Name: bone marrow transplantation procedures in mice to study clonal hematopoiesis
Uploaded: 2021-05-26T13:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Bone Marrow Transplantation Procedures in Mice to Study Clonal Hematopoiesis at JoVE.com

Dit werk werd ondersteund door amerikaanse national institutes of health subsidies aan K. Walsh (HL131006, HL138014 en HL132564), aan S. Sano (HL152174), American Heart Association grant aan M. A. Evans (20POST35210098), en een Japan Heart Foundation grant aan H. Ogawa.

Alle procedures met betrekking tot dieronderwerpen zijn goedgekeurd door het Institutional Animal Care and Use Committee (IACUC) van de Universiteit van Virginia.
1. Voorafgaand aan de voorconditionering
<ol><li>Plaats de ontvangende muizen op met antibiotica aangevuld water (5 mM sulfamethoxazol, 0,86 mM trimethoprim) ~24 uur voorafgaand aan de bestraling. Dit is nodig om infectie te voorkomen, omdat het immuunsysteem na bestraling wordt onderdrukt en gedurende 2 weken na bestraling wordt g...

<ol>
	<li>Evans, M. A., Sano, S., Walsh, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cardiovascular+disease,+aging,+and+clonal+hematopoiesis.">Cardiovascular disease, aging, and clonal hematopoiesis.</a> Annual Review of Pathology: Mechanisms of Disease. 15 (1), 419-438 (2020).</li><li>Welch, J. S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+origin+and+evolution+of+mutations+in+acute+myeloid+leukemia.">The origin and evolution of mutations in acute myeloid leukemia.</a> Cell. 150 (2), 264-278 (2012).</li><li>Jaiswal, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Age-related+clonal+hematopoiesis+associated+with+adverse+outcomes.">Age-related clonal hematopoiesis associated with adverse outcomes.</a> New England Journal of Medicine. 371 (26), 2488-2498 (2014).</li><li>Dorsheimer, L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Association+of+mutations+contributing+to+conal+hematopoiesis+with+prognosis+in+chronic+ischemic+heart+failure.">Association of mutations contributing to conal hematopoiesis with prognosis in chronic ischemic heart failure.</a> JAMA Cardiology. 4 (1), 25 (2019).</li><li>Genovese, G., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Clonal+hematopoiesis+and+blood-cancer+risk+inferred+from+blood+DNA+sequence.">Clonal hematopoiesis and blood-cancer risk inferred from blood DNA sequence.</a> New England Journal of Medicine. 371 (26), 2477-2487 (2014).</li><li>Jaiswal, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Clonal+hematopoiesis+and+risk+of+atherosclerotic+cardiovascular+disease.">Clonal hematopoiesis and risk of atherosclerotic cardiovascular disease.</a> New England Journal of Medicine. 377 (2), 111-121 (2017).</li><li>Bick, A. G., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Genetic+interleukin+6+signaling+deficiency+attenuates+cardiovascular+risk+in+clonal+hematopoiesis.">Genetic interleukin 6 signaling deficiency attenuates cardiovascular risk in clonal hematopoiesis.</a> Circulation. 141 (2), 124-131 (2020).</li><li>Fuster, J. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Clonal+hematopoiesis+associated+with+TET2+deficiency+accelerates+atherosclerosis+development+in+mice.">Clonal hematopoiesis associated with TET2 deficiency accelerates atherosclerosis development in mice.</a> Science. 355 (6327), 842-847 (2017).</li><li>Wang, Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Tet2-mediated+clonal+hematopoiesis+in+nonconditioned+mice+accelerates+age-associated+cardiac+dysfunction.">Tet2-mediated clonal hematopoiesis in nonconditioned mice accelerates age-associated cardiac dysfunction.</a> JCI Insight. 5 (6), 135204 (2020).