الهدف من هذا البروتوكول هو تحديد مستويات الالتهام الذاتي في سرطان البنكرياس وخلايا أسينار البنكرياس من خلال التألق المناعي LC3 والقياس الكمي لنقطة LC3.
مقالة منهجية
الهدف من هذا البروتوكول هو تحديد مستويات الالتهام الذاتي في سرطان البنكرياس وخلايا أسينار البنكرياس من خلال التألق المناعي LC3 والقياس الكمي لنقطة LC3.
الالتهام الذاتي هو عملية تقويضية متخصصة تؤدي إلى تحلل المكونات السيتوبلازمية بشكل انتقائي ، بما في ذلك البروتينات والعضيات التالفة. يسمح الالتهام الذاتي للخلايا بالاستجابة الفسيولوجية لمحفزات الإجهاد ، وبالتالي الحفاظ على التوازن الخلوي. قد تعدل الخلايا السرطانية مستويات الالتهام الذاتي للتكيف مع الظروف المعاكسة مثل نقص الأكسجة أو نقص المغذيات أو التلف الناجم عن العلاج الكيميائي. يعد سرطان البنكرياس الغدي القنوي أحد أكثر أنواع السرطان فتكا. تتمتع خلايا سرطان البنكرياس بنشاط التهام الذاتي العالي بسبب التنظيم النسخي والتنشيط بعد الترجمة لبروتينات الالتهام الذاتي.
هنا ، تم استخدام خط خلايا PANC-1 كنموذج لخلايا سرطان البنكرياس البشرية ، وتم استخدام خط خلايا البنكرياس acinar AR42J كنموذج فسيولوجي لخلايا الثدييات شديدة التمايز. استخدمت هذه الدراسة التألق المناعي لسلسلة ضوء البروتين المرتبطة بالأنابيب الدقيقة 3 (LC3) كمؤشر لحالة تنشيط الالتهام الذاتي. LC3 هو بروتين الالتهام الذاتي الذي يظهر ، في الظروف القاعدية ، نمطا منتشرا للتوزيع في السيتوبلازم (المعروف باسم LC3-I في هذه الحالة). يؤدي تحريض الالتهام الذاتي إلى اقتران LC3 بالفوسفاتيديل إيثانولامين على سطح البلعمة الذاتية المشكلة حديثا لتشكيل LC3-II ، وهو بروتين مرتبط بالغشاء يساعد في تكوين وتوسيع البلعمة الذاتية. لتحديد عدد هياكل الالتهام الذاتي الموسومة ، تم استخدام برنامج FIJI مفتوح المصدر بمساعدة أداة "3D Objects Counter".
يسمح لنا قياس مستويات الالتهام الذاتي في كل من الظروف الفسيولوجية والخلايا السرطانية بدراسة تعديل الالتهام الذاتي في ظل ظروف متنوعة مثل نقص الأكسجة أو العلاج الكيميائي أو ضربة قاضية لبعض البروتينات.
الالتهام الذاتي الكبير (يشار إليه عادة باسم الالتهام الذاتي) هو عملية تقويضية متخصصة تؤدي إلى تحلل المكونات السيتوبلازمية بشكل انتقائي ، بما في ذلك البروتينات والعضيات التالفة 1,2. يسمح الالتهام الذاتي للخلايا بالاستجابة الفسيولوجية لمحفزات الإجهاد ، وبالتالي الحفاظ على التوازن الخلوي3. أثناء الالتهام الذاتي ، يتم تشكيل حويصلة غشاء مزدوج: البلعمة الذاتية. يحتوي البلعمة الذاتية على جزيئات الشحن ويدفعها إلى الليزوزوم للتحلل 1,4.
