على مدار الساعة الإيقاعية ينظم مجموعة واسعة نطاق من العمليات البيولوجية من التعبير الدافيء للجينات النوم السلوك في إيقاع يمكن التنبؤ بها مع تواتر من حوالي 24 h. الوبائية الدراسات تشير بقوة إلى أن اضطراب مزمن الإيقاعية إيقاع يزيد من خطر سرطان الثدي وسرطان البروستاتا في التحول والعمال، بما في ذلك الممرضات وهروب الأطقم1،،من23. هذه النتائج هي تؤكدها دراسات القوارض، مما يدل على أن التعرض للضوء المستمر، دورات الضوء في الليل، أو الخفيفة التي تحاكي زيادة اضطراب حدوث الورم ويعجل بنمو الورم4،5. استناداً إلى البيانات المستمدة من الدراسات البشرية والقوارض، صنفت الوكالة الدولية لبحوث السرطان تحول العمل كمسرطن بشري محتمل (نوع 2A) في 20106.
سابقا، أثبتنا أن جرعة وحيدة مسرطنة من مسرطن محددة الأورام الثديية، N-نيتروزو-N-ميثيلوريا (نمو)، تعطلت الإيقاعية التعبير عن الجينات الإيقاعية الكبرى (CGs) (مثلاً، الفترة 2 ، Per2) ومفتاح تلف الحمض النووي استجابة عدة تسيطر عليها الإيقاعية الجينات (ككجس)، بما في ذلك وإصلاح الجينات (التسريح) في الغدة الثديية المستهدفة (ولكن ليس في الكبد). وعلاوة على ذلك، إعادة تعيين التعبير الإيقاعية الجينات Per2 والتسريح نحو العادي بنظام تشيموبريفينتيفي الغذائية لالميثيل-سيلينوسيستيني (MSC) انخفاض حالات الإصابة بالأورام بنسبة 63 في المائة. كانت هذه النتائج الأولى لإظهار ارتباط آليا بين التسرطن الكيميائية وإيقاع circadian، تشيموبريفينشن،من78. التعرض سميات البيئية الأخرى أظهرت أن تعطيل الجينات الإيقاعية التعبير في فيفو ترتبط أيضا بزيادة خطر الإصابة بالأمراض البيئية9،10. فهم الآليات التي تربط بين انقطاع الإيقاعية سميات البيئية والمرضية قد تؤدي إلى النهج القائم على ميتشانيستيكالي للوقاية من الأمراض. بيد أن الدراسات تهدف إلى تحديد التفاعلات بين التعرض وإيقاع circadian عادة ما تتم المجراة في. نموذجي في فيفو تجربة التحقيق أثر على إيقاع circadian يتطلب أعدادا كبيرة من الحيوانات، التحكم في الأنسجة من ثلاثة على الأقل، ويجب أن يكون ثلاثة من الحيوانات المعرضة التي جمعت كل ح 3-4 على مدى فترة 24 أو 48 ساعة. تطوير نظام مصادق عليه في المختبر ويجمل في فيفو الملاحظات والآليات سوف ولذلك ليس فقط تقليل عدد الحيوانات اللازمة، ولكن أيضا كبير تخفيض تكاليف التجريبية والشرط أن ويعمل هؤلاء الباحثون بشكل مستمر على مدى فترة 24-48 h. وعلاوة على ذلك، يمكن استخدام نظام تم التحقق من صحتها في المختبر لفحص إنتاجية عالية للمركبات و/أو التعديلات الوراثية التي تؤثر على إيقاع circadian، أو ردها لعوامل الإجهاد البيئي أو سميات. ولذلك، يلزم المزيج الاستراتيجي من تجارب ونماذج في المختبر و في فيفو الحصول على رؤى مختلفة مع تركيز مختلفة.
