種移植研究を促進するのに非常に有用であることが証明されている。この技術はあっても許可しています急速にヒトHSCを取り込むのこれまで知られていなかったクラスの識別のためのED。 現在のところは、同じ大腿骨を通してマウスでは、BMの繰り返しのサンプリングは、BMまたは反復願望で取得骨髄細胞の数の細胞組成に影響するかどうかは不明である。さらに、同じ大腿骨から繰り返し吸引手順を実行することが望ましい時間の最小量は知られていない。同じマウスで繰り返さ大腿骨髄願望を行う際には、骨髄吸引に使用される大腿骨を交互にして&gt; 2週間の間隔で連続BM吸引を行う。 BMまたはBMのアーキテクチャから取得した細胞の種類や数に特定の間隔でマウスでの連続大腿骨髄吸引手順の潜在的な影響を、もしあれば、理解することに焦点を当てたさらなる努力が必要である。

All blood cells are derived from hematopoietic stem cells (HSCs). Procedures which allow access to the bone marrow (BM), the site of the vast majority of HSC&#8217;s in mice and men, without requiring sacrifice of animals, provide a resource to monitor the source of hematopoiesis serially. The overall goal of the procedure described here is to provide a detailed protocol for the sampling of BM cells from the femur of live mice which provides material representative of the cells which would be retrieved by conventional harvest of BM cells through sacrifice of the mice. The advantage of this procedure over conventional harvest of BM cells is that this procedure does not require the sacrifice of mice and therefore allows for longitudinal study of the bone marrow compartment of mice over time. 
Although this murine bone marrow aspiration procedure has been used in a number of studies and described previously (see Sundberg et al. for a historical review1), formal step-by-step procedures illustrating this technique have not been previously published. This protocol enables routine serial sampling of the BM for purposes such as assessing engraftment in the BM of cells exogenously introduced into the mouse (as would be done in xenograft studies for instance2,3), analysis of chimerism in the BM for comparison with that of the peripheral blood (where results are not necessarily congruent), monitoring the abundance of specific cell types normally enriched in the marrow such as hematopoietic stem and progenitor cells, and retrieval of BM cells for ex vivo culture and/or transplantation. In addition, evaluation of marrow contents may be very useful in murine models of hematological disease as aspiration is helpful in assessing hematological disease burden at time points when disease may not be evident in the peripheral blood3-5. Moreover, this technique may be used to evaluate response of hematologic disease in the marrow to drugs administered in therapeutic studies. Thus, the procedure described here is ideal for investigators wishing to obtain access to bone marrow hematopoietic cells from mice for cytological analysis, flow cytometric analysis, in vitro culturing, and/or in vivo transplantation studies without requiring sacrifice or harm to the mice. 
The protocol for sampling of BM described here is quite similar to the technique used for intra-femoral injection of material directly into the marrow cavity3,6. The key difference being that this protocol details the procedure for removal of cells from the marrow as opposed to instilling material directly into the marrow cavity space as is done with intrafemoral injection.

