בכתב יד זה מוצגות טכניקות ניסיוניות, כולל הכנת דם, מיקרוסקופיה קונפוקלית וניתוח קצב ליזה, לבחינת ההבדלים המורפולוגיים בין מבני קרישים נורמליים וחריגים עקב מצבים חולים.
מאמר שיטה
בכתב יד זה מוצגות טכניקות ניסיוניות, כולל הכנת דם, מיקרוסקופיה קונפוקלית וניתוח קצב ליזה, לבחינת ההבדלים המורפולוגיים בין מבני קרישים נורמליים וחריגים עקב מצבים חולים.
פיברין הוא חלבון מטריצה חוץ-תאי האחראי על שמירה על השלמות המבנית של קרישי הדם. מחקרים רבים נעשו על פיברין בשנים האחרונות כדי לכלול חקירה של סינתזה, מבנה-תפקוד וליזיס של קרישי דם. עם זאת, עדיין יש הרבה לא ידוע על המאפיינים המורפולוגיים והמבניים של קרישי דם הנובעים מחולים עם מחלה. במחקר זה מוצגות טכניקות ניסיוניות המאפשרות לבחון הבדלים מורפולוגיים של מבני קרישים חריגים עקב מצבים חולניים כגון סוכרת ואנמיה חרמשית. המחקר שלנו מתמקד בהכנה והערכה של קרישי פיברין על מנת להעריך הבדלים מורפולוגיים באמצעות מבחנים ניסיוניים שונים ומיקרוסקופיה קונפוקלית. בנוסף, מתוארת גם שיטה המאפשרת חישוב רציף בזמן אמת של שיעורי הליזיס בקרישי פיברין. הטכניקות המתוארות כאן חשובות לחוקרים ולרופאים המבקשים להבהיר פתולוגיות פקקתיות נלוות כגון אוטם שריר הלב, מחלת לב איסכמית ושבץ מוחי בחולים עם סוכרת או מחלת תאי חרמש.
פגיעה ברירית האנדותל של כלי דם לתיקון דרך התגובה לעצרת הדם, או היווצרות של קריש דם. כאשר דם מחלחל לתוך מטריצת החוץ תאית, גורמי רקמה להפעיל טסיות דם בזרם הדם המאפשרים חניכה של מפל הקרישה. המרכיב המכני המפתח של תהליך ריפוי זה הוא מטריצת הפיברין, מורכבת מסיבי הפיברין שאלסטיות גבוהה, ויכול לקיים כוחות גדולים 1-4. חוקרים רבים חקרו את מבנה המערך, ותפקוד של הפיברין בהרחבה בעשורים האחרונים 5-13.
יש חולים במחלות כגון סוכרת וחרמשית סיכון מוגבר לפתח סיבוכים טרומבוטיים כגון אוטם שריר לב, מחלת לב איסכמית, ומלטף 14-19. מעל 2 מיליון אנשים שאובחנו לאחרונה עם סוכרת בכל שנה בארצות הברית. ישנם שני סוגים של סוכרת: הסוג I, שבוגוף לא מצליח לייצר כמות מספקת של אינסולין, וסוג השני, שבו הגוף הופך עמיד לאינסולין. בקרב חולי סוכרת, מחלות לב וכלי דם (CVD) היא הסיבה ל- 80% מהתחלואה והתמותה הקשורים במחלה 20,21.
מחלה מגל תא (SCD) היא הפרעה גנטית המשפיעה על דם יותר מ -100,000 אנשים בארצות הברית 22. SCD הוא מחלה נקודה-מוטציה שגורמת לתאי דם אדומים להפוך בצורה חצי סהר, מה שהקשה על התאים לעבור בכלי דם הדם 23. שתי מדינות מחלה אלה מגבירים את הסיכוי לפתח תנאי atherothrombotic בגוף. אחת הסיבות לכך היא תוצאה של מבנה הפיברין שינה ותפקוד במצבים חולים 14,24-26.
