في هذه المخطوطة ، يتم تقديم تقنيات تجريبية ، بما في ذلك تحضير الدم ، والفحص المجهري متحد البؤر ، وتحليل معدل التحلل ، لفحص الاختلافات المورفولوجية بين هياكل الجلطة الطبيعية وغير الطبيعية بسبب الحالات المريضة.
مقالة منهجية
في هذه المخطوطة ، يتم تقديم تقنيات تجريبية ، بما في ذلك تحضير الدم ، والفحص المجهري متحد البؤر ، وتحليل معدل التحلل ، لفحص الاختلافات المورفولوجية بين هياكل الجلطة الطبيعية وغير الطبيعية بسبب الحالات المريضة.
الفيبرين هو بروتين مصفوفة خارج الخلية مسؤول عن الحفاظ على السلامة الهيكلية لجلطات الدم. تم إجراء الكثير من الأبحاث على الفيبرين في السنوات الماضية لتشمل التحقيق في التوليف ، ووظيفة البنية ، وتحلل الجلطات. ومع ذلك ، لا يزال هناك الكثير من الأشياء غير المعروفة حول السمات المورفولوجية والهيكلية للجلطات التي تنشأ عن المرضى الذين يعانون من المرض. في هذه الدراسة البحثية ، يتم تقديم تقنيات تجريبية تسمح بفحص الاختلافات المورفولوجية لهياكل الجلطات غير الطبيعية بسبب الحالات المريضة مثل مرض السكري وفقر الدم المنجلي. تركز دراستنا على تحضير وتقييم جلطات الفيبرين من أجل تقييم الاختلافات المورفولوجية باستخدام العديد من المقايسات التجريبية والفحص المجهري متحد البؤر. بالإضافة إلى ذلك ، يتم وصف طريقة تسمح بالحساب المستمر في الوقت الفعلي لمعدلات التحلل في جلطات الفيبرين. التقنيات الموضحة هنا مهمة للباحثين والأطباء الذين يسعون إلى توضيح أمراض التخثر المصاحبة مثل احتشاء عضلة القلب وأمراض القلب الإقفارية والسكتات الدماغية لدى مرضى السكري أو مرض فقر الدم المنجلي.
يتم إصلاح إصابة البطانية بطانة الأوعية الدموية من خلال الاستجابة مرقئ، أو تشكيل لتجلط الدم. عندما يتخلل الدم في المصفوفة خارج الخلية، والعوامل الأنسجة تنشيط الصفائح الدموية في مجرى الدم التي تسهل الشروع في شلال التخثر. المكون الميكانيكي الرئيسي من هذه العملية هو شفاء المصفوفة الليفين، وتتألف من ألياف الفيبرين التي هي مرنة للغاية، ويمكن الحفاظ قوات كبيرة 1-4. لقد درس كثير من الباحثين بنية تشكيل وظيفة الفيبرين على نطاق واسع في العقود الماضية 5-13.
المرضى الذين يعانون من أمراض مثل داء السكري وفقر الدم المنجلي لديهم خطر متزايد لتطوير مضاعفات الجلطات مثل احتشاء عضلة القلب وأمراض نقص تروية القلب، والسكتات الدماغية 14-19. يتم تشخيص أكثر من 2 مليون شخص حديثا مع داء السكري كل عام في الولايات المتحدة. هناك نوعان من مرض السكري: النوع الأول، حيثفشل الجسم على إنتاج كميات كافية من الأنسولين، والنوع الثاني، حيث يصبح الجسم مقاوما للأنسولين. بين مرضى السكري، وأمراض القلب والأوعية الدموية هي السبب ل80٪ من المراضة والوفيات المرتبطة بهذا المرض 20،21.
مرض فقر الدم المنجلي (SCD) هو اضطراب وراثي في الدم يؤثر على أكثر من 100،000 شخص في الولايات المتحدة (22). SCD هو مرض نقاط الطفرة التي تسبب خلايا الدم الحمراء لتصبح على شكل هلال، مما يجعل من الصعب على الخلايا لتمر عبر الأوعية الدموية في الدم 23. كل من هذه الحالات المرضية تزيد من فرص تطوير الظروف atherothrombotic في الجسم. واحدة من أسباب ذلك هو نتيجة لهيكل الفيبرين تغيير وظيفة في الدول المريضة 14،24-26.