</li><li>Sano, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Tet2-mediated+clonal+hematopoiesis+accelerates+heart+failure+through+a+mechanism+involving+the+IL-1&#946;/NLRP3+inflammasome.">Tet2-mediated clonal hematopoiesis accelerates heart failure through a mechanism involving the IL-1&#946;/NLRP3 inflammasome.</a> Journal of the American College of Cardiology. 71 (8), 875-886 (2018).</li><li>Sano, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=JAK2-mediated+clonal+hematopoiesis+accelerates+pathological+remodeling+in+murine+heart+failure.">JAK2-mediated clonal hematopoiesis accelerates pathological remodeling in murine heart failure.</a> JACC: Basic to Translational Science. 4 (6), 684-697 (2019).</li><li>Yu, K. R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+impact+of+aging+on+primate+hematopoiesis+as+interrogated+by+clonal+tracking.">The impact of aging on primate hematopoiesis as interrogated by clonal tracking.</a> Blood. 131 (11), 1195-1205 (2018).</li><li>Sano, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=CRISPR-mediated+gene+editing+to+assess+the+roles+of+Tet2+and+Dnmt3a+in+clonal+hematopoiesis+and+cardiovascular+disease.">CRISPR-mediated gene editing to assess the roles of Tet2 and Dnmt3a in clonal hematopoiesis and cardiovascular disease.</a> Circulation Research. 123 (3), 335-341 (2018).</li><li>Stachura, D. L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Clonal+analysis+of+hematopoietic+progenitor+cells+in+the+zebrafish.">Clonal analysis of hematopoietic progenitor cells in the zebrafish.</a> Blood. 118 (5), 1274-1282 (2011).</li><li>Gyurkocza, B., Sandmaier, B. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Conditioning+regimens+for+hematopoietic+cell+transplantation:+one+size+does+not+fit+all.">Conditioning regimens for hematopoietic cell transplantation: one size does not fit all.</a> Blood. 124 (3), 344-353 (2014).</li><li>Bacigalupo, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Defining+the+intensity+of+conditioning+regimens:+working+definitions.">Defining the intensity of conditioning regimens: working definitions.</a> Biology of Blood and Marrow Transplantation. 15 (12), 1628-1633 (2009).</li><li>Abbuehl, J. P., Tatarova, Z., Held, W., Huelsken, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Long-term+engraftment+of+primary+bone+marrow+stromal+cells+repairs+niche+damage+and+improves+hematopoietic+stem+cell+transplantation.">Long-term engraftment of primary bone marrow stromal cells repairs niche damage and improves hematopoietic stem cell transplantation.</a> Cell Stem Cell. 21 (2), 241-255 (2017).</li><li>Shao, L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Total+body+irradiation+causes+long-term+mouse+BM+injury+via+induction+of+HSC+premature+senescence+in+an+Ink4a-+and+Arf-independent+manner.">Total body irradiation causes long-term mouse BM injury via induction of HSC premature senescence in an Ink4a- and Arf-independent manner.</a> Blood. 123 (20), 3105-3115 (2014).</li><li>Cui, Y. Z., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Optimal+protocol+for+total+body+irradiation+for+allogeneic+bone+marrow+transplantation+in+mice.">Optimal protocol for total body irradiation for allogeneic bone marrow transplantation in mice.</a> Bone Marrow Transplantation. 30 (12), 843-849 (2002).</li><li>Koch, A., et al. <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+early+endpoints+in+mouse+total-body+irradiation+model.">Establishment of early endpoints in mouse total-body irradiation model.</a> PLOS One. 11 (8), 0161079 (2016).</li><li>Ismaiel, A., Dumitra&#351;cu, D. