يصف هذا البروتوكول سير عمل تسلسل الحمض النووي الريبي أحادي الخلية لتحليل تسلل الخلايا المناعية والفروق في النسخ الخاصة بنوع الخلية بين مقاطع القولون العقدية والعقدية في مرض هيرشسبرونغ.
مقالة منهجية
يصف هذا البروتوكول سير عمل تسلسل الحمض النووي الريبي أحادي الخلية لتحليل تسلل الخلايا المناعية والفروق في النسخ الخاصة بنوع الخلية بين مقاطع القولون العقدية والعقدية في مرض هيرشسبرونغ.
مرض هيرشسبرونغ (HSCR) هو اضطراب خلقي في حركة الأمعاء يتميز بغياب الخلايا العصبية المعوية في الأمعاء البعيدة. مقارنة بتسلسل الحمض النووي الريبي الضخم، يتيح تسلسل الحمض النووي الريبي أحادي الخلية (scRNA-seq) تحليل تعبير الجين على مستوى الخلية الواحدة، مما يحل التباين الخلوي الذي يتم إخفاؤه في التحليلات المتوسطة حسب السكان. تم إنشاء سير عمل موحد لتسلسل scRNA-seq لتوصيف المشهد النسخي للأجزاء العقدية والعقدية من مرضى HSCR. تم جمع أنسجة القولون، وتم إجراء تلوين بالهيماتوكسيلين والإيوزين لتحديد المناطق العقدية والعقدية. تم تفكيك الأنسجة إنزيميا وميكانيكيا إلى تعليقات خلية واحدة، تلتها الترشيح، وتقييم القابلية للبقاء، وبناء مكتبات النسخ الأحادية الخلية. تم تسلسل المكتبات التي اجتازت مراقبة الجودة، وتمت معالجة البيانات الخام لقياس الخلايا وتصفية الجودة لإزالة الخلايا منخفضة الجودة والعيوب التقنية. بعد التطبيع وتقليل الأبعاد، تم تجميع الخلايا وتوضيحها بناء على جينات العلامة المثبتة. قارنت التحليلات اللاحقة تركيب نوع الخلايا بين الأنسجة العقدية والأغانغليونية وحددت جينات معبرة بشكل مختلف ضمن مجموعات رئيسية من الخلايا المناعية. تكشف النتائج عن اختلافات كبيرة في البيئة الدقيقة المناعية بين الأجزاء العقدية والجنغليونية في HSCR.
يعد مرض هيرشسبرونغ (HSCR) واحدا من أكثر اضطرابات حركة الأمعاء الخلقية شيوعا، حيث يبلغ معدل حدوث حوالي 1 من كل 5,000 ولادة حية حول العالم1. ينشأ المرض من فشل خلايا القمم العصبية المعوية (ENCCs) في الهجرة إلى الأمعاء البعيدة خلال الأسابيع الجنينية 5–12، مما يؤدي إلى غياب العقد المعوية في الأجزاء المتأثرة2. وبالتالي، يظهر الجزء العقدي انقباضا مستمرا في التشنج وضعف في حركة التبيض، مما يؤدي إلى توسع الأمعاء القريب. سريريا، يظهر ذلك على شكل انسداد وظيفي، يسبب الإمساك، وتورم البطن، والقيء، وقد يكون مهددا للحياة في الحالات الشديدة. يظل الاستئصال الجراحي للجزء العقدي هو العلاج الأساسي لمرض HSCR؛ ومع ذلك، يعاني جزء كبير من المرضى من مضاعفات ما بعد العملية، بما في ذلك الإمساك، والتهاب الأمعاء، وتلوث البراز، مما يؤثر بشكل كبير على جودة الحياة3. بالإضافة إلى ذلك، قد تحدث متلازمة الأمعاء القصيرة (SBS) بعد استئصال أمعاء واسع، مما يؤدي إلى ضعف امتصاص العناصر الغذائية وزيادة التحديات في الإدارة السريرية. لذلك، يبقى توضيح الآليات الأساسية ل HSCR وتحديد أهداف علاجية جديدة احتياجات سريرية حاسمة.
في السنوات الأخيرة، تم تطبيق تسلسل الحمض النووي الريبي أحادي الخلية (scRNA-seq) على نطاق واسع لدراسة الآليات الجزيئية المرتبطة بالمرض. على عكس تسلسل الحمض النووي الريبي التقليدي، يتيح scRNA-seq تحليل التعبير الجيني بدقة خلية واحدة، مما يسمح بتحديد التباين الخلوي والمجموعات الفرعية النادرة التي تخفي في التحليلاتالجماعية 4. وبالتالي، برز scRNA-seq كأداة قوية لتحليل التغاير الخلوي والتواصل بين الخلايا، مما دفع الأبحاث في علم الأحياء والطب5. كشف هذا النهج عن آليات مرضية جديدة وأهداف علاجية في الأمراض المعقدة، بما في ذلك مرض الزهايمر6، التهاب المفاصل الروماتويدي7، سرطان الرئة8، والسكري من النوع2 9.
