نقدم هنا الحبرية عنونة [ميكروارس] (ADMs)، أسلوب صفيف على أساس الحبرية قادراً على تحديد وفرة البروتين المطلق في الخلايا المفردة. علينا أن نظهر قدرة ADMs على تميز عدم التجانس في التعبير عن p53 البروتين القامع الورم في خط خلية سرطان بشرية.
يتطلب اشتراك JoVE لعرض هذا المحتوى. تسجيل الدخول أو ابدأ نسخة تجريبية مجانية
مقالة منهجية
* These authors contributed equally
نقدم هنا الحبرية عنونة [ميكروارس] (ADMs)، أسلوب صفيف على أساس الحبرية قادراً على تحديد وفرة البروتين المطلق في الخلايا المفردة. علينا أن نظهر قدرة ADMs على تميز عدم التجانس في التعبير عن p53 البروتين القامع الورم في خط خلية سرطان بشرية.
ويتم تحليل السلوك كثيرا ما الخلوية والاستجابات الخلوية على مستوى السكان حيث يتم تجميع الردود من العديد من الخلايا معا كنتيجة متوسط إخفاء سلوك خلية مفردة غنية داخل سكان معقدة. جعلت تكنولوجيات الكشف والتحديد الكمي البروتين وحيد الخلية أثرا ملحوظا في السنوات الأخيرة. هنا يصف لنا منصة تحليل عملي ومرن من خلية واحدة استناداً إلى الحبرية عنونة [ميكروارس]. تصف هذه الدراسة كيف يمكن قياس الأرقام المطلقة نسخة من البروتينات المستهدفة مع القرار خلية مفردة. هو p53 القامع الورم الأكثر شيوعاً تحور الجين في السرطان البشري، مع أكثر من 50% حالات سرطان الكلي نستعرض نمط تعبير p53 غير صحية. البروتوكول يصف الخطوات لإنشاء 10 قطرات nL ضمنه الخلايا السرطانية البشرية واحدة معزولة ويتم قياس عدد نسخ البروتين p53 مع القرار جزيء واحد لدقة تحديد التغير في التعبير. قد يتم تطبيق الأسلوب إلى أي نوع من الخلايا بما في ذلك المواد الأولية لتحديد عدد النسخ المطلق من البروتينات المستهدفة أي اهتمام.
والهدف من هذا الأسلوب لتحديد التباين في وفرة البروتين المستهدف في عدد سكان خلية مع القرار خلية مفردة. تحليل وحيد الخلية يوفر عددا من المزايا التي لا تتوفر بالطرق البيوكيميائية الفرقة التقليدية. 1 , 2 , 3 , 4 , 5 أولاً، العمل على مستوى الخلية الواحدة التقاط الغنية عدم تجانس السكان الخلية التي سوف تضيع خلاف ذلك من متوسط الذي يحدث مع التقنيات التقليدية فرقة البيوكيميائية. غالبية الطرق البيوكيميائية الحصان العمل العمل مع الجزء الأكبر، التي تتطلب، كما يفعلون في كثير من الأحيان، ملايين خلايا للحصول على نتيجة. بطبيعة الحال، والمترتبة على تقييم السكان الخلية بأكملها يتوقف على عدد من العوامل، على سبيل المثال، عدم التجانس في التعبير البروتين حيث قد غاب عن بعض الميزات الهامة لتوزيع وفرة البروتين. من منظور عملي، جعلها الحساسية اللازمة لتقنيات خلية واحدة قادرة على العمل مع كميات من المواد البيولوجية التي لا تكفي حتى التقنيات الأكبر أكثر حساسية وظيفة. مثال أساسي لهذا هو دراسة أنواع الخلايا النادرة مثل تعميم ورم الخلايا (ريادية) فيها حتى بالنسبة للمرضى الذين يعانون من نظرة تشخيصية فقراء أقل من 10 ريادية قد تكون موجودة في دم واحد 7.5 مل رسم. 6 هنا نقدم المنهجية اللازمة لإجراء القياسات البروتين وحيد الخلية تخفيض حجم التحليل القائم على جسم تستخدم قطرات النفط توج المطبوعة على ميكرواري جسم استخدام.
