يصف البروتوكول الحالي طرق تقييم بروتينات إصلاح تلف الحمض النووي في عضويات سرطان المبيض المشتقة من المريض. يتضمن هنا طرق الطلاء والتلوين الشاملة ، بالإضافة إلى إجراءات القياس الكمي التفصيلية والموضوعية.
يتطلب اشتراك JoVE لعرض هذا المحتوى. تسجيل الدخول أو ابدأ نسخة تجريبية مجانية
مقالة منهجية
يصف البروتوكول الحالي طرق تقييم بروتينات إصلاح تلف الحمض النووي في عضويات سرطان المبيض المشتقة من المريض. يتضمن هنا طرق الطلاء والتلوين الشاملة ، بالإضافة إلى إجراءات القياس الكمي التفصيلية والموضوعية.
يعد التألق المناعي أحد أكثر التقنيات استخداما لتصور المستضدات المستهدفة ذات الحساسية العالية والنوعية ، مما يسمح بالتحديد الدقيق وتوطين البروتينات والجليكان والجزيئات الصغيرة. في حين أن هذه التقنية راسخة في ثقافة الخلايا ثنائية الأبعاد (2D) ، إلا أنه لا يعرف الكثير عن استخدامها في نماذج الخلايا ثلاثية الأبعاد (3D). عضويات سرطان المبيض هي نماذج ورم 3D تلخص عدم تجانس الخلايا السرطانية النسيلي ، والبيئة المكروية للورم ، وتفاعلات الخلايا الخلوية ومصفوفة الخلايا. وبالتالي ، فهي متفوقة على خطوط الخلايا لتقييم حساسية الدواء والمؤشرات الحيوية الوظيفية. لذلك ، فإن القدرة على استخدام التألق المناعي على عضويات سرطان المبيض الأولية مفيدة للغاية في فهم بيولوجيا هذا السرطان. تصف الدراسة الحالية تقنية التألق المناعي للكشف عن بروتينات إصلاح تلف الحمض النووي في عضويات سرطان المبيض المصلية عالية الجودة المشتقة من المريض (PDOs). بعد تعريض PDOs للإشعاع المؤين ، يتم إجراء التألق المناعي على المواد العضوية السليمة لتقييم البروتينات النووية كبؤر. يتم جمع الصور باستخدام تصوير z-stack على الفحص المجهري متحد البؤر وتحليلها باستخدام برنامج حساب البؤر الآلي. تسمح الطرق الموصوفة بتحليل التوظيف الزمني والخاص لبروتينات إصلاح تلف الحمض النووي وتوطين هذه البروتينات مع علامات دورة الخلية.
سرطان المبيض هو السبب الرئيسي للوفاة بسبب الأورام الخبيثة النسائية. يتم علاج غالبية المرضى بالأدوية الضارة بالحمض النووي مثل كاربوبلاتين ، ويمكن إعطاء أولئك الذين يعانون من نقص في إصلاح إعادة التركيب المتماثل (HRR) مثبطات بوليميراز بولي (ADP-ribose) (PARP) 1,2. ومع ذلك ، فإن معظم المرضى يطورون مقاومة لهذه العلاجات ويموتون في غضون 5 سنوات من التشخيص. ارتبط عدم تنظيم استجابة تلف الحمض النووي (DDR) بتطور سرطان المبيض ومقاومة كل من العلاج الكيميائي ومثبطات PARP3. وبالتالي ، فإن دراسة نزع السلاح والتسريح وإعادة الإدماج أمر حتمي في فهم الفيزيولوجيا المرضية لسرطان المبيض ، والمؤشرات الحيوية المحتملة ، والعلاجات المستهدفة الجديدة.
تستخدم الطرق الحالية لتقييم نزع السلاح والتسريح وإعادة الإدماج التألق المناعي (IF) ، حيث يسمح ذلك بالتحديد الدقيق وتوطين بروتينات تلف الحمض النووي ونظائر النوكليوتيدات. بمجرد حدوث كسر مزدوج تقطعت به السبل (DSB) في الحمض النووي ، يتم فسفرة بروتين هيستون H2AX بسرعة ، مما يشكل تركيزا حيث تتجمع بروتينات إصلاح تلف الحمض النووي4. يمكن تحديد هذه الفسفرة بسهولة باستخدام IF. في الواقع ، تم استخدام اختبار ɣ-H2AX بشكل شائع لتأكيد تحريض DSB5،6،7،8،9. ارتبط تلف الحمض النووي المتزايد بحساسية البلاتين وفعالية العوامل الضارة بالحمض النووي10،11،12 ، وقد تم اقتراح ɣ-H2AX كعلامة حيوية مرتبطة باستجابة العلاج الكيميائي في علاجات السرطان الأخرى 13. عند DSB ، تقوم الخلية التي تتقن HRR بإجراء سلسلة من الأحداث التي تؤدي إلى تجنيد BRCA1 و BRCA2 RAD51 ليحل محل بروتين النسخ المتماثل A (RPA) ويرتبط بالحمض النووي. يستخدم إصلاح HRR قالب الحمض النووي لإصلاح DSB بأمانة. ومع ذلك ، عندما تكون الأورام ناقصة في HRR ، فإنها تعتمد على مسارات إصلاح بديلة مثل الانضمام النهائي غير المتماثل (NHEJ). من المعروف أن NHEJ عرضة للخطأ ويخلق عبئا طفريا كبيرا على الخلية ، والتي تستخدم 53BP1 كمنظم إيجابي14. يمكن تحديد جميع بروتينات تلف الحمض النووي هذه بدقة على أنها بؤر باستخدام IF. بالإضافة إلى تلطيخ البروتينات ، يمكن استخدام IF لدراسة حماية الشوكة وتشكيل فجوة الحمض النووي التي تقطعت بها السبل. ارتبطت القدرة على الحصول على شوكات مستقرة باستجابة البلاتين ، ومؤخرا ، أظهرت فحوصات الفجوة إمكانية التنبؤ بالاستجابة لمثبطات PARP6،15،16،17. لذلك ، فإن تلطيخ نظائر النوكليوتيدات بعد إدخالها في الجينوم هو طريقة أخرى لدراسة DDR.
