Method Article
Здесь мы опишем протокол для выделения подмножеств предшественники В-клеток из пуповинной крови. Достаточное количество и качество нуклеиновые кислоты могут быть извлечены из клеток и используется в последующих анализах использованием ДНК или РНК.
Пуповинная кровь высоко обогащенные для гемопоэтических клеток-предшественников на разных этапах приверженность линии. Мы разработали протокол для выделения предшественники В-клеток в четырех разных стадиях дифференцировки. Потому что гены экспрессируются и эпигенетические изменения происходят в тканях определенным образом, жизненно важно различать тканей и типов клеток для того, чтобы быть в состоянии идентифицировать изменения в геноме и эпигенома, что может привести к развитию заболеваний. Этот метод может быть адаптирован к любой тип клеток, присутствующих в пуповинной крови на любой стадии дифференцировки.
Этот метод включает в себя 4 основных этапа. Во-первых, одноядерные клетки разделены плотности центрифугирования. Во-вторых, B-клетки обогащаются использованием биотином антителами, которые признают и удаления не B-клеток из моноцитов. Третий B-клетки флуоресцентно меченые клетки с поверхности белка антител, специфичных к отдельным стадиямВ-клеточного развития. Наконец, флуоресцентно меченые клетки сортируются и отдельных групп населения будут восстановлены. Полученные клетки имеют достаточного количества и качества, которые будут использоваться в последующих анализах нуклеиновых кислот.
Для того чтобы определить аберрации, которые находятся в болезни, очень важно, что мы используем здоровых тканей или клеток, которые соответствуют тканей или клеток типа, страдающих этим заболеванием. Одной из причин этого является то, что эпигенетические изменения у типов тканей несет ответственность за регуляции экспрессии генов и является критическим для дифференциации клеток во время нормального человеческого 1,2 развитием. Второй причиной является то, что аберрантных ткани специального регулирования ген может иметь тяжелые последствия для нормального развития и, как известно, способствует множество болезненных состояний, включая рак. Таким образом, лучше понять болезнь, которая включает в себя гемопоэтических клеток требует знания здоровых гемопоэтических клеток.
Развитие кроветворных клеток в костном мозге доходов путем систематического порядок событий характеризуются изменения в экспрессии маркеров клеточной поверхности 3. Исследования с участием взрослых участников естьПоказано, что костный мозг обычно содержит небольшое количество прекурсоров В-клеток 4,5, тогда как исследования с участием педиатрической участников показали, что процент предшественника B-клеток является относительно высокая у людей меньше, чем 5 лет 6. Пуповинная кровь используется в качестве источника гемопоэтических стволовых клеток в лечении расстройств, связанных с кровью и злокачественных опухолей, легко доступны через банки пуповинной крови и обогащается для незрелых B и Т-клетки 7, которые являются клетками-мишенями нескольких заболеваний, включая лейкемию и лимфомы.
Предшественник B-клеток в костном мозге были широко phenotyped 8,9 и может быть определено наличие специфических маркеров клеточной поверхности, которые могут быть использованы для сортировки этих клеток в различных подмножеств. Нормальный B-клеточной дифференцировки проходит через ряд этапов в костном мозге, начиная с самых ранних про-В-клеток и заканчивая незрелых или наивные В-клеток. Пован Zelm и коллеги 10, про-В-клетки характеризуются наличием CD34 и в переходе к стадии 2 (Pre-BI) CD19 приобретения. Этап 3 (Pre-ВП) клетки больше не экспресс CD34 и начинают выражать цитоплазматических IgM. Наконец, отличительной чертой стадии 4 (незрелых В-клеток) является выражением поверхности IgM. Сортировка стратегии, описанной в данном протоколе была впервые описана Caldwell и коллег 6 и включает в себя использование только 3 маркеров клеточной поверхности, что значительно снижает сложность и стоимость проведения экспериментов сортировки клеток. В своей работе, отношения между CD45 и этапы B-клеточной дифференцировки была создана. Они отметили, что B-клеток в костном мозге отображать различные уровни экспрессии CD45. В частности, клетки, которые выразили высокий уровень CD45 соответствовало клетки, которые выразили поверхности IgM (незрелых В-клеток), те, которые выразили среднего уровня CD45 соответствовало клетки, которые выразили cytoplasmic IgM (предварительно BII клетки), и те, которые выражены низкие уровни CD45 соответствовало клетки, которые не выражают цитоплазматических IgM (предварительно BI клеток). Этот протокол использует стратегию, разработанную Caldwell и коллег от 6 до изолировать подмножества предшественники В-клеток из пуповинной крови (рис. 1), которые могут быть использованы в последующих анализах требующих высокого качества нуклеиновые кислоты, такие как метилированные CpG-анализа восстановление острова (MIRA ) 11 и количественный ПЦР в реальном времени анализы. Метод использует начальные разделения с использованием магнитных шариков, чтобы исчерпать все не-В-клеток из пуповинной крови и не требует окрашивания только с 3 антител (CD34, CD19 и CD45). Клетки, которые выделяют 4 стадии представляют В-клеточной дифференцировки: 1) CD34 +; CD19 + (поздно Pro-B и начале предварительного BI), 2) CD34 -, CD19 +, CD45 низкой (в конце предварительной BI); 3) CD34 -, CD19 +, CD45 мед (до ВП) и 4) CD34 -; CD19 +; CD45 высокой (незрелых В-клеток).