בשתי הסוכרת ומחלות חרמשית, יש hypercoagulation ופעילות hypofibrinolysis שגורמת atherothrombosis ומחלות לב וכלי דם (CVD), בהשוואה למטופלים בריאים 17,27,28. זה ידוע שhypofibrinolysis מקדם התקדמות טרשת עורקים ומולידה אירועים איסכמיים חוזרים בחולים עם מחלת לב כלילית מוקדמת 29. בכתב היד הנוכחית, החוקרים בחנו את התפקיד של תכונות פיזיות הפיברין בהגדרה המסוימת הזה. מבני קריש הפיברין בחולים שאינם חולים מורכבים מסיבים דקים, נקבוביות גדול, ו14,24 בדרך כלל פחות צפופים. הנקבוביות המוגברת וקרישי פיברין פחות צפופים בנבדקים בריאים נמצאו כדי להקל על פירוק פיברין 16. בתנאי hyperthrombotic כגון מחלת סוכרת תא ומגל, יש עלייה בייצור פיברינוגן, גורמת לריכוז פיברינוגן להגדיל מהרמות נורמליות של 2.5 מ"ג / מיליליטר בחולים בריאים 30-33. קרישי פיברין נוצרו בחולי סוכרת נמצאו להיות פחות נקבובי, נוקשה יותר, יש יותר נקודות סניף, וצפוף יותר בהשוואה למי שאינו dia הבריא,חולי betic 14,24,33-35. מבנה הפיברין שינה הוא תוצאה של מנגנוני glycation המתרחשים בחלבונים מעורבים בהיווצרות קריש דם. glycation Nonenzymatic (בלתי הפיך) מתרחש כאשר מולקולות גלוקוז להיקשר לשאריות ליזין על מולקולת פיברינוגן, אשר מעכבת XIIIa האנושי גורם (FXIIIa) משאריות גלוטמין וליזין cross-linking כראוי 33,36,37.
הניתוח המבני של רשתות הפיברין נחקר בהרחבה לאחרונה. בפרט, חוקרים נצלו את מיקרוסקופ אלקטרונים ושחזור 3D של רשתות הפיברין 38, חקרו כיצד תאים שני תאי intravascular (אנדותל) וextravascular (fibroblasts ושריר חלק) משפיעים על מבנה הפיברין 39, viscoelastic מנוצלת וניתוח ספקטרלי לנתח מבני הפיברין 40, ו מתאמים מפותחים בין מבנה ליפין ותכונות מכאניות באמצעות ניסוי וחישובי גישות 41 . המוקד של המחקר הנוכחי היה לגבש מבני קריש בתנאים פקקת תא סוכרת ומגל מדומים ולהשתמש במיקרוסקופ confocal לבחינת המבנה ותפקוד של קרישים במדינות נגועות. קרישי פיברין נוצרו מפיברינוגן האנושי, תרומבין האנושי, וFXIIIa. קרישים היו lysed באמצעות פלסמין. כדי לדמות תנאים סוכרתיים, ריכוז מוגבר של פיברינוגן הודגרה בפתרון גלוקוז כדי לגרום במבחנת glycation פיברינוגן. כדי לדמות תנאי קרישת מחלה חרמשית, ריכוזי פיברינוגן מוגברים היו מעורבים עם המטוקריט חרמשית שנאסף מחולים כפי שנעשה בעבר על ידי הקבוצה שלנו 42. שיטות אלה שמשו לבדיקת המבנה והפונקציות מעורבות בהיווצרות קריש הפיברין ופירוק פיברין בתנאים חולים, כמו גם את המנגנונים שגורמים לCVD. בהתבסס על מידע נוכחי על מחלות אלו, מבני קריש הפיברין Glycated היו צפופים יותר עם פחותnd נקבוביות קטן יותר. קרישי פיברין עם תאי דם אדומים של חולי אנמיה חרמשית (RBCs) היו גם צפופים ומוצגים אגרגציה של תאי הדם האדומים ואשכולות הפיברין מגובבים. זוהי תופעה מבוססת היטב כי כבר נקבעה בעבר 43. כמו כן, החוקרים שיערו כי שיעור הפירוק פיברין יהיה נמוך באופן משמעותי בקרישי פיברין Glycated עם ובלי פלסמין המופחת בהשוואה ליפין בריא, נורמלי. התוצאות הראו כי לקרישי פיברין Glycated, תוצאות שיעור תמוגה שונות באופן משמעותי נצפו רק בתנאים של ריכוז פלסמין מופחת. טכניקה ניסויית זו של שימוש במיקרוסקופ confocal מציעה יתרונות משמעותיים על פני שיטות הדמיה אחרות, כי התאים והחלבונים להישאר במדינה האם שלהם, המאפשרת הלכידה וידאו של פעילות הקרישה בזמן אמת. שיטה זו של קרישה סינטטי התרמה היא גם זולה יותר ויעילה יותר זמן מאשר קבלת דגימות מטופל וסינון בודדחלבונים ואנזימים. יתר על כן, על ידי שימוש בחלבונים ואנזימים מופרדים לסנתז קרישים, קרישים היו סטנדרטיים, כך שלא היה שונות בין דגימות כתוצאה מחלבונים אחרים בפלזמה.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
הערה: הפרוטוקול הבא פועל לפי ההנחיות שנקבעו על ידי דירקטוריון הסקירה המוסדי (IRB) בג'ורג'יה טק.
