אנו מתארים מתודולוגיה לעיבוד דם מלא כדי להשיג מגוון רכיבים להמשך ניתוח. ביצענו אופטימיזציה של פרוטוקול יעיל המאפשר עיבוד מהיר ותפוקה גבוהה בו-זמנית של דגימות דם מלא בסביבה לא קלינית.
מאמר שיטה
אנו מתארים מתודולוגיה לעיבוד דם מלא כדי להשיג מגוון רכיבים להמשך ניתוח. ביצענו אופטימיזציה של פרוטוקול יעיל המאפשר עיבוד מהיר ותפוקה גבוהה בו-זמנית של דגימות דם מלא בסביבה לא קלינית.
איסוף ועיבוד של דגימות דם כל בהגדרה הלא-קלינית מציע הזדמנות ייחודית כדי להעריך אנשים המתגוררים בקהילה עם או בלי תנאי preexisting. עיבוד מהיר של דגימות אלה הוא חיוני כדי למנוע השפלה של רכיבים סלולריים מפתח. כלולות כאן הם שיטות לתא בו זמנית היקפי mononuclear הדם (PBMC), DNA, RNA ובידוד בסרום מתיקו דם יחיד שבוצע בבתיהם של משתתפים בהסכמה ברחבי מטרופולין, עם עיבוד יזמו בתוך 2 שעות של אוסף. יש לנו בשימוש בטכניקות אלה לעבד מעל 1,600 דגימות דם חומר מניב עקבי, באיכות גבוהה, אשר לאחר מכן נעשה שימוש במתילציה DNA, genotyping, ביטוי גנים מוצלח וcytometry זרימת מנתח. חלק מהשיטות המועסקות הם סטנדרטיים; עם זאת, בשילוב באופן המתואר, הם מאפשרים עיבוד יעיל של דגימות ממשתתפי population- ו / ולקהילה,מחקרים מבוססים שבדרך כלל לא ניתן להעריך בסביבה קלינית. לכן, יש פרוטוקול זה הפוטנציאל להשיג דגימות (ובהמשך נתונים), כי הם יותר מייצג של האוכלוסייה הכללית.
מחקרים רבים אפיינו הבדלים בביטוי גנים, מתילציה DNA ותת-קבוצה של תאים בדם בקרב אנשים עם ובלי נפש (או אחר) המחלות 1-4. מחקרים אלה, לעומת זאת, התקבלו מהגדרות קליניות שבו ההבדלים הקשורים מחלה עלולים להיות מוגדלים בשל האופי בדרך כלל חמור יותר של המחלות שחולים מחפשים טיפול. בשל התקדמות ב" ה"אומיקה "גישות, בעשור האחרון ראה התפוצצות של עניין בקבלת דגימות ביולוגיות מהקהילה ו / או הגדרות אפידמיולוגיים 5-7, על מנת לספק הערכות מבוססות-אוכלוסייה של שכיחות מחלה ותמונה רחבה יותר של גורמים סביבתיים של מחלות נפש ו / או פיזיות אלה.
אתגר מרכזי בהקשר זה הוא הדרישה לעיבוד מהיר של הדגימות שנאספו. השפלה של תאי mononuclear, רכיבי מערכת חיסון מפתח שfrequently משמש כדי להעריך את בריאותו של אדם, מתחילה מייד עם תיקו דם עם ירידה משמעותית בהתאוששות לאחר שעה 2 של אוסף 8-10. כדי להתמודד עם אתגר זה, אנו מציגים פרוטוקול מותאם שברכיבים מרובים של כל דם האנושי מבודדים זמנית מדגימות שהתקבלו בבתיהם של נושאים המתגוררים באזור מטרופולין גדול. הפרוטוקול מבוסס על האוסף והשינוי של טכניקות הנוכחיות, כוללים אחסון של כל השברים "תוספת" במקרה טכניקות עתיד לאפשר לבידוד נוסף שלנו / מנתח. בעוד שיטות או ערכות חלופיות עשויות להיות מועסקות במקום של השיטות בודדות שתוארו כאן, התוו אלה הוכיחו להיות אמצעי אמין ויעיל לעיבוד דגימות באופן תפוקה גבוהה. שברים באיכות גבוהה (PBMCs, DNA, סרום, ו- RNA) של דם טרי יכול להיות מיוצרים בשעה 2 של אוסף וכל דגימות assay-מוכן יכול להיות זמין בתוך 2 ימים (איור 1).
