Summary

בידוד והעשרה של קבוצות משנה כבדים ובתאים המזוהים על ידי שילוב מרקר Surface Novel

Published: February 18, 2017
doi:

Summary

פציעות כבדות מלוות הרחבת תא ובתאים מייצגים אוכלוסייה הטרוגנית תא. סיווג רומן של תא הסלולר זה מאפשר הבחנה של תת מרובים. השיטה המתוארת כאן ממחישה את הזרימה cytometry ניתוח ובידוד טוהר גבוה של תת שונים שיכול לשמש מבחנים נוספים.

Abstract

במהלך פציעות כבדות כרוניות, ובתאים להרחיב בתהליך הנקרא תגובת ductular, אשר כרוך גם ההופעה חודר לתוך הסלולר דלקתי הפעלה תא אפיתל. אוכלוסיית התאים ובתאים במהלך תגובות דלקתיות כגון בעיקר נחקרה באמצעות סמני משטח אחד, בין אם על ידי ניתוח היסטולוגית או על ידי זרימת טכניקות cytometry מבוסס. עם זאת, סמני משטח רומן זיהו שונה תת ברורים מבחינה תפקודית בתוך ובתאים הכבדים / גזע תא תא. השיטה המוצגת כאן מתארת ​​את הבידוד זרימת מפורט cytometry ניתוח של תת ובתאים באמצעות שילובים סמן משטח הרומן. יתר על כן, הוא מדגים כיצד תת תאים ובתאים השונים יכול להיות מבודד עם טוהר גבוה באמצעות אוטומטיות מגנט FACS שיטות מיון מבוסס. חשוב לציין, הרומן דיסוציאציה האנזימטית פשוטה של ​​הכבד מאפשר בידוד של אוכלוסיות תאים נדירות אלה עם כדאיות גבוההכי עדיף בהשוואה לשיטות קיימות אחרות. זה רלוונטי במיוחד ללימוד נוסף ובתאים במבחנה או לבידוד RNA באיכות גבוהה לנתח את פרופיל ביטוי גנים.

Introduction

התחדשות כבדה מזוהית בעיקר עם קיבולת החידוש העצמי של hepatocytes. עם זאת, פציעות כבדות כרוניות להתרחש עם הפעלת תא אב והתרחבות, אשר נקשרו עם יכולת להתמיין hepatocytes ו cholangiocytes 1, 2, 3, 4. זה רלוונטי במיוחד כי, במהלך פציעות כרוניות, התפשטות hepatocyte אינה יעילה. למרות מחקרי מעקב גנטי מיקוד מרובים ובתאים, תפקידם ההתחדשות כבדה נשאר שנוי במחלוקת 5, 6, 7, 8. יתר על כן, ההפעלה ובתאים נקשרה בתגובת fibrotic גדלה בכבד, מה שמעלה שאלות לגבי תפקידם המדויק במהלך פציעות 9, 10.

האופי ההטרוגני של תא תא האב הוצע ארוך על ידי מחקרי התבטאות גנים מבודדים ובתאים להביע סמן משטח יחיד באמצעות microdissection או מיון תא מבוסס שיטות 1, 11. ואכן, לאחרונה, שילוב סמן משטח רומן באמצעות gp38 (podoplanin) מקושר באופן חד משמע סמנים יחידים קודמים של ובתאים כדי תת שונה 12. חשוב לציין, תת אלה לא היו שונים רק הביטוי סמן פני השטח שלהם, אלא גם הציג שינויים תפקודיים במהלך פציעות 12.

במודלים של בעלי חיים מרובים כבר נוצל כדי לחקור הפעלת תא אב והתחדשות כבדה. נראה כי סוגי הפציעה השונים לקדם את ההפעלה שונה תת קבוצות של ובתאים 12. זה עשוי להסביר את phהבדלי enotypic תגובת ductular שנצפתה אצל בני אדם 4. לפיכך, פנוטיפי מורכבים והניתוחים תפקודיים של ובתאים הם מרכזיים להבין את תפקידם פציעות ואת המשמעות האמיתית של תגובת ductular במחלות כבדות.

מלבד שילובים סמן משטח, ההבדלים המכריעים פרוטוקולי בידוד תא לסבך עוד יותר את המסקנות בהתבסס על מחקרים קודמים 2. חלק גדול ממאגרי נפט המחקרים התייחסו התפקיד של ובתאים כי שונים מאוד בפרוטוקול בידודם (למשל, דיסוציאציה הכבד (שילוב אנזים ומשך התהליך), בינוני צפיפות, ומהירות צנטריפוגה) 2. טכניקת בידוד אופטימיזציה, מתן כדאיות טובה יותר עבור אוכלוסיות תאים נדירות ומהורהרת של רכב משנה, פותחה ופורסמה 12 לאחרונה. מטרת מאמר זה היא לספק יותר detפרוטוקול שמציק של הליך בידוד תא הכבד הזה ואת ניתוח המשנה כדי לאפשר הרבייה הנכונה של הטכניקה. בנוסף, הפרוטוקול כולל השוואה עם שיטת הבידוד הקודמת המצביעים על ההבדלים לעומת הפרוטוקול החדש.