<table><tbody><tr><td>PBS</td><td>PAA</td><td>H15-002</td><td></td></tr><tr><td>Bovine serum albumin</td><td>PAA</td><td>K41-001</td><td></td></tr><tr><td>ACK lysis buffer</td><td>Homemade</td><td></td><td>in 1 L. Adjust pH 7.2 ~ 7.4 and filter sterile with 0.22 &amp;mu;m vacuum filter.</td></tr><tr><td>8.3 g Ammonium chloride</td><td>Fisher Scientific</td><td>A661-500</td><td></td></tr><tr><td>1 g Potassium bicarbonate</td><td>Fisher Scientific</td><td>P184-500</td><td></td></tr><tr><td>200 &amp;mu;l 0.5 M EDTA pH 8</td><td>Gibco</td><td>15575-038</td><td></td></tr><tr><td>RPMI 1640</td><td>PAA</td><td>E15-842</td><td></td></tr><tr><td>0.5 ml Tuberculin syringe 27.5 G</td><td>Becton Dickinson</td><td>305620</td><td></td></tr><tr><td>Sterile cell strainer 70 &amp;mu;m</td><td>Fisher Scientific</td><td>22363548</td><td></td></tr><tr><td>Isoflurane, USP</td><td>Attane</td><td>NDC:66794-014-25</td><td></td></tr><tr><td>Blunt-end needle</td><td>Stemcell Technologies</td><td>28110</td><td></td></tr><tr><td>PrecisionGlide needle 23 G</td><td>Becton Dickinson</td><td>305193</td><td></td></tr><tr><td>3 ml Syringe Luer-Lok tip</td><td>Becton Dickinson</td><td>309657</td><td></td></tr><tr><td>Non-tissue culture treated plate, 6 Well</td><td>Becton Dickinson</td><td>351146</td><td></td></tr><tr><td>12 x 75 mm 5 ml tubes&amp;nbsp;</td><td>Becton Dickinson</td><td>352054</td><td>FACS staining</td></tr><tr><td>12 x 75 mm 5 ml tubes with cell-strainer cap</td><td>Becton Dickinson</td><td>352235</td><td>FACS staining</td></tr><tr><td>NK1.1 APC-Cy7</td><td>Biolegend</td><td>108723</td><td></td></tr><tr><td>CD11b APC-Cy7</td><td>Biolegend</td><td>101225</td><td></td></tr><tr><td>CD45R (B220) APC-Cy7</td><td>Biolegend</td><td>103223</td><td></td></tr><tr><td>CD3 APC-Cy7</td><td>Biolegend</td><td>100222</td><td></td></tr><tr><td>Ly-6G and Ly-6C (Gr-1) APC-Cy7</td><td>Biolegend</td><td>108423</td><td></td></tr><tr><td>Ter119 APC-Cy7</td><td>Biolegend</td><td>116223</td><td></td></tr><tr><td>CD19 APC-Cy7</td><td>Biolegend</td><td>302217</td><td></td></tr><tr><td>CD4 APC-Cy7</td><td>BioLegend</td><td>317417</td><td></td></tr><tr><td>CD117 (c-KIT) PE</td><td>BioLegend</td><td>105808</td><td></td></tr><tr><td>Ly-6A/E (Sca-1) PE-Cy7</td><td>Biolegend</td><td>122513</td><td></td></tr><tr><td>CD34 APC</td><td>Biolegend</td><td>128612</td><td></td></tr><tr><td>CD16/32 e450</td><td>eBioscience</td><td>48-0161-82</td><td></td></tr><tr><td>DAPI (4&amp;prime;,6-Diamidino-2-phenylindole dihydrochloride)</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>32670</td><td></td></tr><tr><td>MethoCult GF M3434</td><td>STEMCELLTECHNOLOGIES</td><td>3434</td><td>For methocellulose culture</td></tr><tr><td>Carprofen</td><td>Crescent Chemical Company</td><td>C11045850</td><td>1 dose (5mg/kg)&amp;nbsp;</td></tr><tr><td>Flow cytometer, LSRFortessa</td><td>Becton Dickinson</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Puralube vet ointment (sterile petrolatum ophthalmic ointment)</td><td>Dechra-US</td><td>17033-211-38</td><td></td></tr></tbody></table>

femoral bone marrow aspiration in live mice

Serial sampling of the cellular composition of bone marrow (BM) is a routine procedure critical to clinical hematology. This protocol describes a detailed step-by-step technical procedure for an analogous procedure in live mice which allows for serial characterization of cells present in the BM. This procedure facilitates studies aimed to detect the presence of exogenously administered cells within the BM of mice as would be done in xenograft studies for instance. Moreover, this procedure allows for the retrieval and characterization of cells enriched in the BM such as hematopoietic stem and progenitor cells (HSPCs) without sacrifice of mice. Given that the cellular composition of peripheral blood is not necessarily reflective of proportions and types of stem and progenitor cells present in the marrow, procedures which provide access to this compartment without requiring termination of the mice are very helpful. The use of femoral bone marrow aspiration is illustrated here for cytological analysis of marrow cells, flow cytometric characterization of the hematopoietic stem/progenitor compartment, and culture of sorted HSPCs obtained by femoral BM aspiration compared with conventional marrow harvest.