في هذه الدراسة، تم تطبيق scRNA-seq لتوصيف المشهد النسخي لخلايا المناعة وأنماط التسلل في أنسجة القولون العقدية والعقدية من مرضى HSCR. تضمن سير العمل ثلاث خطوات رئيسية: إعداد وتقييم جودة التعليقات أحادية الخلية، وبناء مكتبات RNA-seq أحادية الخلية بطول 3 أقدام (3′)، والتحليل المعلوماتي الحيوي في مرحلة لاحقة. تم حفظ عينات الأنسجة في محلول مخصص لحفظ خلية واحدة مباشرة بعد الاستئصال، وتم تفكيكها إنزيميا إلى تعليقات خلية واحدة خلال 48 ساعة. تجاوزت قدرة الخلايا على قيد الحياة 80٪، وتم تعديل التركيز النهائي للخلية إلى 700–1,500 خلية/ميكرولتر قبل التحضير في المكتبة. تمت مقارنة تسرب الخلايا المناعية بين الأجزاء العقدية والعقدية، وتم تحديد مجموعات فرعية من الخلايا المناعية التي أظهرت فروقا واضحة في النسخ النسجي. تحدد هذه التحليلات التغيرات في الخلايا المناعية المرتبطة بأمراض القولون في HSCR.
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
تمت الموافقة على هذه الدراسة من قبل لجنة الأخلاقيات المؤسسية في المستشفى التابع لجامعة زوني الطبية (رقم الموافقة: KYLL-2024-030). تتوافق الدراسة مع إعلان هلسنكي. تم الحصول على موافقة مستنيرة (شفوية وكتابية) من جميع المشاركين وأوصيائهم. يعرض الجدول 1 المعلومات عن مرضى HSCR.
جمع أنسجة القولون، بما في ذلك الأجزاء العقدية والعقدية، من مرضى HSCR الذين تم تشخيصهم وخضعهم لجراحة في قسم جراحة الأطفال في المستشفى التابع لجامعة زوني الطبية. تشمل الأجزاء العقدية والعقدية العقدية من اثنين من مرضى HSCR الذكور. المعلومات السريرية التفصيلية موضحة في الجدول 1. جميع المواد الكيميائية والمواد الكيميائية والمعدات والبرمجيات مدرجة في جدول المواد.
1. تلوين الهيماتوكسيلين والإيوزين
2. تسلسل الحمض النووي الريبي أحادي الخلية
3. التخلص من النفايات
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
كشفت صبغات الهيماتوكسيلين والإيوسين (HE) (الشكل 1) عن اختلافات نسيجية واضحة بين الأجزاء العقدية والأغانغليونية. مقارنة بالأجزاء العقدية، أظهرت المقاطع العقدية زيادة في تقشير المخاط، وانخفاضا ملحوظا في خلايا الكأس والعصبونات تحت المخاطية، وحدود ضبابية بين الطبقات المخاطية والعضلية. في مجموعة فرعية من الأقسام، كان حفظ الأنسجة غير مثالي، مع انفصال جزئي للظهارة واضطراب في بنية الأنسجة، مما حد من التقييم النسيجي في هذه المناطق.
بعد ترش...
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
تم تطبيق تسلسل الحمض النووي الريبي أحادي الخلية على السمات النسخية الملف النفسي لأنسجة القولون التي تم استئصالها جراحيا (الأجزاء العقدية والعقدية) من مرضى أمراض هيرشسبرغ 4,5. تم إيلاء اهتمام خاص لاستراتيجية تفكك الأنسجة، حيث تؤثر معايير التفكك على استعادة الخلية، وتمثيل نوع الخلية، وسلامة الحمض النووي الريبي. تم تحسين ظروف الهضم الإنزيمية لتحقيق توازن كاف بين تفكك الأنسجة والحفاظ على بقاء الخلايا وجودة النسخ النصي. نظرا لمصفوفة ا...
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
المؤلفون ليس لديهم ما يكشفون عنه.
وقد دعم هذا العمل مشروع قويتشو للعلوم والتكنولوجيا (مؤسسة التعاون بين العلوم والتكنولوجيا - ZK - [2024] العام 344) (إلى X.F. يانغ) وعقد مشروع العلوم والتكنولوجيا في زوني (التعاون العلمي والتكنولوجي) (تعاون زوني للعلوم والتكنولوجيا HZ (2023) رقم) (إلى ي. كو).
