ويمكن إجراء مقايسة ميكروأري سيالوغليكان لتقييم الأجسام المضادة لمكافحة neu5Gc في الأمصال البشرية، مما يجعل من المحتمل فحص الإنتاجية العالية التشخيص للسرطان وغيرها من الأمراض المزمنة التي تسببها التهابات الإنسان.
مقالة منهجية
ويمكن إجراء مقايسة ميكروأري سيالوغليكان لتقييم الأجسام المضادة لمكافحة neu5Gc في الأمصال البشرية، مما يجعل من المحتمل فحص الإنتاجية العالية التشخيص للسرطان وغيرها من الأمراض المزمنة التي تسببها التهابات الإنسان.
وتغطي الخلايا مع عباءة سلاسل الكربوهيدرات (غليكانز) التي تتغير عادة في السرطان والتي تشمل الاختلافات في تعبير حمض السياليك (سيا). هذه هي السكريات الحمضية التي لديها العمود الفقري 9-الكربون وأن غليكانز الفقاريات كاب على أسطح الخلايا. اثنين من أشكال سيا الرئيسية في الثدييات هي حمض N- ستيلنورامينيك (Neu5Ac) وشكله الهيدروكسيلية، N -glycolylneuramin حمض (Neu5Gc). البشر لا يمكن أن تنتج neu5Gc الذاتية بسبب تعطيل الجين ترميز سيتيدين 5'monophosphate-Neu5Ac (سمب-Neu5Ac) هيدروكسيلاز (سماه). يتم الحصول على Neu5Gc الخارجية من قبل الخلايا البشرية من خلال الاستهلاك الغذائي من اللحوم الحمراء ومنتجات الألبان ويظهر لاحقا على غليكانز متنوعة على سطح الخلية، وتراكم معظمها على سرطان. ونتيجة لذلك، والبشر لديها تعميم الأجسام المضادة لمكافحة Neu5Gc التي تلعب أدوارا متنوعة في السرطان وغيرها من الأمراض المزمنة بوساطة التهاب والتي أصبحت المحتملة التشخيص والعلاجية تاrgets. هنا، نحن تصف عالية الإنتاجية سيالوغليكان ميكروأري فحص لتقييم هذه الأجسام المضادة لمكافحة Neu5Gc في المصل البشري. تحتوي على غليكانز ne5Gc وأزواجها مطابقة من الضوابط (nely5Ac التي تحتوي على غليكانز)، مع كل الأمين الأساسي الأساسية، مرتبطة تساهمية الشرائح الزجاجية المغلفة الايبوكسي. نحن مثال على طباعة 56 الشرائح في شكل 16 جيدا باستخدام طابعة نانو محددة قادرة على توليد ما يصل إلى 896 المصفوفات في الطباعة. كل شريحة يمكن استخدامها لفحص 16 عينات مختلفة من مصل الدم البشري لتقييم المضادة لل Neu5Gc خصوصية الأجسام المضادة، وكثافة، والتنوع. يصف البروتوكول تعقيد هذه الأداة قوية ويوفر التوجيهي الأساسي لتلك التي تهدف إلى التحقيق في الاستجابة لمضاد الكربوهيدرات الغذائي Neu5Gc في عينات سريرية متنوعة في شكل صفيف.