ライブC57/B6マウスの大腿BM吸引犠牲後の同じマウスのBM従来の収穫に続くBM単核細胞を得るために利用された。 2つの方法によって得られたBM単核細胞を、次いで、BM細胞（1）細胞学的分析によって分析し、（2）造血幹/前駆細胞の相対頻度（HSPCs）を決定し、ソートHSPCs（3）ex vivoで培養した。後者の実験では、系統陰性のSca1 + C-KIT +（LSK）細胞は、骨髄吸引によってだけでなく、従来のBMの収穫から得た単核細胞から選別した。各方法で得られた150 LSK細胞を、次いで、技術的連で7日間骨髄赤血球サイトカインを含むメチルセルロース半固体培地に播種した。 図1のAに示すデータは、Bは、バルク細胞およびHSPCs類似のタイプおよび比率は、大腿BM吸引または従来のBMの収穫のいずれかを用いて形態学的およびフローサイトメトリー分析によって見られたことを示している。定量的に大腿骨髄吸引対従来の骨髄採取で見LSKおよび骨髄前駆細胞の割合を決定するために、我々は3つの独立した願望と、従来の骨髄採取物中の全生細胞の頻度としてLSKとMP亜集団の割合を比較した。 図1Cに表示されたこのデータは、従来の骨髄採取（この差は、任意の集団のために統計的に有意ではなかった）と比較して、大腿骨吸引により採取した骨髄からのLSKとMP亜集団の減少を明らかにする。 メチルセルロース中エクスビボ培養したLSK細胞から選別する（ 図1（d）に示すように）大腿骨髄吸引、従来BM収穫によって得られた類似のコロニー数および細胞型を生じた。観察し、列挙されたコロニーのタイプは、CFU-GEMM（顆粒球、赤血球、単球、megakaryを含めるocyteコロニー形成単位）、CFU-GM（顆粒球、単球コロニー形成単位）、およびBFU-E（赤芽球バースト形成単位）。 <img alt="図1" fo:content-width="5in" src="/files/ftp_upload/51660/51660fig1highres.jpg" width="500" /> マウスを犠牲にすることなく、骨髄内容物の検査を容易にするために、生きたマウスにおける図1の大腿骨髄（BM）吸引。生きたマウスのBM吸引によって得られた単核細胞の（A）ライト·ギムザ染色したサイトスピン。約0.4〜0.8×10 6個の単核細胞は、個々の大腿骨吸引で得ることができる。通常、マウスを犠牲にすることで、従来のBM細胞の単離に対する大腿骨髄吸引（右）によって得られた野生型6週齢のC57/B6マウスの内容は、骨髄しているここに示されている（左）（スケールバーは10μmである。）。（B）の大腿骨髄吸引評価するための細胞の十分な数を提供しています造血幹/前駆細胞コンパートメントのMENTここに示されているように（右：BM吸引液からの細胞を、左：屠殺したマウスからの骨髄の採取により得られた細胞）。 CD34およびFcγRの発現を解析したことで定義されるように、造血幹細胞を含むだけでなく、系列陰性SCA-1-C-KIT +骨髄前駆細胞とそのサブタイプの系統陰性SCA-1 + C-KIT +（LSK）細胞（親ゲートが生きている、系統陰性細胞）。パーセント表示は、ゲート内の細胞の割合を参照してください。LSKの（C）の定量化（細胞、骨髄系前駆（MP）細胞、骨髄系共通前駆細胞（系統陰性SCA-1-C-KIT + CD34 +FcγRの中間+）、顆粒球マクロファージ前駆細胞（系統陰性SCA-1-C-KIT + CD34 +のFcγR+）、および巨核球、赤血球前駆細胞（系統陰性SCA-1-C-KIT + CD34-のFcγR-）、従来の骨髄の収穫からの生細胞の頻度として（N = 3）および大腿骨髄吸引（n = 3）であった。エラーバーは標準脱を表す略称。メチルセルロースコロニーアッセイの（D）の代表的な写真は、メチルセルロースを含む骨髄/赤血球（上記）で1週間に150 LSK細胞のめっき後、その結果、コロニーの数や種類は、各メソッドからのLSK細胞を使用して観察した。観察し、列挙されたコロニーのタイプは、CFU-GEMM（顆粒球、赤血球、単球、巨核球コロニー形成単位）、CFU-GM（顆粒球、単球コロニー形成単位）、およびBFU-E（赤芽球バースト形成単位）が含まれています。 <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/51660/51660fig1highres.jpg" target="_blank">この図の拡大版をご覧になるにはこちらをクリックしてください。</a>

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Femoral Bone Marrow Aspiration in Live Mice

This protocol describes a procedure for serial sampling of femoral bone marrow (BM) without requiring the sacrifice of mice. This procedure facilitates longitudinal studies of the BM composition of mice over time and provides serial access to cells within the BM for ex vivo and transplantation studies.

