Bu içeriği görüntülemek için JoVE aboneliği gereklidir. Oturum açın veya ücretsiz deneme sürümünü başlatın.
Method Article
Bu protokol, gen düzenlenmiş hücreler de dahil olmak üzere birkaç hematopoietik veya lösemik kök hücrenin murin ksenogreft modellerinde intrafemoral enjeksiyonunu tanımlar, bu da sadece hücrelerin hızlı ve güvenli bir şekilde nakledilmesini sağlamakla kalmaz, aynı zamanda kemik iliğinin seri analizlerini de sağlar.
İnsanlarda hematopoietik hücre transplantasyonunun karmaşıklığına rağmen, araştırmacılar farelerde yaygın olarak intravenöz veya intrafemoral (IF) enjeksiyonlar gerçekleştirirler. Fare modellerinde bu teknik, nakledilen hematopoietik kök ve progenitör hücrelerin (HSPC'ler) tohumlama verimliliğini artırmak için uyarlanmıştır. Bu makale, farelerde IF enjeksiyonunun ayrıntılı bir adım adım teknik prosedürünü ve BM'de bulunan hücrelerin seri karakterizasyonuna izin veren farelerde aşağıdaki kemik iliği (BM) aspirasyonunu açıklamaktadır. Bu yöntem, intravenöz enjeksiyonla aşılanması özellikle zor olan düşük hücre sayılarına sahip değerli örneklerin nakledilmesini sağlar. Bu prosedür, patolojik analiz için kritik olan ksenogreftlerin oluşturulmasını kolaylaştırır. Periferik kana (PB) erişmek daha kolay olsa da, PB'nin hücresel bileşimi, HSPC'ler için niş olan BM'yi yansıtmaz. Bu nedenle, hematopoezi incelemek için BM bölmesine erişim sağlayan prosedürler gereklidir. IF enjeksiyonu ve seri BM aspirasyonu, burada tarif edildiği gibi, farelerden ödün vermeden HSPC'ler gibi BM'de zenginleştirilmiş hücrelerin prospektif olarak alınmasına ve karakterizasyonuna izin verir.
Kan sistemi, kemik iliğinde (BM) bulunan hematopoetik kök hücreler (HSC'ler) tarafından yaşam boyunca korunur1,2. BM ortamındaki dinamik değişiklikleri incelemek için hem normal hem de malign hematopoezinbiyolojisini anlamak önemlidir 3,4. HSC'lerin doğrudan insan BM'sine transplantasyonu, periferik kan (PB) infüzyonundan daha yüksek engraftman sağlar, ancak yüksek prosedür karmaşıklığı ve artan enfeksiyon riski, bu yöntemin standart uygulamanın bir parçası olmasını engeller5. Farelerde, hayvanları feda etmeden BM erişimini kolaylaştıran prosedürler, hematopoezi seri olarak izlemek için bir kaynak sağlar. Tarif edilen prosedür, nakledilen hücrelerin yüksek oranda aşılanmasına sahip fareler üretmeyi ve canlı farelerin BM'sinin seri örneklemesine izin vermeyi amaçlamaktadır. Bu makale, fare-fare allotransplantasyon modellerine göre üretilmesi daha zor olan, insan hücreleri ile aşılanmış immün yetmezliği olan fareler kullanılarak ksenogreft modellerinin üretilmesine odaklanacaktır. Hematopoietik kök ve progenitör hücrelerin (HSPC'ler) kuyruk veya retroorbital ven yoluyla konvansiyonel transplantasyonu ile karşılaştırıldığında, bu prosedürün avantajları düşük miktarda başlangıç materyali ile yüksek hücresel engraftmandır.
Farelerin BM boşluğuna intrafemoral (IF) hücresel enjeksiyon, insan HSPC'lerini in vivo 6,7,8 incelemek için yaygın olarak kullanılsa da, bu tekniği gösteren/filme alan resmi bir adım adım prosedür daha önce yayınlanmamıştır. Bu protokol, az sayıda nakledilen hücreden yüksek aşılama ve BM'yi seri olarak örneklemek için bir mekanizma sağlar. Ayrıca, ilaçların doğrudan BM boşluğuna enjekte edilmesinin kan hastalıklarının tedavisi üzerindeki etkilerini analiz etmek için bu yöntemi kullanmak mümkündür. Burada açıklanan prosedür, fareleri feda etmeden hematopoetik hücrelerin bulunduğu BM'ye erişim sağlanmasına yardımcı olur.
