Här beskriver vi en teknik för att isolera sidopopulationcellerna från en zebrafiskmodell av mycinducerad T-cells akut lymfoblastisk leukemi (T-ALL). Denna sidpopulationstest är mycket känslig och beskrivs för zebrafisk T-ALL, men den kan vara tillämplig på andra maligna och icke maligna zebrafiskcelltyper.
Heterogena cellpopulationer, från antingen friska eller maligna vävnader, kan innehålla en population av celler som kännetecknas av en differentiell förmåga att utflöda det DNA-bindande färgämnet Hoechst 33342. Denna "sidopopulation" av celler kan identifieras med hjälp av flödescytometriska metoder efter Hoechst 33342 Färgämne är upphetsad av en ultraviolett (UV) laser. Sidopopulationen av många celltyper innehåller stam- eller progenitorliknande celler. Emellertid har inte alla celltyper en identifierbar sidopopulation. Danio rerio , zebrafish, har en robust in vivo- modell av T-cells akut lymfoblastisk leukemi (T-ALL), men om dessa zebrafisk-T-ALL har en sidopopulation är okänd. Metoden som beskrivs här beskriver hur man isolerar sidopopulationcellerna i zebrafisk T-ALL. Till att börja med genereras T-ALL i sebrafisk via mikroinjektion av tol2-plasmider i embryon med en cellstegstadium. När tumörerna har vuxit till ett stadium där de expanderar till mer än hälften av animal kropp, kan T-ALL-cellerna skördas. Cellerna färgas sedan med Hoechst 33342 och undersöktes med flödescytometri för sidopopulationsceller. Denna metod har breda tillämpningar inom zebrafisk T-all forskning. Medan det inte finns några kända cellytmarkörer i zebrafisk som bekräftar huruvida dessa sidopopulations celler är cancerstamcellsliknande, in vivo-funktionella transplantations analyser är möjliga. Vidare kunde encelliga transkriptomik tillämpas för att identifiera de genetiska egenskaperna hos dessa sidopopulationsceller.
Sido befolkningen analysen drar fördel av den förbättrade förmågan hos vissa celler inom en vävnad för att efflux den DNA-bindande färgämnet Hoechst 33342 på grund av höga nivåer av ATP-bindningskassett (ABC) transportproteiner på cellmembranet. De celler som efflux Hoechst 33342 färgämne kan identifieras med användning dubbla våglängder flödescytometrisk analys efter färgämnet exciteras av en UV-laser. Denna analys användes först för att identifiera murina hematopoietiska stamceller (HSCs) 1, men det har sedan använts för att identifiera stam / ursprungscellpopulationer i många vävnader och cancrar (översikt i referens 2). Men inte alla populationer av celler har en sida befolkning, och inte alla sidopopulationer anrikas för stam / progenitorceller.
Zebrafisk är en kraftfull ryggradsdjur genetisk modellsystem för att studera human cancer 3, 4, med ett antal fördelar jämfört med traditionella murin moDels av cancer. Zebrafish embryon befruktas externt och är optiskt tydliga, underlättar transgenes och in vivo observation av patologiska processer, inklusive cancerinitiering och progression. Hittills har sidopopulationen för att upptäcka potentiella stam- eller stamceller endast applicerats på njurmärgen i zebrafisk för att identifiera HSCs och inte till några sebrafiskcancermodeller 5 , 6 .
Zebrafish-modellen av T-cells akut lymfoblastisk leukemi (T-ALL) är morfologiskt och genetiskt lik human T-ALL 7 , 8 , 11 . T-ALL är en aggressiv malignitet som hos människor står för 10-15% av barn och 25% av vuxna ALL-fall 9 . Medan behandlingen av T-ALL har förbättrats är återfall fortfarande vanligt och förknippas med en dålig prognos. T-ALL tumörer är heterogenaous och innehålla många olika tumörcellunderpopulationer, inklusive leukemi initierande celler (LIC). LIC definieras genom sin förmåga att växa tillbaka hela tumören från en enda cell, och frekvensen hos låginkomstländer inom en tumörcellpopulation kan beräknas genom att transplantera olika celldoser in i mottagare via en begränsande utspädning transplantationsanalys (LDA). Medan LDA experiment har utförts i zebrafisk för att beräkna frekvensen av låginkomstländerna 8, 10, 11, görs denna bestämning i efterhand och inte tillåter för den potentiella isoleringen av låginkomstländerna. Därför en metod för att prospektivt isolera en population anrikad för cancerstamcellsaktivitet saknas. Identifiering och isolering av sidopopulationsceller från zebrafisk T-alls är det första steget mot att avhjälpa denna brist.