في كل من السكري ومرض فقر الدم المنجلي، وهناك hypercoagulation والنشاط hypofibrinolysis أن يدفع atherothrombosis وأمراض القلب والأوعية الدموية (CVD) بالمقارنة مع المرضى الأصحاء 17،27،28. ومن المعروف أن hypofibrinolysis يشجع تصلب الشرايين التقدم ويولد الأحداث الدماغية المتكررة للمرضى الذين يعانون من السابق لأوانه مرض الشريان التاجي (29). في المخطوطة الحالية، ونحن التحقيق في دور الخصائص الفيزيائية الليفين في هذا الإعداد معين. وتتكون الهياكل جلطة الفيبرين في المرضى غير المريضة من ألياف رقيقة، والمسام الكبيرة، وعموما أقل كثافة 14،24. تم العثور على زيادة المسامية وجلطات الفيبرين أقل كثافة في المرضى الأصحاء لتسهيل انحلال الفيبرين 16. في ظروف hyperthrombotic مثل مرض الخلية المنجلية ومرض السكري، وهناك زيادة في الإنتاج الفيبرينوجين، مما تسبب في تركيز الفيبرينوجين إلى زيادة من المستويات العادية من 2.5 ملغ / مل في المرضى الأصحاء 30-33. تم العثور على تجلط الليفين التي تشكلت في مرضى السكري إلى أن تكون أقل مسامية، أكثر جمودا، على المزيد من النقاط فرع، وأكثر كثافة بالمقارنة مع الأصحاء، وعدم ديا-المرضى betic 14،24،33-35. هيكل الفيبرين تغيير هو نتيجة لآليات غلكأيشن التي تحدث في البروتينات المشاركة في تشكيل الجلطة. يحدث غير إنزيمي (لا رجعة فيه) غلكأيشن عندما ربط جزيئات الجلوكوز إلى بقايا يسين على جزيء الفيبرينوجين، الذي يثبط عامل XIIIa البشري (FXIIIa) من الجلوتامين ويسين المخلفات بشكل صحيح عبر ربط 33،36،37.
وقد تمت دراسة التحليل الهيكلي للشبكات الفيبرين على نطاق واسع في الآونة الأخيرة. على وجه الخصوص، واستخدمت الباحثين المجهر الإلكتروني وإعادة الإعمار 3D شبكات الفيبرين 38، التحقيق في الكيفية التي تؤثر بها على حد سواء داخل الأوعية الدموية (البطانية) الخلايا وخارج الأوعية (الخلايا الليفية والعضلات الملساء) خلايا هيكل الفيبرين 39، اللزجة المستخدمة والتحليل الطيفي لتحليل الهياكل الفيبرين 40، و الارتباطات المتقدمة بين هيكل الفيبرين والخواص الميكانيكية باستخدام التجريبية والنهج الحاسوبية 41 . وكان التركيز في الدراسة الحالية لصياغة هياكل جلطة في ظل ظروف السكري والجلطة خلية المنجل محاكاة واستخدام متحد البؤر المجهري لفحص بنية ووظيفة جلطات في الدول المريضة. وتم تشكيل جلطات الليفين من الفيبرينوجين البشري، الثرومبين البشري، وFXIIIa. وهي lysed الجلطات باستخدام بلازمين. لمحاكاة الظروف السكري، وقد حضنت زيادة تركيز الفيبرينوجين في حل الجلوكوز للحث في المختبر الفيبرينوجين غلكأيشن. لمحاكاة الظروف تخثر مرض الخلية المنجلية، كانت مختلطة زيادة تركيز الفيبرينوجين مع الهيماتوكريت المنجلي تم جمعها من المرضى كما فعلت سابقا من قبل لدينا مجموعة 42. وقد استخدمت هذه الأساليب لدراسة هيكل ووظائف المشاركة في تشكيل جلطة الفيبرين وانحلال الفيبرين في ظل ظروف المريضة، فضلا عن الآليات التي تحفز الأمراض القلبية الوعائية. وبناء على المعلومات الحالية حول هذه الأمراض، كانت الهياكل الفيبرين جلطة السكري أكثر كثافة مع عدد أقل منالثانية المسام أصغر. وكانت جلطات الفيبرين مع خلايا الدم الحمراء من مرضى فقر الدم المنجلي (كرات الدم الحمراء) أيضا أكثر كثافة وعرضها التجميع من كرات الدم الحمراء ومجموعات الفيبرين مكتل. وهذه ظاهرة راسخة الذي تم تحديده سابقا 43. وقد افترض أيضا أن معدل انحلال الفيبرين سيكون أقل من ذلك بكثير في تجلط الليفين السكري مع وبدون تخفيض بلازمين مقارنة صحي، الفيبرين العادي. وأظهرت النتائج أن للجلطات الفيبرين السكري، ولوحظت نتائج معدل تحلل مختلفة إلى حد كبير إلا في ظل ظروف انخفاض تركيز بلازمين. هذه التقنية التجريبية من استخدام متحد البؤر المجهري تقدم مزايا هامة على طرق التصوير الأخرى لأن الخلايا والبروتينات لا تزال في دولتهم الأم، والتي تمكن من التقاط الفيديو في الوقت الحقيقي لنشاط التخثر. هذا الأسلوب من تخثر حمل صناعي هو أيضا أرخص وأكثر كفاءة من الوقت الحصول على عينات من المرضى وتصفية فردالبروتينات والانزيمات. وعلاوة على ذلك، عن طريق استخدام البروتينات والانزيمات فصل لتجميع الجلطات، وموحدة للجلطات بحيث لم يكن هناك التباين بين العينات نتيجة لبروتينات أخرى في البلازما.