איסוף דם 1. והליך בידוד תאי דם אדום
2. מבני קריש Confocal מיקרוסקופית הערכת Glycated (קרישי סוכרתיים סימולציה)
3. Confocal מיקרוסקופית הערכת קרישי פיברין מכילים RBCs מחולי אנמיה חרמשית
4. Confocal מיקרוסקופית הערכת הפירוק פיברין המחירים במבני קריש Glycated
5. חישוב המחירים הפירוק פיברין

6. ניתוח סטטיסטי של המחירים הפירוק פיברין
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
Confocal ניתוח מיקרוסקופית של מבני קריש פיברין Glycated
תמונות מיקרוסקופיה confocal של קרישים נורמלים וGlycated מוצגות באיור 3. ניתוח מיקרוסקופיה Confocal של קרישים נורמלים וGlycated מגלה כי קרישי Glycated הם צפופים עם נקבוביות קטנות יותר מהקרישים נורמלים עם או בלי התוספת של FXIIIa במהלך פילמור קריש. באיור 3 א ו3B, יש ריכוז נמוך הפיברין שיצר מבנה פחות צפוף מאשר קרישי Glycated עם ...
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
כדי לקבל נתונים משמעותיים על המבנה של מנגנוני קרישה במצבי מחלה, חשוב לבודד את הגורמים מעורבים בקרישה כדי לקבוע את ההשפעות של החלבונים ותאים בתנאים אלה. פרוטוקול זה פותח לצורך חקירת המבנה של קריש הפיברין במדינות סוכרת וSCD במבחנה.
זה הכרחי כדי להבין את המנגנונים מעורבים בהיווצרות הפיברין ופירוק פיברין במצבי מחלה שכן תנאים השתנו לגרום hypercoagulation, atherothrombosis, וCVD. מתמונות confocal שהתקבלו בניסו...
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
למחברים אין מה לחשוף.
המחברים רוצים להודות למעבדת לאם בג'ורג'יה טק על דיונים מועילים רבים בפיתוח מבחני הניסוי. המחקר המדווח בפרסום זה נתמך על ידי המכון הלאומי ללב, ריאות ודם של המכונים הלאומיים לבריאות תחת פרס מספר K01HL115486 ועל ידי מענק חדשן חדש 1DP2OD007433-01 ממשרד מנהל המכונים הלאומיים לבריאות. התוכן הוא באחריות המחברים בלבד ואינו מייצג בהכרח את העמדות הרשמיות של המכונים הלאומיים לבריאות.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
| שם | חברה | מספר קטלוג | הערות |
|---|---|---|---|
| PBS | Life Technologies | 10010031 | |
| Ficoll-Paque (פוליסכריד הידרופילי) | GE Healthcare | 45-001-749 | |
| 10 מ"ל שפופרות ואקום הפריניות | BD Biosciences | 366643 | |
| מעבדות מחקר אנזימי | פיברינוגן אנושיים | N/A | |
| בדיקות מולקולריות | מצומדות פיברינוגן אנושיות | F13191 | |
| 0.5 מ"ל צינור מיקרוצנטריפוגה מדורג | פישר סיינטיפיק | 05-408-120 | |
| אבקת גלוקוז | Life Technologies | 15023-02 | |
| FXIIIa | מעבדות מחקר אנזימים | N/A | |
| VIS מיקרוסקופ קונפוקלי | Zeiss LSM 510 | LSM 510 | |
| 50 מ"מ Tris | Lonza | S50-642 | |
| סידן כלורי (CaCl2) | Sigma Aldrich | 449709-10G | |
| Vybrant DiD פתרון תיוג תאים | Life Technologies | L7781 | |
| מעבדות מחקר אנזימי | פלסמין | N/A | |
| נתרן כלורי (5 M NaCl) | Life Technologies | AM9759 | |
| תוכנת מידול סטטיסטי | IBM | SPSS סטטיסטיקה 22 |
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
בקש הרשאה לשימוש חוזר בטקסט או באיורים של מאמר JoVE זה
בקש הרשאה