حتى الآن ، اقتصر تقييم DDR في سرطان المبيض إلى حد كبير على خطوط خلايا 2D المتجانسة التي لا تلخص عدم التجانس النسيلي أو البيئة المكروية أو بنية الأورام في الجسم الحي 18,19. تشير الأبحاث الحديثة إلى أن الكائنات العضوية تتفوق على خطوط خلايا 2D في دراسة العمليات البيولوجية المعقدة مثل آليات DDR6. تقيم المنهجية الحالية RAD51 و ɣ-H2AX و 53BP1 و RPA و geminin في PDOs. تقوم هذه الطرق بتقييم العضو العضوي السليم وتسمح بدراسة آليات نزع السلاح والتسريح وإعادة الإدماج في بيئة أكثر تشابها مع البيئة المكروية للورم في الجسم الحي. جنبا إلى جنب مع الفحص المجهري متحد البؤر والعد الآلي للبؤر ، يمكن أن تساعد هذه المنهجية في فهم مسار نزع السلاح والتسريح وإعادة الإدماج في سرطان المبيض وتخصيص خطط العلاج للمرضى.
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
تم الحصول على أنسجة الورم والاستسقاء بعد الحصول على موافقة المريض كجزء من المستودع الحيوي لأورام النساء الذي تمت الموافقة عليه من قبل مجلس المراجعة المؤسسية بجامعة واشنطن في سانت لويس (IRB). تم تضمين المرضى إذا كان لديهم مرحلة متقدمة من سرطان المبيض المصلي عالي الدرجة (HGSOC). تم تنفيذ جميع الإجراءات في درجة حرارة الغرفة على مقاعد البدلاء ما لم ينص على خلاف ذلك. تم تحضير جميع الكواشف في درجة حرارة الغرفة (ما لم يذكر خلاف ذلك) وتخزينها عند 4 درجات مئوية.
1. توليد العضوية
2. تصفيح وتشعيع المواد العضوية
3. تلطيخ المناعي
ملاحظة: تشير الأحجام إلى الكمية لكل بئر من شريحة الغرفة المكونة من 8 آبار (~ 300 ميكرولتر).
4. التصوير
5. التحليل
ملاحظة: استخدم JCountPro لكافة تحليلات الصور بعد التقريرالمنشور مسبقا 21. للحصول على هذا البرنامج، راجع المنشور المقترن.
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
يمكن للبروتوكول المقدم أن يلطخ بنجاح بروتينات إصلاح تلف الحمض النووي في المواد العضوية ويتصورها ويحددها كميا. تم استخدام هذه التقنية لتلطيخ وتقييم PDOs قبل وبعد التشعيع. تعرضت PDOs إلى 10 Gy من الإشعاع وتم تقييمها للمؤشرات الحيوية التالية: ɣ-H2AX (الشكل 1) ، علامة على تلف الحمض النووي. RAD51 (الشكل 2) ، علامة لمعدل الموارد البشرية ؛ 53BP1 ، علامة على NHEJ ؛ RPA ، علامة على إجهاد النسخ المتماثل (الشكل 3) ؛ و geminin ، علامة دورة خلية...
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
تلعب استجابة تلف الحمض النووي دورا أساسيا في كل من تطور سرطان المبيض ومقاومة العلاج الكيميائي. لذلك ، فإن الفهم الشامل لآليات إصلاح الحمض النووي أمر حتمي. هنا ، يتم تقديم منهجية لدراسة بروتينات إصلاح تلف الحمض النووي في 3D ، عضويات سليمة. تم تطوير بروتوكول موثوق وقابل للتكرار باستخدام الأجسام المضادة المميزة لتقييم تلف الحمض النووي ، وإعادة التركيب المتماثل ، والانضمام النهائي غير المتماثل ، وإجهاد التكاثر. الأهم من ذلك ، يتم التحقق من صحة هذه الطرق باستخدام ضوابط معدلة وراثيا توضح خصوصية وحساسية هذه الطرق.
