Hier beschrijven we een protocol voor het isoleren subsets van precursor B-cellen uit navelstrengbloed. Een voldoende hoeveelheid en kwaliteit van nucleïnezuren kunnen worden geëxtraheerd uit de cellen en gebruikt in daaropvolgende testen gebruik DNA of RNA.
Navelstrengbloed is zeer verrijkt voor hematopoietische stamcellen in verschillende afkomst inzet fasen. We hebben een protocol ontwikkeld voor het isoleren precursor B-cellen in vier verschillende stadia van differentiatie. Omdat genen worden uitgedrukt en epigenetische veranderingen optreden in een weefsel-specifieke wijze, is het belangrijk om onderscheid te maken tussen weefsels en celtypen om te kunnen veranderingen in het genoom en de epigenoom die kunnen leiden tot de ontwikkeling van een ziekte. Deze methode kan worden aangepast aan elke type cel in navelstrengbloed in elk stadium van differentiatie.
Deze werkwijze omvat vier hoofdstappen. Eerst worden mononucleaire cellen gescheiden door dichtheidscentrifugatie. Ten tweede worden B-cellen verrijkt met biotine geconjugeerde antilichamen die herkennen en niet B-cellen uit de mononucleaire cellen. Derde van de B-cellen fluorescerend gemerkt met celoppervlakeiwit antilichamen specifiek voor verschillende fasenvan B-celontwikkeling. Tenslotte worden de fluorescent gelabelde cellen gesorteerd en afzonderlijke populaties worden teruggewonnen. De teruggewonnen cellen van voldoende kwantiteit en kwaliteit worden gebruikt in downstream nucleïnezuur assays.
Ter identificatie van afwijkingen die aanwezig zijn in ziekte, is van groot belang dat we gezonde weefsels of cellen die overeenkomen met het weefsel of celtype beïnvloed door de ziekte gebruiken. Een reden hiervoor is dat epigenetische variatie onder weefseltypen is verantwoordelijk voor het reguleren van genexpressie en is essentieel voor celdifferentiatie tijdens normale menselijke ontwikkeling 1,2. Een tweede reden is dat afwijkende weefselspecifieke genregulatie kan ernstige gevolgen hebben op de normale ontwikkeling en is bekend bij te dragen aan een veelheid van ziekten waaronder kanker. Derhalve een beter begrip van een ziekte die hematopoietische cellen omvat vereist kennis van gezonde hematopoietische cellen.
De ontwikkeling van hematopoietische cellen in het beenmerg verloopt via een systematische volgorde van gebeurtenissen gekenmerkt door veranderingen in de expressie van celoppervlaktemerkers 3. Studies waarbij volwassen deelnemers hebbenaangetoond dat beenmerg meestal een laag aantal precursor B-cellen 4,5 bevat en dat onderzoeken met pediatrische deelnemers blijkt dat het percentage precursor B-cellen relatief hoog bij individuen jonger dan 5 jaar 6. Navelstrengbloed wordt gebruikt als een bron van hematopoietische stamcellen in de behandeling van bloed aandoeningen en maligniteiten is beschikbaar via navelstrengbloed banken en verrijkt voor onrijpe B en T cellen 7 die de doelcellen van meerdere aandoeningen zoals leukemie en lymfomen.
Precursor B-cellen in het beenmerg zijn uitgebreid fenotype 8,9 en kan worden gedefinieerd door de aanwezigheid van specifieke celoppervlak markers die kunnen worden gebruikt om deze cellen te sorteren in verschillende subsets. Normale B-celdifferentiatie verloopt via een aantal stadia in het beenmerg beginnen met de eerste pro-B-cellen en afgesloten met onrijpe of naïeve B-cellen. VolgensVan Zelm en collega's 10 worden pro-B-cellen worden gekenmerkt door de aanwezigheid van CD34 en in de overgang naar fase 2 (Pre-BI) CD19 wordt verkregen. Fase 3 (Pre-BII) cellen niet meer uitdrukkelijke CD34 en beginnen te cytoplasmatische IgM uit te drukken. Ten slotte is een belangrijk kenmerk van fase 4 (onrijpe B-cellen) is de uitdrukking van oppervlakte-IgM. De sorteerinrichting strategie beschreven in dit protocol werd eerst beschreven door Caldwell en collega 6 en omvat het gebruik van slechts 3 celoppervlaktemerkers die sterk vermindert de complexiteit en de kosten om celsortering experimenten. In dit werk werd een relatie tussen CD45 en de fasen van B-celdifferentiatie vastgesteld. Zij opgemerkt dat B-cellen in het beenmerg variabele niveaus van expressie van CD45 weer. Specifiek cellen die hoge niveaus van CD45 tot expressie kwam overeen met cellen die oppervlakte IgM uitgedrukt (onrijpe B-cellen), die een gemiddeld niveau van CD45 expressie overeen met cellen die cytopl uitgedruktasmic IgM (pre-BII cellen) en die lage niveaus van CD45 tot expressie overeenkwam met cellen die niet brengen cytoplasmatische IgM (pre-BI cellen). Dit protocol gebruikt de strategie van Caldwell en collega 6 tot subsets van precursor isoleren B-cellen uit navelstrengbloed (figuur 1) die gebruikt kunnen worden in assays die downstream kwaliteit nucleïnezuren zoals de gemethyleerde CpG-eiland recovery assay (MIRA ) 11 en kwantitatieve real time PCR assays. De werkwijze gebruikt een eerste scheiding met magnetische korrels voor alle niet-B cellen uit navelstrengbloed afbreken en vereist kleuring met slechts 3 antilichamen (CD34, CD19 en CD45). De cellen die zijn teruggewonnen vertegenwoordigen 4 stadia van B-cel differentiatie: 1) CD34 +, CD19 + (late pro-B en vroege pre-BI), 2) CD34 -, CD19 +, CD45 laag (late pre-BI); 3) CD34 -, CD19 +, CD45 med (pre-BII) en 4) CD34 -; CD19 +, CD45 high (onrijpe B-cellen).
