Name: isolation method for long-term and short-term hematopoietic stem cells
Uploaded: 2023-05-19T13:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Isolation Method for Long-Term and Short-Term Hematopoietic Stem Cells at JoVE.com

Agradecemos a Hiroshi Kiyonari pelo cuidado com os animais e por fornecer camundongos receptores na RIKEN BDR, bem como Hitomi Oga, Kayoko Nagasaka e Masaki Miyahashi pela gestão do laboratório na Universidade de Kobe. Os autores também apreciam muito o apoio contínuo a este trabalho. Masanori Miyanishi foi apoiado pela Sociedade Japonesa para a Promoção da Ciência (JSPS) KAKENHI Grant Numbers JP17K07407 e JP20H03268, The Mochida Memorial Foundation for Medical and Pharmaceutical Research, The Life Science Foundation of Japan, The Takeda Science Foundation, The Astellas Foundation for Research on Metabolic Disorders, e AMED-PRIME, AMED sob o número de concessão JP18gm6110020. Taro Sakamaki é suportado por JSPS KAKENHI Grant Numbers JP21K20669 e JP22K16334 e foi apoiado por o Programa Core-to-Core da JSPS e o Programa Associado de Pesquisa Júnior RIKEN. Katsuyuki Nishi foi apoiado pelo JSPS Grant Number KAKENHI JP18J13408.

Todos os experimentos com animais descritos foram aprovados pelo RIKEN Center for Biosystems Dynamics Research.
1. Pré-condicionamento dos camundongos receptores
<ol><li>Preparar camundongos machos C57BL/6 congênicos com idade entre 8-10 semanas de idade como camundongos receptores. O número de camundongos receptores depende do protocolo experimental. Normalmente, preparamos de 10 a 20 camundongos para cada condição.<ol><li>Alimentar os camundongos com água esterilizad...