سياس هي السكريات الحمضية التي تغطي سلاسل غليكان على بروتين سكري سطح الخلية والشحميات السكرية في الفقاريات. يتم تعديل التعبير سيا في الخلايا السرطانية 1 ويرتبط مع تطور و / أو ورم خبيث 2 ، 3 . اثنين من أشكال سيا الرئيسية في الثدييات هي Neu5Ac وشكل هيدروكسيلاتد، Neu5Gc 2 . البشر لا يمكن توليف Neu5Gc بسبب تعطيل معين من الجينات ترميز إنزيم سماه. هذا غير البشرية سيا يدمج الأيض في الخلايا البشرية باسم "النفس"، التي تنشأ من الأطعمة الغذائية NE5Gc الغنية (على سبيل المثال، واللحوم الحمراء) 4 ، 5 . Neu5Gc موجود في مستويات منخفضة على أسطح الخلايا من الظهارة البشرية و إندوثيليا، لكنه يتراكم خصوصا في سرطان. يتم التعرف على ne5Gc كما أجنبي من قبل الجهاز المناعي البشري الخلطية 2 ، 6 .قد تنشأ تعقيدات مستضد من Neu5Gc-غليكانز على مستويات متعددة، بما في ذلك تعديل Neu5Gc، الربط، غليكانز والسقالات الكامنة، وكثافتها، وكلها تنعكس من تعقيد استجابة الأجسام المضادة لمكافحة ne5Gc في البشر 6 . بعض هذه الأجسام المضادة بمثابة المؤشرات الحيوية سرطان و إمونوثيرابيوتيكش المحتملة 7 . وقد مهد ظهور توليف كيمونزيماتيك من سيالوغليكانز مختلفة 8 الطريق لمزيد من التحليل المتعمق لهذه الأجسام المضادة، ويسهلها استخدام تكنولوجيا ميكروأري غليكان 9 ، 10 . وهكذا، مع إعداد سهل والتلاعب من المكتبات الكبيرة من الكربوهيدرات الطبيعية والاصطناعية، أصبحت ميكروأرس غليكان قوية التكنولوجيا الإنتاجية العالية للتحقيق في التفاعلات من الكربوهيدرات مع عدد لا يحصى من الجزيئات الحيوية 10 ، 11 ، 12 ، 13 . في شكل صفيف، يتم استخدام كميات ضئيلة من المواد، وهذا العرض المتعدد من غليكانز ذات الصلة بيولوجيا يسمح للتحقيق في الآلاف من التفاعلات ملزمة في تجربة واحدة. الأهم من ذلك، يمكن أيضا أن تطبق هذه التكنولوجيا على اكتشاف العلامات البيولوجية ورصد الاستجابات المناعية في عينات مختلفة 7 ، 12 .
ناجحة غليكان ميكروأري تلفيق يتطلب النظر في ثلاثة جوانب هامة: نوع روبوت الطابعة، غليكان الكيمياء اقتران، والبصريات الكشف. وفيما يتعلق بالنظر في صك الطباعة، هناك تقنيتان متاحتان: طابعات الاتصال وغير المتصلة. في الطباعة الاتصال، 1-48 دبابيس الصلب هي مغموسة في لوحة متعددة مصادر جيدا تحتوي على حل غليكان ويتم رصدها على الشرائح الزجاجية فونكتيوناليزد عن طريق الاتصال مباشرة على سطح الشريحة الزجاجية. كمية الحل دي ليفيد إلى الشريحة هي وظيفة من المدة العالقة على سطح الشريحة. عادة، يتم أولا رصد العينات على كتلة زجاجية (للوصول إلى بقع متجانسة) قبل طباعتها على سطح الشريحة. في طابعات عدم الاتصال (على سبيل المثال، الطابعة بيزو الإلكترونية)، يتم طباعة غليكانز من شعري زجاجي باستخدام الإشارات الكهربائية التي تسيطر عليها. يمكن معايرة إشارة كهربائية بدقة لتحقيق الطباعة أكثر دقة بالنسبة للطباعة الاتصال. حجم ومورفولوجية البقع هي أيضا أكثر تجانسا نسبيا. ميزة إضافية هي إعادة تدوير العينة مرة أخرى إلى لوحة المصدر بعد الطباعة. ومع ذلك، فإن العيب الرئيسي للطابعات بيزو الإلكترونية هو الحد طرف الطباعة (4 أو 8)، مما أدى إلى فترة طباعة طويلة جدا، الأمر الذي يتطلب اهتماما خاصا لاستقرار الشريحة ودرجة الحرارة والرطوبة، وتبخر العينة. طابعة نافثة للحبر غير الاتصال تتطلب كميات أكبر عينة 14 .