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
| الاسم | الشركة | رقم فهرسي | التعليقات |
|---|---|---|---|
| شمع النحل | شركة سينوفارم للكاشف الكيميائي المحدودة. | 8012-89-3 | https://www.reagent.com.cn/ProductSearch/8012-89-3 |
| شمع النحل | شركة سينوفارم للكاشف الكيميائي المحدودة. | 8012-89-3 | https://www.reagent.com.cn/ProductSearch/8012-89-3 |
| مصل البقر الألبومين | ثيرموفيشر | 30066575 | https://www.thermofisher.cn/order/catalog/product/30066575؟ SID=srch-srp-30066575 |
| مصل البقر الألبومين | ثيرموفيشر | 30066575 | https://www.thermofisher.cn/order/catalog/product/30066575؟ SID=srch-srp-30066575 |
| سيلتايبيست | لا يوجد | NA | http://celltypist.org/tutorials/onlineguide |
| سيلتايبيست | لا يوجد | NA | http://celltypist.org/tutorials/onlineguide |
| حزمة ملف الكلستر | الموصل الحيوي | v4.8.1 | https://bioconductor.org/packages/release/bioc/html/clusterProfiler.html |
| حزمة ملف الكلستر | الموصل الحيوي | v4.8.1 | https://bioconductor.org/packages/release/bioc/html/clusterProfiler.html |
| كولاجناز II | ثيرموفيشر | 17101015 | https://www.thermofisher.cn/order/catalog/product/17101015؟ SID=srch-srp-17101015 |
| كولاجناز II | ثيرموفيشر | 17101015 | https://www.thermofisher.cn/order/catalog/product/17101015؟ SID=srch-srp-17101015 |
| زجاج الغطاء | سيتوتست | 80340-0130 | https://cn.citotest.com/pd40971476.html |
| زجاج الغطاء | سيتوتست | 80340-0130 | https://cn.citotest.com/pd40971476.html |
| شفرة ميكروتوم ذات الاستخدام الواحد | ريشة | S-35 | https://www.feather.co.jp/en/m_Products/pathology01.html |
| شفرة ميكروتوم ذات الاستخدام الواحد | ريشة | S-35 | https://www.feather.co.jp/en/m_Products/pathology01.html |
| DNase I | ثيرموفيشر | 18047019 | https://www.thermofisher.cn/order/catalog/product/18047019؟ SID=srch-srp-18047019 |
| DNase I | ثيرموفيشر | 18047019 | https://www.thermofisher.cn/order/catalog/product/18047019؟ SID=srch-srp-18047019 |
| فرن التجفيف | بوروك | DHG-9140A | http://www.shboruike.com/sys-pd/84.html |
| فرن التجفيف | بوروك | DHG-9140A | http://www.shboruike.com/sys-pd/84.html |
| دولبيكو' إس معدلف إيجل ميديوم | ثيرموفيشر | 12491015 | https://www.thermofisher.cn/order/catalog/product/12491015 |
| دولبيكو' إس معدلف إيجل ميديوم | ثيرموفيشر | 12491015 | https://www.thermofisher.cn/order/catalog/product/12491015 |
| كحول الإيثيل | شركة سينوفارم للكاشف الكيميائي المحدودة. | 10009218 | https://www.reagent.com.cn/ProductSearch/10009218 |
| كحول الإيثيل | شركة سينوفارم للكاشف الكيميائي المحدودة. | 10009218 | https://www.reagent.com.cn/ProductSearch/10009218 |
| مصل الأبقار الجنيني | ثيرموفيشر | A5669801 | https://www.thermofisher.cn/order/catalog/product/A5669801 |
| مصل الأبقار الجنيني | ثيرموفيشر | A5669801 | https://www.thermofisher.cn/order/catalog/product/A5669801 |
| مجموعة تلوين الهيماتوكسيلين والإيوزين | بيوتايم | C0105S | https://m.beyotime.com/mobilegoods.do?method=code&؛ code=C0105S |
| مجموعة تلوين الهيماتوكسيلين والإيوزين | بيوتايم | C0105S | https://m.beyotime.com/mobilegoods.do?method=code&؛ code=C0105S |
| حمض الهيدروكلوريك | شركة سينوفارم للكاشف الكيميائي المحدودة. | 10011028 | https://www.reagent.com.cn/ProductSearch/10011028 |
| حمض الهيدروكلوريك | شركة سينوفارم للكاشف الكيميائي المحدودة. | 10011028 | https://www.reagent.com.cn/ProductSearch/10011028 |
| شريحة المجهر | سيتوتست | 80302-3111 | https://cn.citotest.com/pd530614548.html |
| شريحة المجهر | سيتوتست | 80302-3111 | https://cn.citotest.com/pd530614548.html |
