Для просмотра этого контента требуется подписка на Jove Войдите в систему или начните бесплатную пробную версию.
Method Article
* Эти авторы внесли равный вклад
Здесь мы описываем надежный метод измерения митохондриальной массы и мембранного потенциала в ex vivo культивированных гематопоитических стволовых клетках и Т-клетках.
Тонкий баланс покоя, самообновления и дифференциации является ключом к сохранению гематопоитической стволовых клеток (HSC) бассейн и поддерживать пожизненное производство всех зрелых клеток крови. В последние годы клеточный метаболизм стал важнейшим регулятором функции и судьбы HSC. Ранее мы продемонстрировали, что модуляция митохондриального метаболизма влияет на судьбу HSC. В частности, путем химического разъединения цепи транспортировки электронов мы смогли сохранить функцию HSC в культурных условиях, которые обычно вызывают быструю дифференциацию. Однако ограничение числа HSC часто исключает использование стандартных анализов для измерения метаболизма HSC и, следовательно, прогнозирования их функции. Здесь мы сообщаем о простом анализе цитометрии потока, который позволяет надежно измерять потенциал митохондриальной мембраны и митохондриальной массы в дефицитных клетках, таких как ГХК. Мы обсуждаем изоляцию ГХК от костного мозга мыши и измерение митохондриальной массы и мембранного потенциала после экс-виво культуры. В качестве примера мы показываем модуляцию этих параметров в ГХК с помощью лечения метаболическим модулятором. Кроме того, мы расширяем применение этой методологии на периферической крови человека полученных Т-клеток и опухоли человека проникают лимфоцитов (TILs), показывая значительные различия в их митохондриальных профилей, возможно, отражая различные Т-клетки Функциональность. Мы считаем, что этот анализ может быть использован в скринингах для выявления модуляторов митохондриального метаболизма в различных типах клеток в различных контекстах.
Гематопоитические стволовые клетки (ГСК) представляют собой небольшую популяцию клеток, проживающих в костном мозге, обеспечивающих выработку крови и гомеостаза на протяжении всей жизни организма. HSCs посредника этот процесс, порождая прародителей, которые, в свою очередь, производят неизлечимо дифференцированных зрелых линий клеток крови через несколько раундов деления клеток и хорошо организованных шагов дифференциации1. Важно отметить, что HSCs производят свою энергию с помощью анаэробного гликолиза. В отличие от этого, более совершенные и активные гематопоитетические прародители переключают свой метаболизм в сторону митохондриального метаболизма2,3,4. Это четкое метаболическое состояние, как полагают, для защиты HSCs от клеточного повреждения, нанесенного реактивных видов кислорода (ROS), производимых активными митохондриями, тем самым сохраняя их долгосрочные функции in vivo5,6,7,8. Прямое измерение метаболического состояния HSC является сложной задачей и часто низкой пропускной всей связи из-за их ограниченного числа. Здесь мы описываем поток цитометрии на основе анализ для надежного измерения митохондриальной мембраны потенциал (зм) с использованием тетраметилходамамина метил-эфира (TMRM) флуоресценции, и митохондриальной массы с использованием зеленого флуоресцентного митохондриального пятна (MitoGreentracker) в HSCs. Ранее мы продемонстрировали, что низкий йм является добросовестным функциональным маркером высокоочищенных HSCs9 и метаболических модуляторов, способных снижать зм повышения функции HSCs9,10. Здесь мы предлагаем использовать наш метод на HSCs митохондриального профилирования в качестве стратегии для выявления новых молекул, способных улучшить долгосрочный потенциал восстановления крови HSCs.
В качестве примера мы демонстрируем, что этот асссеможно достоверно измеряет снижение HSC-m при воздействии витамина B3 аналогового никотинамида рибозида (NR). Соответственно, в нашем недавно опубликованном исследовании мы демонстрируем, что NR сильно улучшает восстановление крови посттрансплантации в мышиных и гуманизированных систем мыши путем непосредственного улучшения гематопоэтиных стволовых и прародителей функций10. Емкость таких метаболических модуляторов имеет большое клиническое значение, учитывая, что 25% смертности связано с задержкой в крови и иммунного восстановления у пациентов после трансплантации11,12.
Кроме того, мы предоставляем доказательства того, что эта методология может быть применена для характеристики метаболического профиля и функции т-клеток человека. В последние годы, развитие приемной клеточной терапии (ACT) с использованием аутологичных опухолей инфильтрации лимфоцитов (TILs) стала наиболее эффективным подходом для некоторых видов запущенного рака с крайне неблагоприятным прогнозом (например, метастатической меланомы, где йgt;50% пациентов реагируют на лечение и до 24% пациентов имеют полную регрессию)13. Тем не менее, TILs укрывательство достаточной противоопухолевой активности трудно генерировать14. Обширное пролиферация и стимуляция, что TILs проходят во время расширения ex vivo причиной истощения Т-клеток и сенесценции, которые резко ухудшают противоопухолевую реакцию Т-клеток15. Важно отметить, что противоопухолевые способности TILs тесно связаны с ихметаболизмом 16,17 и подходы, направленные на модулирование метаболизма через ингибирование PI3K/ Akt путь дали обнадеживающие результаты18,19. По этой причине мы сравниваем м-м Т-клеток, полученных из периферических моноядерных клеток крови (ПБМК) и ТЭЛ, полученных от пациента, и показываемому, что менее дифференцированные Т-клетки, полученные из PBMC, имеют более низкую и митохондриальную массу по сравнению с неизлечимо дифференцированными Тилами.
