Bu içeriği görüntülemek için JoVE aboneliği gereklidir. Oturum açın veya ücretsiz deneme sürümünü başlatın.
Burada, megakaryosit farklılaşmasının karakterizasyonu için bir immünofenotyping stratejisi sunuyoruz ve bu stratejinin floresan ile aktive edilmiş bir hücre sıralayıcısı ile megakaryositlerin farklı aşamalarda sıralanmasına nasıl izin verdiğini gösteriyoruz. Metodoloji insan birincil dokularına uygulanabilir, aynı zamanda kültür in vitroundaüretilen megakaryositlere de uygulanabilir.
Megakaryosit (MK) farklılaşması, yüksek poliploid (hatta >64N'ye) ve son derece büyük bir hücreye (40-60 μm) neden olan bir dizi endomitotik döngüyü kapsar. Hücre biyolojisi ve moleküler düzeyde megakaryopoeziste hızla artan bilginin aksine, megakaryopoezisin akış sitometrisi ile karakterizasyonu, olgun MK'lerin soyuna özgü yüzey belirteçleri kullanılarak tanımlanmasıyla sınırlıdır, daha önceki MK farklılaşma aşamaları ise keşfedilmemiştir. Burada, insan birincil kaynaklarında veya in vitro kültürlerde art arda gelen MK farklılaşma aşamalarının, MK spesifik ve spesifik olmayan yüzey belirteçlerini entegre eden bir panelle tanımlanmasını sağlayan bir immünofenomileme stratejisi sunuyoruz. Boyutuna ve kırılganlığına rağmen, MK'ler yukarıda belirtilen panel kullanılarak immünofenotipe edilebilir ve belirli basınç ve nozül çapı koşulları altında floresan ile aktive edilmiş hücre sıralama ile zenginleştirilebilir. Bu yaklaşım, insanlarda megakaryopoez ve trombosit üretiminin karmaşıklığını daha iyi anlamak amacıyla çoklu Omics çalışmalarını kolaylaştırır. Megakaryopoezisin daha iyi nitelendirmesi, soyla ilgili patolojilerin ve malignitenin tanısında veya prognozunda temel teşkil edebilir.
Megakaryositler (MKs), özellikle trombopoietin (TPO) hormonu tarafından düzenlenen megakaryopoezis adı verilen karmaşık bir sürecin ardından hematopoetik kök hücrelerden (HSC' ler) gelişir. Megakaryopoezis'in klasik görünümü, HSC'lerden, taahhüt edilen ataların ve öncü hücrelerin hiyerarşik aşamalarının ardışık olarak ardışık olarak hücresel yolculuğunu açıklar ve sonuçta olgun bir MK'ye yol açan. Olgunlaşma sırasında, MK'ler birden fazla endokatoz turu yaşar, trombosit üretimi için yeterli membran yüzeyi sağlayan karmaşık bir hücre içi sınır membran sistemi (DMS) geliştirir ve olguntrombositler1,2,3tarafından miras kalan farklı granüllerde bulunan faktörlerin bolluğunu verimli bir şekilde üretir ve paketler. Sonuç olarak, olgun MK'ler oldukça poliploid bir çekirdekle karakterize edilen büyük hücrelerdir (40-60 μm) (>64N'ye bile ulaşır). Son çalışmalar, HSC'lerin belirli fizyo-patolojik koşullara yanıt olarak geleneksel soy taahhüt kontrol noktalarını atlayarak MK'lere farklılık gösterdiği alternatif rotalar önermektedir4,5,6,7,8,9,10,11. Bu bulgular, olgun MK'ya karşı hematopoetik farklılaşmanın biyolojik ihtiyaçlara cevap veren sürekli ve uyarlanabilir bir süreç olduğunu vurgulamaktadır.
