מאמר זה מציג פרוטוקול לזיהוי ביטוי מיקרו-רנ"א בכליות של מודל עכברי פגיעה כלייתית חריפה באמצעות תגובת שרשרת פולימראז כמותית בזמן אמת. פרוטוקול זה מדגיש מודל עכבר של פגיעה כלייתית איסכמית ומיצוי זהיר של דגימות מיקרו-RNA.
מאמר שיטה
מאמר זה מציג פרוטוקול לזיהוי ביטוי מיקרו-רנ"א בכליות של מודל עכברי פגיעה כלייתית חריפה באמצעות תגובת שרשרת פולימראז כמותית בזמן אמת. פרוטוקול זה מדגיש מודל עכבר של פגיעה כלייתית איסכמית ומיצוי זהיר של דגימות מיקרו-RNA.
מיקרו-רנ"א (miRNAs) מעורבים במצבי מחלה שונים ומהווים סמנים ביולוגיים יעילים לאבחון מוקדם של מחלות וטיפול בעכברים. עם זאת, פרוטוקולים סטנדרטיים לטיהור miRNAs וזיהוי ביטוים בכליות של עכברים עם פגיעה כלייתית חריפה (AKI) לא הוכחו היטב. מחקר זה פיתח פרוטוקול יעיל ופשוט לטיהור וכימות miRNAs בכליות של מודל עכבר AKI המושרה על ידי איסכמיה-רפרפוזיה כלייתית באמצעות תגובת שרשרת פולימראז כמותית בזמן אמת (qRT-PCR). פרוטוקול זה כולל חמישה שלבים: 1) אינדוקציה של AKI על ידי איסכמיה-רפרפוזיה כלייתית, 2) קצירת כליות, 3) טיהור של סך ה-RNA, כולל miRNAs, מהכליות, 4) סינתזת cDNA על ידי שעתוק הפוך של miRNA, ו-5) qRT-PCR לאיתור ביטוי miRNA. באמצעות פרוטוקול זה, ניתן ליצור את מודל הפגיעה באיסכמיה-רפרפוזיה כלייתית עם צורות קלות עד חמורות של AKI. בנוסף, אם ההליך מתבצע כראוי, ניתן להשיג מודל AKI עקבי עם הבדלים אינדיבידואליים מינימליים. בדיקת qRT-PCR זו מציגה טווח דינמי רחב מאוד ומאפשרת הבחנה של miRNAs בוגרים, אותם ניתן לכמת במדויק עם ספציפיות גבוהה. ניתן להשתמש בפרוטוקול זה כדי לחקור את פרופיל ביטוי ה-miRNA בכליות AKI.
פגיעה באיסכמיה-רפרפוזיה (IRI) של הכליה מייצגת את אחד מגורמי הסיכון העיקריים להתפתחות פגיעה כלייתית חריפה (AKI)1. AKI ממלא תפקיד משמעותי בפרוגנוזה של המטופלים, אך לא נקבעו טיפולים ספציפיים וסמנים ביולוגיים לאבחון מוקדם.
מיקרו-רנ"א (miRNAs) הם רנ"א קצרים שאינם מקודדים עם כ-18-25 בסיסים. miRNAs יציבים בנוזלי הגוף, והרצפים שלהם נשמרים מאוד בקרב בעלי חיים2. MiRNAs מווסתים את הביטוי של חלבונים מרובים באמצעות אלפי מטרות, ובכך משפיעים על מסלולי איתות מגוונים 2,3,4,5,6,7,8. בשנים האחרונות דווח כי miRNAs מעורבים במצבי מחלה שונים ומהווים סמנים ביולוגיים יעילים לאבחון מוקדם של מספר מחלות.
המטרה הכוללת של פרוטוקול זה היא לטהר ולזהות בהצלחה miRNAs בכליות של מודל עכבר AKI המושרה על ידי IRI. מודל IRI זה הוא מודל בשימוש נרחב של AKI ופיברוזיס כלייתי. היתרונות של מודל IRI כוללים את היכולת לאשר חזותית אם הושגה איסכמיה-רפרפוזיה ולקבוע את הזמן המדויק של הופעת AKI. עם זאת, משך מהדק ארוך מספיק כדי לגרום לנזק צינורי רחב קשור לשיעור תמותה גבוה, בעוד שמשך מהדק קצר אינו גורם לנזק צינורי, מה שמביא לשונות גדולה בהתקדמות הנזק הצינורי במודל ניסיוני זה. בהשוואה למודל ההידוק הדו-צדדי, רקמת כריתת הכליה הימנית שנקטפה במודל IRI הכליה החד-צדדי פועלת כבקרה ומבטיחה אי ספיקת כליות.
