Method Article
אוכלוסיה מאוד טהור של megakaryocytes ניתן להשיג כבל דם-derived CD34+ תאים. שיטה CD34+ בידוד תאית התמיינות מגקריוציט מתואר כאן.
ייצור טסיות מתרחשת בעיקר במח העצם על תהליך המכונה thrombopoiesis. במהלך thrombopoiesis, להבדיל hematopoietic ובתאים כדי מבשרי טסיות טופס שנקרא megakaryocytes, אשר להבדיל סופני לשחרר טסיות דם מן התהליכים זמן cytoplasmic כינה proplatelets. Megakaryocytes הם נדירים תאים מוגבל במח העצם, ולכן הם קשים לקצור או מספיקים לשימוש מעבדה. ייצור יעיל של megakaryocytes האנושית יכולה להיות מושגת במבחנה מאת culturing CD34+ תאים בתנאים מתאימים. פרוטוקול מפורט כאן מתאר בידוד של CD34+ תאים על-ידי תא מגנטי מיון של דגימות דם חבל הטבור. מתוארים הצעדים הדרושים כדי לייצר megakaryocytes מאוד טהור, בוגרת בתנאים ללא סרום. הפרטים של ניתוח פנוטיפי של בידול מגקריוציט והנחישות של היווצרות proplatelet וייצור טסיות הינם גם מסופקים. ניתן להוסיף effectors המשפיעים על בידול מגקריוציט ו/או היווצרות proplatelet, כגון נוגדנים נגד טסיות או מימטיקה thrombopoietin, תאים בתרבית לבחון תפקוד ביולוגי.
בידוד של מספרים נאותה של ראשי megakaryocytes האנושית (ח"כ) לשימוש מעבדה רגיל הוא לא ריאלי עקב שלהם בתדר נמוך במח העצם, שבו הם מהווים ~0.01% של תאים nucleated1. חלופה נוחה היא הרחבה שמחוץ הבידול של גזע hematopoietic, ובתאים בנוכחות גורמי גדילה ספציפי. מספר של ציטוקינים כולל גורם לתאי גזע (SCF; ליגנד c-kit), אינטרלויקין (IL)-3 ו- IL-11 היו מועסקים במערכות תרבות לייצר מק ש. Thrombopoietin (TPO) היא הגורם היעיל ביותר בהתפתחותם עבור תרבויות megakaryocytic הוא יעיל לבד או עם אחרים ציטוקינים, כגון SCF ו- IL-32. TPO יכול לפעול על תאי גזע אוכלוסיות את התוצאה התפשטות וגם ההבשלה של חברי כנסת2.
ח"כ טסיות התוצרת מן בליטות cytoplasmic שנקרא proplatelets, אין ויוו, כ עונה 1 פרק 1011 טסיות הם יצרו מדי יום כדי לקיים את ספירת טסיות של 150-400 x 109/L. טסיות ייצור במבחנה הוא עד 1000 -מקפלים נמוך יותר מאשר ה- ויוו הערכות3, זה נתן עלייה לתנאים תרבות רבים באמצעות CD34+ ובתאים hematopoietic כדי לשפר את ח"כ, טסיות ייצור במבחנה. המקור הראשוני של CD34+ התאים המשמש ח"כ בידול היה דם היקפיים אנושי4. מקורות תא אחרים כוללים את מח העצם5,6, עובריים תאי גזע/המושרה pluripotent תאי גזע (ESC/iPSC)7הטבור דם (UCB)8,9,10 . מח עצם האדם CD34+ 11 ו העכבר שושלת היוחסין שלילי מח עצם תאים5 התוצרת ח"כ ולבנים וטסיות דם בתוך חוץ גופית; ובכל זאת, חוסר זמינות של מח עצם האדם מגביל את השימוש בו כמקור CD34+ תאים. לעומת זאת, ESC, iPSC מייצגים מקור מוגבל של תאים עבור ייצור טסיות במבחנה . טסיות ייצור של תאים אלה דורש מזין תאים תאים OP9 מאתר ו תקופות ארוכות יותר של תרבות. טסיות נגזר בתנאים ללא מזין להיראות פחות פונקציונלי12. טסיות נגזר iPSC נוטים להיות השימוש בהגדרות קליני מאז הם ניתן להרחיב בקנה מידה גדול. תהליך זה דורש lentiviral בתיווך התמרה חושית של גורמי שעתוק, תא לטווח ארוך תרבות13.