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cardiovascular+risk+in+fatty+liver+disease:+the+liver-heart+axis-literature+review.">Cardiovascular risk in fatty liver disease: the liver-heart axis-literature review.</a> Frontiers in Medicine. 6, 202 (2019).</li><li>Amann, K., Wanner, C., Ritz, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cross-talk+between+the+kidney+and+the+cardiovascular+system.">Cross-talk between the kidney and the cardiovascular system.</a> Journal of the American Society of Nephrology. 17 (8), 2112-2119 (2006).</li><li>Liao, X., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Distinct+roles+of+resident+and+nonresident+macrophages+in+nonischemic+cardiomyopathy.">Distinct roles of resident and nonresident macrophages in nonischemic cardiomyopathy.</a> Proceedings of the National Academy of Sciences. 115 (20), 4661-4669 (2018).</li><li>Honold, L., Nahrendorf, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Resident+and+monocyte-derived+macrophages+in+cardiovascular+disease.">Resident and monocyte-derived macrophages in cardiovascular disease.</a> Circulation Research. 122 (1), 113-127 (2018).</li><li>Lavine, K. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+macrophage+in+cardiac+homeostasis+and+disease.">The macrophage in cardiac homeostasis and disease.</a> Journal of the American College of Cardiology. 72 (18), 2213-2230 (2018).</li><li>Ginhoux, F., Guilliams, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Tissue-resident+macrophage+ontogeny+and+homeostasis.">Tissue-resident macrophage ontogeny and homeostasis.</a> Immunity. 44 (3), 439-449 (2016).</li><li>Mildner, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Microglia+in+the+adult+brain+arise+from+Ly-6C+hi+CCR2++monocytes+only+under+defined+host+conditions.">Microglia in the adult brain arise from Ly-6C hi CCR2+ monocytes only under defined host conditions.</a> Nature Neuroscience. 10 (12), 1544-1553 (2007).</li><li>Cronk, J. C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Peripherally+derived+macrophages+can+engraft+the+brain+independent+of+irradiation+and+maintain+an+identity+distinct+from+microglia.">Peripherally derived macrophages can engraft the brain independent of irradiation and maintain an identity distinct from microglia.</a> Journal of Experimental Medicine. 215 (6), 1627-1647 (2018).</li><li>Lu, R., Czechowicz, A., Seita, J., Jiang, D., 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=Clonal-level+lineage+commitment+pathways+of+hematopoietic+stem+cells+in+vivo.">Clonal-level lineage commitment pathways of hematopoietic stem cells in vivo.</a> Proceedings of the National Academy of Sciences. 116 (4), 1447-1456 (2019).</li><li>Gibson, B. W., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Comparison+of+cesium-137+and+X-ray+irradiators+by+using+bone+marrow+transplant+reconstitution+in+C57BL/6J+mice.">Comparison of cesium-137 and X-ray irradiators by using bone marrow transplant reconstitution in C57BL/6J mice.</a> Comparative Medicine. 65 (3), 165-172 (2015).</li><li>Cui, Y. Z., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Optimal+protocol+for+total+body+irradiation+for+allogeneic+bone+marrow+transplantation+in+mice.">Optimal protocol for total body irradiation for allogeneic bone marrow transplantation in mice.</a> Bone Marrow Transplantation. 30 (12), 843-849 (2002).</li><li>Kim, C. K., Yang, V. W., Bialkowska, A. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+role+of+intestinal+stem+cells+in+epithelial+regeneration+following+radiation-induced+gut+injury.">The role of intestinal stem cells in epithelial regeneration following radiation-induced gut injury.</a> Current Stem Cell Reports. 3 (4), 320-332 (2017).</li></ol>

