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매우 순수한 인구의 없으며 코드에서 얻어질 수 있다 혈액 유래 CD34+ 세포. CD34 방법+ 셀 고립과 megakaryocyte 차별화는 여기에 설명 된.
혈소판 생산 thrombopoiesis로 알려진 프로세스에서 골 수에서 주로 발생 합니다. Thrombopoiesis, 동안 조 혈 조상 세포 형태 혈소판 선구자 라는 없으며, 말기 출시 되 나 proplatelets 긴 세포질 프로세스에서 혈소판 분화를 구분 합니다. 없으며 희귀 세포 골 수에 국한 되며 따라서 실험실 사용을 위해 충분 한 숫자에 수확 하기가. 인간의 없으며의 효율적인 생산 수 달성 생체 외에서 CD34 경작+ 적당 한 조건 하에서 세포. 여기서 설명 하는 프로토콜 CD34의 격리에 설명 합니다+ 탯 줄 혈액 샘플에서 정렬 하는 자기 셀에 의해 세포. 매우 순수 하 고, 성숙한 없으며 혈 청 무료 조건 하에서 생산 하는 필요한 단계를 설명 합니다. Megakaryocyte 차별화의 phenotypic 분석 및 proplatelet 형성 및 혈소판 생산의 결정도 제공 됩니다. 이펙터 megakaryocyte 차별화 및 항 혈소판 항 체 등 thrombopoietin mimetics proplatelet 형성에 영향을 주는 생물 학적 기능 검사 경작된 한 세포에 추가할 수 있습니다.
일반 실험실 사용에 대 한 기본 인간의 없으며 (MK)의 충분 한 숫자의 절연은 ~0.01% nucleated 세포1의 담당 그들은 골 수에서 낮은 주파수로 인해 가능 합니다. 편리한 대안 ex vivo 확장 및 조 혈 줄기와 조상 세포 특정 성장 요인의 존재의 차별화 이다. Megakaryocytic 문화에 대 한 가장 효과적인 성장과 차별화 요소는 MKs. Thrombopoietin (TPO) 생산 문화 시스템에서 고용 cytokines 줄기 세포 요소 (SCF; c-kit ligand), IL-11 및 인터 루 킨 (IL)-3 등의 숫자 되었습니다. 혼자 또는 다른 cytokines, SCF 및 IL-32등 효과적 이다. TPO 확산 MKs2의 성숙에 결과 줄기 세포 인구에 작동할 수 있다.
Proplatelets 라는 세포질 돌출부에서 MK 생산 혈소판, vivo에서, 약 1 x 1011 혈소판은 최대 1000는 150-400 x 109/L. 혈소판 생산에서 생체 외에서 혈소판 수를 유지 하기 위해 매일 형성 -배는 vivo에서 견적3, 그리고이 에겐 CD34를 사용 하 여 여러 문화 조건 보다 낮은+ MK와 혈소판 생산에서 체 외에서개선 하기 위해 조 혈 조상 세포. CD34의 초기 소스+ 세포 MK 차별화 사용 했다 인간 주변 혈액4. 다른 셀 소스 등이 골5,6, 배아 줄기 세포/유도 만능 줄기 세포 (ESC/iPSC)7, 탯 줄 혈액 (UCB)8,9,10 . 인간의 골 CD34+ 11 와 마우스 리니지 부정적인 골 수 세포5 생산 MK와 혈소판 시험관; 인간의 골의 가용성의 부족 CD34의 근원으로 그것의 사용을 제한 하는 그럼에도 불구 하 고,+ 세포. 대조적으로, ESC, iPSC 생체 외에서 혈소판 생산을 위한 세포의 무제한 소스를 나타냅니다. 이 세포에서 혈소판 생산 murine OP9 셀 등 오랜 문화 피더 세포를 필요합니다. 급지대 무료 조건에서 파생 된 혈소판 기능 덜12나타납니다. iPSC 파생 혈소판 때문에 그들은 큰 규모로 확장 될 수 있다 임상 설정에 사용 될 가능성이 있다. 이 프로세스에서는 녹음 방송 요인과 장기 세포 문화13lentiviral 중재 변환 합니다.