דגימת הכליה מועכת באמצעות הומוגנייזר זכוכית, שבו מופרדים חלבונים וחומצות גרעין, ו-DNA ו-RNA מופרדים9. סך ה-RNA, כולל miRNA, מטוהר מדגימת הכליה באמצעות עמודת ספין9 המבוססת על ממברנת סיליקה. לאחר מכן, סינתזת cDNA (שעתוק הפוך) מתבצעת מ-RNA כולל באמצעות פולי (A) פולימראז ופריימרים oligo-dT10. לבסוף, ביטוי ה-miRNA נקבע על ידי qRT-PCR באמצעות צבע אינטרקלציה10. qRT-PCR יכול לכמת בצורה מדויקת יותר את ביטוי הגנים בהשוואה ל-PCR של נפחי הגברה בנקודות קצה. qRT-PCR מודד ריכוזים גבוהים ומאופיין בטווח דינמי רחב, המאפשר כימות מדויק התלוי במספר המחזורים. מחקרים קודמים דיווחו כי ניתן להשתמש בתהליכים פשוטים כדי לטהר ולזהות ביעילות miRNA ברקמות 8,9,10. דווח כי השיטות המתוארות בפרוטוקול זה לסינתזת cDNA (שעתוק הפוך) וזיהוי ביטוי miRNA על ידי qRT-PCR באמצעות צבע אינטרקלציה הראו דיוק ורגישות גבוהים10.
בנוסף, פרוטוקול זה פשוט ומשיג תוצאות עקביות בין מעבדות. לכן, פרוטוקול זה שימושי במחקרים הדורשים זיהוי miRNA מדויק ורגיש ביותר בכליות AKI של עכברים.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
כל פרוטוקולי הניסויים בבעלי חיים אושרו על ידי ועדת האתיקה של בעלי חיים של האוניברסיטה הרפואית ג'יצ'י ובוצעו בהתאם להנחיות השימוש והטיפול בחיות ניסוי מהמדריך של האוניברסיטה הרפואית ג'יצ'י לחיות מעבדה.
1. מודל IRI
הערה: עקוב בקפידה אחר היפותרמיה, לחות מעיים ועומק ההרדמה לאורך כל ההליך.
2. איסוף דגימות כליה
הערה: לסרטון זה יש זמן הידוק של 45 דקות, איסוף הכליות 24 שעות לאחר מכן.
3. טיהור miRNAs מדגימות כליה
הערה: כאן, דגימות כליה במשקל 30 מ"ג הומוגניות באמצעות הומוגנייזר זכוכית ומערכת גריסה ביופולימרית בעמודת ספין מיקרוצנטריפוגה. לאחר מכן, miRNA מדגימת הכליה מבודד באמצעות עמודת ספין מבוססת קרום סיליקה.
4. שעתוק הפוך של miRNA
הערה: כאן, 1.0 מיקרוגרם של RNA מבודד מתועתק לאחור באמצעות טרנסקריפטאז הפוך, פולי (A) פולימראז ופריימרים אוליגו-dT.
5. qRT-PCR של miRNA
הערה: qRT-PCR של miRNA מבוצע באמצעות צבע אינטרקלציה. כאן נעשה שימוש בפריימרים עבור U6 Small Nuclear 2 (RNA-2), miRNA-17-5p, miRNA-18a-5p, miRNA-21a-5p, miRNA-132-3p, miRNA-212-3p, miRNA-223-3p ו-miRNA-574-5p.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
כאן, פרופיל ביטוי ה-miRNA בעכברי AKI נחקר. פרופיל ביטוי ה-miRNA נחקר באיברים ורקמות שונות בעכברים. MiRNAs הם מווסתים חשובים לאחר שעתוק וכעת נחקרים בהרחבה באפיון של מגוון מחלות, כולל AKI. ל-MiRNAs יש פוטנציאל לסייע בהבהרת מצבים פתולוגיים ולהיות מיושמים לטיפול ב-AKI12. הגורמים העיקריים ל-AKI הם IRI, עלבון נפרוטוקסי ואלח דם. IRI של הכליה מהווה את אחד מגורמי הסיכון העיקריים להתפתחות AKI. דווח על miRNA רבים המעורבים ב-AKI13.