De factor met de grootste invloed op het succes van het protocol is de aanwezigheid van verontreinigende puin. Als verzoekende bloed van een navelstrengbloed bank is het belangrijk om het bloed zo snel na monstername mogelijk verstuurd. Bovendien moeten, die als lymfocytose bevatten hogere aantallen lymfocyten, maar deze monsters niet voldoende aantallen precursor B-cellen en mag niet worden gebruikt. Om de kans dat een voldoende aantal cellen voor elk van de precursor subsets raden beginnen met ten minste 85 ml van navelstrengbloed verhogen.
Het is belangrijk op te merken dat in tegenstelling tot volwassen perifere bloed scheidingen, wanneer het fractioneren van navelstrengbloed het mononucleaire laag vaak verontreinigd is met rode bloedcellen 12. Dit protocol bevat een extra wasstap aan besmettelijke bloedplaatjes te verwijderen. Protocollen beschrijven mononucleaire scheidingen uit navelstrengbloed wordt voorgesteld om een lysis stap to verwijderen van ongewenste rode bloedcellen. We raden deze stap omdat het produceert vervuilende puin en heeft een negatieve invloed op het succes van de cel soort.
Om het aantal cellen die moeten worden onderscheiden door middel van flowcytometrie moet een B-cel verrijking uit te voeren celsortering. Het protocol door Miltenyi Biotec, dat de B-Cell Isolation Kit (B-CLL) vergezelt, is geoptimaliseerd voor het perifere bloed en adviseert om 10 ul B-CLL biotine antilichaam cocktail per 10 miljoen cellen. Deze stap maakt antistoffen tegen CD2 (T-cellen, NK cellen), CD4 (T-cellen), CD11b (granulocyten, monocyten, macrofagen), CD16 (NK-cellen, macrofagen, mestcellen), CD36 (bloedplaatjes), CD235a (erytroïde cellen) niet-B-cel depletie van het navelstrengbloed. Het is belangrijk beschreven kit en niet B-cel isolatiekit II gebruiken omdat de eerste kit bevat een antilichaam tegen CD43 die aanwezig is op pro-B-cellen. Tijdens onze optimization van dit protocol bleek dat in totaal 40 pl B-CLL biotine antilichaam cocktail voldoende is om een positieve cel soort resultaat. Bovendien vonden we dat het gebruik van slechts 5 ui meer B-CLL biotine antilichaam cocktail nadelige gevolgen voor de cel aard had. Daarom raden we het gebruik 40 ul van B-CLL biotine antilichaam cocktail voor totale mononucleaire cel aantallen tussen 175-250 miljoen. Als beginnend met lagere of hogere aantallen cellen kan het nodig dienovereenkomstig schaal van de reagentia.
Er zijn tal van publicaties waarin de tegenstrijdige markers die kunnen worden gebruikt om onderscheid te subpopulaties van B-cellen. De meeste verschil kan worden verklaard door het feit dat differentiatie een continu proces en dat de aanwezigheid of afwezigheid van celoppervlaktemerkers optreedt in geleidelijke wijze plaats van in een alles of niets wijze. In dit protocol CD34 – / CD19 + en de intensiteit van CD45 + (laag, medium, hoog) expressie werd gebruikt om vooraf BI, pre-BII en onrijpe B-cellen onderscheiden door een verhoging van het niveau van CD45 expressie overeenkomt met de progressie van differentiatie 6. Pro-B-cellen zijn beschreven door sommigen als CD19 + / CD34 + 13 terwijl anderen hebben aangetoond dat pro-B-cellen CD19 – / CD34 + en pre-BI cellen CD19 + / CD34 + 9,10. Op basis van deze verschillen hebben wij aangewezen CD19 + / CD34 + cellen late pro-B cellen / vroege pre-BI cellen. Het is belangrijk op te merken dat deze strategie werd ontwikkeld om subsets van precursor B-cellen die corresponderen met de cellen aangetast door de ziekte acute lymfatische leukemie isoleren. Er zijn echter meerdere sorteren strategieën die kunnen worden gebruikt afhankelijk van de cel subtype plaats.