هي منصات الحبرية موائع جزيئية عالية الإنتاجية، قادرة على توليد آلاف قطرات في الثانية، وقادرة على عزل، واستزراع حتى، الخلايا المفردة في قطرات الفردية لأداء مجموعة واسعة من الاختبارات البيوكيميائية. الأساليب المستندة إلى الحبرية أيضا مناسبة لتحليل خلية مفردة،7،،من89 مع الأمثلة الأخيرة الجديرة بالذكر بما في ذلك دروبسيق10 وإيندروب11، التي ساعدت إلى حد كبير بقوة تقنيات التضخيم. كمية محدودة من المواد ولا أساليب التضخيم للبروتينات تجعل البروتيوميات خلية مفردة تنطوي على تحديات خاصة.
قطرات قد يتم تحليلها بعدد من الأساليب والفحص المجهري الأسفار وقد استخدمت على نطاق واسع. تقنيات جزيء واحد مثل الانعكاس الداخلية مجموع الأسفار (TIRF) مجهرية تسمح جزيئات الفلورية تصور مع نسبة الإشارة إلى الضوضاء لا مثيل لها. 12 سبب الانحلال الأسى من ميدان زائل، متحمسون فقط فلوروفوريس بالقرب من السطح (ترتيب 100nm) عالية مما يجعل TIRF استراتيجية جيدة في الكشف عن كميات صغيرة من جزيء الهدف في خليط معقد. قوة تقطيع البصرية المتأصلة TIRF كما يساعد على تجنب خطوات الغسيل والاعتداء حدود الوقت وتعقيد. ومع ذلك، TIRF يتطلب السطوح المستوية وأمثلة للفحص المجهري TIRF المطبقة على قطرات في تدفق تنطوي على تشكيل سطح مستو منها بصورة. 13 تحقيقا لهذه الغاية، تقنيات البروتين وحيد الخلية غالباً تصميم رقائق موائع جزيئية حول عوامل التقاط سطح معطلة في شكل ميكرواري. 4 , 14
قد شكلت القطرات، أنفسهم، في صفائف على الأسطح المستوية الحبرية ما يسمى [ميكروارس]. 15 , 16 , 17 تنظيم قطرات مكانياً في صفائف يسمح لهم بتكون مريح فهرستها بسهولة رصدها مع مرور الوقت وفردية موجهة و، إذا لزم الأمر، استرداد. ويمكن تحقيق الحبرية [ميكروارس] بكثافة عالية من المفاعلات الصغيرة مع آلاف عناصر كل شريحة بذاتها أو تدعمها هياكل ميكروويل. 18 , 19 , 20 أنها قد تكون شكلت بترسب متسلسلة بمناولة السائل الروبوتات، مستطلعين النافثة للحبر، اتصل ميكرواراييرس21،،من2223،،من2425، 26 أو أنها يمكن تجميع ذاتي على السطوح مثل سوبيرهيدروفيليك البقع منقوشة على سطح سوبيرهيدروفوبيك. 27 , 28 , 29
في ضوء هذه الاعتبارات، صممت عنونة الحبرية [ميكروارس] (ADMs) الجمع بين براعة و addressability المكانية وكميات مخفضة من [ميكروارس] الحبرية مع حساسية جزيء واحد TIRF المجهري للكمية قياس وفرة البروتين. 5 ADMs تمكين تحليل خلية مفردة تشكيل ميكرواري الحبرية التي تحتوي على خلايا مفردة أكثر جسم ميكرواري، الذي هو ثم توج بالنفط لمنع التبخر. وحدات تخزين القطرات منفصلة لمنع فقدان عينة، تتحقق إلا بأحكام بصمام على شريحة في تدفق مستمر ميكروفلويديكس. 30 المبلغ المطلق للبروتين الهدف من خلية واحدة صغيرة للغاية؛ ومع ذلك، يسمح تدني حجم القطرات لتركيز المحلية مرتفعة نسبيا كيما يتم الكشف عنها باستخدام مقايسة أضداد ساندويتش-جسم هو المعطل تداولها في منطقة متميزة، أو بقعة على سطح الذي يلتقط البروتين الذي يربط بدوره لجسم فلوريسسينتلي المسمى الكشف عن هذا في حجم قطره. كنهج خالية من التسمية (أي البروتين أهدافا لا تحتاج إلى أن توصف بشكل مباشر)، ADMs قابلة للتطبيق عموما لتحليل الخلايا من المصادر الأولية، مثل الدم المجهزة، وغرامة بحاجة إلى تبين وينتابها ورم الخزعات، فضلا عن خلايا من الثقافة و ما ليساتيس.