生きたマウスにおける大腿骨髄吸引

Serial sampling of the cellular composition of bone marrow (BM) is a routine procedure critical to clinical hematology. This protocol describes a detailed ...

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Nanyang Technological University

Research

JoVE Journal

Medicine

37.8K ビュー.  Memorial Sloan-Kettering Cancer Center. This protocol describes a procedure for serial sampling of femoral bone marrow (BM) without requiring the sacrifice of mice. This procedure facilitates longitudinal studies of the BM composition of mice over time and provides serial access to cells within the BM for ex vivo and transplantation studies.

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Combining Intravital Fluorescent Microscopy (IVFM) with Genetic Models to Study Engraftment Dynamics of Hematopoietic Cells to Bone Marrow Niches

Increasing evidence indicates that normal hematopoiesis is regulated by distinct microenvironmental cues in the BM, which include specialized cellular niches modulating critical hematopoietic stem cell (HSC) functions1,2. Indeed, a more detailed picture of the hematopoietic microenvironment is now emerging, in which the endosteal and the endothelial niches form functional units for the regulation of normal HSC and their progeny3,4,5. New studies have revealed the importance of perivascular cells, adipocytes and neuronal cells in maintaining and regulating HSC function6,7,8. Furthermore, there is evidence that cells from different lineages, i.e. myeloid and lymphoid cells, home and reside in specific niches within the BM microenvironment. However, a complete mapping of the BM microenvironment and its occupants is still in progress.
Transgenic mouse strains expressing lineage specific fluorescent markers or mice genetically engineered to lack selected molecules in specific cells of the BM niche are now available. Knock-out and lineage tracking models, in combination with transplantation approaches, provide the opportunity to refine the knowledge on the role of specific &#34;niche&#34; cells for defined hematopoietic populations, such as HSC, B-cells, T-cells, myeloid cells and erythroid cells. This strategy can be further potentiated by merging the use of two-photon microscopy of the calvarium. By providing in vivo high resolution imaging and 3-D rendering of the BM calvarium, we can now determine precisely the location where specific hematopoietic subsets home in the BM and evaluate the kinetics of their expansion over time. Here, Lys-GFP transgenic mice (marking myeloid cells)9 and RBPJ knock-out mice (lacking canonical Notch signaling)10 are used in combination with IVFM to determine the engraftment of myeloid cells to a Notch defective BM microenvironment.

Combining Intravital Fluorescent Microscopy IVFM with Genetic Models to Study Engraftment Dynamics of Hematopoietic Cells to Bone Marrow Niches

Intravital fluorescence microscopy (IVFM) of the calvarium is applied in combination with genetic animal models to study the homing and engraftment of hematopoietic cells into bone marrow (BM) niches.

骨髄ニッチに造血細胞の生着のダイナミクスを研究する遺伝的モデルと生体内蛍光顕微鏡 (IVFM) を組み合わせること

Increasing evidence indicates that normal hematopoiesis is regulated by distinct microenvironmental cues in the BM, which include specialized cellular ...

発生生物学

Isolation and Intravenous Injection of Murine Bone Marrow Derived Monocytes

As a subtype of leukocytes and progenitors of macrophages, monocytes are involved in many important processes of organisms and are often the subject of various fields in biomedical science. The method described below is a simple and effective way to isolate murine monocytes from heterogeneous bone marrow.
Bone marrow from the femur and tibia of Balb/c mice is harvested by flushing with phosphate buffered saline (PBS). Cell suspension is supplemented with macrophage-colony stimulating factor (M-CSF) and cultured on ultra-low attachment surfaces to avoid adhesion-triggered differentiation of monocytes. The properties and differentiation of monocytes are characterized at various intervals. Fluorescence activated cell sorting (FACS), with markers like CD11b, CD115, and F4/80, is used for phenotyping. At the end of cultivation, the suspension consists of 45%&#177; 12% monocytes. By removing adhesive macrophages, the purity can be raised up to 86%&#177; 6%. After the isolation, monocytes can be utilized in various ways, and one of the most effective and common methods for in vivo delivery is intravenous tail vein injection. 
This technique of isolation and application is important for mouse model studies, especially in the fields of inflammation or immunology. Monocytes can also be used therapeutically in mouse disease models.