UCB הוא מקור נגיש של CD34+ התאים יכולה בקלות לשמש מחקר הגדרות. TPO לבד יכול לקדם את הבידול של כבל דם-derived CD34+ תאים וזה מעורר חברי כנסת מאוד טהור, בוגר ללא צורך תוספי סרום או תרבות משותפת עם מזין תאים. ציטוקינים אחרים כגון SCF עשויה להקטין בידול מ- UCB CD34+ תאים, בעוד ליגנד Flt-3 ו- IL-11 לקדם את הייצור של ילדותי megakaryocytes14. פרוטוקול זה מתאר את הייצור של תרבויות ח"כ מאוד טהור של דם טבורי CD34+ תאים בתנאים ללא סרום.
פרוטוקול זה אושר על ידי דרום מזרח סידני האנושי מחקר ועדת האתיקה, שאושררה על-ידי ועדת האתיקה של המחקר האנושי של האוניברסיטה של ניו סאות וויילס. דם טבורי שהושג מתורמים בריאים סופק על ידי סידני בנק דם טבורי (NSW, סידני, אוסטרליה). כרכים של 100 מ ל שימשו עבור הליך זה.
הערה: עבודה ב- cabinet באמצעות הטכניקה aseptic Class II אבטחה. Decontaminate החיצוני של שקית הדם טבורי עם 70% אתנול. להשתמש בכלים סטריליים (מספריים, פינצטה) עבור הליך זה.
1. כבל תאי הדם הכנה ובידוד של CD34 תאים+
2. טוהר הסימון של CD34 מבודד התאים+
3. מגקריוציט בידול
4. proplatelet סופרים, ספירת טסיות, והפעלה טסיות
פרוטוקול זה מאפשר הכנת תרבויות ח"כ הטהור מאד מכבל דם-derived CD34+ תאים. האחוז של CD34+ תאים כבל דם הוא כ 1.3%15 (איור 1 א') ואת המספר הכולל של תאי תאי (שלב 1.8) נע בין 90-300 x 106 ליחידה UCB. טוהר CD34 + CD45 + תאים לאחר בידוד נעה בין 90 ל 99% (איור 1B). ח"כ (כהגדרתו CD41+ תאים) הם נצפו בתחילת CD34 ללא סרום+ תא תרבויות בנוכחות rhTPO. יום 7, האחוז של מבוגרים ח"כ (CD41+ , CD42a+ תאים) בדרך כלל 30-40% (איור 1C). הרמות הגבוהות ביותר של CD41+ , CD42a+ תאים חיובית כפולה (90-99%) הם נצפו בין ימים 10 ו- 12 של בידול (איור 1C). ההשתנות נצפתה תלוי בעיקר על מקור דם טבורי על טוהר CD34+/CD45+ תאים מבודדים בשלב 1.17. התשואה של ח"כ בוגרת על יום 10 נע בין 5-10 לכל קלט CD34+ תא. בוגר MK (CD41+/CD42b+) נצפתה תחת פלורסנט מיקרוסקופ מוצגות באיור איור 2A. ח"כ בתרבית מופיעים תאים גדולים, בדרך כלל multinucleated (איור 2 א, ראשי חץ). תוכן פרטנית של ח"כ נקבע על ידי vWf (ירוק) CD62p (p-בחירת שמלות, אדום) צביעת (איור 2B). התפלגות פלואידיות שנצפתה הח"כים בתרבית מוצג באיור 2C.
Proplatelets הם סיבים ארוכים, חרוזים או חוטים שבולטים מן הגוף MK. Proplatelets יכול להיות מיקרומטר מאות במספר רב16 ומכילים סניפים ואזורים נפוחה. מאפיין proplatelet מניבי ח"כ מודגם ב איור דו-ממדי. האחוז של ח"כ מניבי proplatelet (pbMK) היה 1.3 ± 0.17%.
טסיות הדם יכול להיות מנותח וספרתי כמפורט בפרוטוקול. כפי שמוצג באיור 3B, טסיות לרוב בתרבות תא supernatant נופלים בתוך השער אנליטית של טסיות דם היקפיים, הן חיובית עבור דה מרקר טסיות CD41 (איור 3B). התשואה טסיות מטווחי זו שיטה בין 19 ל 42 טסיות לכל קרונית דחיפה קלה טסיות הדם המיוצר בתרבות יכול להיות מופעל על ידי טסית דם אגוניסטים כגון ADP כפי שנקבע על ידי קשירה מוגברת של נוגדנים חד שבטיים PAC1 הפעלה ספציפית (איור 3C) .