قياس التباين في وفرة البروتين عبر سكان خلية مهم في تحديد تباين استجابة، على سبيل المثال، إلى مخدرات وسوف يساعد في توفير نظرة ثاقبة الوظائف الخلوية ومسارات، تقييم الفئات السكانية الفرعية وبهم السلوك، فضلا عن تحديد الأحداث النادرة التي خلاف ذلك سوف يكون مقنعا بأساليب الجزء الأكبر. توضح هذه المقالة كيفية إنتاج واستخدام عنونة الحبرية [ميكروارس] لتحديد الكمية وفرة p53 عامل النسخ في الخلايا السرطانية البشرية هذا البروتوكول ويمكن استخدامها للتحقيق في دور p53 في الاستجابة للعلاج الكيميائي المخدرات. البروتين الهدف يتحدد باختيار الالتقاط والكشف عن الأجسام المضادة ويمكن تعديله لتشمل أهدافا مختلفة أو أكثر. يتم توفير إرشادات لبناء جهاز بسيطة تتضمن فوهة متحدة مركز من لوازم مختبر العامة لصفيف 10 قطرات nL توج بالنفط يدوياً. ويرد وصف عملية تجريبية كاملة بموجبه كل قطره ثم تحميل مع خلية مفردة، ومن ثم تفكيك والتعبير عن البروتين مصممة مع القرار جزيء واحد استخدام الفحص المجهري TIRF.
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
1-إعداد
2-تشكيل قطرات عنونة وتحميل مع خلايا مفردة
3-بيانات التحليل
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
تم تحديد عدد نسخ البروتين القاعدي المطلقة p53 مع القرار خلية مفردة في القولون بشرية سرطان خلية خط، وتكون الخلايا. ونحن تثبت كيف يمكن أن تختلف على عدة أوامر من ضخامة التعبير p53 وتظهر علاقة إيجابية ضعيفة بين عدد نسخ البروتين وحجم الخلايا داخل السكان خلية يكون يستريح.
وتتشكل عنونة الحبرية [ميكروارس] عندما يتم الاستغناء عن مواقع بقعة جسم قطرات مائي وتوج مع النفط. هنا، دعم القطرات مقايسة بروتين p53 حساسة. هي صفت كوفيرسليبس مع بقع جس...
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
عنونة الحبرية [ميكروارس] أسلوب الحساسة والقابلة للتوسعة لتحديد الكمية عدد النسخ المطلق للبروتين داخل خلية واحدة.
الحد من مستوى الربط غير محددة (أيضا) أمر بالغ الأهمية ضمن البروتوكول إلى تحقيق كانخفاض حد من الكشف عن قدر الإمكان. البروتينات وغيرها من الأنواع الكيميائية الحيوية قد ربط غير تحديداً لعدد من واجهات موجودة داخل القطرات – السطح ساترة وجسم بقعة واجهة النفط والماء. يمكن أن تضيع البروتينات بتقسيم إلى الواجهة أو النفط نفسها. وقد أظهرنا أن جيش صرب البوسنة 4 ٪ في الحبرية مائي قادرة على الحد ...
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
الكتاب ليس لها علاقة بالكشف عن.
ASR تصميم التجارب ووضع البروتوكولات وتحليل البيانات. اتفاقية استكهولم و PS أجرى تجارب حجم الخلية. العصر وقائد كتب المخطوطة. الكتاب يرغب في الاعتراف بامتنان الدعم من البروفيسور ديفيد ر. كلوغ لتوفير إمكانية الحصول على المعدات. المؤلفون أن أتقدم بالشكر "هاكسبيس متقدمة كلية إمبيريال" للوصول إلى مرافق النماذج وتلفيق.
