CD71/TER119 Flow-Cytometricアッセイを使用したマウス紅症前駆細胞の識別と分析

エリスポイジスの研究は、初期の造血および赤血球の前駆細胞から赤血球がどのように形成されるかを理解することを目的としています。具体的には、赤血球形成の速度は、ホルモンエリスロポエチン（EPO）によって調節され、その合成は組織低酸素によって引き起こされます。適切な組織酸素化に対する脅威は、EPOの急速な増加をもたらし、赤血球生成率の増加を促進します。その結果、循環赤血球の数が増加すると、組織の酸素送達が改善されます。したがって、効率的な赤血球生ストレス反応は、高高度、貧血、出血、化学療法、幹細胞移植などの生理学的および病理学的状態からの生存と回復にとって重要です。マウスは、赤血球生物の研究とそのストレス反応の研究の重要なモデルです。マウスの決定的な（成体タイプ）赤血球生成は、胎児肝臓で12.5から15.5日、新生児脾臓、成体脾臓と骨髄で行われます。組織における赤血球前駆細胞を識別する古典的な方法は、EPO含有半固体媒体に播種すると、これらの細胞の能力に赤血球コロニーを生じさせる能力に依存しています。それらの赤血球前駆細胞は、形態学的基準に基づいて特定されています。これらの古典的な方法はどちらも、分子研究のために多数の分化段階特異的赤血球細胞にアクセスすることはできません。ここでは、新たに孤立したマウス組織のコンテキストで、分化段階特異的赤血球前駆細胞と前駆体を特定して研究するフローカイトメトリック方法を提示します。このアッセイは、細胞表面マーカーCD71、TER119、およびセルサイズの関数であるフローサイトメトリックの「フォワードスカター」パラメーターに依存しています。CD71/TER119アッセイは、in vivo、たとえば低酸素条件で収容された貧血マウスまたはマウスでのin vivoでの赤血球体ストレスに対する反応中に、赤血球前駆細胞を研究するために使用できます。また、赤血球生成における修飾分子経路の特定の役割を評価するために、遺伝子組み換えマウスまたは胚の組織で直接紅症の前駆細胞を研究するためにも使用できます。

The study of erythropoiesis aims to understand how red cells are formed from earlier hematopoietic and erythroid progenitors. Specifically, the rate of red cell formation is regulated by the hormone erythropoietin (Epo), whose synthesis is triggered by tissue hypoxia. A threat to adequate tissue oxygenation results in a rapid increase in Epo, driving an increase in erythropoietic rate, a process known as the erythropoietic stress response. The resulting increase in the number of circulating red cells improves tissue oxygen delivery. An efficient erythropoietic stress response is therefore critical to the survival and recovery from physiological and pathological conditions such as high altitude, anemia, hemorrhage, chemotherapy or stem cell transplantation. The mouse is a key model for the study of erythropoiesis and its stress response. Mouse definitive (adult-type) erythropoiesis takes place in the fetal liver between embryonic days 12.5 and 15.5, in the neonatal spleen, and in adult spleen and bone marrow. Classical methods of identifying erythroid progenitors in tissue rely on the ability of these cells to give rise to red cell colonies when plated in Epo-containing semi-solid media. Their erythroid precursor progeny are identified based on morphological criteria. Neither of these classical methods allow access to large numbers of differentiation-stage-specific erythroid cells for molecular study. Here we present a flow-cytometric method of identifying and studying differentiation-stage-specific erythroid progenitors and precursors, directly in the context of freshly isolated mouse tissue. The assay relies on the cell-surface markers CD71, Ter119, and on the flow-cytometric 'forward-scatter' parameter, which is a function of cell size. The CD71/Ter119 assay can be used to study erythroid progenitors during their response to erythropoietic stress in vivo, for example, in anemic mice or mice housed in low oxygen conditions. It may also be used to study erythroid progenitors directly in the tissues of genetically modified adult mice or embryos, in order to assess the specific role of the modified molecular pathway in erythropoiesis.