Summary

造血器官からの間質細胞の単離

Published: January 26, 2024
doi:

Summary

ここでは、マウスの骨、骨髄、胸腺、およびヒト胸腺組織から間質細胞を単離することを可能にするプロトコルを紹介します。

Abstract

シングルセルシーケンシングにより、造血器官の間質における不均一な細胞集団のマッピングが可能になりました。これらの方法論は、定常状態でのこれまで未解決の不均一性、および外因性ストレスまたは老化中に誘発される細胞タイプの表現の変化を研究するためのレンズを提供します。ここでは、マウスとヒトの胸腺、およびマウスの骨と骨髄から高品質の間質細胞集団を単離するための段階的なプロトコルを紹介します。これらのプロトコルで単離された細胞は、高品質のシングルセルマルチオミクスデータセットの生成に適しています。ここでは、サンプル消化、造血系数の枯渇、FACS解析/ソーティングの影響、およびこれらの要因がシングルセルシーケンシングとの適合性にどのように影響するかについて説明します。シーケンシング後の解析における解離の成功と非効率性、および下流の間質細胞収量を示すFACSプロファイルの例を用いて、ユーザーにとって認識可能なポインタを提供します。間質細胞の特定の要件を考慮することは、この分野の知識を進歩させる高品質で再現性のある結果を得るために重要です。

Introduction

健康な成人では、血液細胞のde novo産生は骨髄と胸腺で起こります。これらの部位にある間質細胞は造血の維持に必須であるが、間質は組織の1,2,3,4の1%未満を構成する。したがって、間質を支える造血の純粋な分離株を得ることは、特に高品質のサンプルを得るために適切な処理を必要とするシングルセルマルチオミクスにとって、大きな課題となります。異なる消化カクテルの成分は、マルチオミクス解析の特定のステップを妨げる可能性があります5,6。ここで紹介するプロトコルは、骨髄および胸腺組織からの多種多様な間質細胞の単離を詳述しています。

骨髄と胸腺の両方における間質成分の摂動は、血球の発達に深刻な混乱をもたらし、悪性腫瘍を引き起こす可能性があります7,8,9。間質を支える造血は、細胞傷害性コンディショニングおよび骨髄移植後に損傷を受け、その結果、造血幹細胞および前駆細胞(HSPC)を維持するサイトカインおよび成長因子の分泌が減少します2,10,11。さらに、老化は骨髄と胸腺間質細胞に影響を及ぼし、老化した造血表現型に寄与する可能性があります。胸腺は、加齢に伴う広範な退縮を経験する最初の臓器です。脂肪と線維性組織は、思春期の発症という早い時期にT細胞支持間質に置き換わり始めます12,13。骨髄では、脂肪細胞含有量は年齢とともに増加し、血管および骨内膜のニッチは大幅に再構築されます14,15,16。

複数のストレス状態にわたる造血支持間質の研究を可能にするため、またヒト組織とマウス組織の両方の胸腺の場合、以前に発表された消化プロトコル 1,2,8,17,18 を最適化しました。これらのプロトコルは、細胞の効率的で再現性のある単離を保証し、シングルセルRNAシーケンシング(scRNAseq)やその他のタイプのマルチオミクスと互換性があります。

Protocol

ヒト組織を用いたすべての研究は、マサチューセッツ総合病院内部審査委員会(IRB)の承認後に実施されました。すべての動物処置は、マサチューセッツ総合病院の動物管理および使用委員会(IACUC)のガイドラインに従って実施されました。本研究では、8-10週齢のC57Bl/6マウス、雄と雌の両方を使用しました。動物は商業的な供給源から入手しました( 資料の表を参照)。 <p class="jov…

Representative Results

これらのプロトコルは、フローサイトメトリー解析に適した胸腺および骨髄からの再現性のある間質細胞の変種、およびscRNAシーケンシングなどのシングルセルマルチオミクスをもたらします。マウスの胸腺組織は、骨髄移植に先行する細胞傷害性条件付けや自然な老化プロセスなどのストレッサーに応答して、大幅なリモデリングを受けます。その結果、胸腺細胞性はこれらの両方の環境?…

