Для просмотра этого контента требуется подписка на Jove Войдите в систему или начните бесплатную пробную версию.
Method Article
Этот протокол описывает внутрибедренное введение нескольких гемопоэтических или лейкозных стволовых клеток, включая генетически отредактированные клетки, в мышиные модели ксенотрансплантата, что позволит не только быстро и безопасно пересадить клетки, но и провести серийный анализ костного мозга.
Несмотря на сложность трансплантации гемопоэтических клеток у человека, исследователи обычно проводят внутривенные или внутрибедренные инъекции мышам. На мышиных моделях этот метод был адаптирован для повышения эффективности посева трансплантированных гемопоэтических стволовых и прогениторных клеток (ГСК). В данной статье подробно описана пошаговая техническая процедура инъекции ПЧ и последующей аспирации костного мозга (КМ) у мышей, что позволяет провести серийную характеристику клеток, присутствующих в БМ. Этот метод позволяет пересаживать ценные образцы с низким количеством клеток, которые особенно трудно приживить путем внутривенной инъекции. Эта процедура способствует созданию ксенотрансплантатов, которые имеют решающее значение для патологического анализа. Несмотря на то, что доступ к периферической крови (ПГ) легче, клеточный состав ПБ не отражает БМ, которая является нишей для ГСК. Поэтому процедуры, обеспечивающие доступ к отсеку БМ, имеют важное значение для изучения кроветворения. Инъекция ПЧ и последовательная аспирация БМ, как описано здесь, позволяют проводить проспективное извлечение и характеристику клеток, обогащенных БМ, таких как HSPC, без ущерба для мышей.
Система крови поддерживается на протяжении всей жизни гемопоэтическими стволовыми клетками (ГСК), которые находятся в костном мозге (КМ)1,2. Для изучения динамических изменений в среде КМ важно понимать биологию как нормального, так и злокачественного кроветворения 3,4. Трансплантация ГСК непосредственно в КМ человека дает более высокую степень приживления, чем инфузия периферической крови (ПГ), но высокая сложность процедуры и повышенный риск инфицирования исключают этот метод из стандартной практики5. У мышей процедуры, которые облегчают доступ к КМ без ущерба для животных, обеспечивают ресурс для последовательного мониторинга кроветворения. Описанная методика направлена на получение мышей с высокой степенью приживления трансплантированных клеток и обеспечение возможности серийного отбора проб КМ живых мышей. В данной статье речь пойдет о создании моделей ксенотрансплантатов с использованием иммунодефицитных мышей, привитых человеческими клетками, которые сложнее в производстве, чем модели аллотрансплантации мышей и мышей. По сравнению с обычной трансплантацией гемопоэтических стволовых и прогениторных клеток (ГСКГ) через хвост или ретроорбитальную вену, преимущества этой процедуры заключаются в высокой клеточности приживления при малом количестве исходного материала.
Несмотря на то, что внутрибедренная (ИФ) клеточная инъекция в полость КМ мышей обычно используется для изучения ГСКХ человека in vivo 6,7,8, формальная пошаговая процедура, иллюстрирующая/снимающая этот метод, ранее не публиковалась. Этот протокол обеспечивает высокую степень приживления из небольшого числа трансплантированных клеток и механизм серийного отбора образцов БМ. Кроме того, с помощью этого метода можно проанализировать влияние введения инъекционных препаратов непосредственно в полость КМ на лечение заболеваний крови. Описанная здесь процедура помогает получить доступ к КМ, где находятся кроветворные клетки, не жертвуя мышами.
Этот протокол аналогичен методике, используемой для аспирации КМ9. Ключевое отличие заключается в том, что в этой статье и прилагаемом к ней видеопротоколе подробно описана безопасная процедура введения клеток в костный мозг, в то время как в предыдущих работах клетки трансплантировались через вену, а затем выполнялась серийная аспирация КМ. Этот протокол обеспечивает успешное приживление с небольшим количеством клеточной линии (Рисунок 1), нормальных ГСК, полученных из пуповинной крови (СВ) (CD34+) (Рисунок 2) и ГСК (CD34+CD38-CD45RA-CD90+) (Рисунок 3), нормальных ГСК, полученных из КМ (CD34+CD38-) (Рисунок 4), лейкозных стволовых клеток, полученных от пациента (CD34+CD38-) (Рисунок 5), нормальных ГСКХ, полученных из КБ с редактированием гена CRISPR/Cas9 (CD34+) (Рисунок 6) и острый миелоидный лейкоз (ОМЛ)-иПСК (Рисунок 7). В частности, для нормальных ГСК, полученных из пуповинной крови, мы смогли успешно провести приживление всего с 10 клетками. Этот метод особенно ценен для экспериментов, проводимых с редкими или трудно генерируемыми клеточными популяциями, такими как немодифицированный или генетически отредактированный первичный острый миелоидный лейкоз человека или клетки CB. Кроме того, эта процедура описывает эффективный метод серийного анализа приживленных клеток, который может быть немедленно использован в последующих экспериментах. Чтобы избежать потери ценных образцов и обеспечить инъекцию ПЧ, мы также кратко описали здесь методику10 на основе Акалуца, чтобы помочь укрепить эту технику.