<ol>
	<li>Weissman, I. L., Shizuru, J. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+origins+of+the+identification+and+isolation+of+hematopoietic+stem+cells,+and+their+capability+to+induce+donor-specific+transplantation+tolerance+and+treat+autoimmune+diseases.">The origins of the identification and isolation of hematopoietic stem cells, and their capability to induce donor-specific transplantation tolerance and treat autoimmune diseases.</a> Blood. 112 (9), 3543-3553 (2008).</li><li>Majeti, R., Park, C. Y., 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=Identification+of+a+hierarchy+of+multipotent+hematopoietic+progenitors+in+human+cord+blood.">Identification of a hierarchy of multipotent hematopoietic progenitors in human cord blood.</a> Cell Stem Cell. 1 (6), 635-645 (2007).</li><li>Spangrude, G. J., Heimfeld, S., 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=Purification+and+characterization+of+mouse+hematopoietic+stem+cells.">Purification and characterization of mouse hematopoietic stem cells.</a> Science. 241 (4861), 58-62 (1988).</li><li>Ogawa, M., 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=Expression+and+function+of+c-kit+in+hemopoietic+progenitor+cells.">Expression and function of c-kit in hemopoietic progenitor cells.</a> Journal of Experimental Medicine. 174 (1), 63-71 (1991).</li><li>Ikuta, K., 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=Evidence+that+hematopoietic+stem+cells+express+mouse+c-kit+but+do+not+depend+on+steel+factor+for+their+generation.">Evidence that hematopoietic stem cells express mouse c-kit but do not depend on steel factor for their generation.</a> Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 89 (4), 1502-1506 (1992).</li><li>Osawa, M., Hanada, K., Hamada, H., Nakauchi, H. <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+lymphohematopoietic+reconstitution+by+a+single+CD34-low/negative+hematopoietic+stem+cell.">Long-term lymphohematopoietic reconstitution by a single CD34-low/negative hematopoietic stem cell.</a> Science. 273 (5272), 242-245 (1996).</li><li>Christensen, J. L., 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=Flk-2+is+a+marker+in+hematopoietic+stem+cell+differentiation:+A+simple+method+to+isolate+long-term+stem+cells.">Flk-2 is a marker in hematopoietic stem cell differentiation: A simple method to isolate long-term stem cells.</a> Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 98 (25), 14541-14546 (2001).</li><li>Kiel, M. 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=SLAM+family+receptors+distinguish+hematopoietic+stem+and+progenitor+cells+and+reveal+endothelial+niches+for+stem+cells.">SLAM family receptors distinguish hematopoietic stem and progenitor cells and reveal endothelial niches for stem cells.</a> Cell. 121 (7), 1109-1121 (2005).</li><li>Morrison, S. 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=The+long-term+repopulating+subset+of+hematopoietic+stem+cells+is+deterministic+and+isolatable+by+phenotype.">The long-term repopulating subset of hematopoietic stem cells is deterministic and isolatable by phenotype.</a> Immunity. 1 (8), 661-673 (1994).</li><li>Spangrude, G. J., Brooks, D. M., Tumas, D. B. <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+repopulation+of+irradiated+mice+with+limiting+numbers+of+purified+hematopoietic+stem+cells:+In+vivo+expansion+of+stem+cell+phenotype+but+not+function.">Long-term repopulation of irradiated mice with limiting numbers of purified hematopoietic stem cells: In vivo expansion of stem cell phenotype but not function.</a> Blood. 85 (4), 1006-1016 (1995).</li><li>Dykstra, B., Olthof, S., Schreuder, J., Ritsema, M., de Haan, G. <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+reveals+multiple+functional+defects+of+aged+murine+hematopoietic+stem+cells.">Clonal analysis reveals multiple functional defects of aged murine hematopoietic stem cells.</a> Journal of Experimental Medicine. 208 (13), 2691-2703 (2011).</li><li>Grover, 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=Single-cell+RNA+sequencing+reveals+molecular+and+functional+platelet+bias+of+aged+haematopoietic+stem+cells.">Single-cell RNA sequencing reveals molecular and functional platelet bias of aged haematopoietic stem cells.</a> Nature Communications. 7, 11075 (2016).</li><li>Kataoka, K., 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=Evi1+is+essential+for+hematopoietic+stem+cell+self-renewal,+and+its+expression+marks+hematopoietic+cells+with+long-term+multilineage+repopulating+activity.">Evi1 is essential for hematopoietic stem cell self-renewal, and its expression marks hematopoietic cells with long-term multilineage repopulating activity.