تم تزيين البلعمة الذاتية بواسطة سلسلة ضوء البروتين المرتبطة بالبروتين الذاتي 3 (LC3) 5. عندما لا يتم تحفيز الالتهام الذاتي ، ينتشر LC3 في السيتوبلازم والنواة في شكل LC3-I. من ناحية أخرى ، عندما يتم تحفيز الالتهام الذاتي ، يتم اقتران LC3 مع فوسفاتيديل إيثانولامين في غشاء هياكل الالتهام الذاتي6. يعرف هذا التشكيل الجديد LC3 باسم LC3-II1. يتسبب تحول التشكل LC3 في حدوث تغييرات في توطينه الخلوي وهجرة دوديسيل كبريتات الصوديوم بولي أكريلاميد جل الكهربائي (SDS-PAGE) ، والتي يمكن اكتشافها بواسطة تقنيات مثل التألق المناعي واللطخة الغربية 5,7. بهذه الطريقة ، يعد اقتران LC3 حدثا رئيسيا في عملية الالتهام الذاتي التي يمكن استخدامها لقياس نشاط الالتهام الذاتي.
الخلية العنيبية البنكرياسية هي خلية شديدة التمايز ، في ظل ظروف صحية ، لديها معدل منخفض من الالتهام الذاتي. ومع ذلك ، في ظروف فسيولوجية مختلفة أو تحت التحفيز الدوائي ، يمكنهم تنشيط الالتهام الذاتي. لذلك ، فإن تحديد مستويات الالتهام الذاتي في خط الخلية هذا مفيد لدراسة الآثار المباشرة أو غير المباشرة المحتملة للعوامل الدوائية أو البيولوجية المختلفة على الالتهام الذاتي 8,9.
يعد سرطان البنكرياس الغدي القنوي أحد أكثر أنواع السرطان فتكا ، نظرا لتشخيصه المتأخر ومقاومته العالية للعلاج الكيميائي10. تتمتع خلايا سرطان البنكرياس بنشاط الالتهام الذاتي العالي بسبب التنظيم النسخي والتنشيط اللاحق للبروتينات المرتبطة بالالتهام الذاتي11. قد تقوم خلايا سرطان البنكرياس بتعديل مستويات الالتهام الذاتي استجابة للظروف غير المواتية مثل نقص الأكسجة أو الحرمان من المغذيات أو التلف الناجم عن العلاج الكيميائي11. وبالتالي ، فإن تحليل مستويات الالتهام الذاتي في خلايا سرطان البنكرياس يمكن أن يساعد في فهم كيفية تكيفها مع البيئات المختلفة وتقييم فعالية علاجات تعديل الالتهام الذاتي.
تظهر هذه الدراسة طريقة لأداء التألق المناعي LC3 في نموذجين خلويين متميزين للبنكرياس. النموذج الأول ، خلايا PANC-1 ، بمثابة نموذج لسرطان الغدة القنوية البنكرياس. تم علاج هذه الخلايا باستخدام gemcitabine ، وهو عامل علاج كيميائي ثبت سابقا أنه يحفز الالتهام الذاتي ، وتحديدا في خلايا سرطان البنكرياس التي تحمل جين فيروس ساركوما الفئران كيرستن (KRAS) 12,13. النموذج الثاني ، خلايا AR42J ، كان بمثابة نموذج فسيولوجي أكثر لخلايا البنكرياس الخارجية الإفراز. تم تمييز هذه الخلايا مع ديكساميثازون لتصبح أكثر تشابها مع خلايا البنكرياس الأسينار14. في هذه الخلايا ، تم تحفيز الالتهام الذاتي دوائيا من خلال استخدام PP242 ، وهو مثبط قوي ل mTOR15. في هذه الدراسة ، نوضح قابلية تطبيق البروتوكول الموصوف بنموذجين مختلفين للبنكرياس وقدرته على التمييز بين حالات الالتهام الذاتي المنخفض والعالي.