פרוטוקול זה פותח כדי לאפשר העיבוד יעיל של דגימות שנאספו מהקהילה-מגורים, התושבים בוגרים של העיר דטרויט לבדיקה במחקר בריאות שכונת דטרויט (DNHS; DA022720, RC1MH088283, DA022720-05-S1), המבוסס אוכלוסייה- מחקר של הגורמים החברתיים והביולוגיים של הפרעת דחק פוסט טראומטית (PTSD) ומחלות נפש אחרות. השכיחות של PTSD בדטרויט היא יותר מכפול מהממוצע הארצי 11,12. זיהוי גורמים ביולוגיים של PTSD באוכלוסייה זו עשויה לעזור לפתח תרופתי מתאימה ו / או התערבויות קוגניטיביות-התנהגותיות לסייע לאלו הסובלים מההפרעה, הן באוכלוסייה עירונית זה, ובאוכלוסיות בסיכון גבוה אחרים (למשל, חוזר יוצאי צבא). המעבדה שלנו, הממוקמת בעבר באוניברסיטה ויין סטייט בדטרויט, מישיגן, נבחרה לעיבוד המבוסס על המומחיות שלנו בטיפול בדגימות רקמה טריות המיוצרות ממגווןמקורות, את ההכרח להתחיל עיבוד הדגימות בתוך שעה 2 של אוסף, והקרבה שלנו לאתרי האיסוף. עם הזדמנות ייחודית זו ביד, המטרה שלנו הייתה כדי לייעל את העיבוד לתשואה הגדולה ביותר של ה- DNA, RNA, סרום ותאי הדם היקפיים mononuclear (PBMCs) מכל דגימה (כוללת של N = 1,639 דגימות מעל 5 גלים של אוסף דגימה). הנהלים שתוארו כאן ניתן לבצע בו זמנית בסביבה הלא-קלינית, ובכך לייצר חומר מוצא (ראה טבלה 1 לתשואות ממוצעת) עבור מספר רב של יישומים במורד הזרם כוללים microarray, אפיגנטיים, בזמן אמת RT-PCR, וcytometry זרימת מנתח.

איור 1. זרימת עבודה בסך הכל. התהליך הכולל המתואר כאן כוללת את הלוגיסטיקה של קבלת דגימות דם מזיהוי לגבי השתתפות הסכמהipants לדם לצייר את עצמו. באיכות גבוהה, שברים (תאי דם היקפי mononuclear; PBMCs, DNA, סרום, ו- RNA) של כל דם טרי יכולה להיות מיוצרים בשעה 2 של אוסף וכל דגימות assay-מוכן יכולות להיות זמינות בתוך 2 ימים. יתר על כן, שברים שהוכנו באמצעות שיטה זו מתאימים לאחסון לטווח ארוך, אם דגימות אינן להיבדק מייד. ציר הזמן כולו המתוארים כאן יכול להסתיים ביום אחד (~ 5 סך הכל שעות). עם זאת, ביום כזה יהיה מאוד עבודה אינטנסיבית במיוחד עבור טכנאי יחיד עם ניסיון רב עם הטכניקות. לפיכך, אנו ממליצים לחלק את ההליכים ביום 1 בין לפחות שני טכנאים והשלמת עיבוד RNA ביום 2. אנא לחץ כאן כדי לצפות בגרסה גדולה יותר של דמות זו.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
מחקר בריאות דטרויט השכונה היה נבדק ואושר על ידי אוניברסיטת Institutional Review Board של מישיגן. כל המשתתפים בתנאי הסכמה מדעת לפני השתתפותם במחקר.
1.
