تصف هذه الدراسة بروتوكولا لاستكشاف تأثيرات الأس الهيدروجيني المتغير على تعبير الجينات المسرطنة عن طريق تحليل تسلسل الحمض النووي الريبي لخط الخلايا القنوية البنكرياسية.
مقالة منهجية
تصف هذه الدراسة بروتوكولا لاستكشاف تأثيرات الأس الهيدروجيني المتغير على تعبير الجينات المسرطنة عن طريق تحليل تسلسل الحمض النووي الريبي لخط الخلايا القنوية البنكرياسية.
السبب الرئيسي الرابع للوفاة المرتبطة بالسرطان ، سرطان البنكرياس الغدي الأقنية (PDAC) ، لديه معدل بقاء على قيد الحياة لمدة خمس سنوات بنسبة 12٪. هذا المرض له تشخيص ضعيف ويتميز ببيئة مكروية لحمية صلبة ، والتي تمثل تحديا ملموسا في علاجه. مرضى التهاب البنكرياس المزمن لديهم خطر أكبر بمقدار 10 أضعاف للإصابة ب PDAC. في هؤلاء المرضى ، ينخفض الرقم الهيدروجيني الأقنوي من الرقم الهيدروجيني 8.0 إلى الرقم الهيدروجيني 6.0 بسبب قصور البيكربونات والوسط الالتهابي. كان هدفنا هو فهم دور البيئة الحمضية التي لوحظت في التهاب البنكرياس المزمن على تعبير الجينات المسرطنة في خط خلايا الأقنية البنكرياسية.
لذلك ، تم تحضين 80٪ من الخلايا الظهارية القنوية البشرية عند درجة الحموضة 6.0 إلى الرقم الهيدروجيني 7.2 لمدة 6 ساعات. تمت معالجة إجمالي الحمض النووي الريبي من الخلايا لإثراء إجمالي الرنا المرسال في العينات. تم تقييم التعبير الجيني عن طريق تسلسل الجيل التالي (NGS) للتكرارات البيولوجية. تم إجراء تحليل تسلسل الحمض النووي الريبي بمساعدة أداة عبر الإنترنت ، وتم تحديد الجينات المعبر عنها تفاضليا (FCs < ± 2.0). كان هناك 90 و 148 و 109 جينا منظما و 20 و 14 و 23 جينا منخفضا عند درجة الحموضة 6.0 و 6.5 و 7.0 على التوالي. تم تنظيم أربعة جينات مسرطنة عند درجة الحموضة 6.0 ، وسبعة تم تنظيمها عند درجة الحموضة 6.5 ، وسبعة تم تنظيمها عند درجة الحموضة 7.0. كانت الجينات الشائعة التي تم تنظيمها عند درجة الحموضة 6.0 ، ودرجة الحموضة 6.5 ، ودرجة الحموضة 7.0 هي بروتين التيروزين كيناز الخاص بالخلايا الليمفاوية (LCK) [الرقم الهيدروجيني 6.0 ، FC: 2.93 ؛ الرقم الهيدروجيني 6.5 ، FC: 2.93 ؛ الرقم الهيدروجيني 7.0 ، FC: 3.32] ، الجين الورمي الأولي FGR ، عائلة التيروزين كيناز (FGR) [الرقم الهيدروجيني 6.0 ، FC: 4.17 ؛ درجة الحموضة 6.5 ، FC: 5.25 ؛ درجة الحموضة 7.0 ، FC: 5.09] ، و ArfGAP مع مجال SH3 ، تكرار أنكيرين ، ومجال الأس الهيدروجيني 3 (ASAP3) [الرقم الهيدروجيني 6.0 ، FC: 2.37 ؛ الرقم الهيدروجيني 6.5 ، FC: 3.84 ؛ الرقم الهيدروجيني 7.0 ، FC: 2.51]. تؤدي البيئة الحمضية إلى تنشيط الجينات الورمية الأولية ، والتي قد تؤدي إلى بدء الورم في التهاب البنكرياس المزمن.
