Assay microarray sialoglycan ניתן להשתמש כדי להעריך נוגדנים נוגדי Neu5Gc ב sera האדם, מה שהופך אותו assay אבחון תפוקה גבוהה פוטנציאל לסרטן ומחלות כרוניות אחרות מתווך דלקת כרונית.
מאמר שיטה
Assay microarray sialoglycan ניתן להשתמש כדי להעריך נוגדנים נוגדי Neu5Gc ב sera האדם, מה שהופך אותו assay אבחון תפוקה גבוהה פוטנציאל לסרטן ומחלות כרוניות אחרות מתווך דלקת כרונית.
תאים מכוסים בגלימה של שרשרות פחמימות (גלייקנים) שמשתנות בדרך כלל בסרטן וכוללות וריאציות של ביטוי חומצי סיאלי (Sia). אלה הם סוכרים חומצי כי יש 9-פחמן עמוד השדרה וכי מכסה חוליות glycans על משטחי התא. שני של צורות סיה הגדולות היונקים הם N- Acetylneuraminic חומצה (Neu5Ac) ואת טופס hydroxylated שלה, N- glycolylneuraminic חומצה (Neu5Gc). בני אדם לא יכולים לייצר אנדוגניים Neu5Gc עקב השבתה של הגן קידוד cytidine 5'monophosphate-Neu5Ac (CMP-Neu5Ac) hydroxylase (CMAH). זר Neu5Gc נרכש על ידי תאים אנושיים באמצעות הצריכה התזונתיים של בשר אדום ומוצרי חלב ולאחר מכן מופיע על glycans מגוונים על פני התא, צובר בעיקר על קרצינומה. כתוצאה מכך, בני אדם מפזרים נוגדנים נגד Neu5Gc שמשחקים תפקידים מגוונים בסרטן ומחלות דלקתיות כרוניות אחרות, אשר הופכים לתהליכים אבחנתיים וטיפוליים פוטנציאלייםתקציבים. כאן, אנו מתארים תפוקה גבוהה sialoglycan assay microarray להעריך נוגדנים אלה נגד Neu5Gc בסרה האדם. Neu5Gc המכילים glycans ואת זוגות מתאימים שלהם של פקדים (Neu5Ac המכילים glycans), כל אחד עם אמין העיקרי הליבה, הם מקושרים קוולנטית כדי אפוקסי מצופה זכוכית שקופיות. אנו מדגימים את הדפסת 56 שקופיות בפורמט 16-היטב באמצעות מדפסת nano ספציפית מסוגל לייצר עד 896 מערכים לכל הדפסה. כל שקופית ניתן להשתמש כדי המסך 16 שונים דגימות sera האדם להערכת אנטי Neu5Gc נוגדנים, ספציפיות וגיוון. הפרוטוקול מתאר את המורכבות של כלי זה חזק ומספק הנחיה בסיסית עבור אלה שמטרתם לחקור את התגובה Neu5Gc פחמימות תזונתיים אנטיגן בדגימות קליניות מגוונות בפורמט מערך.