Antilichaam-fluorochroom combinaties moeten worden gekozen op basis van de mogelijkheden van de beschikbare celsorteerder. Als general regel de helderste fluorochroom in het paneel moet worden gebruikt om de minst bevolkte antigeen en vice versa labelen. Bij het opsporen van dubbele-gekleurde bevolking, vooral bij zeldzame gebeurtenissen zoals deze, doublet discriminatie (figuur 2B) is een uiterst belangrijk onderdeel van de gating strategie. Dit zorgt ervoor dat dubbel positieve gebeurtenissen eengemaakte cellen gekleurd met beide antilichamen en niet slechts twee single-gekleurde cellen gehecht aan elkaar.
Hoge snelheid, 4-weg celsortering creëert per definitie een gecontroleerde aerosol omgeving. Daarom dienen levende menselijke celsortering worden uitgevoerd met grote zorg. Gepubliceerd veiligheid en decontaminatie richtlijnen zijn beschikbaar en moeten worden herzien en ten uitvoer gelegd voordat de soort 14. Goedkeuring van Institutionele bioveiligheid comites of hun equivalenten kan verplicht worden gesteld voorafgaand aan het sorteren. Voor een goede reiniging na sorteren worden bleekmiddel worden toegevoegd aan de afvalcontainer een eindconcentratie van 10%. Similarly moeten alle monsters buis en alle oppervlakken in de ruimte grondig worden gereinigd met vers 10% bleekmiddeloplossing.
Kortom, dit protocol is een strategie voor het verkrijgen van populaties van zeldzame precursor B-cellen en kan worden gewijzigd om een populatie zeldzame in navelstrengbloed waaronder hematopoietische stamcellen en onrijpe T-cellen te isoleren. Onlangs hebben onrijpe B-cellen geïdentificeerd in het perifere bloed van individuen met voortgeschreden HIV 15. Derhalve het nut van deze werkwijze verder dan de studie van bloedkanker. Tenslotte hebben we nog niet uitgevoerd RNA isolatie op de stroming gesorteerde cellen, maar deze methode is aanpasbaar met het voorbehoud dat tijdens celsortering de cellen rechtstreeks moet worden gesorteerd in TRIzol of een gelijkwaardige RNA verenigbare oplossing zoals RLT van de RNeasy kit beschikbaar via Qiagen.
The authors have nothing to disclose.
Dit werk werd ondersteund door de National Institutes of Health (NCI R00 CA132784) naar KT
Name of Reagent/Material | Company | Catalog Number | Comments |
DPBS (1X) | Gibco by Life Technologies | 14190-144 | |
Ficoll-Paque PLUS | GE Healthcare Bio-Sciences AB | 17-1440-03 | |
LS Column | MACS Miltenyi Biotec | 130-042-401 | |
MACS Multi Stand | MACS Miltenyi Biotec | 130-042-303 | |
MidiMACS Separator | MACS Miltenyi Biotec | 130-042-302 | |
B-Cell Isolation Kit (B CLL) | MACS Miltenyi Biotec | 130-093-660 | |
Fetal Bovine Serum | ATLANTA Biologicals | S11195 | |
Microcentrifuge tube (1.5 ml) | MIDSCI | SS1500 | |
BD Pharmingen 7-AAD (7-Aminoactinomycin D) | BD Biosciences | 559763 | |
DB Pharmingen APC Mouse Anti-Human CD19 | BD Biosciences | 555415 | |
DB Pharmingen PE Mouse Anti-Human CD34 | BD Biosciences | 560941 | |
CD45 FITC | BD Biosciences | 347463 | |
autoMACS Rinsing Solution | MACS Miltenyi Biotec | 130-091-222 | |
MACS BSA Stock Solution | MACS Miltenyi Biotec | 130-091-376 | |
BD Falcon 5 ml Polystyrene Round-Bottom Tube | BD Biosciences | 352058 | |
BD Falcon 50 ml Tube | BD Biosciences | 352098 | |
PuraFlow Sheath Fluid, 8X | Beckman Coulter | CY30230 | |
FlowCheck Alignment beads | Beckman Coulter | 6605359 | |
Ultra Rainbow Alignment beads | Spherotech | URFP-30-2 | |
ViroSafe Aerosol Evacuation Filter | Beckman Coulter | ML01330 | |
ABC Mouse bead kit | Invitrogen | A-10344 | |
40 μm cell strainer | Fisher Scientific | 22363547 | |
Fisher Scientific Hemocytometer | Fisher Scientific | 267110 | |
Microscope | |||
accuSpin Model 3R Benchtop Centrifuge | Fisher Scientific | 13-100-516 | |
MoFlo XDP flow Cytometer | Beckman Coulter | ML99030 | |
Aerosol Evacuation Unit | Beckman Coulter |