Here we present a protocol that generates large amounts of murine monocytes from heterogeneous bone marrow for translational applications. In comparison to others, this new method helps reduce the number of sacrificed animals and lowers costs by avoiding expensive methods such as high gradient magnetic cell separation (MACS).

単離とマウス骨髄由来の単球の静脈注射

As a subtype of leukocytes and progenitors of macrophages, monocytes are involved in many important processes of organisms and are often the subject of ...

免疫・感染学

Tracking Mouse Bone Marrow Monocytes In Vivo

Real time multiphoton imaging provides a great opportunity to study cell trafficking and cell-to-cell interactions in their physiological 3-dimensionnal environment. Biological activities of immune cells mainly rely on their motility capacities. Blood monocytes have short half-life in the bloodstream; they originate in the bone marrow and are constitutively released from it. In inflammatory condition, this process is enhanced, leading to blood monocytosis and subsequent infiltration of the peripheral inflammatory tissues. Identifying the biomechanical events controlling monocyte trafficking from the bone marrow towards the vascular network is an important step to understand monocyte physiopathological relevance. We performed in vivo time-lapse imaging by two-photon microscopy of the skull bone marrow of the Csf1r-Gal4VP16/UAS-ECFP (MacBlue) mouse. The MacBlue mouse expresses the fluorescent reporters enhanced cyan fluorescent protein (ECFP) under the control of a myeloid specific promoter 1, in combination with vascular network labelling. We describe how this approach enables the tracking of individual medullar monocytes in real time to further quantify the migratory behaviour within the bone marrow parenchyma and the vasculature, as well as cell-to-cell interactions. This approach provides novel insights into the biology of the bone marrow monocyte subsets and allows to further address how these cells can be influenced in specific pathological conditions.

Tracking Mouse Bone Marrow Monocytes In Vivo

Monocytes are key regulators of innate immunity and play a critical role in the renewal of the peripheral mononuclear phagocytic system and in case of inflammation. This manuscript describes the procedure of real time imaging of the mouse calvaria bone marrow to study the monocyte mobilisation mechanism.

マウス骨髄単球の追跡<em&gt;インビボ</em

Real time multiphoton imaging provides a great opportunity to study cell trafficking and cell-to-cell interactions in their physiological 3-dimensionnal ...

Femur Window Chamber Model for In Vivo Cell Tracking in the Murine Bone Marrow

Bone marrow is a complex organ that contains various hematopoietic and non-hematopoietic cells. These cells are involved in many biological processes, including hematopoiesis, immune regulation and tumor regulation. Commonly used methods for understanding cellular actions in the bone marrow, such as histology and blood counts, provide static information rather than capturing the dynamic action of multiple cellular components in vivo. To complement the standard methods, a window chamber (WC)-based model was developed to enable serial in vivo imaging of cells and structures in the murine bone marrow. This protocol describes a surgical procedure for installing the WC in the femur, in order to facilitate long-term optical access to the femoral bone marrow. In particular, to demonstrate its experimental utility, this WC approach was used to image and track neutrophils within the vascular network of the femur, thereby providing a novel method to visualize and quantify immune cell trafficking and regulation in the bone marrow. This method can be applied to study various biological processes in the murine bone marrow, such as hematopoiesis, stem cell transplantation, and immune responses in pathological conditions, including cancer.

Femur Window Chamber Model for In Vivo Cell Tracking in the Murine Bone Marrow

The protocol describes a novel murine femur window chamber model that can be used to track movement of cells in the femoral bone marrow in vivo. Intravital multiphoton fluorescence microscopy is used to image three components of the femoral bone marrow (vasculature, collagen matrix, and neutrophils) over time.

以下のための大腿骨のウィンドウチャンバーモデル<em&gt;インビボ</emマウス骨髄内&gt;細胞トラッキング

Bone marrow is a complex organ that contains various hematopoietic and non-hematopoietic cells. These cells are involved in many biological processes, ...

