Summary

Выделение и Обогащение печени подмножествах идентифицированных-предшественников маркером Комбинация Novel поверхности

Published: February 18, 2017
doi:

Summary

травмы печени сопровождаются расширением клеток-предшественников, что представляет собой гетерогенную популяцию клеток. Новые классификация этого клеточный компартмент позволяет различении нескольких подмножеств. Описанный здесь метод иллюстрирует поток цитометрии и высокой чистоты изоляции различных подмножеств, которые могут быть использованы для дальнейшего анализа.

Abstract

Во время хронических повреждений печени, клетки-предшественники расширяться в процессе, называемом протоками, реакция, которая также влечет за собой возникновение воспалительного клеточного инфильтрата и активации эпителиальных клеток. Популяция клеток-предшественников во время таких воспалительных реакций в основном были исследованы с использованием одиночных поверхностных маркеров, либо с помощью гистологического анализа или с помощью проточной цитометрии методов на основе. Тем не менее, новые поверхностные маркеры идентифицировали различные функционально различных подмножеств в пределах прародителя клеток печени отделение / стволовых. Изложенный здесь метод описывает выделение и детальный анализ проточной цитометрии подмножеств предшественников с использованием комбинаций маркеров романа поверхности. Кроме того, он показывает, как различные прогениторных клеток подмножества могут быть выделены с помощью методов высокой чистоты с использованием автоматизированной магнитной и FACS сортировки на основе. Важно отметить, что новые и упрощенную ферментативная диссоциация печени позволяет изоляции этих популяций редких клеток с высокой жизнеспособностьючто превосходит по сравнению с другими существующими методами. Это особенно актуально для дальнейшего изучения клеток – предшественников в пробирке или для изоляции высокого качества РНК для анализа профиля экспрессии генов.

Introduction

регенерации печени чаще всего ассоциируется с самообновлению мощностью гепатоцитов. Тем не менее, хронические повреждения печени возникают при активации клеток – предшественников и расширения, которые были связаны с их способностью дифференцироваться в гепатоциты и холангиоцитах 1, 2, 3, 4. Это особенно актуально, так как, во время хронических травм, пролиферации гепатоцитов не является эффективным. Несмотря на многочисленные исследования генетической трассировки , ориентированных на клетки – предшественники, их роль в регенерации печени остается спорным 5, 6, 7, 8. Кроме того, активация клеток – предшественников , было связано с увеличением фиброзной реакции в печени, что вызывает вопросы об их точной роли во время травмы 9, 10.

Гетерогенный характер клеток – предшественников купе уже давно было предложено экспрессии генов исследований, изолированных клеток – предшественников , выражающие одну поверхностный маркер с помощью микродиссекции или клетки методов сортировки на основе 1, 11. Действительно, в последнее время , новая комбинация маркер поверхности с помощью gp38 (podoplanin) однозначно связаны предыдущие одиночные маркеры клеток – предшественников различных подмножеств 12. Важно отметить, что эти подмножества не только отличались по экспрессии поверхностных маркеров , но также демонстрируют функциональные изменения во время травм 12.

Несколько моделей на животных были использованы для исследования активации клеток-предшественников и регенерации печени. Кажется , что различные виды травм способствуют активации отличаясь подмножеств клеток – предшественников 12. Это могло бы объяснить фотenotypic дивергенция протоками реакции , наблюдаемой у человека 4. Таким образом, сложные фенотипические и функциональный анализ клеток-предшественников являются ключевыми для понимания их роли в травмах и истинное значение протоками реакции при заболеваниях печени.

Кроме комбинаций поверхностных маркеров, решающие различия в протоколах выделения клеток еще больше осложнить выводы , основанные на предыдущих исследованиях 2. Значительное количество исследований было посвящено роли клеток – предшественников , которые значительно различаются по их протоколу изоляции (например, диссоциации печени (комбинацией ферментов и длительность процесса), средней плотности и скорости центрифугирования) 2. Оптимизированный метод выделения, обеспечивая лучшую жизнеспособность популяций редких клеток и отражает подмножество состава, была разработана и опубликована недавно 12. Цель данной статьи состоит в том, чтобы обеспечить более йеболело протокол этой процедуры выделения клеток печени и анализа подмножества для обеспечения надлежащего воспроизведения техники. Кроме того, протокол включает в себя сравнение с предыдущим методом изоляции, чтобы продемонстрировать различия по сравнению с новым протоколом.

Protocol

Все экспериментальные процедуры были проведены с одобрения комитетов по этике и по уходу за животными в Хомбург University Medical Center. 1. Подготовка материалов и буферами Свеже подготовить все буферы, необходимые для переваривания печени с использованием стерильных комп…

Representative Results

Процедура , представленная здесь для переваривания печени с использованием новой смеси ферментов приводит к одноклеточной суспензии , содержащей паренхиматозные и не-паренхиматозные клетки печени (рис 1 и 2а). После ACK-лизису эритроцитов, прямой прот…

Discussion

Воспаление печени и травмы различного происхождения вызывают регенеративные процессы в печени, сопровождающихся расширением клеток – предшественников и активации 2, 3. Эти клетки-предшественники печени обладают стволовые клеточные характеристики и, ве…

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

Эта работа была поддержана Александра фон Гумбольдта премии Софьи Ковалевской в ​​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