מחקר זה חקר miRNAs שמשתנים...
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
באמצעות הפרוטוקול המוצג בכתב יד זה, miRNAs מכליה של עכברי IRI טוהרו וזוהו בהצלחה באמצעות qRT-PCR. נקודות קריטיות בהליך השראת IRI בפרוטוקול כוללות ניטור קפדני של טמפרטורת הגוף וריכוזי ההרדמה, הידועים כמשפיעים על AKI20. כוחו של פרוטוקול זה הוא בכך שהוא מאפשר אישור חזותי אם הושגה איסכמיה-רפרפוזיה. עם זאת, ישנן כמה מגבלות למודל IRI זה. הארכת זמן המהדק כדי לגרום לאיסכמיה חמורה מגדילה את התמותה. בנוסף, כאשר איסכמיה כלייתית אינה מושגת באמצעות מהדק עורק הכליה השמאלי, הסיב...
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
המחברים מצהירים שאין להם ניגודי אינטרסים.
אנו מודים ל-Nam Nguyen, PhD על עריכת טיוטה של כתב היד הזה.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
| שם | חברה | מספר קטלוג | הערות |
|---|---|---|---|
| פינצטה מחודדת עם קצה כפוף ללא וו | Natsume Seisakusho | MA-47 | |
| מאגר RLT | Qiagen | 79216 | מאגר כביסה 1 |
| מאגר כביסה RWT | Qiagen | 1067933 | 2 |
| עכברי C57B6 | SLC | לא להקצות | |
| מלקחיים עם שיניים | Natsume Seisakusho | MA-49 | |
| מלקחיים ללא שיניים | Natsume Seisakusho | MA-48-1 | |
| קליפים המוסטטיים | Natsume Seisakusho | KN− 353 | |
| MicroAmp אופטי 96 באר צלחת תגובה עבור qRT-PCR | תרמו פישר מדעי | 4316813 | 96 באר צלחת תגובה |
| מיקרו אמפ סרט דבק אופטי | תרמו פישר | 4311971 | מדעי סרט דבק לצלחת תגובה 96 באר |
| miRNA-132-3p פריימר | Qiagen | MS00003458 | 5'UAACAGUCUACAGCCAUGGUCG |
| miRNA-17-5p פריימר | Qiagen | MS00029274 | 5'CAAAGUGCUUACAGUGCAGGUAG |
| miRNA-18a-5p פריימר | Qiagen | MS00031514 | 5'UAAGGUGCAUCUAGCAGAUAG |
| miRNA-212-3p פריימר | Qiagen | MS00003815 | 5'UAACAGUCUCCAGUCACGGCC |
| miRNA-21a-5p פריימר | Qiagen | MS00009079 | 5'UAGCUUAUCAGACUGAUGUUGA |
| miRNA-223-3p פריימר | Qiagen | MS00003871 | 5'UGUCAGUUUGUCAAAUACCCCA |
| miRNA-574-5p פריימר | Qiagen | MS00043617 | 5'UGAGUGUGUGUGUGUGUGUGUGU |
| miRNeasy מיני ערכת | Qiagen | 217004 | סיבוב מבוסס קרום סיליקה |
| miScript II RT ערכת | Qiagen | 218161 | |
| miScript SYBR ערכת PCR ירוקה | Qiagen | 218073 | |
| QIA מגרסה | Qiagen | 79654 | מערכת גריסה ביופולימר במיקרו צנטריפוגה ספין עמוד |
| QIAzol מגיב ליזה | Qiagen | 79306 | מגיב ליזה מבוסס פנול/גואנידין |
| QuantStudio 12K Flex Flex מערכת PCR בזמן אמת | Thermo Fisher Scientific | 4472380 | מכשיר PCR בזמן אמת |
| QuantStudio 12K Flex תוכנה גרסה 1.2.1. | Thermo Fisher Scientific | 4472380 | תוכנת מכשיר PCR בזמן אמת |
| RNU6-2 פריימר | Qiagen | MS00033740 מספריים כירורגיות לא נחשפו | |
| Natsume Seisakusho | B-2 | ||
| כלי דם קליפ אפליקציה | VITALITEC | 1621420 |
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
בקש הרשאה לשימוש חוזר בטקסט או באיורים של מאמר JoVE זה
בקש הרשאה