一种用于FACS分离的小鼠卫星细胞的CUT&RUN分析的有效方案

Summary

这里介绍的是一种有效的方案，用于小鼠肢体肌肉卫星细胞的荧光激活细胞分选（FACS）分离，适用于研究肌肉纤维中的转录调控，方法是在靶标下切割并使用核酸酶（CUT&RUN）释放。

Abstract

小细胞群的全基因组分析是研究的主要制约因素，特别是在干细胞领域。这项工作描述了一种有效的协议，用于从肢体肌肉（一种结构蛋白含量高的组织）中分离卫星细胞的荧光激活细胞分选（FACS）。通过在补充有分散酶和 I 型胶原酶的培养基中切碎来机械地破坏成年小鼠的解剖肢体肌肉。消化后，匀浆通过细胞过滤器过滤，细胞悬浮在FACS缓冲液中。用可固定的活力染色测定活力，并通过FACS分离免疫染色的卫星细胞。用 Triton X-100 裂解细胞，释放的细胞核与刀豆球蛋白 A 磁珠结合。将细胞核/微珠复合物与针对目标转录因子或组蛋白修饰的抗体一起孵育。洗涤后，将细胞核/微珠复合物与蛋白 A-微球菌核酸酶一起孵育，并用 CaCl₂ 开始染色质裂解。提取DNA后，建立文库并进行测序，通过生物信息学分析获得全基因组转录因子结合和共价组蛋白修饰图谱。获得的各种组蛋白标记的峰表明，结合事件对卫星细胞具有特异性。此外，已知基序分析显示转录因子 通过其 同源反应元件与染色质结合。因此，该方案适用于研究成年小鼠肢体肌肉卫星细胞中的基因调控。

Introduction

骨骼横纹肌平均占人体总重量的 40%¹。肌肉纤维在受伤时表现出显着的再生能力，这可以通过新形成的肌细胞的融合和取代受损肌纤维的新肌纤维的产生来描述²。1961年，亚历山大·毛罗（Alexander Mauro）报道了一组单核细胞，他称之为卫星细胞³。这些干细胞表达转录因子配对盒 7 （PAX7），位于基底层和肌纤维肌节之间⁴。据报道，它们表达分化簇 34（CD34;一种造血、内皮祖细胞和间充质干细胞标志物）、整合素 α7（ITGA7;一种平滑、心脏和骨骼肌标志物）以及 C-X-C 趋化因子受体 4 型（CXCR4;一种淋巴细胞、造血和卫星细胞标志物）⁵。在基础条件下，卫星细胞位于特定的微环境中，使它们保持静止状态⁶。肌肉损伤后，它们被激活、增殖并发生肌生成⁷。然而，它们只占肌肉细胞总数的一小部分，它们的全基因组分析特别具有挑战性，尤其是在生理环境下（占总细胞的<1%）。

已经描述了从卫星细胞中分离染色质的各种方法，包括染色质免疫沉淀，然后进行大规模平行测序 （ChIP-seq） 或靶标切割和标记 （CUT&Tag） 实验。然而，这两种技术存在一些....

Protocol

小鼠被饲养在经认可的动物舍中，符合国家动物护理指南（欧盟委员会指令86/609/CEE;法国第87-848号法令）关于使用实验动物进行研究。根据 APAFIS 编号 #22281 下的 2010/63/EU 指令，将预期的操作提交给伦理委员会（Com'Eth，斯特拉斯堡，法国）和法国研究部 （MESR） 进行伦理评估和授权。

1.通过荧光激活细胞分选（FACS）制备用于分离卫星细胞的细胞悬液（

Discussion

本研究报告了一种标准化、可靠且易于执行的小鼠卫星细胞分离和培养方法，以及通过 CUT&RUN 方法评估转录调控。

该协议涉及几个关键步骤。首先是肌肉破坏和纤维消化，以确保收集到的大量细胞。尽管酶浓度增加，但获得的活细胞比使用方案 1 更多。卫星细胞表达各种膜蛋白的特定模式。为了提高分选的严格性，我们使用了先前描述的阴性（CD31、TER119、CD45 和 CD11b）和阳?.......

Materials

Name	Company	Catalog Number	Comments
1.5 mL microtube	Eppendorf	2080422
2 mL microtube	Star Lab	S1620-2700
5 mL tubes	CORNING-FALCON	352063
50 mL tubes	Falcon	352098
anti-AR	abcam	ab108341
anti-CD11b	eBioscience	25-0112-82
anti-CD31	eBioscience	12-0311-82
anti-CD34	eBioscience	48-0341-82
anti-CD45	eBioscience	12-0451-83
anti-CXCR4	eBioscience	17-9991-82
anti-DMD	abcam	ab15277
anti-H3K27ac	Active Motif	39133
anti-H3K4me2	Active Motif	39141
anti-ITGA7	MBL	k0046-4
anti-PAX7	DSHB	AB_528428
anti-TER119	BD Pharmingen TM	553673
Beads	Polysciences	86057-3	BioMag®Plus Concanavalin A
Cell Strainer 100 µm	Corning®	431752
Cell Strainer 40 µm	Corning®	431750
Cell Strainer 70 µm	Corning®	431751
Centrifuge 1	Eppendorf	521-0011	Centrifuge 5415 R
Centrifuge 2	Eppendorf	5805000010	Centrifuge 5804 R
Chamber Slide System	ThermoFischer	171080	Système Nunc™ Lab-Tek™ Chamber Slide
Cleaning agent	Sigma	SLBQ7780V	RNaseZAPTM
Collagenase, type I	Thermo Fisher	17100017	10 mg/mL
Dispase	STEMCELL technologies	7913	5 U/mL
DynaMag™-2 Aimant	Invitrogen	12321D
Fixable Viability Stain	BD Biosciences	565388
Flow cytometer	BD FACSAria™ Fusion Flow Cytometer	23-14816-01
Fluoromount G with DAPI	Invitrogen	00-4959-52
Genome browser	IGV		http://software.broadinstitute.org/software/igv/
Glycerol	Sigma-Aldrich	G9012
Hydrogel	Corning®	354277	Matrigel hESC qualified matrix
Image processing software	Image J®		V 1.8.0
Laboratory film	Sigma-Aldrich	P7793-1EA	PARAFILM® M
Liberase LT	Roche	5401020001
Propyl gallate	Sigma-Aldrich	2370
Sequencer	Illumina Hiseq 4000	SY-401-4001
Shaking water bath	Bioblock Scientific polytest 20	18724