Hücre biyolojisi ve megakaryopoezis12'yikarakterize eden moleküler yönler hakkında artan bilgi ile, sürecin akış sitometrisi ile incelenmesine adanmış araştırmaların çoğu, olgun MK'lerin soyuna özgü yüzey belirteçleri (cd42A /B, CD41 / CD61) kullanılarak tanımlanmasıyla sınırlıdır, daha önceki MK farklılaşma aşamaları ise keşfedilmemiştir. Daha önce megakaryopoez'i fare kemik iliği ve kemik iliği türevi MK kültürlerinde sahneleme stratejisini belgeledik13,14, uyarladık ve insanlara uyguladık15. Bu yazıda megakaryopoezlerin karakterizasyonuna izin veren bir immünofenomipi stratejisi gösteriyoruz, HSC'lerden olgun MK'lere, insan birincil kaynaklarında (kemik iliği -BM- ve periferik kan -PB-) veya in vitro kültürlerde MK'ye özgü ve spesifik olmayan yüzey belirteçlerini (CD61, CD42B, CD49B, CD31, KIT ve CD71) entegre eden bir panel kullanarak. Büyük boyutuna ve kırılganlığına rağmen, MK'ler yukarıda belirtilen hücre yüzeyi belirteçleri kullanılarak immünofipotip edilebilir ve hücre yırtılmasını ve/veya hasarını en aza indirmek için belirli basınç ve nozül çapı koşullarında floresan ile aktive edilmiş hücre sıralama ile zenginleştirilebilir. Bu teknik, megakaryopoez ve trombosit üretiminin insan sağlığı ve hastalığındaki karmaşıklığını daha iyi anlamak amacıyla çoklu Omics yaklaşımlarını kolaylaştırır. Dikkat çekici, artan talebin klinik bağlamında tanı ve prognoza yardımcı olmak için yararlı bir araç olarak ortaya çıkacaktır.
Bu yazıda, birincil kaynaklardan MK'ya özgü ve spesifik olmayan yüzey belirteçlerini entegre eden veya in vitrooluşturulan bir panel ile insan megakaryopoezini sahneleme stratejisini belgeleyeceğiz. Ayrıca, floresanla etkinleştirilmiş bir hücre sıralayıcısı, tercih edilen kesirler ve olgun MK'ler ile sıralamak için bir protokol sağlıyoruz (Şekil 1). Bu adım popüler değildir, çünkü MK'lerin büyüklüğü ve kırılganlığı nedeniyle teknik olarak zordur. Bununla birlikte, daha önce hem fare hem de insan kemik iliği örneklerinde ve teknolojik ilerleme nedeniyle, her seferinde daha iyi bir sonuçla16,17,18. MK'lerin veya MK öncüllerinin çalışılabildiği insan birincil kaynakları arasında kemik iliği, kordon kanı ve periferik kan bulunur. Her numune üzerinde analiz için ilgili hücre fraksiyonunu izole etmek için uygun numune işleme önemlidir. Standart prosedürler, megakaryopoez çalışmasını hedeflerken dikkate alınması gereken bazı hususlarla dahil edilir.
1964 Helsinki Bildirgesi uyarınca tam kan ve kemik iliği örnekleri alınarak işlendi. Kurumsal tıbbi etik komitemiz (Hospital Universitario Central de Asturias -HUCA-) tarafından onaylanan bir çalışma dahilinde, bilinçli onay (ISPA) verildikten sonra sağlıklı donörlerden tam kan örnekleri alındı. Clínico San Carlos Hastanesi Hematoloji Bölümü'nde (HCSC) yönetilen hastaların kemik iliği aspirat atma materyalinden kemik iliği örnekleri alındı.
Şekil 1: Bu yazıda belgelenen protokolün şematik gösterimi. İmmünafotipleme kullanılarak MK farklılaşması yapılabilen birincil insan kaynakları veya birincil kültürler belirtilir. Bu immünofenoniping stratejisi, sürecin farklı soyla ilgili patolojilerde veya birincil kaynaklarda malignitede incelenmesine uygulanabilir. Ek olarak, zenginleştirilmiş fraksiyonların daha fazla analizini sağlayan floresan ile etkinleştirilmiş bir hücre sıralayıcısı ile MK'lerin ve öncüllerin hücre sıralamasını mümkün kılar. Kullanılan görüntüler Servier tarafından Servier Medical Art'ın (SMART) bir parçasıdır ve CC BY 3.0 altında lisanslanmıştır. Bu rakamın daha büyük bir sürümünü görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.
1. İmmünofenosipsiyondan önce tam kan ve kemik iliği işleme
2. PBMC'lerden in vitro MK farklılaşması
NOT: MK'ler in vitro olarak farklı birincil kaynaklarda (örneğin, WB/PBMC'ler, kordonkanı, kemik iliği) bulunan CD34+ hücreleri gibi önceki öncüllerden ve iPSC'lerden ayırt edilebilir. Bu amaçla uygulanan farklı protokoller vardır. Burada, CD34+ öncüller 15 , 19,20,21,22için zenginleştirmeye gerek kalmadan MK'lerin PBMC'lerden farklılaşmasına izin veren bizim geliştirdiğimiz bir kültür yöntemi kullanıyoruz.
Şekil 2: PBMC türevi MK kültür yönteminin şematik gösterimi. Sağlıklı donörlerden pbmc'ler, MK in vitro (Salunkhe ve ark.'dan uyarlanan şema) oluşturmak için geliştirdiğimiz üç fazlı protokole göre kültürlendi. Kültürün 10. ve 13. gününde çekilen 15 fotoğraf gösterilmiştir. Fotoğraflar 20X hedefiyle çekilmiştir. Bu rakamın daha büyük bir sürümünü görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.