Protocol

כל הפרוצדורות בוצעו באישור של אתיקה ועדות לטיפול בבעלי חיים של המרכז הרפואי האוניברסיטאי Homburg. 1. הכנת חומרים חוצצים טרי להכין את כל המאגרים הנדרש לעיכול כבד באמצעות רכיבים סטרילי…

Representative Results

הנוהל שהוצג כאן לעיכול של הכבד באמצעות תערובת הרומן של תוצאות אנזימים בתוך ההשעיה תא בודד המכיל parenchymal ותאי הכבד הלא parenchymal (איורים 1 ו 2 א). לאחר ACK-lysing של כדוריות דם אדומות, הזרימה הישירה cytometry ניתוח של השעית התא היחיד אפשרי (איור…

Discussion

דלקת כבד ופציעתם של מקורות שונים לעורר תהליכי התחדשות בכבד אשר מלווה בהרחבת תא אב והפעלה 2, 3. ובתאים בכבד אלה יש גזע אופייני תא סביר לשחק תפקיד משמעותי pathomechanism של מחלות כבד שונות.

ההטרוגניות של תאי ?…

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

עבודה זו נתמכה על ידי פרס אלכסנדר פון הומבולדט קרן Sofja Kovalevskaja כדי VLK.

Materials

RPMI Life Technologies 21875-034
phenol red free DMEM Life Technologies 31053-028
FBS Life Technologies 10270-106
Collagenase P Sigma-Aldrich 11249002001
DNAse-I Sigma-Aldrich 10104159001
Dispase Life Technologies 17105041
ACK Lysing Buffer Life Technologies A10492-01
HBSS Life Technologies 14025-050
PBS Sigma-Aldrich D8537
Sodium Azide Sigma-Aldrich S2002 Prepare 1 % stock solution
10 % BSA Miltenyi Biotec 130-091-376
autoMACS Rinsing Solution Miltenyi Biotec 130-091-222 add 0.5 % (v/v) BSA and store on ice
Phenol-red free DMEM Sigma-Aldrich D1145
counting Beads Count Bright Life Technologies C36950
PI Miltenyi Biotec 130-093-233
FcR Blocking Reagent Miltenyi Biotec 130-092-575
anti-CD31 MicroBeads Miltenyi Biotec 130-097-418
anti-CD45 MicroBeads Miltenyi Biotec 130-052-301
Dead Cell Removal Kit Miltenyi Biotec 130-090-101
anti-Biotin MicroBeads Miltenyi Biotec 130-090-485
CD64 Purified BioLegend 139302 Dilution: 1:100
CD16/32 Purified BioLegend 101302 Dilution: 1:100
CD45 APC/Cy7 BioLegend 103116 Dilution: 1:200, marks hematopoetic cells
CD31 Biotin BioLegend 102504 Dilution: 1:200, marks endothelial cells
ASGPR1 Purified Bio-Techne AF2755-SP Dilution: 1:100, marks hepatocytes
Podoplanin APC BioLegend 127410 Dilution: 1:1400, marks progenior cells
Podoplanin Biotin BioLegend 127404 Dilution: 1:1400
CD133 PE Miltenyi Biotec 130-102-210 use 3 µl, marks progenitor cells
CD133 Biotin BioLegend 141206 Dilution: 1:100
CD34 Biotin eBioScience 13-0341-81 Dilution: 1:100
CD90.2 Pacific Blue BioLegend 140306 Dilution: 1:800
CD157 PE BioLegend 140203 Dilution: 1:600
EpCAM Brilliant Violet 421 BioLegend 118225 Dilution: 1:100
Sca-1 Biotin Miltenyi Biotec 130-101-885 use 10 µl
Mouse IgG2b, κ PE BioLegend 400311
Rat IgG1 PE BioLegend 400407
Rat IgG2b, κ APC/Cy7 BioLegend 400624
Rat IgG2a, κ Biotin BioLegend 400504
Rat IgG2a, κ Brilliant Violet 421 BioLegend 400535
Syrian Hamster IgG APC BioLegend 402012
Syrian Hamster IgG Biotin BioLegend 402004
Normal Goat IgG Control Purified Bio-Techne AB-108-C
Donkey anti-Goat IgG Alexa Fluor 488 Life Technologies A11055 Dilution: 1:800
Streptavidin Alexa Fluor 405 Life Technologies S32351 Dilution: 1:400
100 µm Filter mesh A. Hartenstein PAS3
LS Column Miltenyi Biotec 130-042-401
QuadroMACS separator Miltenyi Biotec 130-090-976
MACSQuant Analyzer 10 Miltenyi Biotec 130-096-343
AutoMACS Pro Separator Miltenyi Biotec 130-092-545
FACS AriaTMIII BD Biosciences
FACSDiva sofware BD Biosciences
Polypropylene Round bottom tube Falcon 352063
Rneasy plus mini kit Qiagen 74134 RLT lysis buffer is included