s = "jove_content"> على النقيض من محدودية الخيارات المتاحة لطرق الطباعة، الكيمياء غليكان اقتران هو النظر أكثر تعقيدا، مع العديد من الخيارات للاختيار من بينها. يجب أن تمثل الكيمياء تجميد مختارة لكل من المجموعات النشطة على غليكانز وتفاعل سطح الشريحة. غليكانز أن يجمد على سطح ميكروأري محددة، إما توليفها صناعيا أو معزولة بشكل طبيعي، وكلها تتطلب مجموعة رد الفعل متطابقة. وبالإضافة إلى ذلك، فإن غليكانز تحتاج إلى أن تكون نقية ومتجانسة. من ناحية أخرى، يجب أن يوفر سطح تجميد والكيمياء استنساخ وكثافة مرفق موثوق بها. وقد تم تطوير أساليب تجميد متعددة مع التساهمية أو التساهمية (امتصاص المادية) مرفق 10 ، 11 ، 12 ، 13 . للحصول على معلومات مفصلة للغاية عن تكنولوجيا غليكان ميكروأري المطبوعة ل أونينياتيتد المحقق، الرجوع إلى هذه الاستعراضات الممتازة 13 ، 15 . الأهم من ذلك، الحد الأدنى من المعلومات المطلوبة لمبادرة تجربة غليكوميكس (ميراج) يصف المبادئ التوجيهية لإعداد العينات 16 والإبلاغ عن البيانات من تحليل ميكروأري غليكان 17 لتحسين المعايير في هذا المجال المتنامي.
هنا، نحن تصف بروتوكول مفصل لتصنيع ميكروأرس سيالوغليكان باستخدام اتصال نانو طابعة محددة في شكل 16 جيدا. كل من غليكانز لديها أمين الأولية التي توسط ارتباط تساهمية إلى الشرائح الزجاجية المنشط الايبوكسي. نحن أيضا وصف تطوير وتحليل شريحة واحدة باستخدام مختلف عينات المصل البشري، الأجسام المضادة، و سيتين ملزم ليكتينس النبات. وتشمل المقايسات ميكروأري سيالوغليكان العديد من الخطوات الرئيسية التي تشمل تلفيق مجموعة والمعالجة والتنمية والتحليل. صفيف تلفيق يتطلب تخطيط أرتخطيط الشعاع، إعداد غليكانز و لوحة المصدر، برمجة نانو الطابعة، وطباعة الشرائح. وفي وقت لاحق، تتم معالجة الشرائح، وضعت، وتحليلها ( الشكل 1 ).
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
تم الحصول على عينات من مصل الدم البشري من بنك الدم الإسرائيلي وتم استخدامها وفقا لإعلان هلسنكي ومجلس مراجعة المؤسسات بجامعة تل أبيب.
1. تخطيط تخطيط الصفيف والتخطيط
2. إعداد غليكانز لوحة المصدر
3. برمجة نانو الطابعة
4. طباعة صفائف مصممة
ملاحظة: يجب تنفيذ جميع الخطوات في غرفة نظيفة مع الرطوبة من 60-70٪ ومع القفازات المناسبة والملابس للحماية
5. تجهيز وتطوير الصفائف
6. صفيف المسح الضوئي وتحليل البيانات
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
طباعة الصفيف وتطويره وتحليله:
طباعة ميكروأري سيالوغليكان مع عينات غليكان متعددة والمنحنيات إيغ الإنسان ستد في 16 كتل مختلفة يتطلب معايرة شاملة لضمان أن يتم طباعة جميع العينات بشكل موحد ممكن في كل 16 كتل في الشريحة وجميع الشرائح في نفس تشغيل الطباعة. لذلك، هناك حاجة إلى عدة تجارب المعايرة قبل تحديد معلمات الطباعة المحددة، بما في ذلك تكوين المخزن المؤقت...
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
نجاح التصنيع ميكروأري غليكان يتطلب تخطيط دقيق ويتضمن العديد من الخطوات الهامة في البروتوكول. وتشمل هذه ما يلي: (1) تخطيط تخطيطات الفدرات واللوحة التي تحدد جميع المعلمات اللاحقة ( مثل المسافات والمباعدة بين العينات وكمية العينات والطباعة)؛ (2) تنظيف المسامير وضمان سلامة دبوس، وهو أمر بالغ الأهمية للسيطرة على التجانس بقعة. (3) الحفاظ على نسبة عالية من الرطوبة أثناء الطباعة، الحرجة لتجنب تبخر عينة أثناء تشغيل الطباعة الطويلة، والتي يمكن أن تضر التجانس بقعة؛ (4) اختيار المحاذ...
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
الكتاب ليس لديهم ما يكشف.
وقد تم دعم هذا العمل جزئيا من خلال جائزة تطوير مهنة البحث من الصندوق الإسرائيلي لبحوث السرطان، وهي منحة من المبادرة الوطنية الإسرائيلية لتكنولوجيا النانو، وصندوق هيلمزلي الخيرية لمنطقة تقنية مركزية لأجهزة نانوميدينيس ل ثيرانوستيكش شخصية (ف-K)، و ناتيونال معاهد الصحة منحة R01GM076360 (إلى شك).
