Name: lentiviral-mediated knockdown during ex vivo erythropoiesis of human hematopoietic stem cells
Uploaded: 2011-07-16T14:00:00
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Nous remercions L. Douay et MC Giarratana (Université Paris VI, France) pour des conseils sur la différenciation érythroïde ex vivo, D. Allan et H. Atkins (IRSO, Canada) pour fournir des échantillons de sang (obtenues sous l&#39;Hôpital d&#39;Ottawa Research Ethics Board # 2007804-01H), D. Trono (Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne) pour fournir les vecteurs lentiviraux et FJ Dilworth (IRSO, Canada) pour la lecture critique du manuscrit. Ce projet a été financé par une subvention des IRSC (MOP-82813) pour MBCGP est récipiendaire d&#39;une recherche en Ontario Fonds Regulomics bourse de formation postdoctorale calcul. MB titulaire de la Chaire de recherche du Canada dans la régulation de l&#39;expression génique.

Part I. ex vivo erythropoiesis of human hematopoietic stem/progenitor cells
1. Isolation of CD34+ human hematopoietic stem/progenitor cells
Human CD34+ cell population, which contains a mixture of hematopoietic stem cells (HSCs) and early progenitors 8, 
is harvested from umbilical cord blood, peripheral blood mobilized with G-CSF (leukapheresis) or bone marrow (Figure 1-Step1). If using cord blood or peripheral 
blood, go direct...

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	<li>Orkin, S. H., Zon, L. I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Hematopoiesis:+an+evolving+paradigm+for+stem+cell+biology.">Hematopoiesis: an evolving paradigm for stem cell biology.</a> Cell. 132, 631-644 (2008).</li><li>Kim, S. I., Bresnick, E. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Transcriptional+control+of+erythropoiesis:+emerging+mechanisms+and+principles.">Transcriptional control of erythropoiesis: emerging mechanisms and principles.</a> Oncogene. 26, (2007).</li><li>Friend, C., Patuleia, M. C., De Harven, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Erythrocytic+maturation+in+vitro+of+murine+(Friend)+virus-induced+leukemic+cells.">Erythrocytic maturation in vitro of murine (Friend) virus-induced leukemic cells.</a> Natl Cancer Inst Monogr. 22, 505-522 (1966).</li><li>Weiss, M. J., Yu, C., Orkin, S. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Erythroid-cell-specific+properties+of+transcription+factor+GATA-1+revealed+by+phenotypic+rescue+of+a+gene-targeted+cell+line.">Erythroid-cell-specific properties of transcription factor GATA-1 revealed by phenotypic rescue of a gene-targeted cell line.</a> Mol Cell Biol. 17, 1642-1651 (1997).</li><li>Lozzio, B. B., Lozzio, C. B., Bamberger, E. G., Feliu, A. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+multipotential+leukemia+cell+line+(K-562)+of+human+origin.">A multipotential leukemia cell line (K-562) of human origin.</a> Proc Soc Exp Biol Med. 166, 546-550 (1981).</li><li>Giarratana, M. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Ex+vivo+generation+of+fully+mature+human+red+blood+cells+from+hematopoietic+stem+cells.">Ex vivo generation of fully mature human red blood cells from hematopoietic stem cells.</a> Nat Biotechnol. 23, 69-74 (2005).</li><li>Salmon, P., Trono, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Production+and+titration+of+lentiviral+vectors.">Production and titration of lentiviral vectors.</a> Curr Protoc Neurosci. Chapter 4, (2006).</li><li>Chao, M. P., Seita, J., Weissman, I. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Establishment+of+a+normal+hematopoietic+and+leukemia+stem+cell+hierarchy.">Establishment of a normal hematopoietic and leukemia stem cell hierarchy.</a> Cold Spring Harb Symp Quant Biol. 73, 439-449 (2008).</li><li>Amsellem, S., Ravet, E., Fichelson, S., Pflumio, F., Dubart-Kupperschmitt, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Maximal+lentivirus-mediated+gene+transfer+and+sustained+transgene+expression+in+human+hematopoietic+primitive+cells+and+their+progeny.">Maximal lentivirus-mediated gene transfer and sustained transgene expression in human hematopoietic primitive cells and their progeny.