2. יום התקנה 1
3. יום 1: כל דגימת דם עיבוד ל- DNA, RNA PBMCs ויקוציט (2 שעות)
4. יום 2 התקנה
5. יום 2: אחסון מדגם לטווח ארוך ועיבוד יקוציט מסנן (3 שעות)
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
זה חיוני כי ההליך הכולל לייצר חומר באיכות גבוהה לניתוח במגוון רחב של יישומים במורד הזרם כוללים ביטוי גנים באמצעות microarray וניתוח RT-PCR, זיהוי של שינויים אפיגנטיים, ווריאציות משנה תא. טבלת 1 מציינת את התפוקה ואיכות הממוצעת של חומרים מכל אחד מהתהליכים. איור 3 מספק דוגמא של הפלט באיכות של שיטות עיבוד RNA בידוד יקוציט ומסנן. התמונה מהשמאל העליון של איור 3 היא תמונת ג'ל אלקטרופורזה נובעת מהנימים. כל מסלול צריך לייצר שתי להקות שונות...
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
יש לנו תיארנו פרוטוקול יעיל שיושם בהצלחה לעבד יותר מ -1,600 דגימות דם כל במחקר בריאות דטרויט השכונה. למרות שרבים מטכניקות אלה זמינים בספרות הקיימת, האוסף שלנו צעד-אחר-צעד, כוללים שינויים בעיתוי מדויק בין כל שלב, משקף פרוטוקול מותאם, יעיל שמייצר בהצלחה מגוון רחב של דגימות ביולוגיות עם מגוון רחב של יישומים במורד הזרם, כולל מתילציה DNA, ביטוי mRNA וניתוח חיסוני. דגימות אלה כבר נבדקו במגוון רחב של ניסויים, תוצאות שפורסמו בספרות ביקורת עמיתים ו / או הוצגו בפגישות לאומיות 11,20,21,...
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
המחברים מצהירים שאין להם אינטרסים מתחרים.
ברצוננו להודות להנרייט מאיר-מאיירס על תשומת הלב שלא תסולא בפז לפרטים ועל השעות שהוקדשו לעיבוד אוספי הדם. אנו אסירי תודה על מומחיות העיצוב הגרפי של נטלי ג'יימסון קיזלינג. אנו מעריכים גם את אישור היצרנים (Qiagen (ולנסיה, קליפורניה), BD Biosciences (סן חוזה, קליפורניה), Life Technologies (גרנד איילנד, ניו יורק)) המוזכרים כאן לפרסם את השימוש במוצריהם כמתואר. המימון לעבודה זו ניתן בנדיבות על ידי פרסי המכונים הלאומיים לבריאות DA022720, RC1MH088283 ו-DA022720-05-S1.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
| שם | חברה | מספר קטלוג | הערות |
|---|---|---|---|
| ערכת מיני דם QIAamp DNA | Qiagen | 51104 | יום 1: בידוד DNA |
| תמיסת מלח חוצצת פוספט (PBS) | Sigma | P5493-1L | יום 1: בידוד PBMC |
| 5 ¾ ” פיפטס פסטר | פישר | 13-678-6A | יום 1: בידוד PBMC |
| סרום בקר עוברי (FBS), טכנולוגיות חיים מושבתות בחום | 10082147 | יום 1: בידוד PBMC | |
| דימתיל סולפוקסיד (DMSO) | Sigma | D8418-500 מ"ל | יום 1: בידוד PBMC |
| RPMI בינוני 1640, נוזל | Invitrogen | 11875119 | יום 1: בידוד PBMC |
| 0.4% כתם כחול טריפאן | Invitrogen | T10282 | יום 1: |
| תא ספירת תאים | Invitrogen | C10283 | יום 1: בידוד PBMC |
| מונה תאים אוטומטי או מכשיר לספירת תאים כגון מיקרוסקופ והמוציטומטר | Invitrogen | C10281 | יום 1: בידוד PBMC |
| LeukoLOCK פיצול & ערכת ייצוב | אמביון | 1933 | יום 1: בידוד RNA לויקוציטים |
| 25 G x 5/8 אינץ' מחטים | בקטון דיקינסון | 305122 | יום 1: מזרקי בידוד RNA לויקוציטים |