Voor studies naar klonale hematopoiese hebben we drie methoden van BMT beschreven: BMT met totale lichaamsbestraling, BMT met bestraling met gedeeltelijke afscherming en een minder vaak gebruikte BMT-methode waarbij geen pre-conditionering (adoptie-BMT) nodig is. Deze methoden zijn gebruikt om de impact van klonale hematopoiese op hart- en vaatziekten te beoordelen. Onderzoekers kunnen deze methoden dienovereenkomstig aanpassen aan het specifieke doel van hun studie.
Clonal hematopoies...

Clonal hematopoiesis (CH) is een aandoening die vaak wordt waargenomen bij oudere personen en optreedt als gevolg van een uitgebreide hematopoëtische stam en voorlopercel (HSPC) kloon met een genetischemutatie 1. Er is gesuggereerd dat tegen de leeftijd van 50, de meeste individuen gemiddeld vijf exonische mutaties in elke HSPC2zullen hebben verworven, maar de meeste van deze mutaties zullen resulteren in weinig of geen fenotypische gevolgen voor het individu. Als een van deze mutaties echter bij toeval een concurrentievoordeel oplevert voor de HSPC , bijvoorbeeld door de proliferatie, zelfvernieuwing, overleving of een combinatie hiervan te bevorderen, kan dit leiden tot de preferentiële uitbreiding van de mutante kloon ten opzichte van de andere HSPCs. Als gevolg hiervan zal de mutatie zich steeds meer verspreiden door het hematopoëtische systeem, omdat de gemuteerde HSPC aanleiding geeft tot volwassen bloedcellen, wat leidt tot een duidelijke populatie gemuteerde cellen in het perifere bloed. Hoewel mutaties in tientallen verschillende kandidaat-drivergenen zijn geassocieerd met klonale gebeurtenissen binnen het hematopoëtische systeem, zijn mutaties in DNA-methyltransferase 3 alpha (DNMT3A) en tien elf translocatie 2 (TET2) de meest voorkomende3. Verschillende epidemiologische studies hebben aangetoond dat personen die deze genetische mutaties dragen een significant hoger risico hebben op hart - en vaatziekten (CVD), beroerte en all-causalemortaliteit 3,4,5,6,7. Hoewel deze studies hebben vastgesteld dat er een verband bestaat tussen CH en verhoogde incidentie van CVD en beroerte, weten we niet of deze relatie oorzakelijk is of een gedeeld epifenomenon met het verouderingsproces. Om een beter begrip van deze associatie te krijgen, zijn goede diermodellen nodig die de menselijke conditie van CH correct samenvatten.
Verschillende CH-diermodellen zijn door onze groep en anderen vastgesteld met zebravissen, muizen en niet-menselijke primaten8,9,10,11,12,13,14. Deze modellen gebruiken vaak hematopoëtische reconstitutiemethoden door transplantatie van genetisch gemodificeerde cellen, soms met behulp van Cre-lox recombinatie of het CRISPR-systeem. Deze aanpak maakt het mogelijk om een specifieke genmutatie in hematopoëtische cellen te analyseren om te beoordelen hoe deze bijdraagt aan de ontwikkeling van ziekten. Bovendien gebruiken deze modellen vaak congene of reportercellen om de effecten van mutante cellen te onderscheiden van normale of wilde cellen. In veel gevallen is een preconditioneringsregime vereist om donor hematopoëtische stamcellen met succes te engraferen.
Momenteel kan de transplantatie van beenmerg naar ontvangende muizen worden onderverdeeld in twee hoofdcategorieën: 1) myeloablatieve conditionering en 2) niet-geconditioneerde transplantatie. Myeloablatieve conditionering kan worden bereikt door een van de twee methoden, namelijk totale lichaamsbestraling (TBI) of chemotherapie15. TBI wordt uitgevoerd door de ontvanger te onderwerpen aan een dodelijke dosis gamma- of röntgenstraling, dna-breuken of dwarsverbindingen te genereren binnen snel delende cellen, waardoor ze onherstelbaar worden16. Busulfan en cyclofosfamide zijn twee veelgebruikte chemotherapiegeneesmiddelen die de hematopoëtische niche verstoren en op dezelfde manier DNA-schade veroorzaken aan snel delende cellen. Het netto resultaat van myeloablatieve conditionering is apoptose van hematopoëtische cellen, die het hematopoëtische systeem van de ontvanger vernietigt. Deze strategie maakt niet alleen de succesvolle engraftment van de donor-HSPCs mogelijk, maar kan ook entafstoting voorkomen door het immuunsysteem van de ontvanger te onderdrukken. Myeloablatieve conditionering heeft echter ernstige bijwerkingen zoals schade aan weefsels en organen en hun ingezeten immuuncellen, evenals vernietiging van de inheemse beenmergniche17. Daarom zijn alternatieve methoden voorgesteld om deze ongewenste bijwerkingen te overwinnen, met name met betrekking tot schade aan de organen van belang. Deze methoden omvatten afgeschermde bestraling van ontvangende muizen en de adoptie-BMT aan niet-geconditioneerde muizen9,17. Door de thorax, buikholte, het hoofd of andere gebieden te beschermen tegen bestraling door het plaatsen van loodbarrières, worden weefsels van belang beschermd tegen de schadelijke effecten van bestraling en blijft hun ingezeten immuuncelpopulatie behouden. Aan de andere kant heeft de adoptie BMT van HSPCs voor niet-geconditioneerde muizen een bijkomend voordeel omdat het de inheemse hematopoëtische niche behoudt. In dit manuscript beschrijven we de protocollen en resultaten van HSPC-engraftment na verschillende transplantatieregimes bij muizen, met name de levering van HSPC aan TBI-muizen, aan muizen die gedeeltelijk zijn afgeschermd van bestraling en aan niet-geconditioneerde muizen. Het algemene doel is om onderzoekers te helpen de verschillende fysiologische effecten van elke methode te begrijpen, evenals hoe ze experimentele resultaten beïnvloeden in de setting van CH en hart- en vaatziekten.