Protokollet presenteras här beskriver hur effektivt att generera T-alla tumörer i zebrAvish med användning av tol2-medierad transgenes, skör T-ALL-tumörcellerna och fläckar dem med Hoechst 33342 för att identifiera sidopopulationen av celler. Framtida in vivo- experiment med zebrafisk T-ALL kan innefatta om sidopopulationcellerna är berikade för LICs eller har andra stam- eller stamcellerliknande egenskaper.
Sidopopulationen är mycket känslig; Därför kan små förändringar i protokollet resultera i svårigheter att upptäcka sidopopulationsceller. För det första är temperaturen under färgningssteget specifikt för varje djur / cellsystem. För däggdjursystem utföres sidopopulationstestet typiskt vid 37 ° C. När zebrafisk-T-ALL-cellerna inkuberades vid 37 ° C dog många av cellerna, vilket gjorde denna inkubationstemperatur oacceptabel (data visas inte). När Kobayashi och kollegor (2008) dissekerade zebrafisk …
The authors have nothing to disclose.
Detta arbete stöddes av University of Chicago kvinnors styrelse, Wendy Will Fall fonden och University of Chicago Comprehensive Cancer Center Support Grant (P30 CA014599). Vi vill tacka Flow Cytometry Kärna vid University of Chicago för deras hjälp med att installera detta experiment, och liksom andra medlemmar av de Jong lab, speciellt Leslie Pedraza och Sean McConnell.
Syngeneic zebrafish (CG2) | See Mizgireuv et al., 2006 | ||
rag2:c-myc plasmid | Langenau Laboratory | ||
rag2:GFP plasmid constructed in de Jong Lab | rag2 promoter from Langenau Laboratory | ||
pCS2-transposase plasmid | Chien Laboratory | ||
NotI -HF restriction enzyme | New England Bio-Labs Inc. | R3189S | 500 units in 25 µL |
mMessage Machine SP6 Transcription Kit | Ambion | Thermo Fisher Scientific – AM1340 | 25 reactions |
QIAGEN Plasmid Midi Kit | Qiagen, Inc. | 12643 | |
SteREO Discovery V8 Microscope | Carl Zeiss Microscopy | 495015-0008-000 | |
Digital microinjector | Tritech Research | MINJ-D | |
Brass straight-arm needle holder | Tritech Research | MINJ-4 | |
Magnetic base and stand | Tritech Research | MINJ-HBMB | |
Micromanipulator | Narishige International | MN153 | |
Glass capillaries | Sutter Instrument Co. | B100-50-10 | 10 cm without filament |
Flaming/Brown micropipette puller | Sutter Instrument Co. | P-97 | |
Microloader pipette tips | Eppendorf North America Inc. | 930001007 | |
Phenol Red solution | Sigma Life Science | P0290 | 0.5% concentration 100 mL |
Plastic Transfer pipettes | Fisherbrand | 137119D | graduated 7.5 mL bulb |
Tricaine methanesulfonate (MS-222) | Western Chemical, Inc. | Fisher Scientific – NC0342409 | 100 g |
Fetal bovine serum (FBS) | HyClone Laboratories, Inc. | Fisher Scientific – SH3007103 | 500 mL |
Phosphate-Buffered Saline (PBS) | Gibco by Life Technologies | 1001-023 | pH 7.4 (1x) – 500 mL |
Heparin sodium salt | Sigma-Aldrich | 2106 | 15 – 300 unit vials |
40 um mesh filter | Falcon Corning Brand | 352340 | Case of 50 |
Trypan blue | Sigma Life Science | T8154 | 20 mL – Solution (0.4%) |
Hoechst 33342 | Life Technologies | H3570 | 10 mL |
Verapamil | Sigma Life Science | V4629 | 1 g |
Dimethyl sulfoxide (DMSO) | Sigma Life Science | D8418 | 100 mL |
Propidium Iodide | Life Technologies | P3566 | 10 mL |
FACSAria Fusion cell sorter | BD Biosciences | ||
BD FACSDiva 8.0.1 | BD Biosciences | ||
FlowJo v10.2 | FlowJo, LLC |