Preparation of Whole Bone Marrow for Mass Cytometry Analysis of Neutrophil-lineage Cells

In this article, we present a protocol that is optimized to preserve neutrophil-lineage cells in fresh BM for whole BM CyTOF analysis. We utilized a myeloid-biased 39-antibody CyTOF panel to evaluate the hematopoietic system with a focus on the neutrophil-lineage cells by using this protocol. The CyTOF result was analyzed with an open-resource dimensional reduction algorithm, viSNE, and the data was presented to demonstrate the outcome of this protocol. We have discovered new neutrophil-lineage cell populations based on this protocol. This protocol of fresh whole BM preparation may be used for 1), CyTOF analysis to discover unidentified cell populations from whole BM, 2), investigating whole BM defects for patients with blood disorders such as leukemia, 3), assisting optimization of fluorescence-activated flow cytometry protocols that utilize fresh whole BM.

Here, we present a protocol to process fresh bone marrow (BM) isolated from mouse or human for high-dimensional mass cytometry (Cytometry by Time-Of-Flight, CyTOF) analysis of neutrophil-lineage cells.

好中球系統細胞の質量細胞法解析に対する全骨髄の調製

In this article, we present a protocol that is optimized to preserve neutrophil-lineage cells in fresh BM for whole BM CyTOF analysis. We utilized a ...

Bone Marrow Transplantation Procedures in Mice to Study Clonal Hematopoiesis

Clonal hematopoiesis is a prevalent age-associated condition that results from the accumulation of somatic mutations in hematopoietic stem and progenitor cells (HSPCs). Mutations in driver genes, that confer cellular fitness, can lead to the development of expanding HSPC clones that increasingly give rise to progeny leukocytes harboring the somatic mutation. Because clonal hematopoiesis has been associated with heart disease, stroke, and mortality, the development of experimental systems that model these processes is key to understanding the mechanisms that underly this new risk factor. Bone marrow transplantation procedures involving myeloablative conditioning in mice, such as total-body irradiation (TBI), are commonly employed to study the role of immune cells in cardiovascular diseases. However, simultaneous damage to the bone marrow niche and other sites of interest, such as the heart and brain, is unavoidable with these procedures. Thus, our lab has developed two alternative methods to minimize or avoid possible side effects caused by TBI: 1) bone marrow transplantation with irradiation shielding and 2) adoptive BMT to non-conditioned mice. In shielded organs, the local environment is preserved allowing for the analysis of clonal hematopoiesis while the function of resident immune cells is unperturbed. In contrast, the adoptive BMT to non-conditioned mice has the additional advantage that both the local environments of the organs and the hematopoietic niche are preserved. Here, we compare three different hematopoietic cell reconstitution approaches and discuss their strengths and limitations for studies of clonal hematopoiesis in cardiovascular disease.

We describe three methods of bone marrow transplantation (BMT): BMT with total-body irradiation, BMT with shielded irradiation, and BMT method with no pre-conditioning (adoptive BMT) for the study of clonal hematopoiesis in mouse models.

クローン造造を研究するマウスにおける骨髄移植手順

Clonal hematopoiesis is a prevalent age-associated condition that results from the accumulation of somatic mutations in hematopoietic stem and progenitor ...

A Comprehensive High-Efficiency Protocol for Isolation, Culture, Polarization, and Glycolytic Characterization of Bone Marrow-Derived Macrophages