1. Выделение мононуклеарных клеток из пуповинной крови
Труба | Этикетка | Цель |
1 | Незапятнанный | Неокрашенные клетки для нормализации в проточной цитометрии |
2 | 7AAD | Чтобы определить жизнеспособность при проточной цитометрии |
3 | + + + | Содержит клетки, которые будут отсортированы |
4 | 34 + | Для сбора CD34 + / CD19 +(В конце про-B - начале предварительного BI) клеток |
5 | 45 странах с низким | Для сбора CD34 - / CD19 + / CD45 низких (до-BI) клеток |
6 | 45 мед | Для сбора CD34 - / CD19 + / CD45 мед (предварительно BII) клеток |
7 | 45 высокая | Для сбора CD34 - / CD19 + / CD45 высокой (незрелых B) клетки |
Пальто труб 4, 5, 6 и 7 с 2% FBS и поставить все трубы на льду.
2. Измененный B-клетки Изоляция от мононуклеарных клеток помощью разделения MACS
3. Маркировка антител и подготовка для сотовых Сортировка
4. Сортировка клеток с помощью потока MoFlo XDP Цитометр
Между образцом изменений играет важную роль в успехе ячейки рода (табл. 1). Образцы с хорошими показателями успеха имеют низкий уровень загрязнения мусором (рис. 3А) и образцы с плохой процент успеха имеют высокий уровень загрязнения мусором (рис. 3В). Между образцом изменения могут быть несколько контролируется, если в образце пуповинной крови были собраны в течение 24 часов отгрузки (O / N приоритет).
Поток отсортированных клеток друг от предшественников В-клеток подмножества имеют достаточного количества и качества выполнения изоляции нуклеиновых кислот. ДНК, выделенная высокого качества и могут быть использованы в последующих анализах. Мы регулярно использовать эту ДНК в MIRA 11 по обогащению для метилированной ДНК (рис. 4).
Шнур данных Кровь фонда | Плохо Сортировка | Добрый Сортировка |
Рабочая объема крови с антикоагулянтами (мл) | 110 | 104 |
Белые клетки крови [10 3 / мкл] | 8,68 | 11,19 |
Лимфоцитов [10 3 / мкл] | 3,88 | 3,76 |
Лимфоцитов (%) | 44,70 | 33,6 |
Красные кровяные клетки [10 6 / мкл] | 3,65 | 3,05 |
В доме данных | ||
Сотовый номер после Ficoll-Paque | 206 м | 309 м |
Сотовый номер после разделения MACS | 22 M | 16,5 м |
Общее количество событий (MoFlo XDP) | 30,57 M | 19,97 M |
Жизнеспособность (%) | 98,00 | 98,00 |
Клетки в ворота лимфоцитов (%) | 17,00 | 50,00 |
CD19 + / CD34 + | ||
Общее количество сотовых | 10959 | 48316 |
% От общей события | 0,04 | 0,24 |
Эффективность | 88% | 88% |
CD19 + / CD34 - / CD45 низкой | ||
Общее количество сотовых | 16619 | 26941 |
% От общей события | 0,05 | 0,13 |
Эффективность | 89% | 87% |
CD19 + / CD34 - / CD45 мед | ||
Общее количество сотовых | 469745 | 507540 |
% От общей события | 1,54 | 2,54 |
Эффективность | 89% | 89% |
CD19 + / CD34 - / CD45 высокой | ||
Общее количество сотовых | 1896062 | 2047142 |
% От общей события | 6,2 | 10,25 |
Эффективность | 91% | 90% |
Таблица 1. Представитель ячейки рода статистика. Строки 1-5 являются рассчитывает предоставляемых объекта пуповинной крови. Остальные строки данных, собранных в нашей лаборатории. Плохо рода, содержащиеся высоких уровнях мусора и низкий процент клеток в лимфоциты ворот.