References

  1. Dolle, L., et al. Successful isolation of liver progenitor cells by aldehyde dehydrogenase activity in naive mice. Hepatology. 55 (2), 540-552 (2012).
  2. Dolle, L., et al. The quest for liver progenitor cells: a practical point of view. J Hepatol. 52 (1), 117-129 (2010).
  3. Dorrell, C., et al. Surface markers for the murine oval cell response. Hepatology. 48 (4), 1282-1291 (2008).
  4. Gouw, A. S., Clouston, A. D., Theise, N. D. Ductular reactions in human liver: diversity at the interface. Hepatology. 54 (5), 1853-1863 (2011).
  5. Tarlow, B. D., Finegold, M. J., Grompe, M. Clonal tracing of Sox9+ liver progenitors in mouse oval cell injury. Hepatology. 60 (1), 278-289 (2014).
  6. Shin, S., et al. Foxl1-Cre-marked adult hepatic progenitors have clonogenic and bilineage differentiation potential. Genes Dev. 25 (11), 1185-1192 (2011).
  7. Furuyama, K., et al. Continuous cell supply from a Sox9-expressing progenitor zone in adult liver, exocrine pancreas and intestine. Nat Genet. 43 (1), 34-41 (2011).
  8. Font-Burgada, J., et al. Hybrid Periportal Hepatocytes Regenerate the Injured Liver without Giving Rise to Cancer. Cell. 162 (4), 766-779 (2015).
  9. Kuramitsu, K., et al. Failure of fibrotic liver regeneration in mice is linked to a severe fibrogenic response driven by hepatic progenitor cell activation. Am J Pathol. 183 (1), 182-194 (2013).
  10. Pritchard, M. T., Nagy, L. E. Hepatic fibrosis is enhanced and accompanied by robust oval cell activation after chronic carbon tetrachloride administration to Egr-1-deficient mice. Am J Pathol. 176 (6), 2743-2752 (2010).
  11. Spee, B., et al. Characterisation of the liver progenitor cell niche in liver diseases: potential involvement of Wnt and Notch signalling. Gut. 59 (2), 247-257 (2010).
  12. Eckert, C., et al. Podoplanin discriminates distinct stromal cell populations and a novel progenitor subset in the liver. Am J Physiol Gastrointest Liver Physiol. 310 (1), G1-G12 (2016).
  13. Epting, C. L., et al. Stem cell antigen-1 is necessary for cell-cycle withdrawal and myoblast differentiation in C2C12 cells. J Cell Sci. 117 (Pt 25), 6185-6195 (2004).
  14. Tirnitz-Parker, J. E., Tonkin, J. N., Knight, B., Olynyk, J. K., Yeoh, G. C. Isolation, culture and immortalisation of hepatic oval cells from adult mice fed a choline-deficient, ethionine-supplemented diet. Int J Biochem Cell Biol. 39 (12), 2226-2239 (2007).
  15. Rountree, C. B., et al. A CD133-expressing murine liver oval cell population with bilineage potential. Stem Cells. 25 (10), 2419-2429 (2007).
  16. Rountree, C. B., Ding, W., Dang, H., Vankirk, C., Crooks, G. M. Isolation of CD133+ liver stem cells for clonal expansion. J Vis Exp. (56), (2011).
  17. Sidney, L. E., McIntosh, O. D., Hopkinson, A. Phenotypic Change and Induction of Cytokeratin Expression During In Vitro Culture of Corneal Stromal Cells. Invest Ophthalmol Vis Sci. 56 (12), 7225-7235 (2015).
  18. Hass, R., Kasper, C., Bohm, S., Jacobs, R. Different populations and sources of human mesenchymal stem cells (MSC): A comparison of adult and neonatal tissue-derived MSC. Cell Commun Signal. 9, 12 (2011).
  19. Schmelzer, E., et al. Human hepatic stem cells from fetal and postnatal donors. J Exp Med. 204 (8), 1973-1987 (2007).

Play Video

Cite This Article
Julich-Haertel, H., Tiwari, M., Mehrfeld, C., Krause, E., Kornek, M., Lukacs-Kornek, V. Isolation and Enrichment of Liver Progenitor Subsets Identified by a Novel Surface Marker Combination. J. Vis. Exp. (120), e55284, doi:10.3791/55284 (2017).

View Video