جزيرة β موت الخلايا يسبق تطور مرض السكري من النوع 1 ، وقد يسمح اكتشاف هذه العملية بالتدخل العلاجي المبكر. هنا ، نقدم وصفا مفصلا لكيفية قياس أنواع الحمض النووي INS الميثيل تفاضليا في المصل البشري كمؤشر حيوي لموت الخلايا β.
يتطلب اشتراك JoVE لعرض هذا المحتوى. تسجيل الدخول أو ابدأ نسخة تجريبية مجانية
جزيرة β موت الخلايا يسبق تطور مرض السكري من النوع 1 ، وقد يسمح اكتشاف هذه العملية بالتدخل العلاجي المبكر. هنا ، نقدم وصفا مفصلا لكيفية قياس أنواع الحمض النووي INS الميثيل تفاضليا في المصل البشري كمؤشر حيوي لموت الخلايا β.
يعتقد أن موت خلايا β الجزيرة يكمن وراء التسبب في جميع أشكال مرض السكري تقريبا ويسبق تطور فرط السكر في الدم الصريح ، خاصة في مرض السكري من النوع 1. قد يسمح تطوير المؤشرات الحيوية الحساسة والموثوقة لموت الخلايا β بالتدخل العلاجي المبكر لمنع أو تأخير تطور مرض السكري. في الآونة الأخيرة ، أفادت العديد من المجموعات بما في ذلك مجموعتنا أن الحمض النووي الخالي من الخلايا والميثيل تفاضليا الذي يشفر بريبروأنسولين (INS) في الدورة الدموية يرتبط بموت الخلايا β في مرض السكري من النوع 1 ومرض السكري من النوع 1 الجديد. هنا ، نقدم بروتوكولا خطوة بخطوة باستخدام تفاعل البوليميراز المتسلسل الرقمي لقياس الحمض النووي INS الخالي من الخلايا والذي يتم ميثله تفاضليا عند السيتوزين عند الموضع -69 نقطة أساس (بالنسبة لموقع بدء النسخ). نوضح أن الاختبار يمكن أن يميز بين السيتوزين الميثيلي وغير الميثيل في الموضع -69 نقطة أساس ، وهو خطي عبر عدة أوامر من حيث الحجم ، ويوفر الكمية المطلقة لأرقام نسخ الحمض النووي ، ويمكن تطبيقه على عينات من المصل البشري من الأفراد المصابين بداء السكري من النوع 1 الجديد والضوابط الخالية من الأمراض. يمكن تكييف البروتوكول الموصوف هنا مع أي نوع من أنواع الحمض النووي التي يرغب فيها اكتشاف السيتوزينات الميثيلية تفاضلية ، سواء من الدورة الدموية أو من الخلايا والأنسجة المعزولة ، ويمكن أن يوفر التقدير الكمي المطلق لشظايا الحمض النووي.
مرض السكري نوع 1 (T1D) هو أحد أمراض المناعة الذاتية التي يتميز بها تدمير جزيرة المنتجة للانسولين β الخلايا عن طريق خلايا autoreactive تي 1. وعادة ما يتم التشخيص من T1D على قياس (الجلوكوز في الدم> 200 ملغ / دل) ارتفاع السكر في الدم في العجاف، فرد الشاب، الذي قد يقدم مع الحماض الكيتوني كدليل على نقص الأنسولين. في وقت التشخيص من T1D، وهناك أدلة لخسارة كبيرة في وظيفة خلايا β وكتلة (50-90٪) 2. في الدراسات السريرية، تبين أن العديد من الأدوية تغييري المناعة التي أقيمت في وقت التشخيص في تحقيق الاستقرار في وظيفة خلايا β (ويفترض الكتلة)، ولكن لا شيء قد أسفرت عن مغفرة السريرية للمرض، وهو الاكتشاف الذي أثار الدعوة إلى تطوير المؤشرات الحيوية للكشف في وقت سابق من هذا المرض وتتبع طولية من فعالية مجموعة من العلاجات 3،4. الجهود التي تبذلها اتحادات دولية، مثل هذاق كونسورتيوم شبكة البحوث جزيرة البشرية التابع للمعاهد الوطنية للهيث 5، وشدد على ضرورة تطوير المؤشرات الحيوية التي تركز على الإجهاد خلية بيتا والموت في T1D.
وتماشيا مع هذه الجهود، لدينا مجموعة والبعض الآخر قد وضعت مؤخرا فحوصات العلامات البيولوجية التي تقيس المتداولة، شظايا الحمض النووي تعديل epigenetically التي تنشأ في المقام الأول من الموت خلايا β 6-9. في جميع المقايسات التي نشرت حتى الآن، كان التركيز على الكميات من الجين البشري ترميز سلف طليعة الأنسولين (INS)، والذي يدل على درجة أكبر من المواقع الدليل السياسي الشامل unmethylated في المناطق الترميز والمروج مقارنة مع أنواع أخرى من الخلايا. كان الافتراض تحرير unmethylated شظايا الحمض النووي INS كما تنشأ أساسا من الموت (نخرية، أفكارك) خلايا β. وأظهرت لنا الدراسات الحديثة أن في الشباب، والارتفاعات في كل unmethylated والميثيلي والحمض النووي INS في موقف -69 سنة مضت (نسبة إلى Tانه النسخي بدء الموقع) لوحظت في الظهور الجديد T1D، وجنبا إلى جنب خدم المؤشرات الحيوية محددة لهذه الفئة من السكان 6. هذه المقايسات العلامات البيولوجية تنطوي على عزل الحمض النووي خالية من الخلايا من المصل أو البلازما باستخدام مجموعات تدور التجارية، تليها تحويل بيسلفيت لعزل الحمض النووي (لتحويل cytosines غير ميثليته إلى uracils، وترك cytosines ميثليته سليمة).