FIGURe 1. Блок-схема процедуры. Пуповинная кровь обрабатывается и мононуклеарных клеток выделяют с помощью Ficoll-Пак плюс. Дополнительным шагом стирка включены, чтобы удалить загрязнения тромбоцитов. B-клетки выделяют из мононуклеарных клеток, используя MACS человека B-изолятор комплект (В-ХЛЛ). Этот шаг используется биотин-сопряженных моноклональных антител (CD2, CD4, CD11b, CD36, анти-IgE и CD235a), чтобы удалить все не-В-клеток. Восстановленные B-клетки помечены CD19-APC, CD34-PE и CD45-FITC антитела затем сортируются с использованием потока MoFlo XDP цитометр для восстановления предшественника В-клеточных подмножеств: CD19 + / CD34 +; CD19 + / CD34 - / CD45 низкой , CD19 + / CD34 - / CD45 мед и CD19 + / CD34 - / CD45 высокой.
Рисунок 2. Память стратегии для выявления и сортировки поп-ulations. Красные стрелки показывают ворота, которые применяются к последующим сюжетом. R4, R5, R6 и R7 ворота указывают отсортированы населения.) Вперед по сравнению с разбросом стороне график, показывающий обогащенной популяции лимфоцитов. R1, лимфоцитов ворот. Б) Рост по сравнению с шириной вперед сюжет разброс для идентификации отдельных клеток по сравнению с дублетов. R2, одна ворот клетки. С) CD19-позитивные клетки APC попадают в CD34-PE отрицательные и положительные населения. R3, CD19 + / CD34 - ворота, R4, CD19 + / CD34 + ворота указывает желаемый вид населению г) CD19 + / CD34 - клетки делятся на три несколько различающихся CD45-FITC населения.. R5 и R6, CD19 + / CD34 - / CD45 низкой и CD19 + / CD34 - / CD45 мед населения, соответственно. R7, из-за высокого количества клеток в CD19 + / CD34 - / CD45 высокой плотностью населения, этот вид ворот включает в себя толькоЧасть населения. Все клетки этой популяции не должны быть собраны для последующего анализа.
Рисунок 3.) Низкий уровень загрязнения мусором после того, как колонна обогащения. R1, лимфоцитов ворот. Б) высокий уровень загрязнения мусором после того, как колонна обогащения.
Рисунок 4. Обогащение метилированной ДНК из подмножеств предшественников В-клеток.) Ультразвуком ДНК, выделенной из предшественников В-клеточных подмножеств высокого качества. Для библиотек ДНК строительства ультразвуком в среднем до 200-600 базисных пунктов. Полоса 1: Promega 100 б.п. лестнице (каталог # G2101); Lane 2: Total ДНК, выделенной из CD19 + / CD34 + клеток; переулок, дом 3: Всего ДНК, выделенной из CD19 + / CD34 - / CD45 низкой клеток; Lane 4: 100 нг ДНК, выделенной из CD19 + / CD34 - / CD45 мед клеток; Lane 5: 100 нг ДНК, выделенной из CD19 + / CD34 - / CD45 высокой клеток. ДНК ультразвуком помощью Bioruptor Diagenode на высоко в течение в общей сложности 9 мин (30 сек ON; 30 сек OFF). ДНК была колонка очищенный и визуализируется на 1% агарозном геле с SYBR зеленого нуклеиновых кислот гель пятно. Б) После MIRA помощью ActivMotif MethylCollector Ультра комплекта ПЦР с SLC25A37 (1-6) и APC1 (7-12) проводится для подтверждения Обогащение метилированную ДНК. 1 и 7: ультразвуком геномной ДНК (не MIRA), 2 и 8: MIRA-CD19 + / CD34 + ДНК, 3 и 9: MIRA-CD19 + / CD34 - / CD45 низкой ДНК, 4 и 10: MIRA-CD19 + / CD34 - / CD45 мед ДНК, 5 и 11: MIRA -CD19 + / CD34 - / CD45 высокой ДНК, 6 и 12: Вода контроль. Высшее усиления SLC25A37 подтверждает обогащения метилированной ДНКВ подмножеств предшественники В-клеток.