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
ملاحظة: بروتوكول التالية تلتزم المبادئ التوجيهية التي وضعها مجلس المراجعة المؤسسية (IRB) في معهد جورجيا للتكنولوجيا.
1. جمع الدم والدم الحمراء إجراء عزل خلية
2. متحد البؤر المجهر تقييم السكري الهياكل الجلطة (مقلد السكري الجلطات)
3. متحد البؤر المجهر تقييم الليفين الجلطات التي تحتوي على كرات الدم الحمراء المنجلية المرضى من خلية
4. متحد البؤر المجهر تقييم انحلال الفبرين الأسعار السكري الهياكل الجلطة
5. حساب انحلال الفبرين أسعار

6. التحليل الإحصائي للانحلال الفبرين أسعار
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
متحد البؤر تحليل المجهر من السكري الليفين الهياكل الجلطة
وتعرض الصور المجهري مبائر جلطات العادية والسكري في الشكل (3). ويكشف تحليل متحد البؤر المجهري للجلطات العادية والسكري أن جلطات السكري هي أكثر كثافة مع المسام أصغر من جلطات طبيعية مع وبدون إضافة FXIIIa خلال البلمرة الجلطة على حد سواء. في الشكل 3A و 3B، هناك تركيز أقل الليفين الذي خلق بنية أقل كثافة من جلطات ا...
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
للحصول على بيانات ذات مغزى حول بنية آليات التخثر في الحالات المرضية، من المهم لعزل العوامل التي تدخل في تخثر لتحديد الآثار المترتبة على البروتينات والخلايا في هذه الظروف. وقد تم تطوير هذا البروتوكول لأغراض التحقيق في هيكل جلطة الفيبرين في الدول السكري وSCD في المختبر.
فمن الضروري لفهم الآليات التي تشارك في تكوين الفيبرين وانحلال الفيبرين في الحالات المرضية منذ الظروف المتغيرة تسبب hypercoagulation، ather...
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
ليس لدى المؤلفين ما يكشفون عنه.
يود المؤلفون أن يشكروا Lam Lab في Georgia Tech على العديد من المناقشات المفيدة في تطوير المقايسات التجريبية. تم دعم البحث الوارد في هذا المنشور من قبل المعهد الوطني للقلب والرئة والدم التابع للمعاهد الوطنية للصحة بموجب الجائزة رقم K01HL115486 ومنحة المبتكر الجديد 1DP2OD007433-01 من مكتب مدير المعاهد الوطنية للصحة. المحتوى هو مسؤولية المؤلفين وحدهم ولا يمثل بالضرورة الآراء الرسمية للمعاهد الوطنية للصحة.
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
| الاسم | الشركة | رقم فهرسي | التعليقات |
|---|---|---|---|
| PBS | Life Technologies | 10010031 | |
| Ficoll-Paque (عديد السكاريد المائي المحبة) | GE Healthcare | 45-001-749 | |
| 10 مل أنابيب الفراغ الهيبارين BD | Biosciences | 366643 | |
| مختبرات أبحاث إنزيم | الفيبرينوجين البشري | N / A | |
| المجسات الجزيئية | المترافقة الفيبرينوجين | F13191 | |
| 0.5 مل أنبوب الطرد المركزي الدقيق المتدرج | فيشر ساينتفيك | 05-408-120 | |
| مسحوق الجلوكوز | لايف تكنولوجيز | 15023-02 | |
| مختبرات أبحاث الإنزيم | FXIIIa | مجهر | |
| VIS مجهر متحد البؤر | Zeiss LSM 510 | LSM 510 | |
| 50 mM تريس | لونزا | S50-642 | |
| كلوريد الكالسيوم (CaCl 2< / sub>) | Sigma Aldrich | 449709-10G | |
| Vybrant DiD Cell | Technologies | Life L7781 | |
| مختبرات أبحاث إنزيم | البلازمين | N / A | |
| كلوريد الصوديوم (5 M كلوريد الصوديوم) Life | Technologies | AM9759 | |
| برنامج النمذجة الإحصائية | IBM | SPSS Statistics 22 |
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
طلب إذن لإعادة استخدام النص أو الأشكال في مقالة JoVE هذه
طلب إذن