סיאס הם סוכרים חומציים המכסים שרשראות גליקניות על גליקופרוטאינים של תאי תאים וגליקוליפידים בחוליות. ביטוי Sia הוא שונה בתאי סרטן 1 וקושרת עם התקדמות ו / או גרורות 2 , 3 . שני של צורות סיה הגדולות היונקים הם Neu5Ac ואת טופס hydroxylated שלה, Neu5Gc 2 . בני אדם לא יכולים לסנתז Neu5Gc עקב אי פעילות מסוימת של הגן קידוד האנזים CMAH. זה סיא הלא אנושי מטבולית משלבת לתוך תאים אנושיים כמו "עצמי", שמקורה מזון תזונתיים Neu5Gc עשירים ( למשל, בשר אדום) 4 , 5 . Neu5Gc נמצא ברמות נמוכות על משטחי התא של אפיתל אנושי ואנדוטליה, אך הוא נצבר במיוחד בקרצינומה. Neu5Gc מזוהה זרים על ידי מערכת החיסון האנושית הומור 2 , 6 .המורכבות האנטיגנית של Neu5Gc-glycans עשויה להתעורר ברמות רבות, כולל שינוי Neu5Gc, הצמדה, גליקנים בסיסיים ו פיגומים, ואת הצפיפות שלהם, כל לידי ביטוי על ידי המורכבות של נוגדנים נוגדן Neu5Gc בבני אדם 6 . חלק מנוגדנים אלה משמשים ביומרקרים קרצינומה פוטנציאל immunotherapeutics 7 . הופעתו של chemoenzymatic סינתזה של sialoglycans שונים 8 סללה את הדרך לניתוח מעמיק יותר של נוגדנים כאלה, בהנחיית השימוש בטכנולוגיה microiray glycan 9 , 10 . לכן, עם ההכנה להקל על מניפולציה של ספריות גדולות של פחמימות טבעיות וסינתטיות, microlyrays glycan הפכו טכנולוגיה תפוקה גבוהה עוצמה לחקר האינטראקציות של פחמימות עם מספר עצום של biomolecules 10 , 11 , 12 , 13 . בתבנית מערך, כמות מינימלית של חומרים משמשים, ואת זה להציג multivalent של glycans רלוונטי מבחינה ביולוגית מאפשר חקירה של אלפי אינטראקציות מחייבות בניסוי אחד. חשוב לציין, טכנולוגיה זו יכולה להיות מיושמת גם גילוי ביולוגי ו לניטור תגובות החיסון בדגימות שונות 7 , 12 .
מוצלח glycan ייצור microarray מחייב את השיקול של שלושה היבטים חשובים: סוג הרובוט מדפסת, כימיה glycan הצמידה, אופטיקה זיהוי. לגבי שיקול כלי ההדפסה, שתי טכניקות זמינות: מדפסות מגע ומגע. בדפוס מגע, 1-48 סיכות פלדה הם טבל לתוך צלחת מקור רב גם המכיל פתרון glycan והם הבחינו על שקופיות זכוכית פונקציונלי ידי מגע ישיר משטח שקופיות זכוכית. כמות הפתרון דה הכבד לשקופית הוא פונקציה של משך זמן מתמשכת על משטח השקופית. בדרך כלל, הדגימות הם הראשונים מראש מנומר על בלוק זכוכית (כדי להגיע כתמים הומוגנית) לפני שהם מודפסים על משטח השקופית. במדפסות ללא מגע ( לדוגמה, מדפסת piezo אלקטרוני), גליקים מודפסים מן נימי זכוכית באמצעות אותות חשמליים מבוקרת. האות החשמלי יכול להיות מכויל היטב כדי להשיג הדפסה מדויקת יותר ביחס להדפסה של איש קשר. גודל ומורפולוגיה של כתמים הם גם יחסית הומוגנית יותר. יתרון נוסף הוא מיחזור המדגם חזרה לצלחת המקור לאחר ההדפסה. עם זאת, החיסרון העיקרי של מדפסות piezo-Electronic הוא הגבלת קצה ההדפסה (4 או 8), וכתוצאה מכך משך הדפסה ארוך מאוד, המחייב תשומת לב מיוחדת ליציבות שקופיות, טמפרטורה, לחות והתאדות מדגם. מדפסת הזרקת הדיו שאינה מזדקקת דורשת כמות גדולה יותר של מדפסות 14 .
S = "jove_content"> בניגוד לאפשרויות הזמינות המוגבלות לשיטות הדפסה, כימיה גליקן הצמידה היא שיקול מורכב יותר, עם אפשרויות רבות לבחירה. כימיה immobilization נבחר חייב בחשבון הן את הקבוצות הפעילות על glycans ואת תגובת משטח שקופיות. את glycans להיות משותקת על משטח מסוים microarray, או synthtically synthesized או מבודד באופן טבעי, כל דורשים קבוצה תגובתי זהה. בנוסף, glycans צריך להיות טהור הומוגנית. מצד שני, משטח immobilization ואת הכימיה צריכה לספק reproducibility וצפיפות מצורף אמין. שיטות רבות immobilization פותחו עם קוולנטיים או לא קוולנטי (קליטה פיזית) 10 , 11 , 12 , 13 . לקבלת מידע מפורט על מודפס טכנולוגיית microarray glycan עבור uninitiateD, עיין אלה ביקורות מצוינות 13 , 15 . חשוב לציין, המידע המינימלי האחרון הנדרש עבור ניסוי Glycomics (MIRAGE) יוזמה מתאר הנחיות להכנת המדגם 16 ולדיווח נתונים מניתוח microarray glycan 17 כדי לשפר את הסטנדרטים בתחום זה גדל.
