Nuestro enfoque de la timidina enfoque basado en el etiquetado la renovación celular tiene muchas aplicaciones potenciales en la investigación biomédica. Hasta la fecha, nos hemos concentrado en el páncreas, pero también hemos aplicado esta estrategia para examinar la renovación celular de la piel, intestino, hígado, riñón suprarrenal, testículos, ovarios, tiroides, ganglios linfáticos, la hematopoyesis, y el cerebro 1. Debido a la renovación celular varía de un tejido a otro, las estrategias de etiquetado debe ser personalizado para obtener la información más convincente desde el órgano de interés. Morrison y sus colegas utilizaron CldU UDI y de un día para cada etiqueta de la hematopoyesis 2. Kuhn y sus colegas utilizan CldU UDI y durante 4 días cada uno para detectar la división celular en la regeneración del miocardio 3. Por el contrario, hemos utilizado CldU UDI y de hasta 9 meses en total para etiquetar el volumen de negocios de células basales en los islotes pancreáticos, un tejido con una facturación mínima de células como las edades de los animales 1,4-6. La posible aplicación más evidente de nuestra estrategia de etiquetado para los estudios para definir la renovación celular en la homeostasis del tejido. Sin embargo, nuestra técnica tiene varias aplicaciones potenciales. Por ejemplo, recientemente aplicado esta técnica para identificar la transformación oncogénica en los tejidos, donde las áreas focales de aumento de la replicación puede ser fácilmente identificado por una mayor incorporación de CldU o CDI 5. Morrison y sus colegas utilizaron CldU UDI y de un día cada uno para determinar el comportamiento de la etiqueta de retención de las células madre hematopoyéticas 2. También hemos aplicado el etiquetado secuencial análogo de la timidina para determinar si la amplificación de tránsito de las células contribuyen al crecimiento o la renovación de los tejidos 1. En esta administración la aplicación secuencial de los análogos de la timidina representa un nuevo enfoque para el estudio de los orígenes y la supervivencia de las células que participan en la homeostasis del tejido.
Análogos de la timidina no debe utilizarse con prudencia. Análogos sintéticos timidina tienen efectos secundarios potenciales de las células en división, y su uso en teoría podría poner en peligro la renovación de células de animales en crecimiento. Análogos de la timidina se han utilizado como agentes radiosensibilizadores para pacientes con cáncer, y puede retrasar la renovación celular. Por ello, instamos a los investigadores a investigar con cautela por la toxicidad potencial en el tejido de interés. Por ejemplo, Trumpp y sus colegas encuentran que sistémica BrdU puede obligar a las células madre hematopoyéticas para entrar en el ciclo celular 7. Por ejemplo, Rutter y sus colegas observaron que las altas dosis de análogos de la timidina son tóxicos para el desarrollo de páncreas 8. Más recientemente Hellerstein y sus colegas de KineMed, Inc. encontró que BrdU administración retrasa la proliferación intra-islote de 16 a 25% utilizando una técnica patentada pesados etiquetado del agua 9. Los preparativos islote todo utilizado por Hellerstein y sus colegas contenidos endocrinos y muchas otras no endocrinos tipos de células, que puede incluir hasta un 50% de las preparaciones de islotes total. Sin embargo, nos encontramos con que la infusión prolongada de BrdU no influye en la proliferación de células beta en ratones adultos jóvenes, según lo medido por la expresión de ki67 4. Del mismo modo, la administración prolongada de CldU y UDI no parece afectar a la expansión masa de células beta 1. Por otra parte, la proliferación de células beta tasas son equivalentes entre los ratones etiquetado con BrdU durante largos períodos de tiempo y de los ratones que sólo están marcados por unas cuantas horas (las tasas se normalizan a períodos de tiempo equivalente). En conjunto, estos resultados sugieren que los ratones puede tolerar con seguridad a largo plazo bajo la administración de dosis de los análogos de la timidina. Sin embargo, no podemos descartar la posible toxicidad de los análogos de la timidina en el crecimiento de las células beta del páncreas. Como resultado, se continúan realizando los controles de etiquetado cuando los ratones con análogos de la timidina, e instamos a otros investigadores a hacer lo mismo.
Nuestra técnica de etiquetado secuencial análogo de la timidina no está exenta de dificultades y desafíos técnicos. Como resultado, los portaobjetos de control son especialmente importantes. Hemos generado un portaobjetos de control que consisten en varios tejidos de 1) Los ratones que fueron etiquetados sólo con CldU;.. 2) Los ratones que fueron etiquetados sólo con CDI;. 3) Los ratones que fueron etiquetados de forma secuencial con CldU y UDI;. 4) Los ratones que fueron etiquetados de forma secuencial en orden inverso, primero con el IDU y CldU entonces;. 5) Los ratones que son simulacros de la etiqueta sólo con agua. Cuando se aprende a la etiqueta con CldU y UDI, los investigadores siempre deben llevar a cabo todo el protocolo con los 5 juegos por encima de las diapositivas de los tejidos de interés.
Reactividad cruzada entre leve y CldU UDI es un inconveniente lamentable pero inevitable para el etiquetado de los análogos de la timidina. La técnica CldU y UDI se basa en diferencias en las afinidades entre los antisueros que se derivaron originalmente contra BrdU en diferentes especies (ratón y rata). Nuestro protocolo, mientras que engorroso, está diseñado para minimizar la reactividad cruzada tales. En consecuencia, instamos cautela entre los investigadores que consideran que saltarse el paso (s) del protocolo. En particular, hemostenido problemas con antisueros secundarios que son de reacción cruzada entre el ratón y la rata. Esto puede ser minimizado por el uso de antisueros Jackson que están totalmente absorbidos por el cross-entre el ratón y la rata.
De vez en cuando no detecta adecuadamente la incorporación de timidina. En estos casos es muy importante utilizar láminas positivas de control para determinar que los reactivos o el paso no estaba funcionando. Las dificultades son por lo general debido a la mala alícuotas de sueros, se desliza en seco, o permeabilización nuclear inadecuada. Hemos fracasado en la etiqueta con éxito el desarrollo de los embriones con UDI. Por lo tanto, no todos los tejidos pueden ser permeables a la UDI.
Alternativas a la CldU y UDI de doble etiquetado análogo de la timidina en el horizonte. Edu (5-etinil-2 desoxiuridina) puede ser un sustrato para la detección de cobre química catalizada haga clic en 10,11. Métodos de detección de Edu no requieren la separación de las hebras de ADN, por lo que son altamente susceptibles de análisis por citometría de flujo 12. Edu es compatible, pero no de reacción cruzada con BrdU 10. Edu se ha utilizado para cuantificar el recambio celular de los tejidos del ratón, asimismo, de las células beta pancreáticas 13, L 14 células intestinales y de la epidermis 15. Edu es bastante caro en el momento ($ 1000 EE.UU. por 500 mg). Sin embargo, la detección de Edu parece ser mucho más sensible que la detección de BrdU 10. Por lo tanto, podría ser económicamente viable para combinar Edu y BrdU en lugar de CldU y UDI. Este método también podría permitir la detección de tres rondas de división celular en ratones triplemente etiquetados para Edu, CldU y UDI.
En resumen, la técnica de etiquetado secuencial análogo de la timidina es un enfoque novedoso para la detección de la renovación celular. Esperamos que nuestro enfoque permite a otros científicos para cuantificar con mayor precisión la división celular, y esperamos que se abran nuevos paradigmas en la homeostasis del tejido.