<table>
	<tbody>
		<tr>
			<td>0.5ml microcentrifuge</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>05-408-121</td>
			<td>general supply</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>1.5ml microcentrifuge</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>05-408-129</td>
			<td>general supply</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>1/2 cc LO-DOSE INSULIN SYRINGE</td>
			<td>EXELINT</td>
			<td>26028</td>
			<td>general supply</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Absolute Ethanol (200 prfof)</td>
			<td>Fisher chemical</td>
			<td>200559</td>
			<td>general supply</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>BD 1mL Tuberculin Syringes 25G 5/8 Inch Needle</td>
			<td>Becton Dickinson</td>
			<td>309626</td>
			<td>general supply</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>BD PrecisionGlide Needle 18G (1.22mm X 25mm)</td>
			<td>Becton Dickinson</td>
			<td>395195</td>
			<td>general supply</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Cesium-137 Irradiator</td>
			<td>J. L. Shepherd&#160;</td>
			<td>Mark IV</td>
			<td>equipment</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>DietGel 76A</td>
			<td>Clear H2O</td>
			<td>70-01-5022</td>
			<td>general supply</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Falcon 100 mm TC-Treated Cell Culture Dish</td>
			<td>Life Sciences</td>
			<td>353003</td>
			<td>general supply</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Falcon 50 mL Conical Centrifuge Tubes</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>352098</td>
			<td>general supply</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Fisherbrand sterile cell strainers, 70 &#956;m</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>22363548</td>
			<td>general supply</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Graefe Forceps</td>
			<td>Fine Science Tools</td>
			<td>11051-10</td>
			<td>general supply</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Hardened Fine Scissors</td>
			<td>Fine Science Tools</td>
			<td>14090-09</td>
			<td>general supply</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Isothesia (Isoflurane) solution</td>
			<td>Henry Schein</td>
			<td>29404</td>
			<td>Solution</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ketamine</td>
			<td>Zoetis</td>
			<td>043-304</td>
			<td>injection</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Kimwipes Delicate Task Wipers</td>
			<td>Kimtech Science</td>
			<td>KCC34155</td>
			<td>general supply</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>PBS pH7.4 (1X)</td>
			<td>Gibco</td>
			<td>10010023</td>
			<td>Solution</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>RadDisk &#8211; Rodent Irradiator Disk</td>
			<td>Braintree Scientific</td>
			<td>IRD-P M</td>
			<td>general supply</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>RPMI Medium 1640 (1X)</td>
			<td>Gibco</td>
			<td>11875-093</td>
			<td>Medium</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sulfamethoxazole and Trimethoprim</td>
			<td>TEVA</td>
			<td>0703-9526-01</td>
			<td>injection</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Xylazine</td>
			<td>Akorn</td>
			<td>139-236</td>
			<td>injection</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>X-ray irradiator</td>
			<td>Rad source</td>
			<td>RS-2000</td>
			<td>equipment</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

