Islet β מוות תאי מקדים התפתחות של סוכרת מסוג 1, וגילוי תהליך זה עשוי לאפשר התערבות טיפולית מוקדמת. כאן, אנו מספקים תיאור מפורט כיצד למדוד מיני DNA INS שעברו מתילציה דיפרנציאלית בסרום אנושי כסמן ביולוגי למוות של תאי β.
הרשמה ל-JoVE נדרשת לצפייה בתוכן זה. התחברו או התחילו בגרסת ניסיון בחינם.
Islet β מוות תאי מקדים התפתחות של סוכרת מסוג 1, וגילוי תהליך זה עשוי לאפשר התערבות טיפולית מוקדמת. כאן, אנו מספקים תיאור מפורט כיצד למדוד מיני DNA INS שעברו מתילציה דיפרנציאלית בסרום אנושי כסמן ביולוגי למוות של תאי β.
המוות של תאי β האיים נחשב כבסיס לפתוגנזה של כמעט כל צורות הסוכרת ומקדים את התפתחות היפרגליקמיה גלויה, במיוחד בסוכרת מסוג 1. פיתוח סמנים ביולוגיים רגישים ואמינים של מוות תאי β עשוי לאפשר התערבות טיפולית מוקדמת למניעה או עיכוב של התפתחות סוכרת. לאחרונה, מספר קבוצות, כולל שלנו, דיווחו כי DNA נטול תאים, מתילציה דיפרנציאלית המקודד פרה-פרואינסולין (INS) במחזור הדם נמצא בקורלציה למוות β של תאים בסוכרת טרום סוג 1 וסוכרת מסוג 1 חדשה. כאן, אנו מציגים פרוטוקול שלב אחר שלב באמצעות PCR דיגיטלי למדידת DNA INS נטול תאים שעובר מתילציה דיפרנציאלית בציטוזין במיקום -69 bp (ביחס לאתר התחלת השעתוק). אנו מדגימים כי הבדיקה יכולה להבחין בין ציטוזין שעבר מתילציה לבין ציטוזין ללא מתילציה במיקום -69 bp, הוא ליניארי בכמה סדרי גודל, מספק כימות מוחלט של מספרי עותקי DNA, וניתן ליישם אותו על דגימות של סרום אנושי מאנשים עם סוכרת מסוג 1 חדשה ובקרות ללא מחלות. ניתן להתאים את הפרוטוקול המתואר כאן לכל מין DNA שעבורו רצוי לזהות ציטוזינים שעברו מתילציה דיפרנציאלית, בין אם ממחזור הדם או מתאים ורקמות מבודדים, ויכול לספק כימות מוחלט של מקטעי DNA.
סוכרת מסוג 1 (T1D) היא מחלה אוטואימונית אשר מאופיינת על ידי ההרס של איון מייצר אינסולין β תאים על ידי תאי אוטוריאקטיבים T 1. האבחנה של T1D היא בדרך כלל מתבצעת בזמן המדידה של היפרגליקמיה (הגלוקוז בדם> 200 mg / dl) אצל אדם רזה וצעיר, עלול להוות עם בחמצת כעדות לחוסר באינסולין. בעת האבחנה של T1D, יש ראיות על אובדן משמעותי של תפקוד התא β ומסה (מ -50 - 90%) 2. במחקרים קליניים, מספר תרופות modulatory החיסונית שהונהגו בעת האבחנה הביאה להתייצבות של תפקוד התא β (ומן הסתם מסה), אבל אף אחד מהם לא הביא רמיסיה קלינית של מחלת, ממצא גייסה השיחה לפיתוח של סמנים ביולוגיים לגילוי מוקדם של המחלה ועבור מעקב האורך של האפקטיביות של שילוב טיפול בעזרת 3,4. מאמצי קונסורציומים בינלאומיים, כזהזה הקונסורציום רשת המחקר איילט האדם במכונים הלאומיים של הית 5, הדגישו את הצורך לפתח סמנים ביולוגיים המתמקדים מתח מוות תאי β ב T1D.
עולה בקנה אחד עם המאמצים האלה, הקבוצה שלנו ואחרים פיתחו לאחרונה מבחני סמן ביולוגי המודדים במחזור, קטעי דנ"א שונה epigenetically שעולים בעיקר ממוות תאי β 6 - 9. בכל המבחנים שפורסמו עד כה, הדגש היה על quantitation של preproinsulin קידוד הגן האנושי (INS), אשר מביא לידי ביטוי מעלות פחות או יותר של אתרי CPG unmethylated באזורי קידוד אמרגן בהשוואה לסוגי תאים אחרים. שחרור שברי DNA unmethylated אח"י שוער כמו הנובעת בעיקר ממוות (נמקי, אפופטוטיים) תאי β. מחקרים שנעשו לאחרונה הראו כי שלנו בנוער, הגבהים בשני DNA אח"י unmethylated ו מפוגל ב- BP עמדה -69 (ביחס ל- tהוא תעתיק להתחיל באתר) נצפו T1D חדש-onset, ויחד שימש סמנים ספציפיים לאוכלוסייה זו 6. מבחני סמן ביולוגי אלה כרוכים הבידוד של DNA התא מתוך סרום או פלזמה באמצעות ערכות ספין מסחרי, ואחריו המרה bisulfite של ה- DNA מבודד (להמיר cytosines הלא מפוגל כדי uracils, עוזב cytosines מפוגל ללא פגע).