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
ليس لدى المؤلفين ما يكشفون عنه.
نحن ممتنون لتوجيهات بافل لوباتشيفسكي ، دكتوراه في إنشاء هذا البروتوكول. نود أيضا أن نعرب عن تقديرنا لكلية الطب بجامعة واشنطن في قسم أمراض النساء والتوليد في سانت لويس وقسم الأورام النسائية ، وبرنامج العميد للباحثين بجامعة واشنطن ، ومؤسسة مجموعة الأورام النسائية ، وبرنامج تطوير علماء الإنجاب لدعمهم لهذا المشروع.
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
| الاسم | الشركة | رقم فهرسي | التعليقات |
|---|---|---|---|
| 1x محلول ملحي مخزن بالفوسفات مع الكالسيوم والمغنيسيوم (PBS ++) | Sigma | 14-040-133 | |
| 1x محلول ملحي مخزن بالفوسفات بدون كالسيوم ومغنيسيوم (PBS) فيشر | العلمي ؛ | ICN1860454 | |
| الأجسام المضادة Ant-53BP1 | 612522 | BD Biosciences | إلى 1: 500 في المخزن المؤقت |
| Ant-Geminin Antibody | Abcam | ab104306 | مخفف إلى 1: 200 في المخزن المؤقت |
| للجسم المضاد للجيمينين ؛ | ProteinTech | 10802-1-AP | مخفف إلى 1: 400 في المخزن المؤقت |
| Anti-RAD51 Antibody | Abcam | ab133534 | مخفف إلى 1: 1000 في مخزن مؤقت تلطيخ |
| الأجسام المضادة المضادة ل yH2AX ؛ | Millipore-Sigma | 05-636 | مخفف إلى 1: 500 في مخزن مؤقت تلطيخ |
| Ant-phospho-RPA32 (S4 / S8) مختبرات الأجسام المضادة | Bethyl ؛ | A300-245A-M | مخفف إلى 1: 200 في تلطيخ العازلة |
| ألبومين مصل الأبقار (BSA) | فيشر العلمي ؛ | BP1605 100 | |
| جهاز طرد مركزي ؛ Sorvall St 16R الطرد المركزي | Thermo Scientific | 75004240 | |
| المجهر متحد البؤر ، نظام Leica SP5 متحد البؤر DMI4000 | Leica & nbsp ؛ | 389584 | |
| أنابيب مخروطية ، 15 مل | Corning ؛ | 14-959-53A | |
| الكونتيسة 3 FL عداد الخلايا الآلي (آلة عد الخلايا) ؛ | ثرمو علمية | AMQAF2000 | |
| الشرائح غرفة عد الخلايا الكونتيسة | الحرارية العلمية ؛ | C10228 | |
| غطاء زلة | LA الألوان أي | طلاء أظافر شفاف يكفي | |
| Cultrex ؛ مستخلص الغشاء القاعدي RGF ، النوع 2 | & nbsp ؛ R & D Systems | 3533-010-02 | يمكن على الأرجح استخدام Matrigel أو مصفوفة BME الأخرى |
| DAPI | ثرمو علمية | R37606 | كاشف NucBlue Fixed Cell ReadyProbes ، مخفف في 1x PBS & nbsp ؛ |
| جلايسين | فيشر العلمية | NC0756056 | |
| JCountPro | JCountPro | للوصول إلى البرنامج ، البريد الإلكتروني: jcountpro@gmail.com | |
| أنابيب الطرد المركزي الدقيقة | فيشر العلمية | 07-000-243 | |
| طلاء الأظافر | StatLab | SL102450 | |
| بارافومرالديهايد (PFA) ، 2٪ ؛ | علوم المجهر الإلكتروني | 157-4 | تمييع إلى 4٪ PFA في PBS ++ للحصول على 2٪ |
| PFA النفاذية المؤقتة | المصنوعة في المختبر | 0.2٪ X-100 Triton في PBS ++ ؛ | |
| ماصة | Rainin | 17014382 | |
| ماصة Tip | Rainin | 17014967 | |
| ProLong Gold Antifade Mountant | Thermo Scientific | P36930 | |
| تلوين العازلة | صنع في المختبر | 0.5٪ BSA ، 0.15٪ جلايسين ، 0.1٪ X-100 تريتون في PBS ++ ؛ | |
| شرائح الغرفة Thermo Scientific Nunc Lab-Tek II | ثرمو علمية | 12-565-8 | |
| Triton X-100 | Sigma-Alderich | 11332481001 | |
| تريبان الأزرق ، 0.4٪ | Thermo Scientific ؛ | 15250061 | |
| TrypLE Express | Invitrogen | 12604013 | إنزيم مؤتلف خال من أصل حيواني |
| X-RAD 320 Biological Irradiator ؛ | الإشعاع الدقيق بالأشعة السينية | إكس راد320 |
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.