السرطان الغدي الأقنية البنكرياس (PDAC) هو أحد أنواع السرطان الأولية ويحتل المرتبة الرابعة بين السرطانات من حيث عدد الوفيات ذات الصلة1. يتضح معدل وفيات أعلى بين مرضى PDAC ، ووفقا للدراسات الحديثة ، فإن معدل البقاء على قيد الحياة لمدة خمس سنوات هو 12٪ فقط. المرضى الذين يعانون من التهاب البنكرياس المزمن الموثق ، وهو مرض يؤدي إلى التهاب البنكرياس2 ، هم أكثر عرضة (حوالي 15-16 ضعفا) للإصابة ب PDAC3. هناك أنواع مختلفة من الشلل الدماغي لمسببات مختلفة ، مثل الشلل الدماغي 4 المرتبط بالكحول والوراثي ومسببالسبب. من المعروف أن الظروف الموجودة أثناء الشلل الدماغي تؤدي إلى تكوين حصوات متكلسة وتطور الخلايا السرطانية وحتى مرض السكري. انتشار PDAC مرتفع في المرضى الذين يعانون من التهاب البنكرياس المزمنالوراثي 5.
قد تكون بعض الحالات الفسيولوجية داخل البنكرياس لمرضى الشلل الدماغي مفيدة لبدء أمراض أخرى. وتشمل هذه البيئة الالتهابية والإنزيمات الهضمية النشطة ودرجة الحموضة الحمضية لعصير البنكرياس6. يتم إجراء مجموعة واسعة من الدراسات في مجال الالتهاب ، حيث يخلق الالتهاب فوضى في الأداء الطبيعي للعضو7،8،9. ومع ذلك ، فإن عدم التوازن في تنظيم الأس الهيدروجيني هو ظاهرة أخرى قد تؤدي إلى بدء النمو غير المنضبط للخلايا10. عصير البنكرياس للأفراد الأصحاء قلوي ، مما يساعد على تحييد الكيموس الحمضي الذي تنتجه المعدة. في المقابل ، يظل عصير البنكرياس حمضيا في مرضى الشلل الدماغي بسبب عدم كفاية إفراز البيكربونات. لا يمكن للمستويات المنخفضة من البيكربونات تحييد العصير تماما ، مما ينتج عنه بيئة حمضية قليلا داخل القناة11.
تشير الدراسات السابقة إلى أن الخلايا السرطانية تتكيف وتزدهر في البيئات الحمضية12. في مثل هذه الحالات ، تشير الظروف الموجودة أثناء عملية التهاب البنكرياس المزمن إلى بيئة مواتية لتكاثر هذه الخلايا ورم خبيث13. ومن ثم ، هدفت دراستنا إلى تقييم التغيرات المورفولوجية في خلايا قنية البنكرياس البشرية وتقييم تعبير الجينات المسرطنة في ظل ظروف حمضية قليلا.
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
1. إحياء خط الخلية
2. تغيير درجة الحموضة في وسط الثقافة
3. عزل الحمض النووي الريبي
ملاحظة: يجب استخدام القفازات المعقمة لعزل الحمض النووي الريبي عن الخلايا ويجب تطهير السطح باستخدام الإيثانول بنسبة 100٪.
4. الحمض النووي الريبي seq / النسخ
5. المعلوماتية الحيوية
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
التغيرات المورفولوجية
أدى حضانة خلايا الأقنية البنكرياس البشرية في وسط حمضي إلى تغيير مورفولوجيا الخلايا. أدى نمط الخلية المتجانسة والمكتظة بإحكام إلى خلايا مشتتة في ظل ظروف حمضية ، ويصبح موت الخلايا بارزا بمرور الوقت. بالمقارنة مع الخلايا الطبيعية المحتوية على الوسط ، تقلصت الخلايا القنوية وتقلص حجمها. لوحظ تغير جذري في معدل الوفيات بعد 6 ساعات من الحضانة. بعد 24 ساعة ، انخفض عدد الخلايا ، وبدا أن الخلايا في حالة توتر (الشكل 1 ، الشكل 2 ،
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
تم تطوير هذه الطريقة لتحديد تأثيرات الظروف الحمضية على الخلايا الظهارية القنوية في البنكرياس البشري غير السرطانية في التكرارات البيولوجية. تسبب التغيير في درجة الحموضة في الوسط في أن تكون الخلايا في حالة توتر ، ولوحظ تغيير في التشكل. تمت زراعة الخلايا عند درجة الحموضة 6.0 أو 6.5 أو 7.0 لمدة 24 ساعة وتمت مراقبتها كل ساعة لتحسين فترة الحضانة لمزيد من التجارب. لاحظنا تغيرا في التشكل بعد 4 ساعات من الحضانة ، وزاد معدل وفيات الخلايا بعد 6 ساعات من الحضانة عند درجة الحموضة الحمضية. لذلك ، قمنا...