</a> Journal of Experimental Medicine. 208 (12), 2403-2416 (2011).</li><li>Gazit, 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=Fgd5+identifies+hematopoietic+stem+cells+in+the+murine+bone+marrow.">Fgd5 identifies hematopoietic stem cells in the murine bone marrow.</a> Journal of Experimental Medicine. 211 (7), 1315-1331 (2014).</li><li>Acar, M., 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=Deep+imaging+of+bone+marrow+shows+non-dividing+stem+cells+are+mainly+perisinusoidal.">Deep imaging of bone marrow shows non-dividing stem cells are mainly perisinusoidal.</a> Nature. 526 (7571), 126-130 (2015).</li><li>Chen, J. 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=Hoxb5+marks+long-term+haematopoietic+stem+cells+and+reveals+a+homogenous+perivascular+niche.">Hoxb5 marks long-term haematopoietic stem cells and reveals a homogenous perivascular niche.</a> Nature. 530 (7589), 223-227 (2016).</li><li>Ema, H., 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=Quantification+of+self-renewal+capacity+in+single+hematopoietic+stem+cells+from+normal+and+Lnk-deficient+mice.">Quantification of self-renewal capacity in single hematopoietic stem cells from normal and Lnk-deficient mice.</a> Developmental Cell. 8 (6), 907-914 (2005).</li><li>Morita, Y., Ema, H., Nakauchi, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Heterogeneity+and+hierarchy+within+the+most+primitive+hematopoietic+stem+cell+compartment.">Heterogeneity and hierarchy within the most primitive hematopoietic stem cell compartment.</a> Journal of Experimental Medicine. 207 (6), 1173-1182 (2010).</li><li>Yamamoto, 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=Clonal+analysis+unveils+self-renewing+lineage-restricted+progenitors+generated+directly+from+hematopoietic+stem+cells.">Clonal analysis unveils self-renewing lineage-restricted progenitors generated directly from hematopoietic stem cells.</a> Cell. 154 (5), 1112-1126 (2013).</li><li>Fathman, J. 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=Upregulation+of+CD11A+on+hematopoietic+stem+cells+denotes+the+loss+of+long-term+reconstitution+potential.">Upregulation of CD11A on hematopoietic stem cells denotes the loss of long-term reconstitution potential.</a> Stem Cell Reports. 3 (5), 707-715 (2014).</li><li>Oguro, H., Ding, L., Morrison, S. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=SLAM+family+markers+resolve+functionally+distinct+subpopulations+of+hematopoietic+stem+cells+and+multipotent+progenitors.">SLAM family markers resolve functionally distinct subpopulations of hematopoietic stem cells and multipotent progenitors.</a> Cell Stem Cell. 13 (1), 102-116 (2013).</li><li>Haas, S., Trumpp, A., Milsom, M. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Causes+and+consequences+of+hematopoietic+stem+cell+heterogeneity.">Causes and consequences of hematopoietic stem cell heterogeneity.</a> Cell Stem Cell. 22 (5), 627-638 (2018).</li><li>Schroeder, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Hematopoietic+stem+cell+heterogeneity:+Subtypes,+not+unpredictable+behavior.">Hematopoietic stem cell heterogeneity: Subtypes, not unpredictable behavior.</a> Cell Stem Cell. 6 (3), 203-207 (2010).</li><li>Muller-Sieburg, C. E., Sieburg, H. B., Bernitz, J. M., Cattarossi, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Stem+cell+heterogeneity:+Implications+for+aging+and+regenerative+medicine.">Stem cell heterogeneity: Implications for aging and regenerative medicine.</a> Blood. 119 (17), 3900-3907 (2012).</li><li>Duran-Struuck, R., Dysko, R. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Principles+of+bone+marrow+transplantation+(BMT):+Providing+optimal+veterinary+and+husbandry+care+to+irradiated+mice+in+BMT+studies.">Principles of bone marrow transplantation (BMT): Providing optimal veterinary and husbandry care to irradiated mice in BMT studies.</a> Journal of the American Association for Laboratory Animal Science. 48 (1), 11-22 (2009).</li><li>Nishi, K., 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=Identification+of+the+minimum+requirements+for+successful+haematopoietic+stem+cell+transplantation.">Identification of the minimum requirements for successful haematopoietic stem cell transplantation.</a> British Journal of Haematology. 196 (3), 711-723 (2022).</li><li>Sakamaki, T., 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=Hoxb5+defines+the+heterogeneity+of+self-renewal+capacity+in+the+hematopoietic+stem+cell+compartment.">Hoxb5 defines the heterogeneity of self-renewal capacity in the hematopoietic stem cell compartment.</a> Biochemical and Biophysical Research Communications. 539, 34-41 (2021).</li></ol>