Фактор, наибольшее влияние на успех протокола является наличие загрязнения мусором. Если запрашивающий кровь из банка пуповинной крови очень важно, чтобы кровь отправлены, как только после сбора, как это возможно. Кроме того, образцы, которые классифицируются как лимфоцитоз содержат большее количество лимфоцитов, однако эти образцы не имеют достаточного количества предшественников В-клеток и не должна быть использована. Чтобы увеличить вероятность получения достаточного количества клеток для каждого из предшественников подмножества мы рекомендуем начиная по крайней мере с 85 мл пуповинной крови.
Важно отметить, что в отличие от взрослых периферической крови разделений, когда фракционирования пуповинной крови мононуклеарных слоя часто загрязнены красных кровяных клеток 12. Этот протокол включает в себя дополнительный шаг мыть, чтобы удалить загрязнения тромбоцитов. Протоколы описания мононуклеарных расстояния из пуповинной крови предлагают в том числе т шаг лизисO удаления нежелательных красных кровяных клеток. Мы не рекомендуем этот шаг, поскольку он производит загрязнение мусором и оказывает негативное влияние на успех ячейки рода.
Для того, чтобы уменьшить количество ячеек, которые должны быть выделены проточной цитометрии необходимо выполнить B-клетки обогащения до сортировки клеток. Протокол, предоставляемый Miltenyi Biotec, который сопровождает B-изолятор Kit (В-ХЛЛ), была оптимизирована для периферической крови и рекомендует использовать 10 мкл В-ХЛЛ биотином антитела коктейль за 10 миллионов клеток. На этом этапе используются антитела против CD2 (Т-клетки, NK-клетки), CD4 (Т-клетки), CD11b (гранулоциты, моноциты, макрофаги), CD16 (NK клеток, макрофагов, тучных клеток), CD36 (тромбоциты), CD235a (эритроидных клеток) истощать, не-B клеток из пуповинной крови. Важно использовать набор описанных и не B-изолятор комплект II, потому что бывшие комплект содержит антитела против CD43, который присутствует на про-В-клеток. Во время нашего опtimization этого протокола, мы обнаружили, что в общей сложности 40 мкл В-ХЛЛ коктейль антител биотин, достаточно для получения положительного результата рода клетки. Кроме того, мы обнаружили, что использование всего лишь 5 мкл больше В-ХЛЛ коктейль антител биотин оказывают неблагоприятное воздействие на клетки рода. Поэтому мы настоятельно рекомендуем использовать 40 мкл В-ХЛЛ коктейль антител биотин для общего мононуклеарных номера сотовых между 175-250 миллионов. Если, начиная с нижнего или выше количества клеток может быть необходимо для расширения реагентов соответственно.
Есть множество противоречивых публикаций, описывающих маркеры, которые могут быть использованы для различения субпопуляции В-клеток. Большинство расхождение можно объяснить тем, что дифференциация непрерывный процесс, и что наличие или отсутствие маркеров клеточной поверхности происходит в постепенном образом, а не в все или ничего манере. В этом протоколе CD34 - / CD19 + и уровень интенсивности CD45 + (низкий, средний, высокий) выражение используется, чтобы различать предварительно BI, предварительно BII и незрелых В-клеток с повышением уровня экспрессии CD45 соответствующие прогрессии дифференциации 6. Pro-B клетки были описаны некоторые, CD19 + / CD34 + 13 в то время как другие показали, что про-В-клетки CD19 - / CD34 + и предварительно BI клетки CD19 + / CD34 + 9,10. Основываясь на этих расхождениях мы обозначили CD19 + / CD34 + клеток, как в конце про-В-клеток / начале предварительного BI клеток. Важно отметить, что эта стратегия была разработана, чтобы изолировать подмножества предшественники В-клеток, которые соответствуют клетки, страдающих этим заболеванием острым лимфобластным лейкозом. Однако, есть несколько сортировки стратегий, которые могут быть использованы в зависимости от клетки подтипа интерес.
Антитела-флуорохромом комбинации должны быть выбраны исходя из возможностей имеющегося сортировщик клеток. Как родамл правило, самые яркие флуорохромом в панели должны быть использованы для обозначения наименее населенный антиген, и наоборот. В обнаружения двойной окрашенных населения, особенно редких событий, таких, как эти, дублет дискриминации (рис. 2В) является жизненно важной частью литниковой стратегии. Это гарантирует, что двойные позитивные события действительно одна клеток, окрашенных с обеих антител, а не просто две отдельные окрашенные клетки придерживаться друг друга.