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
| الاسم | الشركة | رقم فهرسي | التعليقات |
|---|---|---|---|
| <قوي > مزرعة خلية < / قوي > | |||
| محلول ملحي مخزن بالفوسفات (PBS) | Life Technologies | 10010015 | |
| DMEM مصل بقري الجنين عالي الجلوكوز | سيجما | D6429 | |
| (FBS)قوارير | Biochrom | S0115 | |
| Corning | SIAL0639 | ||
| Trypsin / EDTA | Biochrom | L2153 | |
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Microarray | |||
| Microcontact Arrayer | DigiLab, المملكة المتحدة | OmniGrid Micro | |
| دبوس | مصفوفة الاتصالات, الولايات المتحدة الأمريكية | 946MP2 | |
| أغطية (Nexterion) | شوت ، أوروبا | 1098523 | الحجم (مم): 65.0 × 25.0 ؛ سمك (مم) 0.17 |
| p53 التقاط الجسم المضاد | Enzo | ADI-960-070 | |
| p53 للكشف عن الجسم المضاد ، Alexa Fluor 488 المسمى | سانتا كروز | sc-126 | تركيز الأسهم 200 & mu ؛ جم / مل |
| عازلة سترات المحلول الملحي والصوديوم | Gibco | 15557-044 | |
| Betaine | Sigma | 61962 | |
| كبريتات دوديسيل الصوديوم | Sigma | L3771 | |
| 384 لوحة بئر (حجم منخفض) | Sigma | CLS4511 | |
| أسطوانة غاز النيتروجين | BOC | الصف الصناعي ، خالية من | |
| < قوية > الاسم < / قوي> | <قوي>الشركة | رقم الكتالوج | تعليقات |
| Droplets | |||
| Micromanipulator | Eppendorf | Patchman NP2 | |
| حاقن دقيق يدوي | Eppendorf | CellTram Vario | |
| Micropipette | Origio, Denmark | مضخات حقنة MBB-FP-L-0 | |
| KD Scientific | KDS-210 | ||
| 100 & L حقنة | هاميلتون | 81020 | غاز ضيق ، PTFE قفل لور |
| 1 مل حقنة | هاميلتون | 81327 | غاز محكم ، PTFE قفل لور |
| عازل سيليكون | Grace Bio-Labs | JTR24R-A-0.5 | 6x4 جيدا عازل سيليكون مع |
| قاطع ليزر | VersaLASE | VLS2.30 CO2 ليزر 3 واط | للقطع بالليزر للعوازل المخصصة |
| لوح | أكريليك بسمك 1 ممWeatherall-UK | Clarex Precision Sheet 001 | للقطع بالليزر للعوازل المخصصة |
| ورقة لاصقة | 3M | تستخدم للالتصاق بالعوازل المخصصة على أغطية microarray Super | |
| Glue | Loctite | LOCPFG3T | |
| 150 & mu ؛ م معرف / 360 & م أنابيب السيليكا المنصهرة OD | IDEX | FS-115 | |
| 1.0 مم ID / 1/16 " أنابيب OD PFA | IDEX | 1503 | |
| 0.014 " رقم التعريف / 0.062 " OD PTFE أنابيب | Kinesis | 008T16-100 | |
| 1.0 مم معرف / 2.0 مم OD FEP أنابيب | IDEX | 1673 | |
| زلال مصل الأبقار (BSA) | فيشر BP9700100 | ||
| الزيوت المعدنية | فيشر العلمي سيجما | M5904 | |
| المياه فائقة النقاء | ميليبور ، ألمانيا | MilliQ | |
| Name< / strong> | الشركة | رقم الكتالوج | تعليقات |
| المجهر & مجهر البصريات < / قوي > | |||
| TIRF مع مرحلة XY | المشفرة نيكون ، اليابان | نيكون Ti-E | |
| EM-CCD | Andor Technologies ، أيرلندا | IXON DU-897E | |
| مصدر الإثارة بالليزر | Vortran ، الولايات المتحدة الأمريكية | Stradus 488-50 | |
| مصدر ليزر التحلل البصري | Continuum ، الولايات المتحدة الأمريكية | Surelite SLI-10 | |
| المجهر مكعب تصفية ل TIRF | Chroma ، الولايات المتحدة الأمريكية | z488bp | |
| مكعب مرشح مجهر ليزر التحلل البصري | 2000 ، المملكة المتحدة | LPD01-532R-25 | |
| Name< / strong> | Company< / strong> | Catalog Number | Comments |
| Software | |||
| برنامج تحليل الصور | المصدر | في فيجي | |
| Matlab | Mathworks | الإصدار 7.14 أو أعلى | برنامج تحليل الصور |
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.