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流式细胞术在造血干细胞研究中的应用
发布时间:2023-09-12

引言

造血干细胞(Hematopoietic stem cells, HSCs)是一类多能成体干细胞,具有高度增殖潜能、极强的自我更新能力和多向分化潜能等独特的生物学特性,可以分化成各类成熟的血细胞比如共同淋巴祖细胞(common lymphoid progenitors, CLPs)、共同髓系祖细胞(common myeloid progenitors, CMPs)。共同淋巴祖细胞可以产生T、B和NK细胞,共同髓系祖细胞可以产生单核细胞和巨噬细胞、中性粒细胞、嗜碱性粒细胞、嗜酸性粒细胞、红细胞、巨核细胞/血小板和树突状细胞。

造血干细胞有两种祖细胞群体,分别是长期造血干细胞(Long-Term HSC, LT-HSC)和短期造血干细胞(Short-Term HSC, ST-HSC)。LT-HSC具有自我更新的能力,但是ST-HSC没有,ST-HSC可以分化为各种类型的血细胞。随着 HSC 的基础研究不断深入,以 HSC 为载体的针对更多血液疾病和免疫系统疾病的研究会更加广泛, 对HSC的分离和纯化是后续研究的基础,然而HSC在骨髓细胞中的极低(约1/105)占比对其研究带来了巨大挑战。流式细胞术的出现极大推动HSC的功能性研究及其在临床上的应用,流式细胞术(FCM)是一种对处在快速流动中的细胞或其它生物微粒逐个进行多参数的快速定量分析和分选的技术,可以高纯度识别分离稀有细胞群体。本文主要介绍运用流式细胞术分析造血系统细胞的方法,文中推荐有配色方案和染色步骤可供大家参考。



造血干细胞(HSC)能分化为不同类型的造血祖细胞,进一步分化为各种谱系功能成熟的血细胞。MP:多能祖细胞;MEP:红细胞/巨核细胞祖细胞;GMP:粒细胞/巨噬细胞祖细胞;CMP:共同髓系祖细胞;CLP:共同淋系祖细胞;MacP:巨噬细胞祖细胞;GP:粒细胞祖细胞;Mkp:巨核细胞祖细胞;EP:红细胞祖细胞;DC:树突状细胞。

1. 流式分析小鼠骨髓造血干/祖细胞

流式细胞术是目前研究HSC最重要的方法。可以根据表面标志物表达,通过流式细胞的方法分析造血系统的各种细胞。

骨髓长期造血干/祖细胞包含有:表面标记为 Lineage-Sca1-c-Kit+的髓系祖细胞 ( MP ) 、 标 记 为 Lineage-Sca1lowc-KitlowCD34+ IL-7R+ 的 淋 系 共 同 祖 细 胞(CLP)、标记为Lineage-Sca1+c-Kit+CD34+Flt3+的骨髓多潜能祖细胞(MPP)、标记为 Lineage-Sca1+c-Kit+CD34-Flt3-的LT-HSC、标记为 Lineage Sca1+c-Kit+CD34+Flt3-的ST-HSC。

染色方案:

取100µL(浓度为1×108 cell/mL)全骨髓细胞悬液至于流式管中,加入Biotin偶联的7种lineage抗体:CD11b-Biotin、Gr1-Biotin、Ter119-Biotin、IL-7R-Biotin、B220-Biotin、CD4-Biotin、CD8-Biotin(lineage(Lin)标记是HSC来源的各种血细胞和免疫细胞的特异性标记的总称),冰上孵育30min,加入1mL staining medium,400g/min 5min离心弃上清后,加入抗体染色(如下表),用staining medium调整染色体积50-80µL,冰上避光孵育90min,加入300µL 1×lysis buffer室温避光放置3min, 将红细胞裂解充分后,加入1mL staining medium 400g/min 5min离心,弃上清500µL staining medium重新悬浮细胞,300目滤膜过滤后准备流式分析,上机前加入DAPI(储存浓度1µg/µL,使用浓度1µg/mL),每只小鼠收集1×106 细胞。

表1.流式分析骨髓长期造血干/祖细胞