Discussion

造血器官の間質細胞は正常な血液産生に不可欠であり、造血間質の摂動は造血の維持とストレスに対する応答に深刻な障害をもたらす可能性があります9,23,24。造血間質細胞への洞察は、血液疾患7,9,10,24を理解し、それらに対?…

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

私たちは、マサチューセッツ総合病院のHSCI-CRMフローサイトメトリー施設とハーバード大学のバウアーコア施設から専門的な技術支援を受けました。T.K.とK.Gはスウェーデン研究評議会、C.M.はドイツ研究財団の支援を受けました。シングルセルRNAシーケンシングデータの解析にご協力いただいたSergey Isaev氏とI-Hsiu Lee氏に感謝いたします。

Materials

0.25% Trypsin-EDTA Thermo Fisher Scientific 25200-072
7AAD (7-aminoactinomycin D) BD Biosciences 559925
Anti-Human Lineage Cocktail 3-FITC BD Biosciences 643510
Bovine Serum Albumin Millipore Sigma A9647
C57Bl/6 mice Jackson 664 Males or females, 8-12 weeks old
Calcein  Fisher Scientific 65-0853-78
Collagenase IV Millipore Sigma C5138
Corning Sterile Cell Strainers, White, Mesh Size: 70 µm Fisher Scientific 08-771-2
DAPI (4',6-Diamidino-2-Phenylindole, Dilactate) Biolegend 422801
Dispase II Thermo Fisher Scientific 17105041
Dnase I Solution Thermo Fisher Scientific 90083  2500 U/mL
Easysep mouse streptavidin RapidSpheres Isolation kit StemCell Technologies 19860
Fetal Bovine Serum Gibco A31605-01 Qualified One Shot
Human Fc Block BD Biosciences 564220
Liberase TM  Millipore Sigma 5401127001 Research Grade
Medium 199 Gibco 12350
Mouse anti-human CD235a-BV77 BD Biosciences 740785
Mouse anti-human CD31-PE/Dazzle594 Biolegend 303130
Mouse anti-human CD45-BV77 Biolegend 304050
Mouse anti-human CD4-BV605 BD Biosciences 562658
Mouse anti-human CD66b-FITC BD Biosciences 555724
Mouse anti-human CD8-APC/Cy7 BD Biosciences 557760
Mouse anti-human EpCam-BV421 Biolegend 324220
Protector RNase Inhibitor Millipore Sigma 3335402001
Rat anti-mouse CD105-PE /dazzle594 Biolegend 120424
Rat anti-mouse CD11b-Biotin Biolegend 101204
Rat anti-mouse CD140a-APC Fisher Scientific 17-1401-81
Rat Anti-Mouse CD16/CD32 (Mouse BD Fc Block) BD Biosciences 553142
Rat anti-mouse CD31-BUV737 BD Biosciences 612802
Rat anti-mouse CD31-BV421 Biolegend 102424
Rat anti-mouse CD3-Biotin Biolegend 100244
Rat anti-mouse CD45.2-Biotin Biolegend 109804
Rat anti-mouse CD45-PE/Cy7 Biolegend 103114
Rat anti-mouse CD45-PE/Cy7 Biolegend 103114
Rat anti-mouse CD45R/B220-Biotin Biolegend 103204
Rat anti-mouse CD51-PE Biolegend 104106
Rat anti-mouse EpCam-BV711 BD Biosciences 563134
Rat anti-mouse Ly-6A/E(Sca-1)-AF700 Biolegend 108142
Rat anti-mouse Ly-6G/Ly-6C(Gr1)-Biotin Biolegend 108404
Rat anti-mouse Ter119-Biotin Biolegend 116204
Rat anti-mouse Ter119-PE Biolegend 116208
Rat anti-mouse Ter119-PE/Cy7 Biolegend 116222
Stemxyme  Worthington Biochemical LS004107

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Cite This Article
Kristiansen, T., Mayerhofer, C., Gustafsson, K., Scadden, D. T. Stromal Cell Isolation From Hematopoietic Organs. J. Vis. Exp. (203), e66231, doi:10.3791/66231 (2024).

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