Tradicionalmente, as CTHs definidas por marcadores de superfície celular têm sido preparadas para estudar as funções das CTHs, como a capacidade de autorrenovação e a multipotência19,20,21. Entretanto, a fração HSC imunofenotipicamente definida (Lineage−c-Kit+Sca-1+CD150+CD34−/loFlk2−) contém duas populações discretas de HSC: LT-HSCs e...

As células-tronco hematopoéticas (CTH), que possuem capacidade de autorrenovação e multipotência, residem no ápice da hierarquia hematopoética 1,2. Em 1988, Weissman e colaboradores demonstraram pela primeira vez que o isolamento de HSCs de camundongos poderia ser obtido usando citometria de fluxo3. Posteriormente, uma fração definida por uma combinação de marcadores de superfície celular, Lineage−c-Kit+Sca-1+CD150+CD34−/loFlk2−, foi relatada como contendo todas as CTHs em camundongos 4,5,6,7,8.
As HSCs imunofenotipicamente definidas (Linhagem−c-Kit+Sca-1+CD150+CD34−/lo Flk2−) (doravante, pHSCs) foram previamente consideradas funcionalmente homogêneas. No entanto, análises recentes de células únicas têm revelado que as pHSCs ainda exibem heterogeneidade em relação à sua capacidade de autorrenovação 9,10 e multipotência11,12. Especificamente, duas populações parecem existir na fração pHSC no que diz respeito à sua capacidade de autorrenovação: as células-tronco hematopoéticas de longa duração (CTH-LT), que têm capacidade de auto-renovação contínua, e as células-tronco hematopoéticas de curto prazo (CTH-ST), que têm capacidade de autorrenovação transitória 9,10.
Até o momento, os mecanismos moleculares da capacidade de auto-renovação que distinguem LT-HSCs e ST-HSCs permanecem pouco compreendidos. É crucial isolar ambas as populações celulares com base em suas capacidades de auto-renovação e descobrir mecanismos moleculares subjacentes. Vários sistemas repórteres também foram introduzidos para purificar LT-HSCs13,14,15; no entanto, a pureza LT-HSC definida por cada sistema repórter é variável, e a purificação exclusiva de LT-HSC não foi alcançada até o momento.
Portanto, o desenvolvimento de um sistema de isolamento para LT-HSCs e ST-HSCs acelerará as pesquisas sobre a capacidade de auto-renovação na fração pHSC. No isolamento de LT-HSCs e ST-HSCs, um estudo utilizando triagem em várias etapas e sem viés identificou um único gene, Hoxb5, que é heterogeneamente expresso na fração pHSC16. Além disso, a análise da medula óssea dos camundongos repórteres Hoxb5 revelou que aproximadamente 20%-25% da fração pHSC consiste de células Hoxb5 pos. Um ensaio competitivo de transplante usando pHSCs Hoxb5 pos e pHSCs Hoxb5 neg revelou que apenas as pHSCs Hoxb5pos possuem capacidade de auto-renovação de longo prazo, enquanto aspHSCs Hoxb5neg perdem sua capacidade de auto-renovação em um curto período, indicando que Hoxb5 identifica LT-HSCs na fraçãopHSC 16. 
Aqui, demonstramos um protocolo passo a passo para isolar LT-HSCs e ST-HSCs usando o sistema de relatório Hoxb5 . Além disso, apresentamos um ensaio competitivo de transplante para avaliar a capacidade de autorrenovação das pHSCs Hoxb5pos/neg (Figura 1). Este sistema de reporte Hoxb5 nos permite isolar prospectivamente LT-HSCs e ST-HSCs e contribui para o entendimento das características específicas de LT-HSC.

