Mouse fetale Fegato Cultura di sistema per sezionare Funzioni gene bersaglio nelle fasi precoci e tardivi del Terminal eritropoiesi

L'eritropoiesi è il processo di differenziazione delle cellule staminali ematopoietiche multipotenti a maturare eritrociti. Questo processo graduale prevede la formazione di unità formanti impegnata a raffica eritroide (BFU-Es), le unità formanti colonia in rapida divisione eritroidi (CFU-Es), e morfologicamente riconoscibili eritroblasti ^1,2. Eritropoiesi Terminal da cellule progenitrici CFU-E coinvolge sequenziale eritropoietina-dipendente e fasi indipendenti ^2,3. Nella fase iniziale dell'eritropoiesi terminale, eritropoietina (Epo) si lega al suo recettore sulla superficie cellulare e induce una serie di vie di segnalazione a valle che impediscono l'apoptosi delle cellule e promuovono divisioni cellulari rapidi e l'espressione genica ^1,4. Nella fase tardiva dell'eritropoiesi terminale, eritroblasti subiscono uscita cellula terminale del ciclo, cromatina e di nuclei di condensazione, e l'estrusione dei nuclei altamente condensati ^5.

La nostra comprensione di terminaleeritropoiesi ha notevolmente migliorato negli ultimi decenni, che è in gran parte dovuto il successo nell'uso di diversi in vitro e in modelli in vivo di topo ^6-9. Tra questi modelli, la coltura in vitro di topo fetale eritroblasti fegato fornisce molti vantaggi tra cui la facilità di purificazione delle cellule, la proliferazione e la differenziazione veloce, e una mimica più vicino a eritropoiesi umana ^10,11. In questo sistema, un gran numero di cellule progenitrici eritroidi da topo fegati fetali possono essere facilmente isolate dalla purificazione singolo passo di TER119 (un marcatore per le cellule eritroidi mature) eritroblasti negativi. Durante la cultura di due giorni degli eritroblasti, la differenziazione di queste cellule può essere monitorato da un citometria a flusso basato sulla superficie espressione del recettore della transferrina (CD71) e la TER119 dell'antigene ^12. Inoltre, l'enucleazione dei eritroblasti differenziazione terminale può essere rilevata da un produttore di DNA (Hoechst 33342) ¹3. Inoltre, i progenitori purificati possono essere geneticamente modificati espressione esogena di cDNA o piccoli RNA hairpin (shRNAs) per i geni di interesse, che facilita gli studi meccanicistici delle funzioni di espressione genica su eritropoiesi ^11,13,14.

D'altra parte, il tasso di crescita delle cellule veloce può essere una lama a doppio taglio poiché è difficile caratterizzare funzioni geniche nelle diverse fasi di eritropoiesi terminale. Nella maggior parte dei casi, è difficile stabilire se una specifica funzioni del gene nella fase iniziale dell'eritropoiesi terminale fin dal momento in cui il cDNA o shRNAs espresso, le cellule già superato la fase iniziale. Per risolvere questo problema, abbiamo sviluppato un sistema unico di sezionare prime e ultime fasi dell'eritropoiesi terminale. Per la fase iniziale di eritropoiesi terminale, geneticamente modificati TER119 eritroblasti negative sono state coltivate in terreno Epo-libero ma contenente fattore delle cellule staminali (SCF), IL-6 e FLT3ligando di mantenere il loro status progenitore e consentire i cDNA trasdotte o shRNA all'espressione ^13. Le cellule sono state modificate per Epo contenente medio dopo 12 ore per indurre la proliferazione e differenziazione cellulare. In questo modo, quando le cellule hanno cominciato a differenziarsi, i cDNA trasdotte o shRNAs erano già espressi. Per la fase tardiva dell'eritropoiesi terminale, TER119 eritroblasti negative sono state coltivate in terreno contenente Epo subito dopo la trasduzione. Pertanto, si può analizzare le funzioni dei geni di interesse nella fase tardiva della eritropoiesi terminale. In sintesi, una vasta applicazione di questo sistema aiuterebbe funzioni geniche sezionare in diverse fasi della eritropoiesi terminale.