في الثدييات، وتوجد مؤشرات التذبذب الإيقاعية ليس فقط في الخلايا العصبية المتخصصة للجنة الفرعية للتغذية، ولكن أيضا في أنواع الخلايا الأكثر هامشية. هذه الساعات الجزيئية مماثلة لتلك التي في خطوط الخلايا ثابتة تنتجها الخلايا الليفية والخلايا الليفية الأولية من الأجنة أو الحيوانات الكبار؛ ومع ذلك، هناك حاجة للأنسجة الخلوية النماذج الخاصة بنوع11. ونتيجة لذلك، explants الدراسات التقليدية للنشاط الحركي في فيفو، العقدة السابقين فيفو، ويستند إلى الخلية في المختبر فحوصات في الخلايا مخلدة تنتجها الخلايا الليفية تستخدم على نطاق واسع لدراسة العيوب الإيقاعية خلية مستقلة. ومع ذلك، لا توجد أدلة تشير إلى أن في المختبر تنتجها الخلايا الليفية المستندة إلى خلية تحليل يمكن إيجاز آليات الإيقاعية والردود موجودة في الخلايا من سائر الأجهزة الطرفية في فيفو. أنواع مختلفة من الخلايا يمكن أن أنماط متميزة من التعبير الجيني، والتمثيل الغذائي إكسينوبيوتيك، والتسريح، والروابط بين سمية والتعبير الجيني الإيقاعية قد يكون نوع من الخلايا المحددة و/أو التضمين بمعلمات فسيولوجية مختلفة. وبالإضافة إلى ذلك، لم يتم تقييم التذبذب الإيقاعية في الأنظمة المستندة إلى تنتجها الخلايا الليفية تماما للتصدي للسموم البيئية وعوامل الإجهاد والعوامل الوقائية التي تربط بين التعرض لآليات التنمية المرض والوقاية. وبالتالي، هناك حاجة إلى السطحية، وتم التحقق من صحتها من نوع الخلية المحددة، في المختبر فحوصات الإضاءة الحيوية لدراسة الجهاز معطلات الإيقاعية بيئية محددة. على الرغم من أن لديها مجموعة متنوعة من النماذج الخلوية على مدار الساعة (مثلاً، في الكبد، والخلايا الكيراتينيه، والخلايا الدهنية، فضلا عن خط خلية osteosarcoma) وضعت في السنوات الأخيرة12،،من1314، 15، مقايسة الموصوفة هنا هو أول نموذج ساعة الخلوية في الخلايا الظهارية في الثدي، وأول مظاهرة إيجاز في فيفو الاستجابات لعوامل الإجهاد البيئي وسميات، والمخدرات، ووكلاء تشيموبريفينتيفي.
لوسيفراس رينيلا (رلوك) ولوسيفراس اليراع هي 30-61 كاتشين أحادي البروتينات التي لا تتطلب المعالجة للنشاط الأنزيمي بوستترانسلاشونال ويمكن أن يعمل كمراسل وراثية فور ترجمتها. مجرد الركيزة يربط مع الإنزيم لوسيفراس، يولد رد الفعل البيوكيميائية حفزت ومضة من الضوء. وهكذا، لوسيفراس بنيات تستخدم على نطاق واسع كالجينات التعبير مراسل النظام في المختبر و في فيفو. إلا أن دراسات إيقاع circadian، محدودة الأداة المساعدة مراسل لوسيفراس بنصف عمر طويل نسبيا من البروتين لوسيفراس (تي1/2 = ح 3.68) بالقياس إلى الفترة (لا سيما لفترة قصيرة) لإجراء تغييرات في الجينات الإيقاعية التعبير؛ ومع ذلك، العديد من الدراسات على مر السنين استخدمت بنجاح الجين لوسيفراس في ناقلات pGL3، مما يشير إلى أنه قد لا يكون ضروريا للإبلاغ عن إيقاعات circadian، لا سيما بالنسبة للايقاعات مع فترة أطول، مثل لوسيفراس سريعة التحلل ح 24. ولذلك، بلازميد مراسل استخدام ناقلات لوسيفراس زعزعة استقرار، pGL [Luc2P/Neo]، الذي يحتوي على هبيست (تسلسل بروتين زعزعة استقرار) قد وضعت، مما يسمح لنا باستخدامه كناقل مراسل الإيقاعية لأعمالنا الحالية في المختبر المقايسة الإضاءة الحيوية. قد نصف عمر أقصر كثيرا من البروتينات المشفرة بواسطة Luc2P (تي1/2 = ح 0.84)، ومن ثم يستجيب بسرعة أكبر وقوته أكبر للتغيرات في النشاط الترانسكربتي من البرية من نوع، أنانديكاتينج التي يمكن أن تستخدم لرصد التعبير الإيقاعي من لوسيفراس وينظم المروج PER2 بدقة في الوقت الحقيقي16.