| وسيط التثبيت | بيوتايم | C0173-100 مل | https://m.beyotime.com/mobilegoods.do?method=code&؛ code=C0173-100ml |
| وسيط التثبيت | بيوتايم | C0173-100 مل | https://m.beyotime.com/mobilegoods.do?method=code&؛ code=C0173-100ml |
| المجهر البصري | نيكون | إكليبس SI | https://www.microscope.healthcare.nikon.com/ja_JP/products/upright-microscopes/eclipse-si |
| المجهر البصري | نيكون | إكليبس SI | https://www.microscope.healthcare.nikon.com/ja_JP/products/upright-microscopes/eclipse-si |
| شمع البارافين | شركة سينوفارم للكاشف الكيميائي المحدودة. | 8002-74-2 | https://www.reagent.com.cn/ProductSearch/8002-74-2 |
| شمع البارافين | شركة سينوفارم للكاشف الكيميائي المحدودة. | 8002-74-2 | https://www.reagent.com.cn/ProductSearch/8002-74-2 |
| Paraformaldehyde Fix Solution | بيوتايم | P0099-3L | https://m.beyotime.com/mobilegoods.do?method=code&؛ code=P0099-3L |
| Paraformaldehyde Fix Solution | بيوتايم | P0099-3L | https://m.beyotime.com/mobilegoods.do?method=code&؛ code=P0099-3L |
| البنسلين – ستريبتوميسين | ثيرموفيشر | 15140122 | https://www.thermofisher.cn/order/catalog/product/15140122؟ SID=srch-srp-15140122 |
| البنسلين – ستريبتوميسين | ثيرموفيشر | 15140122 | https://www.thermofisher.cn/order/catalog/product/15140122؟ SID=srch-srp-15140122 |
| محلول ملحي مخزن بالفوسفات | ثيرموفيشر | 10010023 | https://www.thermofisher.cn/order/catalog/product/10010023 |
| محلول ملحي مخزن بالفوسفات | ثيرموفيشر | 10010023 | https://www.thermofisher.cn/order/catalog/product/10010023 |
| ورق المرشح النوعي | سولاربيولوجيا | YA0166 | https://www.solarbio.com |
| ورق المرشح النوعي | سولاربيولوجيا | YA0166 | https://www.solarbio.com |
| حزمة برامج R | مؤسسة R للحوسبة الإحصائية | v4.2.2 | https://www.r-project.org/ |
| حزمة برامج R | مؤسسة R للحوسبة الإحصائية | v4.2.2 | https://www.r-project.org/ |
| الميكروتوم الدوار | لايكا | لايكا RM2125 RTS | https://www.leicabiosystems.com/en-jp/histology-equipment/microtomes/histocore-biocut/ |
| الميكروتوم الدوار | لايكا | لايكا RM2125 RTS | https://www.leicabiosystems.com/en-jp/histology-equipment/microtomes/histocore-biocut/ |
| سكانبي | تطوير المجتمع | v1.9.3 | https://scanpy.readthedocs.io/en/latest/?utm_source=chatgpt.com |
| سكانبي | تطوير المجتمع | v1.9.3 | https://scanpy.readthedocs.io/en/latest/?utm_source=chatgpt.com |
| سورا | كران | v4.3.0 | https://cran.r-project.org/web/packages/Seurat/index.html |
| سورا | كران | v4.3.0 | https://cran.r-project.org/web/packages/Seurat/index.html |
| جهاز تجفيف الأنسجة | شركة ووهان جونجي للإلكترونيات المحدودة | JT-12H | http://www.whjjbl.com/front/page/126495/product_id/46166.html |
| جهاز تجفيف الأنسجة | شركة ووهان جونجي للإلكترونيات المحدودة | JT-12H | http://www.whjjbl.com/front/page/126495/product_id/46166.html |
| آلة تضمين الأنسجة | شركة ووهان جونجي للإلكترونيات المحدودة | JB-L8 | http://www.whjjbl.com/front/page/126495/product_id/46064.html |
| آلة تضمين الأنسجة | شركة ووهان جونجي للإلكترونيات المحدودة | JB-L8 | http://www.whjjbl.com/front/page/126495/product_id/46064.html |
| تريبان بلو | سولاربيولوجيا | C0040 | https://www.solarbio.com/haveRegion?id=48&all=0&key=%20Trypan%20Blue |
| تريبان بلو | سولاربيولوجيا | C0040 | https://www.solarbio.com/haveRegion?id=48&all=0&key=%20Trypan%20Blue |
| زيلين | شركة سينوفارم للكاشف الكيميائي المحدودة. | 10023418 | https://www.reagent.com.cn/ProductSearch/10023418 |
| زيلين | شركة سينوفارم للكاشف الكيميائي المحدودة. | 10023418 | https://www.reagent.com.cn/ProductSearch/10023418 |
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