UCB는 CD34의 액세스할 수 있는 소스+ 세포에 쉽게 사용할 수 있는 설정 연구. TPO 혼자 코드의 차별화를 홍보할 수 있는 혈액 유래 CD34+ 세포와이 생겨나게 혈 청 보충 또는 급지대 셀과 공동 문화에 대 한 필요 없이 매우 순수 하 고, 성숙한 MKs. 다른 cytokines SCF UCB CD34에서 차별화를 저하 될 수 있습니다와 같은+ 세포, Flt 3 ligand 그리고 IL-11 미 숙 없으며14의 생산을 촉진 하는 동안. 이 프로토콜에 설명 합니다 매우 순수한 MK 문화 코드 혈액 CD34에서에서+ 의 생산 세럼 무료 조건에서 세포.
이 프로토콜 남쪽 동부 쪽 시드니 인간의 연구 윤리 위원회에 의해 승인 하 고 대학의 뉴 사우스 웨일즈의 인간 연구 윤리 위원회에 의해 비준 되었다. 탯 줄 혈액 건강 한 기증자 로부터 얻은 의해 시드니 코드 혈액 은행 (시드니, NSW, 호주)를 제공 했다. 볼륨 약 100 mL의이 절차를 위해 사용 되었다.
참고: 클래스 II biosafety 무 균 기술을 사용 하 여 캐비닛에서 작동 합니다. 70% 에탄올과 코드 혈액 주머니의 외부 오염을 (가 위, 핀셋) 불 임 악기를 사용 하 여이 절차에 대 한.
1. 탯 줄 혈액 세포 준비 및 절연 CD34의+ 세포
2. 순도 확인 격리 된 CD34의+ 세포
3. megakaryocyte 차별화
4. proplatelet 계산, 혈소판 열거, 및 혈소판 활성화
이 프로토콜 수 있습니다 매우 순수 MK 문화 코드에서의 준비 혈액 유래 CD34+ 세포. CD34의 비율+ 세포 탯 줄 혈액은 약 1.315 (그림 1A)와 단 세포 (단계 1.8) 범위 90-300 x 10의 총 수 UCB 단위 당6 . CD34의 순도 + CD45 + 세포 격리 범위 90에서 99% (그림 1B) 후. MK (CD41 정의+ 세포) 혈 청 무료 CD34 초기에 관찰 된다+ 세포 rhTPO의 문화. 7 일에의 비율 MK 성숙 (CD41+ 및 CD42a+ 세포)은 일반적으로 30-40% (그림 1C). CD41 최고 수준의+ 및 CD42a+ 두 배 긍정적인 세포 (90 ~ 99%) 10와 차별화 (그림 1C)의 12 일 사이 관찰 됩니다. 관찰 하는 변화에 따라 달라 집니다 주로 코드 혈액 소스는 CD34의 순도+/CD45+ 세포 단계 1.17에서에서 격리. 입력된 CD34 당 5-10에서 10 일 범위에 성숙한 MK의 수확량은+ 셀. 성숙한 MK (CD41+/CD42b+) 형광에서 관찰 현미경 그림 2A에 표시 됩니다. 교양된 MK 큰, 보통 multinucleated 셀 (그림 2A, 화살촉)로 나타납니다. MK의 세분화 된 콘텐츠는 vWf (녹색) 및 CD62p (p selectin, 빨간색) 얼룩 (그림 2B)에 의해 결정 되었다. 교양된 MKs에서 관찰 ploidy 분포는 그림 2C에 표시 됩니다.
Proplatelets는 길고, 파란색 섬유 또는 필 라 멘 트 MK 시체에서 확장 하는. Proplatelets 몇 백 마이크로미터 긴16 고 지점과 팽창된 지역 포함. Proplatelet 베어링 MK 특성은 2D 그림에에서 나와 있습니다. Proplatelet 베어링 MK (pbMK)의 비율 1.3 ± 0.17% 이었다.
혈소판 분석 하 고 프로토콜에 설명 된 대로 계산 될 수 있습니다. 그림 3B에서 같이, 대부분 혈소판 표면에 뜨는 세포 배양에서의 주변 혈액 혈소판 혈소판 마커 CD41에 대 한 긍정적인 (그림 3B) 분석 게이트 내에서을. 19에서 문화에서 생산 mk. 혈소판 당 42 혈소판이 메서드 범위에서 혈소판 항복 ADP 활성화 관련 PAC1 단일 클론 항 체 (그림 3C)의 증가 된 바인딩에 의해 결정 등 혈소판 촉진제에 의해 활성화 될 수 있다 .