איור 1: Flow cytometry חלקות CD34+ תא בידוד ובידול ח"כ בתרבות. (א) תאי תאי (מגודרת כפי שמוצג בחלונית השמאלית) מכל דם טבורי אנושי (שלב 1.8) היו מוכתמים נוגדן anti-CD34-PE כדי לקבוע את אחוז CD34+ תאים המדגם (1.3%, לוח נכון). (B) לאחר הפרידה, השבר חיובי (שלב 1.17) היה מוכתם עם נוגדנים PerCP anti-CD34-PE ו- anti-CD45. CD34 מועשר+ האוכלוסייה יציין את הדמות (98.1%, לוח נכון, הרביע הימני העליון). (ג) אנליזה פנוטיפי של ח"כ הבדיל במבחנה מתאי CD34 + 7 ימים או 11 ימים היו מוכתמים נוגדנים anti-CD41 ו- anti-CD42a. ח"כ בוגרת הם חיוביים עבור שני CD41+ , CD42a+ (הרביע הימני העליון). אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של הדמות הזאת.
איור 2: ח"כ מכתים פלואידיות, היווצרות proplatelet במבחנה. תמונות פלורסנט (A) של ח"כ היום ה-11 מוכתם anti-CD41-PE ו- CD42b-APC נוגדנים. הגרעינים היו מוכתמים דאפי. ראש חץ צהוב מציין רב הגרעין MKs. סולם בר, 30 מיקרומטר. (B) פלורסנט תמונות של ח"כ יום 14 מוכתם אנטי-vWf (ירוק), אנטי CD62p (אדום), נוגדנים anti-CD42b-APC (מגנטה). הגרעינים היו מוכתמים דאפי. סרגל קנה מידה, אסטרטגיה המגביל נציג 15 מיקרומטר (C), מציג את התפלגות פלואידיות של CD41+ אירועים. הגרף (החלונית התחתונה) מציג את התפלגות התצפיות של מחלקות פלואידיות (n = 4), קווי שגיאה, SD. (ד) המבנה האופייני של ח"כ proplatelet מניבי מוצג. ח"כ הגוף שמציין החץ. התהליכים זמן cytoplasmic הארכת מ- MK (proplatelets) מסומנים באמצעות ראשי חץ. זה עשוי להיות לא ברור בכמה אזורים/שדות בתצוגת אם ח כ אחד או שניים מניבות הרחבות proplatelet אלה. זה צריך לספור אחד מניבי proplatelet קרונית דחיפה קלה מתמונות שצולמו בעזרת מיקרוסקופ הפוכה, המטרה X 10. סולם בר, 50 מיקרומטר. אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של הדמות הזאת.
איור 3: שפע של טסיות המיוצר הפעלה במבחנה , טסיות. (א) אדם טסיות הדם של טסיות דם עשיר פלזמה שימשו כדי להגדיר את השער אנליטי באמצעות יומן סרגל עבור פיזור קדימה ואת הצד (החלונית הימנית). החלונית ' נכון ' מראה התאים מתרבויות MK. טסיות הדם המיוצר במבחנה שנצפו בשער אנליטי שהוגדרו עבור טסיות דם אנושי. תאים וחרוזים הספירה הם הצביעו על הדמות. Plt, טסיות טסיות (B) המיוצר במבחנה היו מוכתמים נוגדן anti-CD41. טסיות דם אנושי של טסיות דם עשיר פלזמה שימשו כדי להגדיר את השער אנליטי באמצעות סולם יומן עבור forward ופיזור בצד, כדי להשוות את הפרופיל בתוך השער CD41-FITC. C-FITC, FITC isotype לשלוט טסיות (ג) הפעלת בעקבות טיפול על ידי ADP ריכוז סופי של 20 מיקרומטר. האנושי טסיות הדם של טסיות דם עשיר פלזמה שימשו השליטה (לוחות העליון). טסיות הדם המיוצר בתרבות מוצגים לוחות נמוכה יותר. עקדת PAC1 נוגדנים מציין הפעלת טסיות. C-FITC, FITC isotype שליטה. אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של הדמות הזאת.
הפרוטוקול המתואר כאן מתאימה לייצור עקבית של ח"כ ולבנים וטסיות דם בתרבות של דם טבורי. תאים אלה ניתן ללמוד תהליכים שונים כגון ההשפעה של תרופות או פעילויות ביולוגיות על ח כ התפשטות, בידול, היווצרות proplatelet וייצור טסיות.