Высокая скорость, 4-х сортировки клеток обязательно создает контролируемую среду аэрозолей. Таким образом, живые человеческие сортировки клеток должны проводиться с большой осторожностью. Опубликовано безопасности и обеззараживания принципов имеются в наличии и должны быть пересмотрены и реализованы до рода 14. Утверждение от институционального комитета по биобезопасности или их эквивалентов может потребоваться до сортировки. Для надлежащего обеззараживания после сортировки, дезинфицирующие средства должны быть добавлены в контейнер для отходов до конечной концентрации 10%. Сиmilarly, все образцы труб, а также все поверхности в непосредственной близости должны быть тщательно обеззаражены свежеприготовленный 10% раствор отбеливателя.
В целом, этот протокол обеспечивает стратегию для получения редких популяций предшественников В-клеток и могут быть изменены, чтобы изолировать любого редкого населения присутствует в пуповинной крови, в том числе гемопоэтических стволовых клеток и незрелых Т-клеток. Недавно незрелых клеток были выявлены в периферической крови пациентов с поздними стадиями ВИЧ 15. Таким образом, полезность этого метода выходит за рамки изучения рака крови. Наконец, мы еще не выполнили РНК изоляции на поток отсортированных клеток, однако этот метод должен быть адаптирован с оговоркой, что во время сортировки клеток, клетки должны быть отсортированы непосредственно в TRIzol или эквивалентной РНК-совместимых решений, таких как RLT из набора RNeasy через Qiagen.
Авторы не имеют ничего раскрывать.
Эта работа была выполнена при поддержке Национального института здоровья (NCI R00 CA132784) для KT
Name | Company | Catalog Number | Comments |
DPBS (1X) | Gibco by Life Technologies | 14190-144 | |
Ficoll-Paque PLUS | GE Healthcare Bio-Sciences AB | 17-1440-03 | |
LS Column | MACS Miltenyi Biotec | 130-042-401 | |
MACS Multi Stand | MACS Miltenyi Biotec | 130-042-303 | |
MidiMACS Separator | MACS Miltenyi Biotec | 130-042-302 | |
B-Cell Isolation Kit (B CLL) | MACS Miltenyi Biotec | 130-093-660 | |
Fetal Bovine Serum | ATLANTA Biologicals | S11195 | |
Microcentrifuge tube (1.5 ml) | MIDSCI | SS1500 | |
BD Pharmingen 7-AAD (7-Aminoactinomycin D) | BD Biosciences | 559763 | |
DB Pharmingen APC Mouse Anti-Human CD19 | BD Biosciences | 555415 | |
DB Pharmingen PE Mouse Anti-Human CD34 | BD Biosciences | 560941 | |
CD45 FITC | BD Biosciences | 347463 | |
autoMACS Rinsing Solution | MACS Miltenyi Biotec | 130-091-222 | |
MACS BSA Stock Solution | MACS Miltenyi Biotec | 130-091-376 | |
BD Falcon 5 ml Polystyrene Round-Bottom Tube | BD Biosciences | 352058 | |
BD Falcon 50 ml Tube | BD Biosciences | 352098 | |
PuraFlow Sheath Fluid, 8X | Beckman Coulter | CY30230 | |
FlowCheck Alignment beads | Beckman Coulter | 6605359 | |
Ultra Rainbow Alignment beads | Spherotech | URFP-30-2 | |
ViroSafe Aerosol Evacuation Filter | Beckman Coulter | ML01330 | |
ABC Mouse bead kit | Invitrogen | A-10344 | |
40 μm cell strainer | Fisher Scientific | 22363547 | |
Fisher Scientific Hemocytometer | Fisher Scientific | 267110 | |
Microscope | |||
accuSpin Model 3R Benchtop Centrifuge | Fisher Scientific | 13-100-516 | |
MoFlo XDP flow Cytometer | Beckman Coulter | ML99030 | |
Aerosol Evacuation Unit | Beckman Coulter |
Запросить разрешение на использование текста или рисунков этого JoVE статьи
Запросить разрешениеThis article has been published
Video Coming Soon
Авторские права © 2025 MyJoVE Corporation. Все права защищены