Bu protokol, BM aspirasyonları için kullanılan tekniğebenzer 9. Temel fark, bu makalenin ve beraberindeki video protokolünün, hücrelerin iliğe enjekte edilmesi için güvenli bir prosedürü detaylandırmasıdır, oysa önceki makaleler hücreleri damar yoluyla nakletti ve daha sonra seri BM aspirasyonu gerçekleştirdi. Bu protokol, az sayıda hücre hattı (Şekil 1), normal kordon kanı (CB) kaynaklı HSPC'ler (CD34+) (Şekil 2) ve HSC'ler (CD34+CD38-CD45RA-CD90+) (Şekil 3), normal BM kaynaklı HSPC'ler (CD34+CD38-) (Şekil 4), hasta kaynaklı lösemik kök hücreler (CD34+CD38-) (Şekil 5), CRISPR/Cas9 gen düzenlemeli normal CB türevli HSPC'ler (CD34) ile başarılı bir şekilde aşılanmayı mümkün kılar+) (Şekil 6) ve akut miyeloid lösemi (AML)-iPSC'ler (Şekil 7). Özellikle normal kordon kanı türevli HSC'lerde sadece 10 hücre ile başarılı bir şekilde engraftman yapabilmekteyiz. Bu yöntem, değiştirilmemiş veya gen düzenlemeli birincil insan akut miyeloid lösemi veya CB hücreleri gibi nadir veya üretilmesi zor hücre popülasyonları ile gerçekleştirilen deneyler için özellikle değerlidir. Ayrıca, bu prosedür, aşılanmış hücrelerin seri analizi için etkili bir yöntemi tanımlar ve bu, sonraki deneylerde hemen kullanılabilir. Değerli numunelerin boşa harcanmasını önlemek ve IF enjeksiyonunu sağlamak için, bu tekniği sağlamlaştırmaya yardımcı olmak için burada Akaluc tabanlı prosedür10 uygulamasını da kısaca açıkladık.
Altı ila on haftalık erkek veya kadın NOD. Bu protokolde Cg-Prkdcscid Il2rgtm1Wjl/SzJ (NSG) fareleri kullanılmıştır, ancak tüm fare türlerine uygulanabilir. Işınlama, deneysel içeriğe ve farelerin türüne bağlıdır, farelerin ışınlanıp ışınlanmayacağı araştırma hedeflerine bağlıdır. Burada açıklanan tüm hayvan prosedürleri, Laboratuvar Hayvanlarının Bakımı ve Kullanımı Kılavuzuna uygun olarak yürütülmüştür ve Stanford Üniversitesi'nin Laboratuvar Hayvanları Bakımı Yönetim Paneli (APLAC #22264) tarafından onaylanmıştır. Tüm normal kan hücresi popülasyonları taze olarak ayıklandı. İnsan AML örnekleri, kurumsal inceleme kurulu (IRB) onaylı protokollere (Stanford IRB, 33818) göre, Stanford Tıp Merkezi'ndeki hastalardan bilgilendirilmiş onam ile elde edildi.
1. Hücre hatlarının, hematopoietik kök ve progenitör hücrelerin (HSPC'ler) veya lösemik kök hücrelerin (LSC'ler) intrafemoral enjeksiyonu
NOT: Enjekte edilen hücreleri bir görüntüleme cihazı ile kolayca analiz etmek için bir Akaluc/tdTomato-pozitif K562 hücre hattı oluşturuldu ve substrat olarak AkaLumine-HCl/Akaluc kullanıldı10. Görüntüleme ekipmanı mevcut değilse, hücreler lentivirus veya PiggyBac ile bir floresan boya ile etiketlenebilir ve akış sitometrisi ile analiz edilebilir. Hücre hazırlığının ayrıntılarından bağımsız olarak, kemik iliğine uygulanan hücrelerin BM'ye güvenilir bir şekilde girdiğini kanıtlamanın bir yolunun olması, bu tekniğin geliştirilmesi için önemlidir (Şekil 1).