מגוון רחב של שילובים ציטוקין ומדיה תרבות הוצגו בספרות. תוספת של ציטוקינים כגון גורם לתאי גזע, Flt 3 ליגנד, IL-3 ו- IL-6 תומך CD34+ תא התפשטות. עם זאת, התרחבות זו התוצאה טוהר ח"כ מופחת ב תרבות14. השיטה המוצגת כאן, באמצעות מדיה ללא סרום rhTPO לבד, אינו מאפשר הרחבה משמעותית של ובתאים, אבל מאפשר התפשטות megakaryocytic unilineage, בידול וייצור עקבית של ח"כ (90-99% CD41+ תאים חיובי זוגי CD42a+ ) ללא זיהום של שושלות אחרות. תקופת תרבות של ח"כ היווצרות הוא 10 עד 12 ימים ללא צורך לתמוך סטרומה או מזין תאים. זה משווה לטובה עם שיטות אחרות הדורשות יותר תרבות תקופות (יותר מ-20 יום)17,18. התשואה טסית דם מן הפרוטוקול הנוכחי הוא 19-42 טסיות לכל ח כ או עד 420 טסיות לכל קלט CD34+ תא. התוצאה ברוב הפרוטוקולים טסיות נמוכה התשואות18,19.
למרות תשואה גבוהה יחסית לשיטות אחרות, מקורות גדולות של תאי CD34 נחוצים כדי לייצר מספיק מספרים של טסיות לשימוש טיפולית. ח"כ דם טבורי בוגר בשיעור נמוך, הם בדרך כלל קטנים יותר (של מחלקות פלואידיות התחתון), הפחיתו טסיות ייצור בקיבולת20. למרות זאת, UCB טריים הוא בדרך כלל משאב נגיש יותר ומייצג זה יתרון משמעותי עבור חוקרים. שיטות אחרות יכול לייצר תשואות גבוהות של ח"כ, טסיות דם עם מטרות טיפוליות היו גם תיאר13,17.
ישנם כמה מקורות של השתנות לשקול: A) איכות של יחידת דם טבורי. רק דם טבורי שנאסף בתוך 24 שעות צריך לשמש כמקור CD34+ תאים. גם צריך להיות מושלך כבל יחידות המכיל קרישי דם.. B) באחוזים CD34+ תאי השבר תאים תאי (שלב 1.8): שימוש תא תאי שברים עם פחות מ 0.3% CD34+ תאים עלול לגרום תשואות נמוכות של טוהר נמוכה יחסית CD34+ תאים. תאים אלה אינן מומלצות עבור ח"כ בידול. זה חיוני כדי לאפשר ניקוז נוזלי בכוח הכבידה בלבד (למשל, צעדים 1.13, 1.14, 1.16). במקרה של חסימה עמודה, מומלץ להסיר את העמודה של המגנט, לדחוף את התאים בעדינות עם הבוכנה מזרק לתוך צינור של רענן על עמודה חדשה equilibrated.
מספר תנאים משפיעים על מספר טסיות דם ותפקוד. תרומבוציטופניה מתייחס התדרדרות במספרים טסית דם יכול להוביל לדימום פנימי וחיצוני. חיסון מצבים כגון מערכת החיסון תרומבוציטופניה (ITP) תחת השפעת סמים תרומבוציטופניה (DITP) הם גורמים ידועים תרומבוציטופניה21,22. מחלות מערכת החיסון אחרות כמו זאבת, דלקת מפרקים שגרונית יכול להיות גם השפעות מזיקות על טסיות. Non-החיסון גורם של טרומבוציטופניה כוללים טיפול בסרטן, טראומה, זיהומים, מח עצם כישלון, ואת הניתוח. עקב ניצול גבוה של טסיות דם על ידי מטופלים שעברו טיפול כימותרפי או קבלה של השתלת תא גזע, עירוי טסיות עלה בהתמדה במהלך העשורים האחרונים. ח"כ ומחקר טסיות יסייע ללא ספק בפיתוח של ייצור טסיות בקנה מידה גדול עבור יישומים קליניים. זמינות של במבחנה המיוצר פונקציונלי טסיות למנוע מחסורים טסיות ולאפשר עירויי טסיות לתוך חולים עקשן. ח"כ בידול טסיות ייצור במבחנה הם כלים למידה והבנה של מצבים פתולוגיים והן את המנגנונים הפיזיולוגיים להוביל היווצרות טסיות דם.
המחברים אין לחשוף.
המחברים להכיר את התמיכה של בריאות אוסטרלי המועצה למחקר רפואי (פרויקט גרנט 1012409 קשורה BHC).