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
| الاسم | الشركة | رقم فهرسي | التعليقات |
|---|---|---|---|
| أمين أولي يحتوي على sialoglycans | Glycohub، Inc.، ديفيس، كاليفورنيا، الولايات المتحدة الأمريكية (http://www.glycohub.com/services) | اتصل info@glycohubusa.com لطلبات المركبات | الجليكان المطبوعة |
| أحادي الصوديوم الفوسفات أحادي الصوديوم أحادي الهيدرات | Sigma | S9638 | مكون الطباعة العازلة |
| فوسفات ثنائي الصوديوم سباعي الهيدرات | Sigma | S9390 | مكون الطباعة العازلة |
| الفوسفات مخزن ملحي | مخزن Hy-Labs | BP-507 / 500D | عازلة الطباعة / الحضانة / الغسيل العازلة |
| Tris-base | Sigma | T1503 | كاشف حجب الشرائح |
| Glycerol | Sigma | G-7893 | مكون عازلة الطباعة |
| Ethanolamine | Thermo-Fisher Scientific | 0700/08 | كاشف حجب الشرائح |
| Ovalbumin (الصف V) | Sigma | A5503 | بروتين حجب الشرائح |
| Tween-20 | Sigma | P7949 | منظف غسيل الشرائح |
| Alexa 555-Hydrazide | Thermo-Fisher Scientific | A20501MP | Marker على مصفوفة |
| ChromPure Human IgG ، جزيء كامل | Jackson Immunoresearch | 009-000-003 | مكون الطباعة |
| البيوتينيل- | مختبرات ناقلات | B-1305 | Plant Lectin & ndash ؛ ملزمة سيا ألفا2 – 6-related-malii |
| Vector Laboratories | B-1265 | Plant Lectin – ربط Sia-alpha2 – 3 مرتبطات | |
| ب Chicken-anti Neu5Gc IgY | BioLegend | 146903 | الكشف الأولي |
| Cy3-Streptavidin | Jackson Immunoresearch | 016-160-0848 | ربط البيوتين |
| Cy3-anti Human IgG | Jackson Immunoresearch | 109-165-088 | الكشف الثانوي ضد الإنسان IgG |
| Cy3-anti Chicken IgY | Jackson Immunoresearch | 703-165-155 | الثانوي الكشف ضد الدجاج IgY |
| عينات الأمصال البشرية | الدم | الكشف الأولي | |
| عن النيتروجين المضغوط (الصف 5) | أداة الغبار / التجفيف العامة | ||
| الشرائح المطلية بالإيبوكسي | Corning | 40044 | شرائح |
| الشرائح المطلية بالإيبوكسي | PolyAn | 2D 104-00-221 | الشرائح. في هذا النوع من الشرائح ، يكون السطح أكثر كارهة للماء (مقارنة بشرائح الحفر) وبالتالي فإن المخزن المؤقت للطباعة الجليكان يحتاج إلى استكمال بنسبة 0.005٪ Tween-20 للحصول على 100 & بقع بحجم M. |
| 384 بئر لوحة ميكروتيتر | Genetix | 2070 | لوحة الطباعة |
| VWR مختبر علامة | VWR | 52877-310 | وضع العلامات على الشرائح |
| مصفوفة | أنبوب تلطيخ | MST | أداة تطوير |
| الشرائح تلطيخ حمام | VWR | 25608-904 | أداة تطوير الشرائح |
| حاملي الزجاج | VWR | 631-9321 | تطوير |
| الشرائحGenePix الماسح | الضوئي الأجهزة الجزيئية | 4000B | الماسح الضوئي للشرائح |
| LM-60 NanoPrinter | ArrayIt | LM-60 | دبابيس الطابعة المصفوفة |
| ArrayIt | 946MP3 | دبابيس الطباعة | |
| ProPlate Module | Grace Bio-Labs | P37004 | وحدة تطوير الشرائح |
| المقطر | Bio-Lab | 2321020500 | مطلوب للمصفوفة والمرطب |
| متعددة الأنابيب ، 8 قنوات ، نطاق الصوت 2-125 مو ؛ L | ثيرمو فيشر Scientific (مصفوفة) | MA-2131 Impact2 Equalizer 384 | Multi pippete لتوزيع العينة في صفيحة 384 بئر |
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