<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>0.2 mL Strip of 8 Tubes, Dome Cap</td>
			<td>SSIbio</td>
			<td>3230-00</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>0.5M EDTA pH 8.0</td>
			<td>Iinvtrogen</td>
			<td>AM9260G</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>100 &#181;m Cell Strainer</td>
			<td>Falcon</td>
			<td>352360</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>30G insulin syringe</td>
			<td>BD</td>
			<td>326668</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>40 &#181;m Cell Strainer</td>
			<td>Falcon</td>
			<td>352340</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>5 mL Round Bottom Polystyrene Test Tube, with Cell Strainer Snap Cap</td>
			<td>FALCON</td>
			<td>352235</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>7-AAD Viability Staining Solution</td>
			<td>BioLegend</td>
			<td>420404</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>96 well U-Bottom</td>
			<td>FALCON</td>
			<td>351177</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Anti-APC-MicroBeads</td>
			<td>Milteny biotec</td>
			<td>130-090-855</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Aspirator with trap flask</td>
			<td>Biosan</td>
			<td>FTA-1</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>B220-Alexa Fluor 700 (RA3-6B2)</td>
			<td>BioLegend</td>
			<td>103232</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>B220-Biotin (RA3-6B2)</td>
			<td>BioLegend</td>
			<td>103204</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>B220-BV786 (RA3-6B2)</td>
			<td>BD Biosciences</td>
			<td>563894</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>B6.CD45.1 congenic mice&#160;</td>
			<td>Sankyo Labo Service</td>
			<td>N/A</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Baytril 10%</td>
			<td>BAYER</td>
			<td>341106546</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>BD FACS Aria II special order system&#160;</td>
			<td>BD</td>
			<td>N/A</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Brilliant stain buffer</td>
			<td>BD</td>
			<td>566349</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>CD11b-Alexa Fluor 700 (M1/70)</td>
			<td>BioLegend</td>
			<td>101222</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>CD11b-Biotin (M1/70)</td>
			<td>BioLegend</td>
			<td>101204</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>CD11b-BUV395 (M1/70)</td>
			<td>BD Biosciences</td>
			<td>563553</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>CD11b-BV711 (M1/70)</td>
			<td>BD Biosciences</td>
			<td>563168</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>CD127-Alexa Fluor 700 (A7R34)</td>
			<td>Invitrogen</td>
			<td>56-1271-82</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>CD150-BV421 (TC15-12F12.2)</td>
			<td>BioLegend</td>
			<td>115943</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>CD16/CD32-Alexa Fluor 700 (93)</td>
			<td>Invitrogen</td>
			<td>56-0161-82</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>CD34-Alexa Fluor 647 (RAM34)</td>
			<td>BD Biosciences</td>
			<td>560230</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>CD34-FITC (RAM34)</td>
			<td>Invitrogen</td>
			<td>11034185</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>CD3-Alexa Fluor 700 (17A2)</td>
			<td>BioLegend</td>
			<td>100216</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>CD3&#949; -Biotin (145-2C11)</td>
			<td>BioLegend</td>
			<td>100304</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>CD3&#949; -BV421 (145-2C11)</td>
			<td>BioLegend</td>
			<td>100341</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>CD45.1/CD45.2 congenic mice</td>
			<td>N/A</td>
			<td>N/A</td>
			<td>Bred in our Laboratory</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>CD45.1-FITC (A20)</td>
			<td>BD Biosciences</td>
			<td>553775</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>CD45.2-PE (104)</td>
			<td>BD Biosciences</td>
			<td>560695</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>CD4-Alexa Fluor 700 (GK1.5)</td>
			<td>BioLegend</td>
			<td>100430</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>CD4-Biotin (GK1.5)</td>
			<td>BioLegend</td>
			<td>100404</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>CD8a-Alexa Fluor 700 (53-6.7)</td>
			<td>BioLegend</td>
			<td>100730</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>CD8a-Biotin (53-6.7)</td>
			<td>BioLegend</td>
			<td>100704</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Centrifuge Tube 15ml</td>
			<td>NICHIRYO</td>
			<td>00-ETS-CT-15</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Centrifuge Tube 50ml</td>
			<td>NICHIRYO</td>
			<td>00-ETS-CT-50</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>c-Kit-APC-eFluor780 (2B8)</td>
			<td>Invitrogen</td>
			<td>47117182</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>D-PBS (-) without Ca and Mg, liquid&#160;</td>
			<td>Nacalai</td>
			<td>14249-24</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Fetal Bovine Serum</td>
			<td>Thermo Fisher</td>
			<td>10270106</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Flk2-PerCP-eFluor710 (A2F10)</td>
			<td>eBioscience</td>
			<td>46135182</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>FlowJo version 10</td>
			<td>BD Biosciences&#160;</td>
			<td>https://www.flowjo.com/solutions/flowjo</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Gmmacell 40 Exactor</td>
			<td>Best theratronics</td>
			<td>N/A</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Gr-1-Alexa Fluor 700 (RB6-8C5)</td>
			<td>BioLegend</td>
			<td>108422</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Gr-1-Biotin (RB6-8C5)</td>
			<td>BioLegend</td>
			<td>108404</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Hoxb5-tri-mCherry mice (C57BL/6J background)&#160;</td>
			<td>N/A</td>
			<td>N/A</td>
			<td>Bred in our Laboratory</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>IgG from rat serum, technical grade, &#62;=80% (SDS-PAGE), buffered aqueous solution</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>I8015-100MG</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>isoflurane</td>
			<td>Pfizer</td>
			<td>4987-114-13340-3&#160;</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Kimwipes S200</td>
			<td>NIPPON PAPER CRECIA&#160;</td>
			<td>6-6689-01</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>LS Columns</td>
			<td>Milteny biotec</td>
			<td>130-042-401</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Lysis buffer&#160;</td>
			<td>BD</td>
			<td>555899</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>MACS&#160; MultiStand</td>
			<td>Milteny biotec</td>
			<td>130-042-303</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Microplate for Tissue Culture (For Adhesion Cell) 6Well</td>
			<td>IWAKI</td>
			<td>3810-006</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>MidiMACS Separator</td>
			<td>Milteny biotec</td>
			<td>130-042-302</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Mouse Pie Cages</td>
			<td>Natsume Seisakusho</td>
			<td>KN-331</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Multipurpose refrigerated Centrifuge</td>
			<td>TOMY</td>
			<td>EX-125</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>NARCOBIT-E (II)</td>
			<td>Natsume Seisakusho</td>
			<td>KN-1071-I</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>NK-1.1-PerCP-Cy5.5 (PK136)</td>
			<td>BioLegend</td>
			<td>108728</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Penicillin-Streptomycin Mixed Solution</td>
			<td>nacalai</td>
			<td>26253-84</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Porcelain Mortar &#966;120mm with Pestle</td>
			<td>Asone</td>
			<td>6-549-03</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Protein LoBind Tube 1.5 mL&#160;</td>
			<td>Eppendorf</td>
			<td>22431081</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sca-I-BUV395 (D7)</td>
			<td>BD Biosciences</td>
			<td>563990</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Stainless steel scalpel blade</td>
			<td>FastGene</td>
			<td>FG-B2010</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Streptavidin-BUV737</td>
			<td>BD Biosciences</td>
			<td>612775</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>SYTOX-red</td>
			<td>Invitrogen</td>
			<td>S34859</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Tailveiner Restrainer for Mice standard</td>
			<td>Braintree</td>
			<td>TV-150 STD</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>TCRb-BV421 (H57-597)</td>
			<td>BioLegend</td>
			<td>109230</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ter-119-Alexa Fluor 700 (TER-119)</td>
			<td>BioLegend</td>
			<td>116220</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ter-119-Biotin (TER-119)</td>
			<td>BioLegend</td>
			<td>116204</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Terumo 5ml Concentric Luer-Slip Syringe</td>
			<td>TERUMO</td>
			<td>SS-05LZ</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Terumo Hypodermic Needle 23G x 1</td>
			<td>TERUMO</td>
			<td>NN-2325-R</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