כאן, אנו מתארים פרוטוקול מפורט עבור ייצור של microarrays sialoglycan באמצעות קשר ספציפי nano מדפסת בפורמט 16-היטב. כל אחד glycans יש אמין הראשי כי לתווך קוולנטי שלהם קישור אפוקסי-מופעל שקופיות זכוכית. כמו כן, אנו מתארים את הפיתוח והניתוח של שקף אחד באמצעות דגימות שונות של סרה אנושית, נוגדנים, וסטטינים של צמחים מחברים. מבחני microarray Sialoglycan לערב כמה צעדים עיקריים הכוללים ייצור מערך, עיבוד, פיתוח וניתוח. מערך מערך דורש תכנון arRay פריסה, הכנת glycans ואת צלחת המקור, תכנות nano מדפסת, והדפסת שקופיות. לאחר מכן, השקפים מעובדים, מפותחים, ונותחו ( איור 1 ).
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
דגימות סרה אנושיות התקבלו מבנק הדם הישראלי והשתמשו בהן בהתאם להצהרת הלסינקי ולמועצת הסקירה המוסדית של אוניברסיטת תל אביב.
1. מערך ייצור תכנון פריסה
2. הכנת גלייקנס ואת לוח המקור
3. תכנות המדפסת Nano
4. הדפסת מערכים מעוצבים
הערה: יש לבצע את כל השלבים בחדר נקי עם לחות של 60-70% ובכפפות ובגדים מתאימים להגנה
5. עיבוד ופיתוח מערכים
6. מערך סריקה ניתוח נתונים
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
מערך הדפסה, פיתוח וניתוח:
הדפסת microarray sialoglycan עם דגימות glycan מרובים האדם IgG STD עקומות ב 16 בלוקים שונים דורש כיול יסודי על מנת להבטיח כי כל הדגימות מודפסים כמו אחיד ככל האפשר בכל 16 בלוקים לכל שקופית לכל שקופיות באותה הדפסה לרוץ. לכן, ניסויים כיול מרובים נדרשים לפני הפרמטרים הדפסה ספציפיים נקבעים, כולל הרכב חיץ עבור כל סוג של מדגם, סוג שק...
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
מוצלח glycan ייצור microarray דורש תכנון זהיר כולל מספר שלבים חשובים בפרוטוקול. אלה כוללים: (1) תכנון פריסות הבלוק והצלחות המגדירים את כל הפרמטרים הבאים ( לדוגמה, מרחקים, ריווח, כמות הדגימות והדפסה); (2) לנקות את הסיכות ולהבטיח שלמות הדק, שהיא קריטית לשליטה בהומוגניות ספוטית; (3) שמירה על לחות גבוהה במהלך ההדפסה, קריטי כדי למנוע אידוי מדגם במהלך הדפסה ארוכה, אשר עלול לפגוע בהומוגניות ספוט; (4) בחירת יישור נכון פרמטרים ניתוח, אשר יכול להשפיע על התוצאות ( למשל, שיט...
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
למחברים אין מה לגלות.
עבודה זו נתמכה בחלקם על ידי קרן מחקר מחקר ופיתוח של הקרן למחקר הסרטן בישראל, מענק מהקרן הלאומית לננוטכנולוגיה וקרן הצדקה של הלמסלי עבור תחום מוקד על ננו-רפואה לתרנוסטים מותאמים אישית (VP-K) מכוני בריאות מענק R01GM076360 (ל- XC).