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
1. إعداد الخلية
2. علاج الخلايا
3. تثبيت ونفاذية الخلايا
4. حجب الخلايا
5. احتضان أغطية الغطاء بالجسم المضاد الأساسي
6. احتضان أغطية الغطاء بالجسم المضاد الثانوي
7. تلطيخ الخلايا ب 4 ′ ، 6-دياميدينو -2-فينيليندول (DAPI)
8. المونتاج
9. عرض المجهر متحد البؤر والتقاط الصور
10. تحديد نقاط LC3

الشكل 1: رسم تخطيطي لبروتوكول التألق المناعي LC3. رسم تخطيطي يمثل البروتوكول العام المقدم للتألق المناعي LC3. تم إنشاء الشكل باستخدام BioRender.com. يرجى النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
يقوم هذا البروتوكول بإجراء التألق المناعي ل LC3 في خطوط خلايا البنكرياس لتحديد مستويات الالتهام الذاتي في ظروف مختلفة. كانت نتيجة هذه التجربة هي مراقبة الصور الخلوية من القنوات الحمراء والزرقاء ، المقابلة ل LC3 و DAPI. تشير صور LC3 إلى التوزيع الخلوي لهذا البروتين ، بينما يوضح DAPI التوطين النووي. يوضح الشكل 2 أ صورة تمثيلية للتألق المناعي ل LC3 واندماجه مع تلطيخ DAPI في خلايا PANC-1 تحت ظروف المعالجة القاعدية أو gemcitabine. تم تحليل مجموعة من صور تلطيخ LC3 باستخدام أداة 3D Objects ...
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
تسمح الطريقة الموضحة في هذا البروتوكول بتصور توزيع LC3 الداخلي في الخلية وتحديد مستويات الالتهام الذاتي في ظل ظروف مختلفة. طريقة أخرى مماثلة تستخدم لتحليل توزيع LC3 وتحديد تنشيط الالتهام الذاتي تتضمن نقل LC3 المسمى بالتألق (مثل RFP-LC3) 19. يتميز نقل RFP-LC3 بمزايا عدم الحاجة إلى التثبيت (والذي يسمح بتطبيق هذه الطريقة في تصوير الخلايا الحية20) ، كونه أرخص ، ولا يعتمد على تفاعل الأجسام المضادة LC3. من ناحية أخرى ، فإن التألق المناعي ل LC3 له ميزة توفير صورة ل LC3 الداخلي ، و...
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
ولم يعلن عن أي تضارب في المصالح.
تم دعم هذا العمل بمنح من جامعة بوينس آيرس (UBACyT 2018-2020 20020170100082BA) ، والمجلس الوطني للبحث العلمي والتكنولوجيا (CONICET) (PIP 2021-2023 GI− 11220200101549CO ؛ و PUE 22920170100033) والوكالة الوطنية للترويج العلمي والتكنولوجي (PICT 2019-01664).
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
| الاسم | الشركة | رقم فهرسي | التعليقات |
|---|---|---|---|
| 10x محلول ملحي مخزن بالفوسفات (PBS) Corning | 46-013-CM | ||
| 12 مم أغطية مستديرة | HDA | CBR_OBJ_6467 | |
| 24 لوحة ثقافة خلية | جيدة Sorfa | 220300 | |
| الإيثانول المطلق | Biopack | 2207.10.00 | |
| Alexa Fluor 594 الحمار المضاد للأرانب IgG (H + L) | Invitrogen | R37119 | |
| مجهر المسح الضوئي بالليزر متحد البؤر | Zeiss | LSM 800 | |
| ديكساميثازون | سيجما ألدريتش | D4902 | |
| DMEN | Sartorius | 01-052-1A | |
| مصل الأبقار الجنيني | NATOCOR ؛ | Lintc-634 | |
| Gemcitabina | Eli Lilly | VL7502 | |
| LC3B (D11) XP Rabbit mAb | Cell Signaling Technology | 3868S | |
| Methanol | Anedra | 6197 | |
| Parafilm "M" (فيلم ختم المختبر) | Bemis / Curwood | PM-996 | |
| Pen-Strep Solution | Sartorius | 03-031-1B | |
| PP242 | سانتا كروز التكنولوجيا الحيوية | SC-301606 | |
| التربسين EDTA | جيبكو | 11570626 |
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