그림 1: Flow cytometry 플롯 CD34의+ 세포 격리 및 문화에서 MK 차별화. (A) 단 세포 (왼쪽된 패널에 표시 된 문이) 인간 탯 줄 혈액 (단계 1.8)에서 정화는 CD34의 비율을 결정 하기 위해 안티-CD34-PE 항 체로 얼룩진 했다+ 세포 샘플 (1.3%, 오른쪽 패널). (B) 분리 후 긍정적인 분수 (1.17 단계) 안티-CD34-PE 및 안티 CD45 PerCP 항 체와 스테인드 했다. 풍부한 CD34+ 인구 (98.1%, 오른쪽 패널, 상단 오른쪽 사분면) 그림에 표시 됩니다. MK의 (C) Phenotypic 분석에서 차별화 생체 외에서 CD34 + 세포에서 7 일 또는 11 일 안티-CD41 및 안티-CD42a 항 체와 얼룩 했다. 성숙한 MK는 두 CD41에 대 한 긍정적인+ 및 CD42a+ (상단 오른쪽 사분면). 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.
그림 2: MK 얼룩, ploidy 및 생체 외에서proplatelet 형성. (A) 안티-CD41-PE와 CD42b APC 항 체로 얼룩진 하루 11 MK의 형광 이미지. 핵은 DAPI와 얼룩이 있었다. 노란색 화살표는 안티 CD62p (빨간색)와 안티-CD42b-APC (마젠타) 항 체 다 핵 MKs. 눈금 막대, 30 µ m. (B) 형광 이미지 vWf (녹색), 안티로 얼룩진 하루 14 MK의를 나타냅니다. 핵은 DAPI와 얼룩이 있었다. 눈금 막대, 15 µ m (C) 대표 제어 전략 CD41 ploidy 분포를 보여 주는+ 이벤트. 그래프 (하단 패널) ploidy 클래스의 관찰 된 분포를 보여 (n = 4), 오차 막대, sd. (D) proplatelet 베어링 MK의 특성 형태 표시 됩니다. MK 몸 화살표로 표시 됩니다. MK (proplatelets)에서 연장 긴 세포질 프로세스는 화살촉으로 표시 됩니다. 하나 또는 두 개의 MK는 이러한 proplatelet 확장을 생산 하 고 있는지 여부를 보기의 일부 지역/분야에 명확 하지 수 있습니다. 이 거꾸로 한 현미경, 10 X 목표와 함께 찍은 한 proplatelet 베어링 mk. 이미지 계산 한다. 스케일 바, 50 µ m. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.
그림 3: 혈소판의 생산 생체 외에서 혈소판 활성화. 혈소판이 풍부한 혈장에서 (A) 인간의 혈소판 분석 게이트 앞으로 옆 분산형 (왼쪽된 패널)에 대 한 로그 스케일을 사용 하 여 설정 하는 데 사용 했다. 오른쪽 패널 MK 문화에서 셀을 표시합니다. 혈소판 생산 생체 외에서 인간 혈소판에 대 한 정의 분석 게이트에서 관찰 된다. 셀과 세 구슬 그림에 표시 됩니다. Plt, 혈소판 (B) 혈소판 생산 체 외에 안티-CD41 항 체 물 했다 혈소판이 풍부한 혈장에서 인간 혈소판 분석 게이트 측 분산형 및 앞으로 대 한 로그 스케일을 사용 하 여 설정 하 고 CD41 FITC 게이트 내 프로필을 비교 사용 되었다. C-FITC FITC isotype 제어 (C) 혈소판 활성화 혈소판이 풍부한 혈장에서 20 µ M. 인간 혈소판의 최종 농도에 ADP에 의해 치료를 다음과 같은 제어 (위 패널)로 사용 되었다. 문화에서 생산 하는 혈소판은 낮은 패널에 표시 됩니다. 항 체는 혈소판 활성화를 나타냅니다 PAC1의 바인딩. C FITC, FITC isotype 컨트롤 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.
여기에 설명 된 프로토콜은 MK와 문화 탯 줄 혈액에서 혈소판의 일관 생산에 적합 합니다. 이러한 세포 MK 확산, 감 별 법, proplatelet 형성 및 혈소판 생산에 마약 또는 생물 학적 활동의 효과 같은 다양 한 프로세스를 연구에 사용할 수 있습니다.