בדו"ח זה, אנו מתארים את ההיבטים הטכניים של אוסף מדגם בסרום, בידוד של DNA התא מתוך בסרום, המרה bisulfite, והביצועים של PCR דיגיטלי אגל (להלן, דיגיטלי PCR) עבור ה- DNA אח"י מפוגל דיפרנציאלי.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
הצהרת אתיקה: הפרוטוקולים אושרו על ידי מועצת הביקורת המוסדית של אוניברסיטת אינדיאנה. הורי הנבדקים סיפקו הסכמה מדעת בכתב, וילדים מעל גיל 7 סיפקו הסכמה להשתתפותם.
1. עיבוד סרום
הערה: הבדיקה כמתואר נבדקה בקפדנות באמצעות סרום אנושי מבודד כדלקמן.
2. מיצוי DNA בסרום
הערה: DNA מופק עם ערכת מיצוי DNA באמצעות 50 מיקרוליטר סרום (מומלץ), בהתאם לפרוטוקול היצרן עם כמה שינויים.
3. המרת ביסולפיט
הערה: המרת ביסולפיט מתבצעת באמצעות ערכת המרה של ביסולפיט, בהתאם לפרוטוקול היצרן עם כמה שינויים.
4. PCR דיגיטלי מולטיפלקס
5. ניתוח נתונים
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
כדי לפרש את הנתונים כראוי, אנו משתמשים שולטים פלסמיד היא DNA אח"י יעד unmethylated ו המפוגלת בכל ריצת PCR דיגיטלית. בקרות אלה להבטיח כי האותות המתאימים DNA המפוגל unmethylated וניתן להבחין בבירור. איור 1 מציג את מגרשים פיזור 2-D המתאים טיפות עבור פקדי פלסמיד המכיל אח"י unmethylated המרה bisulfite DNA (איור 1 א), DNA אח"י מפוגל (איור 1B), ו- 1: תערובת 1 של ש...
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
מתילציה של cytosines ידי methyltransferases DNA מאפשרת השליטה אפיגנטיים של שעתוק גנים רבים. גן אח"י בבני האדם הוא כמעט לידי ביטוי אך ורק איון β תאים, נראה שיש קורלציה בין תדירות מתילציה של cytosines בגן INS כדי להשתיק של השעתוק שלה 11. ככזה, סוגי התאים ביותר מציגים תדירות גבוהה יותר באופן משמעותי של מתילציה של גני אח"י ב cytosines השונה לעומת בטא תאים 11 - 13. הוצע כי השכיחות של מוות תאי β יכול להיות ...
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
למחברים אין מה לחשוף.
עבודה זו נתמכה על ידי מענק UC4 DK104166 של המכונים הלאומיים לבריאות. ברצוננו להודות לסיוע של מרכז המחקר לסוכרת באינדיאנה הנתמך על ידי מענק P30 DK097512 של המכונים הלאומיים לבריאות.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
| שם | חברה | מספר קטלוג | הערות |
|---|---|---|---|
| שואב אדום עליון | Beckon Dickinson | 366441 ללא תוסף, פנים לא מצופה, 10 מ"ל | |
| צינור קריוביאלי | Simport | T310-3A | פוליפרופילן, צינור מכסה בורג, בכל גודל |
| QIAamp DNA ערכת מיני דם | Qiagen | 51106 | |
| Poly(A) | Sigma | P9403 | לא אהוב במאגר TE (10 מ"מ Tris-Cl pH 8.0 + 1 מ"מ EDTA) עד 5 ומיקרו; g/µ l |
| אתנול מוחלט (200 הוכחה) | פישר סיינטיפיק | BP2818-500 | |
| DPBS (עם CaCl2 ו-MgCl2) | Sigma | D8662 | |
| 0.2 מ"ל PCR 8 רצועות צינורות | MidSci | AVST | |
| 8 רצועות, כיפה | MidSci | AVSTC-N | |
| EZ DNA ערכת מתילציה-ברק | Zymo | D5031 | |
| ddPCR Supermix לבדיקות (ללא dUTP) | Biorad | 1863024 | |
| בקרת חיץ לבדיקות | Biorad | 1863052 | |
| Human Unmethylated / Methylated פריימר/תערובת בדיקה | Life Technologies | AH21BH1 | |
| EcoR1 | New England Biolabs | R0101L | |
| twin.tec PCR Plate 96, | Eppendorf | למחצה 951020346 | |
| חותם חום רדיד ניתן לניקוב | Biorad | 1814040 | |
| PX1 PCR אוטם צלחת | Biorad | 1814000 | |
| QX200 AutoDG טיפה דיגיטלית PCR מערכת Biorad | 1864101 | ||
| אוטומטי טיפות ייצור שמן לבדיקות | Biorad | 186-4110 | |
| DG32 מחסנית לגנרטור טיפות אוטומטי | Biorad | 186-4108 | |
| טיפות לפיפט לגנרטור טיפות אוטומטי | Biorad | 186-4120 | |
| פחי טיפות למחולל טיפות אוטומטי | Biorad | 186-4125 | |
| C1000 מגע Thermal Cycler | Biorad | 1851197 | |
| QX200 קורא טיפות | Biorad | 186-4003 | |
| ddPCR קורא טיפות שמן | Biorad | 186-3004 |
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.