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
| שם | חברה | מספר קטלוג | הערות |
|---|---|---|---|
| אמין ראשוני המכיל סיאלוגליקנים | Glycohub, Inc., דייוויס, קליפורניה, ארה"ב (http://www.glycohub.com/services) | צור קשר info@glycohubusa.com לבקשות תרכובות | גליקנים מודפסים |
| מונוסודיום פוספט מונוהידראט | Sigma | S9638 | רכיב חיץ הדפסה |
| דיסודיום פוספט הפטהידראט | Sigma | S9390 | רכיב חיץ הדפסה |
| פוספט מאגר מי מלח | Hy-Labs | BP-507/500D | מאגר הדפסה/דגירה/כביסה |
| Tris-base | Sigma | T1503 | מגיב חסימת שקופיות |
| גליצרול | סיגמא | G-7893 | רכיב מאגר הדפסה |
| אתנולמין | Thermo-Fisher Scientific | 0700/08 | מגיב חסימת שקופיות |
| Ovalbumin (דרגה V) | Sigma | A5503 | חלבון חוסם שקופיות |
| Tween-20 | Sigma | P7949 | חומר ניקוי כביסה שקופיות |
| Alexa 555-Hydrazide | Thermo-Fisher Scientific | A20501MP סמן על מערך | |
| ChromPure Human IgG, מולקולה שלמה | Jackson Immunoresearch | 009-000-003 | רכיב הדפסה |
| Biotinylated- SNA | Vector Laboratories | B-1305 | לקטין צמחי – מחייב Sia-alpha2– 6-linked |
| Biotinylated-MALII | Vector Laboratories | B-1265 | לקטין צמחי – מחייב Sia-alpha2– 3-linked |
| עוף-אנטי Neu5Gc IgY | BioLegend | 146903 | זיהוי ראשוני |
| Cy3-Streptavidin | Jackson Immunoresearch | 016-160-0848 | קשירת ביוטין |
| Cy3-anti Human IgG | Jackson Immunoresearch | 109-165-088 | זיהוי משני כנגד IgG |
| אנושי Cy3-anti עוף IgY | Jackson Immunoresearch | 703-165-155 | משני גילוי נגד עוף IgY |
| דגימות סרום אנושי | הדם | גילוי ראשוני | |
| חנקן דחוס (דרגה 5) | כלי אבק/ייבוש כללי | ||
| שקופיות מצופות אפוקסי | קורנינג | 40044 | שקופיות |
| שקופיות מצופות אפוקסי | פוליאן | 2D 104-00-221 | שקופיות. בסוג זה של מגלשות המשטח הידרופובי יותר (בהשוואה לשקופיות ליבה) ולכן יהיה צורך להשלים את מאגר ההדפסה של הגליקנים עם 0.005% Tween-20 כדי להשיג 100 ומיקרו; כתמים בגודל מ'. |
| צלחת מיקרוטיטר 384 באר | Genetix | 2070 | צלחת הדפסה |
| VWR סמן מעבדה | VWR | 52877-310 | תיוג שקופיות |
| מערך | צינור מכתיםIt | MST | כלי פיתוח שקופיות |
| מכתים | VWR | 25608-904 | כלי לפיתוח שקופיות |
| שקופיות מחזיקי זכוכית | VWR | 631-9321 | כלי |
| לפיתוח שקופיותGenePix סורק | מכשירים מולקולריים | 4000B | סורק שקופיות |
| LM-60 ננו-מדפסת | ArrayIt | LM-60 | מערך סיכות מדפסת |
| ArrayIt | 946MP3 | סיכות הדפסה | |
| מודול ProPlate Grace | Bio-Labs | P37004 | מודול פיתוח שקופיות |
| מים מזוקקים | 2321020500 ביו-מעבדה | נדרש עבור מערך ומכשיר אדים | |
| Multi Pippete אלקטרוני, 8 ערוצים, טווח עוצמת קול 2-125 μ L | תרמו-פישר סיינטיפיק (מטריקס) | MA-2131 Impact2 אקולייזר 384 | רב פיפט לפיזור דגימה לצלחת של 384 בארות |
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
בקש הרשאה לשימוש חוזר בטקסט או באיורים של מאמר JoVE זה
בקש הרשאה