マウス胎児肝臓培養システムは、ターミナル赤血球の初期および後期段階での標的遺伝子の機能を分析する

赤血球生成は、赤血球を成熟多能造血幹細胞の分化の過程である。この段階的なプロセスは、コミットされた赤血球バースト形成単位（BFU-ES）、急速に分裂赤血球コロニー形成単位（CFU-ES）、及び形態学的に認識可能な赤芽球^1,2の形成を含む。 CFU-Eの前駆細胞からの端末赤血球生成は、シーケンシャルエリスロポエチン依存性および非依存性のステージ^2,3を伴う。端末赤血球形成の初期段階では、エリスロポエチン（EPO）は、細胞表面上の受容体に結合し、細胞アポトーシスを防止し、迅速な細胞分裂および遺伝子発現^1,4を促進する下流のシグナル伝達経路のシリーズを誘導する。端末赤血球生成の後期段階では、赤芽球は、高度に凝縮した核⁵の端子分裂停止、クロマチンおよび核の凝縮、および押出を受ける。

端末の理解赤血球生成が大幅にin vitroおよびin vivoで ^6-9マウスモデルにおけるいくつかの使用の成功によるところが大きい、これ過去数十年で改善されています。これらのモデルの中でも、マウス胎児肝芽球のインビトロ培養中の細胞の精製、速い増殖および分化の容易さを含む多くの利点を提供し、人間の赤血球生成^10,11に近い模倣。このシステムでは、マウス胎児肝臓からの赤血球前駆細胞の多数が容易にTER119の単一ステップ精製（成熟赤血球系細胞のマーカー）は、負の赤芽球を単離することができる。赤芽球の二日間の培養の間、これらの細胞の分化は、トランスフェリン受容体（CD71）の表面発現およびTER119抗原¹²に基づいて、フローサイトメトリー分析によってモニターすることができる。また、末端分化赤芽球の除核は、DNAメーカー（ヘキスト33342）によって検出することができる¹3。さらに、精製された前駆細胞は、遺伝的に赤血球生成^11,13,14上の遺伝子発現の機能の機構研究を容易にする、目的の遺伝子のcDNAまたは小ヘアピンRNA（shRNAは）の外因性発現によって改変することができる。

それは、端末赤血球形成の異なる段階での遺伝子機能を特徴付けることは困難であるので、一方で、高速細胞増殖速度は、両刃の剣であることができる。ほとんどの場合、それは、cDNAまたはshRNAが発現した時点で以降の端末赤血球形成の初期段階における特定の遺伝子の機能は、細胞が既に初期段階に合格したかどうかを決定することは困難である。この問題を解決するために、私たちは、端末赤血球生成の初期および後期段階を詳細に分析するために独自のシステムを開発しました。端末赤血球形成の初期段階では、遺伝的に改変されTER119負赤芽球は、Epoを含まない培地中で培養したが、幹細胞因子（SCF）、IL-6およびFLT3を含むリガンドは、それらの前駆状態を維持し、数¹³に形質導入されたcDNAまたはshRNAを可能にする。細胞は、細胞の増殖および分化を誘導するために12時間後にEpoを含む培地に変更した。細胞が分化し始めたときにこのように、形質導入されたcDNAまたはshRNAは、既に発現した。端末赤血球生成の後期段階では、TER119負の赤芽球は、すぐ​​に導入後エポ含む培地で培養した。従って、一つの端末赤血球形成の後期段階において、目的の遺伝子の機能を分析することができる。要約すると、本システムの広範な適用は、端末赤血球形成の異なる段階での遺伝子機能を分析に役立つだろう。