Macrophages are among the most important antigen-presenting cells. Many subsets of macrophages have been identified with unique metabolic signatures. Macrophages are commonly classified as M1-like (inflammatory) and M2-like (anti-inflammatory) subtypes. M1-like macrophages are pro-inflammatory macrophages that get activated by LPS and/or pro-inflammatory cytokines such as INF-&#947;, IL-12 &#38; IL-2. M1-like polarized macrophages are involved in various diseases by mediating the host&#39;s defense to a variety of bacteria and viruses. That is very important to study LPS induced M1-like macrophages and their metabolic states in inflammatory diseases. M2-like macrophages are considered anti-inflammatory macrophages, activated by anti-inflammatory cytokines and stimulators. Under the pro-inflammatory state, macrophages show increased glycolysis in glycolytic function. The glycolytic function has been actively investigated in the context of glycolysis, glycolytic capacity, glycolytic reserve, compensatory glycolysis, or non-glycolytic acidification using extracellular flux (XF) analyzers.
This paper demonstrates how to assess the glycolytic states in real-time with easy-to-follow steps when the bone marrow-derived macrophages (BMDMs) are respiring, consuming, and producing energy. Using specific inhibitors and activators of glycolysis in this protocol, we show how to obtain a systemic and complete view of glycolytic metabolic processes in the cells and provide more accurate and realistic results. To be able to measure multiple glycolytic phenotypes, we provide an easy, sensitive, DNA-based normalization method for polarization assessment of BMDMs. Culturing, activation/polarization and identification of the phenotype and metabolic state of the BMDMs are crucial techniques that can help to investigate many different types of diseases.
In this paper, we polarized the na&#239;ve M0 macrophages to M1-like and M2-like macrophages with LPS and IL4, respectively, and measured a comprehensive set of glycolytic parameters in BMDMs in real-time and longitudinally over time, using extracellular flux analysis and glycolytic activators and inhibitors.

This protocol provides detailed and comprehensive methods for the isolation, culture, polarization, and measurement of the glycolytic metabolic state of live bone marrow-derived macrophages (BMDMs). This paper provides step-by-step instructions with realistic visual illustrations for workflow and glycolytic assessment of BMDMs in real-time.

Macrophages are among the most important antigen-presenting cells. Many subsets of macrophages have been identified with unique metabolic signatures. ...

<meta charset="utf8"></head><body>生きたマウスの骨髄研究のための大腿内注射

Simplified Intrafemoral Injections Using Live Mice Allow for Continuous Bone Marrow Analysis

Despite the complexity of hematopoietic cell transplantation in humans, researchers commonly perform intravenous or intrafemoral (IF) injections in mice. In murine models, this technique has been adapted to enhance the seeding efficiency of transplanted hematopoietic stem and progenitor cells (HSPCs). This paper describes a detailed step-by-step technical procedure of IF injection and the following bone marrow (BM) aspiration in mice that allows for serial characterization of cells present in the BM. This method enables the transplantation of valuable samples with low cell numbers that are particularly difficult to engraft by intravenous injection. This procedure facilitates the creation of xenografts that are critical for pathological analysis. While it is easier to access peripheral blood (PB), the cellular composition of PB does not reflect the BM, which is the niche for HSPCs. Therefore, procedures providing access to the BM compartment are essential for studying hematopoiesis. IF injection and serial BM aspiration, as described here, allow for the prospective retrieval and characterization of cells enriched in the BM, such as HSPCs, without sacrificing the mice.

<meta charset="utf8"></head><body>生きたマウスを使用した簡略化された大腿内注射により、継続的な骨髄分析が可能

This protocol describes the intrafemoral injection of a few hematopoietic or leukemic stem cells, including gene-edited cells, in murine xenograft models, which will not only enable the quick and safe transplantation of cells but also serial analyses of the bone marrow.

生きたマウスを使用した簡略化された大腿内注射により、継続的な骨髄分析が可能

Despite the complexity of hematopoietic cell transplantation in humans, researchers commonly perform intravenous or intrafemoral (IF) injections in mice. ...

生きたマウスにおける大腿骨髄吸引

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骨髄ニッチに造血細胞の生着のダイナミクスを研究する遺伝的モデルと生体内蛍光顕微鏡 (IVFM) を組み合わせること

単離とマウス骨髄由来の単球の静脈注射

マウス骨髄単球の追跡

以下のための大腿骨のウィンドウチャンバーモデル

好中球系統細胞の質量細胞法解析に対する全骨髄の調製

クローン造造を研究するマウスにおける骨髄移植手順

A Comprehensive High-Efficiency Protocol for Isolation, Culture, Polarization, and Glycolytic Characterization of Bone Marrow-Derived Macrophages

生きたマウスを使用した簡略化された大腿内注射により、継続的な骨髄分析が可能

生きたマウスを使用した簡略化された大腿内注射により、継続的な骨髄分析が可能

生きたマウスを使用した簡略化された大腿内注射により、継続的な骨髄分析が可能