bone marrow transplantation procedures in mice to study clonal hematopoiesis

Clonal hematopoiesis is een veel voorkomende leeftijdsgebonden aandoening die het gevolg is van de accumulatie van somatische mutaties in hematopoëtische stam- en voorlopercellen (HSPCs). Mutaties in drivergenen, die cellulaire fitheid verlenen, kunnen leiden tot de ontwikkeling van uitdijende HSPC-klonen die in toenemende mate aanleiding geven tot nakomelingen leukocyten die de somatische mutatie herbergen. Omdat klaonale hematopoiese is geassocieerd met hartaandoeningen, beroertes en mortaliteit, is de ontwikkeling van experimentele systemen die deze processen modelleren de sleutel tot het begrijpen van de mechanismen die deze nieuwe risicofactor onderbouwen. Beenmergtransplantatieprocedures waarbij myeloablatieve conditionering bij muizen betrokken is, zoals total-body bestraling (TBI), worden vaak gebruikt om de rol van immuuncellen bij hart- en vaatziekten te bestuderen. Gelijktijdige schade aan de beenmergniche en andere bezienswaardigheden, zoals het hart en de hersenen, is echter onvermijdelijk met deze procedures. Zo heeft ons lab twee alternatieve methoden ontwikkeld om mogelijke bijwerkingen veroorzaakt door TBI te minimaliseren of te voorkomen: 1) beenmergtransplantatie met bestralingsafscherming en 2) adoptieve BMT voor niet-geconditioneerde muizen. In afgeschermde organen wordt de lokale omgeving bewaard, waardoor de analyse van klonale hematopoiese mogelijk is, terwijl de functie van ingezeten immuuncellen niet wordt verstoord. De adoptieve BMT voor niet-geconditioneerde muizen heeft daarentegen het extra voordeel dat zowel de lokale omgevingen van de organen als de hematopoëtische niche behouden blijven. Hier vergelijken we drie verschillende hematopoëtische celreconstructiebenaderingen en bespreken we hun sterke punten en beperkingen voor studies naar klonale hematopoiese bij hart- en vaatziekten.

Om het effect van drie BMT/pre-conditioneringsmethoden op donorcelengraftment te vergelijken, werden de fracties van donorcellen in perifeer bloed en hartweefsel geanalyseerd door flowcytometrie na 1 maand post-BMT. Geïsoleerde cellen werden gekleurd voor specifieke leukocytenmarkers om de verschillende subsets van leukocyten te identificeren. In deze experimenten werden wild-type(WT) C57BL/6 (CD45.2) donor beenmergcellen geleverd aan WT B6. SJL-PtprcaPrpc...

Watch this Scientific Journal Video about Bone Marrow Transplantation Procedures in Mice to Study Clonal Hematopoiesis at JoVE.com

Bone Marrow Transplantation Procedures in Mice to Study Clonal Hematopoiesis

We beschrijven drie methoden van beenmergtransplantatie (BMT): BMT met total-body bestraling, BMT met afgeschermde bestraling en BMT-methode zonder pre-conditionering (adoptieve BMT) voor de studie van klonale hematopoiese in muismodellen.

Beenmergtransplantatieprocedures bij muizen om clonal hematopoiese te bestuderen

Clonal hematopoiesis is a prevalent age-associated condition that results from the accumulation of somatic mutations in hematopoietic stem and progenitor ...