isolation method for long-term and short-term hematopoietic stem cells

A capacidade de autorrenovação e o potencial de diferenciação de múltiplas linhagens são geralmente considerados como as características definidoras das células-tronco hematopoéticas (CTH). No entanto, numerosos estudos têm sugerido que existe heterogeneidade funcional no compartimento das CTH. Análises recentes de célula única relataram clones de HSC com diferentes destinos celulares dentro do compartimento HSC, que são referidos como clones de HSC tendenciosos . Os mecanismos subjacentes aos resultados heterogêneos ou pouco reprodutíveis são pouco compreendidos, especialmente em relação ao tempo de auto-renovação quando frações purificadas de HSC são transplantadas por imunomarcação convencional. Portanto, estabelecer um método de isolamento reprodutível para HSCs de longa duração (CT-HSCs) e de curta duração (HSCs-ST), definido pelo tempo de sua auto-renovação, é crucial para superar essa questão. Usando triagem multi-etapa imparcial, identificamos um fator de transcrição, Hoxb5, que pode ser um marcador exclusivo de LT-HSCs no sistema hematopoiético de camundongos. Com base nesse achado, estabelecemos uma linhagem de camundongos repórteres Hoxb5 e isolamos com sucesso LT-HSCs e ST-HSCs. Aqui descrevemos um protocolo detalhado para o isolamento de LT-HSCs e ST-HSCs usando o sistema de repórteres Hoxb5 . Este método de isolamento ajudará os pesquisadores a entender melhor os mecanismos de auto-renovação e as bases biológicas para tal heterogeneidade no compartimento HSC.

Anteriormente, a capacidade de auto-renovação foi medida por meio de ensaios competitivos de transplante, nos quais acredita-se que as CTHs do doador retenham sua capacidade de auto-renovação apenas se forem observadas células de doadores de várias linhagens no sangue periférico do receptor17. Além disso, vários relatos definem LT-HSCs como células que continuam a produzir células do sangue periférico vários meses após o segundo transplante de medula óssea10,18</su...

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Isolation Method for Long-Term and Short-Term Hematopoietic Stem Cells (Video) | JoVE 

Apresentamos um protocolo passo a passo para o isolamento de células-tronco hematopoéticas de longa duração (CT-HSCs) e CTHs de curta duração (CTH-ST) utilizando o sistema repórter Hoxb5.

Método de Isolamento de Células-Tronco Hematopoéticas de Longa e Curta Duração

Self-renewal capacity and multi-lineage differentiation potential are generally regarded as the defining characteristics of hematopoietic stem cells ...