</a> Mol Ther. 6, 673-677 (2002).</li><li>Laurenti, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Inducible+gene+and+shRNA+expression+in+resident+hematopoietic+stem+cells+in+vivo.">Inducible gene and shRNA expression in resident hematopoietic stem cells in vivo.</a> Stem Cells. 28, 1390-1398 (2010).</li><li>Palii, C. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Differential+genomic+targeting+of+the+transcription+factor+TAL1+in+alternate+haematopoietic+lineages.">Differential genomic targeting of the transcription factor TAL1 in alternate haematopoietic lineages.</a> EMBO J. 30, 494-509 (2011).</li><li>Fibach, E., Manor, D., Oppenheim, A., Rachmilewitz, E. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Proliferation+and+maturation+of+human+erythroid+progenitors+in+liquid+culture.">Proliferation and maturation of human erythroid progenitors in liquid culture.</a> Blood. 73, 100-103 (1989).</li><li>Wada, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Expression+of+major+blood+group+antigens+on+human+erythroid+cells+in+a+two+phase+liquid+culture+system.">Expression of major blood group antigens on human erythroid cells in a two phase liquid culture system.</a> Blood. 75, 505-511 (1990).</li><li>Sui, X. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Erythropoietin-independent+erythrocyte+production:+signals+through+gp130+and+c-kit+dramatically+promote+erythropoiesis+from+human+CD34++cells.">Erythropoietin-independent erythrocyte production: signals through gp130 and c-kit dramatically promote erythropoiesis from human CD34+ cells.</a> J Exp Med. 183, 837-845 (1996).</li><li>Panzenbock, B., Bartunek, P., Mapara, M. Y., Zenke, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Growth+and+differentiation+of+human+stem+cell+factor/erythropoietin-dependent+erythroid+progenitor+cells+in+vitro.">Growth and differentiation of human stem cell factor/erythropoietin-dependent erythroid progenitor cells in vitro.</a> Blood. 92, 3658-3668 (1998).</li><li>Lindern, M. v. o. n. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+glucocorticoid+receptor+cooperates+with+the+erythropoietin+receptor+and+c-Kit+to+enhance+and+sustain+proliferation+of+erythroid+progenitors+in+vitro.">The glucocorticoid receptor cooperates with the erythropoietin receptor and c-Kit to enhance and sustain proliferation of erythroid progenitors in vitro.</a> Blood. 94, 550-559 (1999).</li><li>Freyssinier, J. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=amplification+and+characterization+of+a+population+of+human+erythroid+progenitors.">amplification and characterization of a population of human erythroid progenitors.</a> Br J Haematol. 106, 912-922 (1999).</li><li>Malik, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=An+in+vitro+model+of+human+red+blood+cell+production+from+hematopoietic+progenitor+cells.">An in vitro model of human red blood cell production from hematopoietic progenitor cells.</a> Blood. 91, 2664-2671 (1998).</li><li>Carlile, G. W., Smith, D. H., Wiedmann, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Caspase-3+has+a+nonapoptotic+function+in+erythroid+maturation.">Caspase-3 has a nonapoptotic function in erythroid maturation.</a> Blood. 103, 4310-4316 (2004).</li><li>Mazurier, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Rapid+analysis+and+efficient+selection+of+human+transduced+primitive+hematopoietic+cells+using+the+humanized+S65T+green+fluorescent+protein.">Rapid analysis and efficient selection of human transduced primitive hematopoietic cells using the humanized S65T green fluorescent protein.</a> Gene Ther. 5, 556-562 (1998).</li><li>Salmon, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=High-level+transgene+expression+in+human+hematopoietic+progenitors+and+differentiated+blood+lineages+after+transduction+with+improved+lentiviral+vectors.">High-level transgene expression in human hematopoietic progenitors and differentiated blood lineages after transduction with improved lentiviral vectors.</a> Blood. 96, 3392-3398 (2000).</li></ol>