2. FACS analizi için femurdan kemik iliği hücrelerinin aspirasyonu
NOT: BM hücrelerini farelerden aspire etme prosedürü, bölüm 1'de açıklanan yöntemlere çok benzer ve önceki bazı literatürdenöğrenilebilir 9,11,12. Aşağıda, BM enjeksiyonu ve aspirasyon protokolleri arasındaki bazı farklılıklara genel bir bakış yer almaktadır.
Bu protokoller 1,14,15,16,17,18,19,20 takiben her bir örnek nakledildi ve ksenogreft fare modeli kuruldu. Buradaki deneylerin amacı, canlı farelerde çeşitli insan hücresi türleri ile IF enjeksiyonunu ve ardından kem...
Murin ksenogreft modelleri hem normal hem de patolojik insan hematopoezini incelemek için önemlidir. BM, hematopoez3'ün kaynağıdır; bu nedenle, hematolojik hastalıkların incelenmesi, nadir insan kök hücrelerinin murin BM'sine başarılı bir şekilde aşılanmasını gerektirir. Şimdiye kadar kuyruk damarı, retroorbital ven ve IF enjeksiyonu gibi transplantasyon yöntemleri bildirilmiştir ve bu yöntemlerden herhangi birinin nakledilen hücreleri aş?...
R.M., Kodikaz Therapeutic Solutions, Orbital Therapeutics ve 858 Therapeutics'in Danışma Kurullarında yer almaktadır ve Gilead Sciences'a lisanslı CD47 kanser immünoterapisi ile ilgili bir dizi patentin mucididir. RM, Pheast Therapeutics, MyeloGene ve Orbital Therapeutics'in kurucu ortağı ve hisse sahibidir.
Majeti laboratuvarının tüm üyelerine yıllar boyunca yardımları, destekleri, teşvikleri ve ilhamları için teşekkür ederiz. Stanford Kök Hücre Enstitüsü'nün Akış Sitometrisi Çekirdeğine, Binns Kordon Kanı Araştırmaları Programına ve hastalarına örneklerini bağışladıkları için teşekkür ederiz. İnsan örnekleri için, normal donör insan kemik iliği ve periferik kan hücreleri, AllCells veya Stanford Kan Merkezi'nden taze olarak elde edildi. Stanford Üniversitesi'ndeki Nakauchi laboratuvarına pBac-AkaLuc-tdTomato plazmidini bağışladıkları için teşekkür ederiz. Her şeyden önce, farelerimizle ilgilenen Stanford'daki Veteriner Hizmet Merkezi'ndeki veteriner hekimlere ve hayvan kontrol personeline teşekkür etmek istiyoruz. Özellikle, hayvan merkezinin süpervizörü Mike Alvares, farelerin yönetiminde o kadar titiz davrandı ki, o olmasaydı araştırmamızın mümkün olmayacağını söylemek abartı olmazdı.
Bu çalışma, NIH hibeleri 1R01HL142637 ve 1R01CA251331, Stanford Ludwig Kanser Kök Hücre Araştırma ve Tıp Merkezi ve Lösemi ve Lenfoma Derneği, Mark Kanser Araştırmaları Vakfı ve Paul G. Allen Frontiers Group aracılığıyla Kan Kanseri Keşifleri Hibe programı tarafından desteklenmiştir. YN, Nakayama İnsan Bilimleri Vakfı ve Stanford Üniversitesi Tıp Fakültesi Dekanlığı Doktora Sonrası Bursu tarafından desteklendi. A.E., NCI tarafından F32CA250304 ödülü, Stanford'daki İleri İkamet Eğitim Programı ve Amerikan Hematoloji Derneği Akademik Ödülü kapsamında desteklendi.
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 |
Bu JoVE makalesinin metnini veya resimlerini yeniden kullanma izni talebi
Izin talebiThis article has been published
Video Coming Soon
JoVE Hakkında
Telif Hakkı © 2020 MyJove Corporation. Tüm hakları saklıdır