O método de isolamento de células-tronco hematopoéticas ou HSC de longo e curto prazo ajudará os pesquisadores a entender melhor os mecanismos de renovação celular e a base biológica da heterogeneidade no compartimento de CTH. Um fator de transcrição, Hoxb5, que pode ser um marcador exclusivo de HSCs de longa duração, foi identificado. Com base nisso, uma linhagem de camundongos Hoxb5-repórter foi estabelecida e as HSCs de longo e curto prazo foram isoladas com sucesso.Para iniciar a coleta das células da medula óssea do doador, esterilize uma argamassa e pilão com etanol 70% e deixe-os secar completamente. Equilibre aqueles com tampão de coloração celular composto por suplementos contendo PBS livre de cálcio e magnésio. Coloque os ossos isolados do camundongo Hoxb5-tri-mCherry macho doador na argamassa e adicione três mililitros do tampão de coloração celular.Escove os ossos abertos com o pilão, depois desagregue os aglomerados celulares por pipetagem suave e transfira a suspensão celular através de um filtro de células de 100 mícrons para um tubo de 50 mililitros. Repita o processo com um tampão de coloração celular fresco até que a solução fique límpida. Normalmente, repetir três vezes é suficiente para produzir uma solução clara.Depois de isolar os fêmures e tíbias do camundongo CD45.1.2 congênico, corte ambas as extremidades dos ossos com uma tesoura estéril afiada. Usando uma agulha de calibre 23 equipada com uma seringa de cinco mililitros preenchida com tampão de suspensão de células geladas, lave a medula óssea em uma placa de cultura de células estéril contendo tampão de suspensão celular. Desagregar os aglomerados celulares por pipetagem suave e, em seguida, filtrar a suspensão celular através de um filtro de células de 40 mícrons usando uma pipeta P1000.Para a configuração do confinamento, prepare a amostra seguindo as instruções fornecidas no texto e transfira 400 microlitros dela para um tubo de ensaio de poliestireno de fundo redondo com uma tampa de encaixe de filtro de células de 35 mícrons. Preparar e adicionar reagente de tensão de células mortas à amostra antes da análise, seguindo as instruções do fabricante. Em seguida, ligue o citômetro de fluxo e inicie o software de análise seguindo as instruções do fabricante.Em seguida, pressione Carregar para começar a adquirir os dados. Após a exclusão de duplos, células mortas e células positivas para linhagem, porta a linhagem negativa, a fração positiva para c-kit, Sca-1 positiva. Em seguida, libere a fração positiva para Flk2.Em seguida, portar pHSCs Hoxb5-positivo ou Hoxb5-negativo na fração CD150-positivo, CD34-negativo ou baixo. Em seguida, prepare um tubo de ligação de baixa proteína de 1,5 milímetro com 600 microlitros de PBS livre de cálcio e magnésio, suplementado com FBS inativado pelo calor a 10%. Para realizar a classificação de pHSC Hoxb5-positivo ou Hoxb5-negativo, ajuste o tubo de ligação de baixa proteína de 1,5 mililitro preparado em um dispositivo de coleta de classificação e classifique as pHSCs Hoxb5-positivas ou Hoxb5-negativas no tubo usando a estratégia de gating mencionada anteriormente.Na primeira classificação, use o rendimento do modo de precisão de classificação. Ajuste a placa de 96 poços com as células de suporte previamente preparadas no estágio da unidade de deposição de células automatizada. Em seguida, ajuste o tubo de ligação de 1,5 mililitro de baixa proteína para a porta de carregamento do citômetro de fluxo.Classificar as pHSCs Hoxb5-positivas ou Hoxb5-negativas na placa de 96 poços com as células de suporte usando a estratégia de gating mencionada anteriormente. Classifique 10 pHSCs Hoxb5-positivos ou Hoxb5-negativos para testar suas capacidades de auto-renovação. Os gráficos de citometria de fluxo da análise da medula óssea dos camundongos doadores Hoxb5-tri-mCherry revelaram que aproximadamente 20 a 25% das células da fração pHSC definida por pHSCs positivas para linhagem-negativa, c-kit-positiva, Sca-1-positiva, CD150-positiva, CD34-negativa ou baixa, Flk2-negativa foram pHSCs Hoxb5-positivas.Aqui são mostrados os gráficos representativos de citometria de fluxo da análise do sangue periférico dos camundongos receptores. Além disso, a análise do sangue periférico dos camundongos receptores após o transplante primário revelou que, embora as pHSCs Hoxb5-positivas e Hoxb5-negativas apresentassem quimerismo semelhante do doador quatro semanas após o transplante, hematopoiese contínua foi observada apenas nos receptores de pHSC Hoxb5-positivos. As HSCs Hoxb5-negativas começaram a perder a capacidade de produzir células hematopoéticas oito semanas após o transplante.Na análise do transplante secundário, apenas os receptores de pHSC Hoxb5-positivos apresentaram hematopoese robusta. Em contraste, células doadoras foram pouco observadas nos camundongos receptores de pHSC Hoxb5-negativos, sugerindo que pHSCs Hoxb5-negativos perderam a capacidade de autorrenovação dentro de 16 semanas após o transplante primário. Esse protocolo geralmente leva de nove a 12 horas, por isso é importante manter a amostra a quatro graus Celsius durante todo o procedimento o máximo possível para manter a viabilidade celular.