다양 한 문화 미디어와 cytokine 조합 문학에서 제시 되었다. + 줄기 세포 요소, Flt 3 ligand, 일리노이-3, 일리노이-6 지원 CD34 등 cytokines의 추가 확산 세포. 그러나,이 확장 문화14감소 MK 순수성에서 발생합니다. 혈 청 무료 미디어와 혼자, rhTPO를 사용 하 여, 여기에 제시 된 방법은 조상 세포의 중요 한 확장을 허용 하지 않습니다 하지만 unilineage megakaryocytic 확산 및 감 별 법 및 MK의 일관 된 생산 (90-99 %CD41+ CD42a+ 두 배 긍정적인 세포) 다른 계보에서 오염 없이. MK 형성에 대 한 문화 기간은 10 ~ 12 일 stromal 지원 또는 급지대 셀에 대 한 필요 없이입니다. 이 호의 더 큰 문화 기간 (20 일 이상)17,18필요로 하는 다른 방법으로 비교 합니다. 현재 프로토콜에서 혈소판 수확량은 19-42 혈소판 입력된 CD34 당 420 혈소판 또는 MK 당+ 셀. 낮은 혈소판에서 대부분 프로토콜 결과18,19를 생성합니다.
수확량은 다른 방법에 상대적으로 높은, CD34 셀의 큰 소스 치료 사용에 대 한 혈소판의 충분 한 숫자를 생산 하기 위해 필요 합니다. 코드 혈액 MK 낮은 속도로 성숙, 일반적으로 작은 (낮은 ploidy 클래스의) 그리고 혈소판 생산 능력20감소. 그럼에도 불구 하 고, 신선한 UCB 일반적으로 더 접근 가능한 리소스 이며이 연구원에 대 한 상당한 우위를 나타냅니다. 또한 MK 및 치료 목표와 혈소판의 높은 수율을 생산할 수 있는 다른 방법이 설명된13,17있었다.
가변성을 고려의 몇몇 근원이 있다: A)의 코드 혈액 단위 품질. 24 시간 이내 수집만 코드 혈액 CD34의 원본으로 사용 해야 합니다+ 세포. 혈전을 포함 하는 코드 혈액 단위 또한 삭제 한다. CD34의 비율 B)+ 단 셀 분수 (1.8 단계) 세포:+ 미만 0.3 %CD34 단 셀 분수를 사용 하 여 셀 발생할 수 있습니다 상대적으로 낮은 순도 CD34의 낮은 수율+ 세포. 이 세포는 MK 차별화에 대 한 권장 하지 않습니다. 그것만 중력 힘에 의해 액체 드레인 수 있도록 필수적 이다 (예를 들어, 1.13, 1.14, 1.16 단계). 열 차단, 경우 자석에서 열을 제거, 새로운 튜브로 부드럽게 주사기 플런저와 함께 세포를 밀어 새로운 equilibrated 열에 다시 로드 하는 것이 좋습니다.
다양 한 조건에는 혈소판 수 그리고 기능에 영향을. 혈소판 외부 및 내부 출혈로 이어질 수 있는 혈소판 숫자에 표시 된 감소를 의미 합니다. 자동-면역 조건 면역 혈소판 (ITP) 등 약물 유발 혈소판 (DITP) 혈소판21,22의 잘 알려진 원인이 있습니다. 반성 루 푸 스, 류 마티스 관절염 등 다른 면역 질환은 혈소판에 해로운 효과 가질 수도 있습니다. 비 면역 혈소판의 원인에는 암 치료, 심한 외상, 감염, 골 수 실패, 그리고 수술 포함 됩니다. 화학 요법을 받고 또는 줄기 세포가 식을 받은 환자에서 혈소판의 높은 활용도 인해 혈소판 수혈 지난 수 십년 동안 꾸준히 증가 했다. MK와 혈소판 연구 의심할 여 지 없이 임상 응용 프로그램에 대 한 대규모 혈소판 생산의 개발에 도움이 됩니다. 체 외에서 생산 기능 혈소판의 혈소판 부족을 방지 하 고 내 화 환자에 혈소판 수혈을 허용 것 이라고. MK 차별화 및 혈소판 생산에서 체 외에 는 모두 병 적인 조건 및 혈소판 형성을 이끌어 내는 생리 적인 메커니즘의 이해와 연구에 대 한 중요 한 도구.
저자는 공개 없다.
저자 (그랜트 1012409 제너 시스에 링크 된 프로젝트) 호주 보건 및 의료 연구 위원회의 지원을 인정 한다.
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 |
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