| (5 מ"ל) | בקטון דיקינסון | 309646 | ימים 1 ו-2: בידוד RNA לויקוציטים |
| תמיסת ליזיס דנטורינג | אמביון | 8540G | יום 2: בידוד RNA לויקוציטים |
| 5 M NaCl | Life Technologies | 24740011 | יום 2: בידוד RNA לויקוציטים |
| TRI Reagent | Ambion | 9738 | יום 2: בידוד RNA לויקוציטים |
| Bromo-3-chloro-propane (BCP) | Sigma | B-9673 | יום 2: מחסניות ספין לבידוד RNA לויקוציטים |
| אמביון | 10051G | יום 2: בידוד RNA לויקוציטים | |
| 0.1 mM EDTA | אמביון | 9912 | יום 2: ערכת בידוד RNA ללא DNA לויקוציטים |
| אמביון | AM1960 | של אוצר DNase | |
| Agilent | 5067-1529 | יום 2: ניתוח ביו-אנלייזר | |
| RNA 6000 Nano Series II Kit | Agilent | 5067-1511 | יום 2: ניתוח ביואנלייזר |
| RNaseZAP | Ambion | AM8782 | יום 2: ניתוח ביואנלייזר |
| אתנול >99% | Sigma | E7023-500 מ"ל | |
| איזופרופנול >99% | סיגמא | I9516-500 מ"ל | |
| מים טהורים במיוחד ללא נוקלאז' | Invitrogen | 9938 | |
| קצות פיפטה (ללא נוקלאז) | Eppendorf | 22491253 | |
| Pipetter (סרולוגי) | Eppendorf | 2223020-4 | |
| פיפטרים (לנפחים מתחת ל-1 ml) | Eppendorf | 3120000-054 | |
| פיפטות (סרולוגיות) | Fisher | 13-678-27E | |
| מיכלי הקפאה בקצב מבוקר | Nalgene | 5100-0001 | |
| Cryoboxes (להחזקת 2 מ"ל ו-5 מ"ל קריוביאלים ו-1.5 מ"ל צינורות מיקרוצנטריפוגה) | פישר | 03-395-464 | |
| מתלה מבחנה | תרמו סיינטיפיק | 14-804-134 | |
| 15 צינורות פוליפרופילן מ"ל | פישר | 14-959-49D | |
| 1.5 צינורות מיקרו-צנטריפוגה מ"ל ו-0.65 | פישר | 07-200-534 ו-07-200-185 | |
| 2 מ"ל ו-5 מ"ל קריוביאלים | פישר | 10-500-26 ו-10-269-88F | |
| 8 מ"ל CPT שואב אבק | BD Biosciences | 362761 | 2 שפופרות |
| 6 מ"ל K2 שואב אבק EDTA | BD Biosciences | 367863 | 2 שפופרות |
| 8.5 מ"ל SST ואקוטיינר | BD Biosciences | 367988 1 צינור | |
| Vortexer | Fisher | 2215365 | |
| חממת אמבטיה יבשה עם בלוק חימום לצינורות מיקרוצנטריפוגה | פישר | 11-715-1250 | |
| מערכת סינון/ואקום לשימוש בתוך מכסה המנוע של תרבית התאים | פישר | 01-257-87 | |
| רוטור בזווית קבועה לצינורות מיקרוצנטריפוגה עם מכסה | אטום לאירוסולEppendorf | 22637002 | |
| צנטריפוגה בקירור עם רוטור דלי מתנדנד וכובעים אטומים לאירוסול ל-16 x 125 שואבי אבק מ"מ ו-15 מ"ל צינורות פוליפרופילן | Eppendorf | 22628157 | 2, אין צורך בקירור |
| Nanodrop 2000 (מומלץ לדיוק של נפחים קטנים) או מכשיר ספקטרופוטומטרי אחר | Fisher | 13-400-411 | |
| Agilent Bioanalyzer | Agilent Technologies | G2940CA | |
| מיכל חנקן נוזלי | Thermo Scientific | 11-676-56 | |
| מיכל Sharps | פישר | 22-037-970 | |
| מיכל פסולת ביולוגית | Thermo Scientific | 1223P52 | |
| רמת בטיחות ביולוגית 2 מכסה מנוע תרבית תאים מוסמך | Thermo Scientific | 13-261-315 |
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
בקש הרשאה לשימוש חוזר בטקסט או באיורים של מאמר JoVE זה
בקש הרשאה