Un certain nombre de méthodes ont été utilisées précédemment pour différencier les cellules érythroïdes en culture avec des degrés variables de succès. Par exemple, certains protocoles sans co-culture sur MS-5 permet l&#39;expansion des cellules érythroïdes, mais ne sont pas efficaces dans la production à pleine maturité globules rouges énucléés 12-17. Alors que d&#39;autres méthodes permettant l&#39;énucléation efficace, il est à la charge de la prolifération 18,19. La méth...

lentiviral-mediated knockdown during ex vivo erythropoiesis of human hematopoietic stem cells

L&#39;érythropoïèse est un système modèle couramment utilisé pour étudier la différenciation cellulaire. Pendant l&#39;érythropoïèse, pluripotentes humain adulte des cellules souches hématopoïétiques (CSH) se différencient en progéniteurs oligopotent, précurseurs engagés et des globules rouges matures 1. Ce processus est régi en grande partie au niveau de l&#39;expression des gènes, par lequel les facteurs de transcription spécifiques d&#39;activer des gènes spécifiques de lignée tout en réprimant de façon concomitante des gènes qui sont spécifiques à d&#39;autres types cellulaires 2. Les études sur les facteurs de transcription réglementant l&#39;érythropoïèse sont souvent réalisées en utilisant des lignées cellulaires humaines et murines qui représentent, dans une certaine mesure, les cellules érythroïdes à des stades donnés de différenciation 3-5. Cependant lignées cellulaires transformées ne peut que partiellement imitent les cellules érythroïdes et surtout ils ne permettent pas d&#39;étudier les changements de manière compréhensible dynamiques qui se produisent que les progrès des cellules par de nombreuses étapes vers leur destin final érythroïdes. Par conséquent, un défi actuel reste le développement d&#39;un protocole d&#39;obtenir une population relativement homogène de CSH primaires et les cellules érythroïdes à différents stades de la différenciation dans des quantités qui sont suffisantes pour effectuer la génomique et la protéomique expériences. Nous décrivons ici un protocole ex vivo de cellules de culture pour induire la différenciation érythroïde des humains hématopoïétiques cellules souches / progénitrices qui ont été isolées du sang de cordon soit, la moelle osseuse ou du sang périphérique adulte mobilisé par G-CSF (cytaphérèses). Ce système de culture, initialement développé par le laboratoire Douay 6, utilise les cytokines et de co-culture de cellules mésenchymateuses d&#39;imiter le microenvironnement médullaire. En utilisant ce protocole ex vivo la différenciation, on observe une forte amplification des progéniteurs érythroïdes, une induction de la différenciation exclusivement vers la lignée érythroïde et une maturation complète du stade de globules rouges énucléés. Ainsi, ce système fournit une occasion d&#39;étudier le mécanisme moléculaire de régulation transcriptionnelle de cellules souches progresser sur la lignée érythroïde hématopoïétiques. Etudier l&#39;érythropoïèse au niveau transcriptionnel nécessite également la capacité de sur-exprimer ou knockdown facteurs spécifiques dans les cellules érythroïdes primaires. Pour ce faire, nous utilisons un système de lentivirus médiation du gène qui permet la livraison de l&#39;infection efficace de diviser et de deux cellules ne se divisant 7. Ici, nous montrons que nous sommes en mesure de l&#39;efficacité knockdown TAL1 facteur de transcription dans les cellules érythroïdes primaires humains. En outre, l&#39;expression de la GFP démontre une efficacité d&#39;infection lentiviraux près de 90%. Ainsi, notre protocole fournit un système très utile pour la caractérisation du réseau de régulation des facteurs de transcription de contrôle qui l&#39;érythropoïèse.

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Lentiviral-mediated Knockdown During Ex Vivo Erythropoiesis of Human Hematopoietic Stem Cells

Une<em&gt; Ex vivo</em&gt; Protocole de générer maturité des globules rouges humains à partir souches hématopoïétiques / progéniteurs est décrite. De plus, nous décrivons un système efficace de prestation de lentiviraux méthode pour knockdown l&#39;TAL1 facteur de transcription dans les cellules érythroïdes primaires. L&#39;efficacité de la livraison de gènes médiée lentivirus est démontré en utilisant des virus GFP exprimer.

Lentiviraux médiée Knockdown cours Ex Vivo</emÉrythropoïèse> des cellules souches hématopoïétiques humaines

Erythropoiesis is a commonly used model system to study cell differentiation. During erythropoiesis, pluripotent adult human hematopoietic stem cells ...

Research

JoVE Journal

Biology

Lentiviral-mediated Knockdown During Ex Vivo Erythropoiesis of Human Hematopoietic Stem Cells

Isolation and Transplantation of Hematopoietic Stem Cells (HSCs)

Isolation and Transplantation of Hematopoietic Stem Cells HSCs

L&#39;isolement et la transplantation de cellules souches hématopoïétiques (CSH)

Recherche

Biologie

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Dérivation de cellules souches hématopoïétiques de cellules souches embryonnaires murines

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Passaging Human Neural Stem Cells

Le repiquage des cellules souches humaines

The ability to manipulate human neural stem/precursor cells (hNSPCs) in vitro provides a means to investigate their utility as cell transplants for ...

Isolation and Analysis of Hematopoietic Stem Cells from the Placenta

Isolement et analyse de cellules souches hématopoïétiques à partir du placenta

Hematopoietic stem cells (HSCs) have the ability to self-renew and generate all cell types of the blood lineages throughout the lifetime of an individual. ...

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L&#39;isolement des premiers cellules souches hématopoïétiques de murin sac vitellin et AGA

In the mouse embryo, early hematopoiesis occurs simultaneously in multiple organs, which includes the yolk sac and aorta-gonad-mesonephros region. These ...

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Ex Vivo Culture of Primary Human Fallopian Tube Epithelial Cells

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Culture ex vivo des cellules humaines primaires épithéliales des trompes de Fallope

Epithelial ovarian cancer is a leading cause of female cancer mortality in the United States. In contrast to other women-specific cancers, like breast and ...

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Ex vivo Culture of Mouse Embryonic Skin and Live-imaging of Melanoblast Migration

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Ex vivo Culture de la peau de souris embryonnaires et Live-imagerie de la migration mélanoblaste

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In vivo Clonal Tracking of Hematopoietic Stem and Progenitor Cells Marked by Five Fluorescent Proteins using Confocal and Multiphoton Microscopy

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In vivo suivi clonale de cellules souches hématopoïétiques et progénitrices Marqué par cinq protéines fluorescentes confocale et multiphotonique Microscopie

We developed and validated a fluorescent marking methodology for clonal tracking of hematopoietic stem and progenitor cells (HSPCs) with high spatial and ...

Lentiviraux médiée Knockdown cours Ex Vivo des cellules souches hématopoïétiques humaines