Name | Company | Catalog Number | Comments |
Cell Culture Reagents | |||
Recombinant Human TPO | Miltenyi Biotec | 130-094-013 | |
StemSpan SFEM II | Stem Cell Technologies | 9605 | Serum-free media for CD34+ cells |
Name | Company | Catalog Number | Comments |
CD34 Isolation Reagents | |||
CD34 MicroBead kit ultrapure | Miltenyi Biotec | 130-100-453 | This kit includes the FcR human IgG blocking reagent and CD34 microbeads. These beads contain the anti-CD34 antibody clone QBEND/10. Use a different anti-CD34 clone for purity check (e.g. clone 8G12). |
Lymphoprep | Alere Technologies | 1114545 | Lymphocyte separation media (density 1.077 g/mL) |
Sterile separation buffer (SB) | Miltenyi Biotec | 130-091-221 | This buffer contains phosphate buffered saline (PBS), pH 7.2 containing 0.5% bovine serum albumin and 2 mM EDTA. It can be prepared using sterile, cell culture grade components. De-gas before use because air bubbles can block the column. |
Name | Company | Catalog Number | Comments |
Flow Cytometry and Cell Staining Reagents | |||
PE Mouse anti-Human CD34 | BD Biosciences | 340669 | Clone 8G12. This can be used for CD34 purity check. Final antibody concentration 1:10 dilution. |
PerCP mouse anti-human CD45 | BD Biosciences | 347464 | 1:10 dilution |
PerCP isotype control | BD Biosciences | 349044 | 1:10 dilution |
FITC Mouse anti-Human CD41a | BD Biosciences | 340929 | Final antibody concentration 1:5 dilution. |
APC Mouse anti-Human CD42b | BD Biosciences | 551061 | This antibody can also be used to detect mature MK (the percentage of positive cells in usually lower than with anti CD42a). Final antibody concentration 1:10 dilution. |
Alexa Fluor 647 Mouse anti-Human CD42a | AbD Serotec | MCA1227A647T | Currently distributed by Bio-Rad. Final antibody concentration 1:10 dilution. |
Alexa Fluor 647 Mouse Negative Control | AbD Serotec | MCA928A647 | Currently distributed by Bio-Rad. Isotype control antibody |
Anti von Willebrand factor rabbit polyclonal | Abcam | AB6994 | 1:200 dilution |
V450 mouse anti-humna CD41a | BD Biosciences | 58425 | 1: 20 dilution |
V450 isotype control | BD Biosciences | 580373 | 1:20 dilution |
PAC1-FITC antibody | BD Biosciences | 340507 | 1:10 dilution |
Anti CD62p mouse monoclonal | Abcam | AB6632 | 1:200 dilution |
Alexa Fluor 488 goat anti rabbit IgG | Invitrogen | A11008 | 1:100 dilution |
Alexa Fluor 594 goat anti mouse IgG | Invitrogen | A11020 | 1:100 dilution |
Ig Isotype Control cocktail-C | BD Biosciences | 558659 | Isotype control antibody |
Propidium iodide | Sigma Aldrich | P4864 | |
CountBright Absolute Counting Beads | Molecular Probes, Invitrogen | C36950 | Counting beads |
Name | Company | Catalog Number | Comments |
Materials | |||
LS columns | Miltenyi Biotec | 130-042-401 | Smaller and larger columns are also commercially available |
MidiMACS Separator magnet | Miltenyi Biotec | 130-042-302 | |
MACS MultiStand | Miltenyi Biotec | 130-042-303 | |
Falcon 5mL round bottom polypropylene FACS tubes, with Snap Cap, Sterile | In Vitro technologies | 352063 | |
Glass slides | Menzel-Glaser | J3800AMNZ | |
Mounting media with DAPI | Vector Laboratories | H-1200 | Antifade mounting medium with DAPI |
Name | Company | Catalog Number | Comments |
Equipment | |||
Inverted microscope | Leica | DMIRB inverted microscope | |
Fluorescent microscope | Zeiss | Vert.A1 | |
Cell analyser | BD Biosciences | FACS Canto II | |
Cytospin centrifuge | ThermoScientific | Cytospin 4 | |
Name | Company | Catalog Number | Comments |
Software | |||
Cell analyser software | BD Biosciences | FACS Diva Software | |
Single cell analysis software | Tree Star | FlowJo | |
Fluorescent microscope software | Zeiss | Zen 2 blue edition |
Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article
Request PermissionThis article has been published
Video Coming Soon
Copyright © 2025 MyJoVE Corporation. All rights reserved