في هذا التقرير، وصفنا الجوانب التقنية لجمع عينة الدم، وعزل الحمض النووي خالية من الخلايا من الدم، وتحويل بيسلفيت، وأداء PCR الرقمي بالقطيرات (من الآن فصاعدا، PCR الرقمي) لميثليته تفاضلي INS الحمض النووي.
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
بيان الأخلاقيات: تمت الموافقة على البروتوكولات من قبل مجلس المراجعة المؤسسية بجامعة إنديانا. قدم آباء الأشخاص موافقة خطية مستنيرة ، وقدم الأطفال الذين تزيد أعمارهم عن 7 سنوات الموافقة على مشاركتهم.
< p class = "jove_title" >1. معالجة المصلملاحظة: تم اختبار الاختبار كما هو موضح بدقة باستخدام مصل بشري معزول على النحو التالي.
ملاحظة: يتم استخراج الحمض النووي باستخدام مجموعة استخراج الحمض النووي باستخدام 50 ميكرولتر من المصل (موصى به) ، باتباع بروتوكول الشركة المصنعة مع بعض التعديلات.
ملاحظة: يتم إجراء تحويل ثنائي الكبريتيت باستخدام مجموعة تحويل ثنائي الكبريتيت ، باتباع بروتوكول الشركة المصنعة مع بعض التعديلات.
4. PCR رقمي متعدد الإرسال
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
لتفسير البيانات بشكل مناسب، ونحن نستخدم الضوابط البلازميد لكل من الهدف INS الحمض النووي unmethylated والميثيلي في كل شوط PCR الرقمي. هذه الضوابط تضمن إشارات الموافق الحمض النووي الميثيلي وunmethylated يمكن تمييزها بوضوح. ويبين الشكل 1 المؤامرات مبعثر 2-D الموافق قطرات للضوابط تحتوي على البلازميد تحويلها بيسلفيت unmethylated INS الحمض النووي (الشكل 1A)، الميثيلي INS الحمض النووي (ا...
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
مثيلة من cytosines التي كتبها ميثيل الحمض النووي يسمح لمراقبة جينية من النسخ في العديد من الجينات. وأعرب عن الجين INS في البشر على وجه الحصر تقريبا في جزيرة β خلايا، ويبدو أن هناك علاقة بين وتيرة مثيلة من cytosines في الجين INS لإسكات من النسخ في 11. على هذا النحو، فإن معظم أنواع الخلايا تظهر ترددات أعلى بكثير من مثيلة من الجين INS في cytosines مختلف مقارنة بيتا خلايا 11-13. وقد اقترح أن انتشار موت الخلايا بيتا...
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
ليس لدى المؤلفين ما يكشفون عنه.
تم دعم هذا العمل من قبل منحة المعاهد الوطنية للصحة UC4 DK104166 (إلى RGM). نود أن نعرب عن تقديرنا للمساعدة التي قدمها مركز أبحاث السكري في إنديانا للترجمة الأساسية المدعومة من منحة المعاهد الوطنية للصحة P30 DK097512.
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
| الاسم | الشركة | رقم فهرسي | التعليقات |
|---|---|---|---|
| المكنسة الكهربائية الحمراء العلوية | Beckon Dickinson | 366441 | بدون مادة مضافة ، داخلية غير مطلية ، 10 مل |
| من Cryovial Tube | Simport | T310-3A | من البولي بروبيلين ، أنبوب غطاء لولبي ، أي حجم |
| QIAamp DNA Blood Mini Kit | Qiagen | 51106 | |
| Poly (A) | Sigma | P9403 | غير محبوب في TE المؤقت (10 ملي مولار Tris-Cl درجة الحموضة 8.0 + 1 ملي مولار EDTA) إلى 5 & micro ؛ ز /& مايكرو ؛ l |
| الإيثانول المطلق (200 برهان) فيشر | Scientific | BP2818-500 | |
| DPBS (مع CaCl 2< / sub > و MgCl 2< / sub>) | Sigma | D8662 | |
| 0.2 مل PCR 8 شرائط | أنابيب MidSci | AVST | |
| 8 شرائط ، Dome | MidSci | AVSTC-N | |
| EZ DNA مثيلة البرق Kit | Zymo | D5031 | |
| ddPCR Supermix للمجسات (بدون dUTP) | Biorad | 1863024 | |
| التحكم في العازلة للمجسات | Biorad | 1863052 | |
| البشري غير الميثيل / الميثيل التمهيدي / مزيج المسبار | Life Technologies | AH21BH1 | |
| EcoR1 | New England Biolabs | R0101L | |
| twin.tec PCR Plate 96 ، | Eppendorf | 951020346 | |
| ثقب احباط ختم الحرارة | Biorad | 1814040 | |
| PX1 PCR لوحة السدادة | Biorad | 1814000 | |
| QX200 AutoDG Droplet نظام PCR الرقمي | Biorad | 1864101 | |
| زيت توليد القطرات الآلي للمجسات | Biorad | 186-4110 | |
| DG32 خرطوشة لمولد القطرات الآلي | Biorad | 186-4108 | |
| نصائح ماصة لمولد القطرات الآلي | Biorad | 186-4120 | |
| صناديق تلميح الماصة لمولد القطرات الآلي | Biorad | 186-4125 | |
| C1000 Touch Thermal Cycler | Biorad | 1851197 | |
| QX200 قارئ قطرات | Biorad | 186-4003 | |
| ddPCR Droplet Reader Oil | Biorad | 186-3004 |
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.