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
Шести-десятинедельный кобель или сука НОД. В этом протоколе использовались мыши Cg-Prkdcscid Il2rgtm1Wjl/SzJ (NSG), но он может быть применен ко всем типам мышей. Облучение зависит от экспериментального содержания и вида мышей, облучать мышей или нет – зависит от целей исследования. Все описанные здесь процедуры на животных проводились в соответствии с Руководством по уходу за лабораторными животными и их использованию и были одобрены Административной комиссией Стэнфордского университета по уходу за лабораторными животными (APLAC #22264). Все нормальные популяции клеток крови были отсортированы свежими. Образцы ОМЛ у человека были получены от пациентов Стэнфордского медицинского центра с информированного согласия, в соответствии с протоколами, одобренными Институциональным наблюдательным советом (IRB) (Stanford IRB, 33818).
1. Внутрибедренное введение клеточных линий, гемопоэтических стволовых и прогениторных клеток (ГСК) или лейкозных стволовых клеток (ЛСК)
Примечание: Для легкого анализа введенных клеток с помощью устройства визуализации была сгенерирована клеточная линия K562 Akaluc/tdTomato-положительной, а в качестве субстрата10 был использован AkaLumine-HCl/Akaluc. Если оборудование для визуализации недоступно, клетки могут быть помечены флуоресцентным красителем лентивирусом или PiggyBac и проанализированы с помощью проточной цитометрии. Независимо от деталей клеточного препарирования, наличие способа доказательства того, что клетки, введенные в костный мозг, надежно проникли в БК, имеет важное значение для совершенствования этой методики (рис. 1).
2. Аспирация клеток костного мозга из бедренной кости для анализа FACS
Примечание: Процедура аспирации клеток КМ у мышей очень похожа на методы, описанные в разделе 1, и может быть изучена из некоторой предыдущей литературы 9,11,12. Ниже приведен обзор некоторых различий между протоколами инъекции КМ и аспирации.
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
Следуя этим протоколам 1,14,15,16,17,18,19,20, каждый образец был пересажен, и была создана мышиная модель ксенотрансплантата. Цель...
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
Мышиные модели ксенотрансплантатов важны для изучения как нормального, так и патологического кроветворения человека. КМ является источником кроветворения3; поэтому изучение гематологических заболеваний требует успешного приживления редких стволовых ...
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
Р.М. входит в состав консультативных советов компаний Kodikaz Therapeutic Solutions, Orbital Therapeutics и 858 Therapeutics, а также является изобретателем ряда патентов, связанных с иммунотерапией рака CD47, лицензированных компанией Gilead Sciences. Р.М. является соучредителем и акционером компаний Pheast Therapeutics, MyeloGene и Orbital Therapeutics.
Мы благодарим всех членов лаборатории Majeti за их помощь, поддержку, ободрение и вдохновение на протяжении многих лет. Мы выражаем признательность Центру проточной цитометрии Стэнфордского института стволовых клеток, Программе Биннса по исследованию пуповинной крови и пациентам за донорство своих образцов. Для образцов человека нормальный донорский костный мозг человека и клетки периферической крови были получены в свежем виде от AllCells или Стэнфордского центра крови. Мы благодарим лабораторию Накаучи в Стэнфордском университете за безвозмездную передачу плазмиды pBac-AkaLuc-tdTomato. Прежде всего, мы хотели бы поблагодарить ветеринаров и сотрудников службы контроля животных в Центре ветеринарной службы в Стэнфорде, которые заботятся о наших мышах. В частности, Майк Альварес, руководитель центра для животных, настолько тщательно подошел к работе с мышами, что без него не будет преувеличением сказать, что без него наши исследования были бы невозможны.