Ons protocol zal onderzoekers helpen de fysiologische effecten van drie verschillende beenmergtransplantatiemethoden te begrijpen en hoe ze experimentele resultaten in clonal hematopoiese-setting beïnvloeden. Totale lichaamsstraling beenmergtransplantatie kan een negatieve invloed hebben op cardiovasculaire organen en ziektepathogenese veranderen. Zo heeft ons lab twee alternatieve methoden ontwikkeld om mogelijke bijwerkingen te minimaliseren of te voorkomen.Het demonstreren van de procedures zal Eunbee Park een afgestudeerde student zijn, en Megan Evans een postdoctorale kerel, zowel van mijn laboratorium voor thorax- als buikafscherming, plaats de verstelbare lade en de röntgenstralingsbestraling op de juiste afstand om uniforme bestraling te bereiken. En plaats de verdoofde muizen op een vlakke ledplaat die naar elkaar is omgekeerd in de liggende positie. Bevestig de poten met tape aan de plaat en plaats de led-afscherming zo dat het onderste uiteinde uitlijnt met het xiphisternum-bot en het bovenste uiteinde van het loodschild in de buurt van de thymus zit.Plaats na het afschermen de muizen in de bestralingsmachine en stel de dieren bloot aan twee, 5,5 grijze fracties van bestraling gescheiden door een interval van vier tot 24 uur. Voor hoofdafscherming plakt u de vier poten van de muis voorzichtig op de buik. Plaats de muis in een conische restrainer en schuif de restrainer in de sleuf binnen het loodschild, zodat het hoofd en de oren van de muis volledig bedekt zijn, waardoor de rest van het lichaam van de muis wordt blootgesteld aan een straling.Plaats na het afschermen de muizen in de bestralingsmachine en stel de dieren bloot aan 5,5 grijze fracties van een straling gescheiden door een interval van vier tot 24 uur. Plaats na elke bestralingsbehandeling de verdoofde muizen in een kooi op een verwarmde mat met monitoring totdat ze volledig zijn hersteld. Om de botten te isoleren, desinfecteer je de huid van de donormuis met 70% ethanol en maak je een kleine dwarshuidincisie onder de ribbenkast.Houd de huid stevig vast aan weerszijden van de incisie, scheur in tegengestelde richting naar het hoofd en de voeten en pel de huid van alle ledematen. Snijd over de schouders en ellebooggewrichten en gebruik een laboratoriumdoekje om de aangekoppelde spieren en bindweefsels uit de humeri te verwijderen. Ontwricht voorzichtig de gewrichten tussen het dijbeen en de heupbotten.En gebruik een stompe schaar om langs de femurkoppen te snijden om de benen los te maken. Snijd over het kniegewricht, om het dijbeen en het scheenbeen te scheiden. En gebruik labdoekjes om de aangekoppelde spieren en bindweefsels voorzichtig uit de botten te verwijderen.Trek vervolgens de botten van muizen van hetzelfde genotype in individuele 50 milliliter conische buizen met 20 milliliter ijskoud steriel PBS op ijs. Om de beenmergcellen in een bioveiligheidsklasse twee kast te isoleren, gebruikt u een naald van 18 gauge om een klein gaatje te maken in de bodem van een steriele microbuis van 500 microliter. En plaats de buis in een individuele steriele 1,5 milliliter microcentrifugebuis met 100 microliter ijskoud steriel PBS.Wanneer alle buizen zijn voorbereid, verwijdert u de PBS uit de buis met de geïsoleerde botten en brengt u de botten over op een steriele celkweekschaal van 100 millimeter. Gebruik fijne tangen en kleine scharen om de epifyse voorzichtig van de uiteinden van elk bot te verwijderen en plaats maximaal zes botten in elke buis van 500 microliter. Wanneer alle botten zijn doorgesneden, extraheert u de beenmergcellen door centrifugeren.Als alle merginhoud is verwijderd, moeten de botten wit en doorschijnend lijken met een relatief grote rode pellet aan de onderkant van de 1,5 milliliter microcentrifugebuis. Verdun voor beenmergceltransplantatie de geïsoleerde beenmergcellen in serumvrije RPMI-media en laad 200 microliters van de celsuspensie in één insulinespuit van 0,5 milliliter per muis die moet worden geïnjecteerd. Na het bevestigen van een gebrek aan reactie op pedaalreflex, injecteer langzaam het volledige volume cellen in de retro orbitale ader van elk verdoofd ontvangende dier.Plaats vervolgens een druppel proparacaïne op het oog voor pijnverlichting. En laat de muis weer bij bewustzijn komen terwijl hij wordt gecontroleerd. Het effect van drie BMT-voorconditioneringsmethoden op donorcelengraftment vergelijken.De fracties van donorcellen in perifeer bloed en hartweefsel werden geanalyseerd door flowcytometrie na één maand na BMT. In deze representatieve analyse werden monocyten, neutrofielen en B-cellen in het perifere bloed van ontvangende muizen die totale lichaamsbestraling kregen, grotendeels verbitten en vervangen door het nageslacht van donorbotmerg afgeleide cellen. Bovendien werden de ingezetene ontvanger cardiale monocyt en neutrofiele populaties bijna volledig vervangen door donor afgeleide cellen.In de gedeeltelijk afgeschermde bestralingsgroep was de donor afgeleid van cardiale immuuncelvervanging bescheiden. De ontvangende beenmergcellen van de ontvangende muis in de afgeschermde gebieden droegen waarschijnlijk bij aan het lagere niveau van perifere bloedreconstructie in vergelijking met muizen die totale lichaamsbestraling kregen. In de groep zonder BMT-conditionering waren donorcellen detecteerbaar in het perifere bloed en de harten van ontvangende muizen na vier weken na BMT.Bovendien breidden Tet2-deficiënte donorcellen zich geleidelijk uit in de loop van de tijd. Ter vergelijking, ontvangende muizen die met donorcellen van het wilde type werden gegrafeerd, vertoonden minimale klonale expansie van donorcellen. Ze optimalisatie van deze experimentele modellen zal meer rigoureuze studies van de clonal hematopoiese driver genen die bijdragen aan alle oorzaak mortaliteit zoals cardio-metabole ziekte en kanker mogelijk maken.We hopen dat onze protocollen onderzoekers in staat zullen stellen om klonale hematopoiese te bestuderen om te onderzoeken hoe het bijdraagt aan hart- en vaatziekten en andere ziektetoestanden.