Research

JoVE Journal

Biology

Isolation Method for Long-Term and Short-Term Hematopoietic Stem Cells

Long-term Imaging Mammalian Cells using Wide-Field Microscopy

Long-term Imaging Mammalian Cells using Wide-Field Microscopy (Video) | JoVE 

Longo prazo células de mamíferos utilizando imagens do Largo-Campo Microscopia

Biologia

Isolation and Transplantation of Hematopoietic Stem Cells (HSCs)

Isolation and Transplantation of Hematopoietic Stem Cells (HSCs) (Video) | JoVE 

Isolamento e Transplante de Células-Tronco Hematopoéticas (HSCs)

Derivation of Hematopoietic Stem Cells from Murine Embryonic Stem Cells

Derivation of Hematopoietic Stem Cells from Murine Embryonic Stem Cells (Video) | JoVE 

Derivação de Células-Tronco Hematopoéticas murino de Células-Tronco Embrionárias

A stem cell is defined as a cell with the capacity to both self-renew and generate multiple differentiated progeny.  Embryonic stem cells (ESC) are ...

Isolation and Analysis of Hematopoietic Stem Cells from the Placenta

Isolation and Analysis of Hematopoietic Stem Cells from the Placenta (Video) | JoVE 

Isolamento e Análise de Células-Tronco Hematopoéticas da 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. ...

Isolation of Early Hematopoietic Stem Cells from Murine Yolk Sac and AGM

Isolation of Early Hematopoietic Stem Cells from Murine Yolk Sac and AGM (Video) | JoVE 

Isolamento de Células-Tronco Hematopoéticas início de murino saco vitelino e AGM

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

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

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Lentivirus mediada Durante Knockdown Ex Vivo Eritropoese de Células-Tronco Hematopoéticas

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

Phenotypic Analysis and Isolation of Murine Hematopoietic Stem Cells and Lineage-committed Progenitors

Phenotypic Analysis and Isolation of Murine Hematopoietic Stem Cells and Lineage-committed Progenitors (Video) | JoVE 

Análise fenotípica e Isolamento de Células-Tronco Hematopoéticas Murino e Lineage comprometidos Progenitores

The bone marrow is the principal site where HSCs and more mature blood cells lineage progenitors reside and differentiate in an adult organism. HSCs ...

Long-term Lethal Toxicity Test with the Crustacean Artemia franciscana

Long-term Lethal Toxicity Test with the Crustacean Artemia franciscana (Video) | JoVE 

A longo prazo de Teste de toxicidade letal com o crustáceo Artemia franciscana</em

Our research activities target the use of biological methods for the evaluation of environmental quality, with particular reference to saltwater/brackish ...

Serial Enrichment of Spermatogonial Stem and Progenitor Cells (SSCs) in Culture for Derivation of Long-term Adult Mouse SSC Lines

Serial Enrichment of Spermatogonial Stem and Progenitor Cells (SSCs) in Culture for Derivation of Long-term Adult Mouse SSC Lines (Video) | JoVE 

Enriquecimento de série-tronco de esperma e células progenitoras (SSC) em Cultura para Derivação de longo prazo Adultos Linhas rato SSC

Spermatogonial stem and progenitor cells (SSCs) of the testis represent a classic example of adult mammalian stem cells and preserve fertility for nearly ...