Мы предвидим, что этот асссможно использовать для определения новых метаболических модуляторов, которые улучшают функцию HSC и Т-клеток с помощью модуляции км.
Все эксперименты, описанные в рукописи, следуют руководящим принципам нашего учреждения и проводились в соответствии со швейцарским законодательством для экспериментов на животных (Авторизация: VD3194) и для исследований с участием образцов человека (Протокол: 235/14; CER-VD 2017-00490)
1. Гематопоиетическая извлечение стволовых клеток
2. Ex Vivo Культура гематопоитических стволовых клеток
3. Измерение митохондриальной массы и мембранного потенциала
На рисунке 1 мы показываем стратегию gating для изоляции гематопоитических стволовых клеток из костного мозга мыши и макет пластины для их ex vivo культуры. На рисунке 1А показано определение фракции лимфоцитов на участке SSC-A/FSC-A. Даблты были удалены в ...
Строгое регулирование функции HSC важно для поддержания стабильного гематопоеза в течение жизни организма. Как и различные другие типы клеток в организме, ключевым компонентом, который способствует регуляции функции HSC является клеточный метаболизм. Предыдущие исследования из нашей л?...
Некоторые элементы этой работы были представлены в качестве заявки P1828EP00 в Европейское патентное ведомство.
Мы благодарим основной фонд ЦИтометрии UNIL Flow за их поддержку, особенно д-ра Ромена Беделя. Эта работа была поддержана грантом Фонда Кристиана Герхарда Джебсена N.V и O.N.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
5 mL FACS tubes | Falcon | 352235 | Sample preparation |
96-U bottom plate | Corning | 3799 | Cell culture |
AutoMACS pro separator | Miltenyi Biotec | Automatic Cell separation | |
BD FACS AriaIII | Becton and Dickinson | Cell sorting | |
BD IMag mouse hematopoietic progenitor cell enrichment kit | BD | 558451 | Lineage depletion |
BD LSRII | Becton and Dickinson | FACS acquisition machine | |
BD-DIVA | Becton and Dickinson | Acquisition software | |
CD150 PE | Biolegend | 115904 | Antibody staining mix |
CD150 PE-Cy5 | Biolegend | 115912 | Antibody staining mix |
CD48 PB | Biolegend | 103418 | Antibody staining mix |
Centrifuge- 5810R | Eppendorf | Centrifugation | |
Ckit PeCy7 | Biolegend | 105814 | Antibody staining mix |
Flow jo | FlowJo LLC | FACS Analysis software | |
GraphPad-Prism | GraphPad | Plotting data into graphs | |
Mitotracker Green | Invitrogen | M7514 | Green-fluorescent mitocondrial stain to measure mitochondrial mass; working concentration = 100 nM; stock concentration = 1 mM |
Nicotinamide Riboside (NR) | Custom synthesized in house | Metabolic modulator; working concentration = 500 µM; stock concentration = 50 mM | |
PBS | CHUV | 1000324 | Buffer preparation; working concentration = 1x; stock concentration = 1x |
Pen-Strep (P/S) | Life technologies | 15140122 | Ex vivo culture; working concentration = 1x; stock concentration = 1x |
RBC Lysis buffer | Biolegend | 420301 | Lysing Red blood cells; working concentration = 1x; stock concentration = 10x |
Recombinant Mouse Flt-3 Ligand (FLT3) | RnD | 427-FL-005/CF | Ex vivo culture; working concentration = 2 ng/mL; stock concentration = 10 µg/mL |
Recombinant mouse stem cell factor (SCF) | RnD | 455-MC-010/CF | Ex vivo culture; working concentration = 100 ng/mL; stock concentration = 50 µg/mL |
Sca1 APC | Thermo Fisher Scientific | 17-5981-82 | Antibody staining mix |
StemlineII Hematopoietic Stem Cell Expansion Medium | SIGMA | S0192 | Ex vivo culture |
Streptavidin Pac orange | Life Technologies | S32365 | Antibody staining mix |
Streptavidin Tx red | Life Technologies | S872 | Antibody staining mix |
TMRM | Invitrogen | T668 | Staining mitochondrial membrane potential; working concentration = 200 nM; stock concentration = 10 mM |
Ultra pure EDTA | Invitrogen | 15575-038 | Buffer preparation; working concentration = 0.5 M; stock concentration = 1 mM |
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