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
ليس لدى المؤلفين أي تضارب في المصالح للإعلان عنه.
رينوكا جودشيلوار ممتنة ل DBT لتزويدها بالزمالة. تعترف رينوكا جودشيلوار بالمساعدة التي تلقاها من قسم الكيمياء الحيوية بجامعة عثمانيا (حيدر أباد) وللدكتور في في رافيكانت لتوجيهاته أثناء تحليل بيانات NGS. يقر الدكتور م. ساسيكالا بالمساعدة المالية التي تلقاها من ICMR ، وزارة الصحة ، حكومة الهند (المنحة رقم 94/2020/5582 / Proteomics-Adhoc / BMS).
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
| الاسم | الشركة | رقم فهرسي | التعليقات |
|---|---|---|---|
| أنابيب الطرد المركزي المتدرجة 15 مل (فالكون) | Tarsons | 500031 | تستخدم لإعداد العينة ؛ |
| 50 مل أنابيب الطرد المركزي المتدرجة (فالكون) | Tarsons | 500041 | تستخدم لإعداد العينة ؛ |
| Agilent 2100 Bioanalyzer | Agilent | Agilent G2938A | Instrment لتقييم جودة الحمض النووي الريبي |
| محلول مضاد حيوي مضاد للفطريات 100x سائل | هيميديا | A002-100 مل | يستخدم لمنع التلوث ؛ |
| مكشطة الخلية بشفرة قابلة للدوران | Himedia | TCP223 | كشط وجمع الخلايا |
| CO2 < / sub>incubator | نيو برونزويك | غالاكسي 170 S | تستخدم لاحتضان الثقافة |
| Dulbecco's Modified Eagle Medium (DMEM) ، نسبة عالية من الجلوكوز ؛ | هيميديا | AL007S-500 مل | وسط يستخدم لزراعة الخلايا |
| محلول ملحي مخزن فوسفات دولبيكو 1x | هيميديا | TL1006-500 مل | غسيل الخلايا |
| جالاكسي & nbsp ؛ | (https://usegalaxy.org) | أداة إلكترونية لمعالجة بيانات NSG | |
| HI FBS (الأصل: أستراليا) | Gibco | 10100-147 | تستخدم لنمو الخلايا ؛ |
| خط الخلايا الظهارية القنوية للبنكرياس البشري (HPDEC / H6C7) | Addex Bio | T0018001 | خط الخلايا القنوية البنكرياس |
| أيون إجمالي الحمض النووي الريبي Seq Kit v2 | طقم تحضير | عينة | |
| الهواء | |||
| Na 2< / sub>HPO4< / sub> Diabasic | Sigma Aldrich | S3264-250G | فوسفات الصوديوم إعداد المخزن المؤقت |
| NaH2< / sub>PO4< / sub> أحادي القاعدة | Sigma Aldrich | S3139-250G | تحضير عازلة فوسفات الصوديوم |
| NovaSeq 6000 | Illumina | 3376672 | Sequencer |
| سطح دلتا نونكلون (لوحة 6 آبار) | 140675 علمي حراري | لزراعة الخلايا ؛ | |
| أجهزة الطرد المركزي المبردة على الطاولة | Thermo Scientific | Sorvall ST 8R | تستخدم للطرد المركزي |
| RiboMinus Eukaryote System v2 | Thermo fisher scientific | A15026 | rRNA depletion Kit ؛ |
| مجموعة Rneasy Mini | Qiagen | 74104 | لعزل الحمض النووي الريبي الكلي من الخلايا ؛ |
| Cycler الحراري | Eppendorf | E950040025 | تفاعل PCR ؛ |
| حمام مائي | Equitron | #8406M | ذوبان العينة |
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