3. MK farklılaşması immünofenotiping - etiketli antikorlar paneli ile inkübasyon
Tablo 1: Megakaryositik soyun hücre yüzeyi işaretleyicileri ile ilgili notlar Bu Tabloyu indirmek için lütfen tıklayınız.
Tablo 2: Antikor panelleri Bu Tabloyu indirmek için lütfen tıklayınız.
4. Ploidy analizi 6 renkli panellerle birleştirildi
5. MK farklılaşma analizi
NOT: CD31/CD71 kombinasyonunun MK farklılaşmanın farklı aşamalarına karşılık gelen bir dizi kapı ayarlamaya izin verdiğini gördük. MK'ya özgü işaretleyicilerle daha fazla geri geçiş, olgun ve olgunlaşmamış MK'lerin ayrılmasını sağlar. Ayrıca, taze örneklerde, kullanılan diğer belirteçlerin varlığını doğrulamak veya popülasyonları İleri/Yan Saçılma eksenlerine yerleştirmek için arka kapı, MK farklılaşma aşamalarının değerlendirilmesini iyileştirir ve aynı popülasyonlarda bulunabilecek diğer hücre türlerinin atılmasını sağlar.
6. MK ve MK öncü hücre sıralama
NOT: Lekeli hücreler, FACSDiva yazılımı kullanılarak 488-nm ve 633-nm standart katı hal lazerleri ile donatılmış floresanla etkinleştirilmiş bir hücre sıralayıcı facs Aria IIu üzerinde analiz edildi ve sıralandı; veriler ayrıca FlowJo yazılımı ve Cytobank (viSNE analizi) kullanılarak analiz edildi ve sunuldu. Sıralanmış fraksiyonların saflığı, sıralanmış fraksiyonların her birinin akış sitometri analizi ile doğrulandı (saflık% 85'in üzerinde).
Şekil 3: Floresan ile aktive hücre sıralama (FACS) ilkesinin şematik gösterimi. Parçacıklar 130 μm-nozülden geçer ve nozüle titreşim uygulanması nedeniyle düzenli damlacık akışına ayrılmaya zorlanır. Daha sonra, damlacıklar lazer (analiz noktası) tarafından sorgulanır ve sinyaller bu damlacıklara bir yük uygulanarak ''sıralama kararı' vermek için işlenir. Bir yük damlası yüksek voltajlı bir elektrostatik alandan (algılama plakası) geçtiğinde, saptırılır ve ilgili toplama tüpüne toplanır. Bu rakamın daha büyük bir sürümünü görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.
7. Sıra sonrası numune hazırlama
Kemik İliği ve Ploidy
Şekil 4'tehastalardan alınan BM örneklerinde (aspirasyon) megakaryopoezin temsili immünofenotiping analizini gösteriyoruz. Hücresel fraksiyonu CD71 ve CD31'e göre çizerken, altı ana popülasyonu eledik: CD31- CD71- (kırmızı), CD31- CD71+ (mavi), CD31+ CD71- (turuncu), CD31+ CD71orta (açık yeşil), CD31+ CD71+ ...
Megakaryopoezisin akış sitometrisi ile incelenmesine odaklanan araştırmaların çoğu, bugüne kadar MK alt kümelerinin sadece soyunaözgü yüzey belirteçleri (cd42A/CD42B, CD41/CD61) kullanılarak tanımlanmasıyla sınırlıyken, daha önceki MK farklılaşma aşamaları kötü incelenmiştir. Bu makalede, insan megakaryopoezisinin kapsamlı bir akış sitometrisi nitelemesi ele almak için bir immünofenotipleme stratejisi gösteriyoruz. Genel olarak, megakaryopoezisin daha ayrıntılı bir şekilde in...
Görsel-işitsel malzeme üretimi BD Biosciences tarafından desteklenmiştir.