Эта работа была поддержана грантами NIH 1R01HL142637 и 1R01CA251331, Стэнфордским центром исследований и медицины раковых стволовых клеток им. Людвига, а также программой грантов Blood Cancer Discoveries через Общество лейкемии и лимфомы, Фонд Марка по исследованию рака и Группу Пола Г. Аллена Frontiers. Y.N. был поддержан Фондом гуманитарных наук Накаяма и стипендией декана Медицинской школы Стэнфордского университета. А.Е. был поддержан Калифорнийским университетом в рамках премии F32CA250304, Программой повышения квалификации резидентуры в Стэнфорде и Премией ученого Американского общества гематологов.
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
1/2 mL Syringe, 27 G | BD | 305620 | https://www.bd.com/en-ca/offerings/capabilities/bd-luer-lok-syringe-with-attached-needle/305620 |
ACK Lysing Buffer | Qualoty Biological | 118-156-101CS | https://www.qualitybiological.com/product/ack-lysing-buffer/ |
Biological Irradiator | Kimtron | IC-250 | https://www.kimtron.com/ic-250 |
Chlorhexidine | Nolvasan | NDC 54771-8701-1 | https://www.zoetisus.com/products/petcare/nolvasan-skin-and-wound-cleanser |
Ethyl alcohol, proof 190 | Gold Shield | https://goldsd.com/line-card/ | |
FACSCanto II | (Becton Dickinson and Company (BD), Franklin Lakes, NJ, USA | ||
Fetal Bovine Serum (FBS) | Omega Scientific | FB-01 | https://www.omegascientific.com/product/fetal-bovine-serum-usda-certified/ |
Flow cytometer, AriaII | Beckton Dickinson (BD) | cell sorting | |
IMDM | Gibco | 12440053 | https://www.thermofisher.com/order/catalog/product/12440053 |
Isoflurane, USP | Dechra | NDC 17033-094-25 | https://www.dechra-us.com/our-products/us/companion-animal/dog/prescription/isoflurane-usp-inhalation-anesthetic |
NOD.Cg-Prkdcscid Il2rgtm1Wjl/SzJ (NSG) mice | Jackson Laboratory, Bar Harbor, ME, USA | Strain #:005557 | Six- to ten-week-old male or female |
Ophthalmic ointment, USP | Bausch Lomb | NDC 24208-780-55 | https://www.bausch.com/contentassets/2914df881e4344a 7a202cc5a0673c977/neomycin-and-polymyxin-b-sulfates-gramicidin-ophthalmic-solution.pdf |
OstiFen Injection (Caprofen) | VetOne | NDC 13985-748-20 | http://vetone.net/Default/CatHeaderPage?id=9534ccca-eac5-4d68-8ad8-46436067587b |
PBS, pH 7.4 | Homemade | ||
Penicillin-Streptomycin | Gibco | 15140122 | https://www.thermofisher.com/order/catalog/product/15140122 |
Povidone-iodine | Betadine | NDC 67618-155-16 | https://www.betadine.com/veterinary-surgical-scrub-and-solution/ |
TokeOni (in the U.S.) | Sigma-Aldrich | 808350-5MG | AkaLumine-HCl/Akaluc; https://www.sigmaaldrich.com/US/en/product/aldrich/808350 |
UltraPure 0.5 M EDTA, pH 8.0 | Invitrogen | 15575020 | https://www.thermofisher.com/order/catalog/product/15575020 |
Engraftment antibody panel (in vivo, mouse bone marrow) | |||
Antigen | Dilution | ||
Antigen: Anti-human CD45 Fluorophore: V450 Clone: HI30 | BD Biosciences | 560367 | 1:25 |
Antigen: Anti-mouse CD45.1 Fluorophore: PE-Cy7 Clone: A20 | eBioscience | 25-0453-81 | 1:50 |
Antigen:Anti-mouse TER-119 Fluorophore: PE-Cy5 Clone: TER-119 | eBioscience | 15-5921-83 | 1:100 |
Antigen:Anti-human CD3 Fluorophore: APC-Cy7 Clone: SK7 | BD Biosciences | 341090 | 1:12.5 |
Antigen:Anti-human CD19 Fluorophore: APC Clone: HIB19 | BD Biosciences | 555415 | 1:25 |
Antigen:Anti-human CD33 Fluorophore: PE Clone: WM53 | BD Biosciences | 555450 | 1:25 |
Live/Dead staining | Conc. | ||
PI | Invitrogen | 1 μg/mL | |
Compensation beads | |||
Negative control | BD Biosciences | See instruction for details | |
Anti-mouse Ig, κ | BD Biosciences | See instruction for details |
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
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