Research

JoVE Journal

Immunology and Infection

Toxoplasma gondii Cyst Wall Formation in Activated Bone Marrow-derived Macrophages and Bradyzoite Conditions

Toxoplasma gondii Cyst Wall Formation in Activated Bone Marrow-derived Macrophages and Bradyzoite Conditions

Toxoplasma gondii Cyste muur Vorming in actieve beenmerg afgeleide Macrofagen en Bradyzoite voorwaarden

Toxoplasma gondii is an obligate intracellular parasite that can invade any nucleated cell of warm-blooded animals. During infection, T. gondii ...

Differentiating Functional Roles of Gene Expression from Immune and Non-immune Cells in Mouse Colitis by Bone Marrow Transplantation

Onderscheidende functionele rol van genexpressie van immune als niet-immune cellen in de muis Colitis door beenmergtransplantatie

To understand the role of a gene in the development of colitis, we compared the responses of wild-type mice and gene-of-interest deficient knockout mice ...

Investigation of Macrophage Polarization Using Bone Marrow Derived Macrophages

Onderzoek van Macrophage Polarisatie behulp beenmerg afgeleide Macrofagen

The article describes a readily easy adaptive in vitro model to investigate macrophage polarization. In the presence of GM-CSF/M-CSF, hematopoietic ...

Bone Marrow-derived Macrophage Production

Bone Marrow-afgeleide macrofagen Productie

Macrophages are critical components of the innate and adaptive immune responses, and they are the first line of defense against foreign invaders because ...

Long Term Chronic Pseudomonas aeruginosa Airway Infection in Mice

Long Term Chronic Pseudomonas aeruginosa Airway Infection in Mice

Long Term Chronische<em&gt; Pseudomonas aeruginosa</em&gt; Luchtweginfectie in Muizen

A mouse model of chronic airway infection is a key asset in cystic fibrosis (CF) research, although there are a number of concerns regarding the model ...

Transplantation of Tail Skin to Study Allogeneic CD4 T Cell Responses in Mice

Transplantatie van Tail Skin aan allogene CD4 T-cel responsen bij muizen

The study of T cell responses and their consequences during allo-antigen recognition requires a model that enables one to distinguish between donor and ...

Isolation and Intravenous Injection of Murine Bone Marrow Derived Monocytes

Isolatie en intraveneuze injectie van muizen beenmerg afgeleide Monocyten

As a subtype of leukocytes and progenitors of macrophages, monocytes are involved in many important processes of organisms and are often the subject of ...

Tracking Mouse Bone Marrow Monocytes In Vivo

Tracking Mouse Bone Marrow Monocytes In Vivo

Tracking muisbeenmerg Monocyten<em&gt; In Vivo</em

Real time multiphoton imaging provides a great opportunity to study cell trafficking and cell-to-cell interactions in their physiological 3-dimensionnal ...

Murine Hind Limb Long Bone Dissection and Bone Marrow Isolation

Murine Hind Limb Long Bone Dissection en Bone Marrow Isolation

Investigation of the bone and the bone marrow is critical in many research fields including basic bone biology, immunology, hematology, cancer metastasis, ...

Retroviral Transduction of Bone Marrow Progenitor Cells to Generate T-cell Receptor Retrogenic Mice

Retrovirale Transductie van beenmerg stamcellen voor het genereren van T-cel Receptor Retrogenic Muizen

T cell receptor (TCR) signaling is essential in the development and differentiation of T cells in the thymus and periphery, respectively.  The vast array ...