Teknik destek için Marcos Pérez Basterrechea, Lorena Rodríguez Lorenzo ve Begoña García Méndez (HUCA) ve Paloma Cerezo, Almudena Payero ve María de la Poveda-Colomo'ya (HCSC) teşekkür ederiz. Bu çalışma, RYC bursu olan A.B.'ye Tıbbi Hibeler (Roche SP200221001) tarafından kısmen desteklendi (RYC-2013-12587; Ministerio de Economía y Competitividad, İspanya) ve I+D 2017 hibesi (SAF2017-85489-P; Ministerio de Ciencia, Innovación y Universidades, İspanya ve Fondos FEDER) L.G.'ye, severo Ochoa Grant 'e (PA-20-PF-BP19-014; Consejería de Ciencia, Innovación y Universidades del Principado de Asturias, İspanya) p.M.-B. ve A.A.-H'ye intramural doktora sonrası hibe 2018 (Fundación para la Investigación y la Innovación Biosanitaria de Asturias - FINBA, Oviedo, İspanya). Reinier van der Linden'e bilgilerini (ve zamanını) paylaştığı için teşekkür ederiz, özellikle çok renkli etiketli antikor paneli karışımı ve tek renkli boncuk kontrolü hazırlığı hakkındaki bilge tavsiyeleri.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
130 micron Nozzle | BD | 643943 | required for MK sorting |
5810R Centrifuge | Eppendorf | Cell isolation and washes | |
A-4-62 Swing Bucket Rotor | Eppendorf | Cell isolation and washes | |
Aerospray Pro Hematology Slide Stainer / Cytocentrifuge | ELITech Group | Automatized cytology devise, where slides are stained with Mat-Grünwald Giemsa | |
CO2 Incubator Galaxy 170 S | Eppendorf | Cell Incubation | |
Cytospin 4 Cytocentrifuge | Thermo Scientific | To prepare cytospins | |
FACSAria IIu sorter | BD | Lasers 488-nm and 633-nm | |
FACSCanto II flow cytometer | BD | Lasers 488-nm , 633-nm and 405-nm | |
Olympus Microscope BX 41 | Olympus | Microphotographs | |
Olympus Microscope BX 61 | Olympus | Microphotographs | |
Zoe Fluorescent Cell Imager | BioRad | Microphotographs | |
To obtain PBMCs | |||
Lipids Cholesterol Rich from adult bovine serum | Sigma-Aldrich | L4646 | or similar |
Lymphoprep | Stem Cell Technologies | #07801 | or similar |
Penicillin-Streptomycin | Sigma-Aldrich | P4333 | or similar |
Recombinant human Erythropoietin (EPO) | R&D Systems | 287-TC-500 | or similar |
Recombinant human stem cell factor (SCF) | Thermo Fisher Scientific, Gibco™ | PHC2115 | or similar |
Recombinant human thrombopoietin (TPO) | Thermo Fisher Scientific, Gibco™ | PHC9514 | or TPO receptor agonists |
StemSpan SFEM | Stem Cell Technologies | #09650 | |
Flow Cytometry Analyses | |||
Bovine Serum Albumin | Merck | A7906-100G | or similar |
BD CompBead Anti-Mouse Ig, κ/Negative Control Compensation Particles Set | BD | 552843 | Antibodies for human cells are generally from mouse. |
BD Cytofix/Cytoperm | BD | 554714 | or similar |
BD FACS Accudrop Beads | BD | 345249 | |
CD31 AF-647 | BD | 561654 | Mouse anti-human |
CD31 FITC | Immunostep | 31F-100T | |
CD34 FITC | BD | 555821 | Mouse anti-human |
CD41 PE | BD | 555467 | Mouse anti-human |
CD41 PerCP-Cy5.5 | BD | 333148 | Mouse anti-human |
CD42A APC | Immunostep | 42AA-100T | We observed unspecific binding... that needs to be assessed |
CD42A PE | BD | 558819 | Mouse anti-human |
CD42B PerCP | Biolegend | 303910 | Mouse anti-human |
CD49B PE | BD | 555669 | Mouse anti-human |
CD61 FITC | BD | 555753 | Mouse anti-human |
CD71 APC-Cy7 | Biolegend | 334109 | Mouse anti-human |
Hoechst 33342 | Thermo Fisher Scientific | H3570 | |
Human BD Fc Block | BD | 564219 | Fc blocking - control |
KIT PE-Cy7 | Biolegend | 313212 | Mouse anti-human |
Lineage Cocktail 2 FITC | BD | 643397 | Mouse anti-human |
RNAse | Merck | R6513 | or similar |
Triton X-500 | Merck | 93443-500ML | or similar |
Cell strainers for sorting | |||
CellTrics Filters 100 micrometers | Sysmex | 04-004-2328 | Cell strainers |
Note: we do not specify general reagents/chemicals (PBS, EDTA, etc) or disposables (tubes, etc), or reagents specified in previous published and standard protocols - unless otherwise specified. |
Bu JoVE makalesinin metnini veya resimlerini yeniden kullanma izni talebi
Izin talebiDaha Fazla Makale Keşfet
This article has been published
Video Coming Soon
JoVE Hakkında
Telif Hakkı © 2020 MyJove Corporation. Tüm hakları saklıdır