כאן, פרוטוקול למדידת התוכן ברזל שאינו heme ברקמות בעלי חיים מסופק, באמצעות בדיקה צבעונית פשוטה ומבוססת היטב שניתן ליישם בקלות ברוב המעבדות.
מאמר שיטה
* These authors contributed equally
כאן, פרוטוקול למדידת התוכן ברזל שאינו heme ברקמות בעלי חיים מסופק, באמצעות בדיקה צבעונית פשוטה ומבוססת היטב שניתן ליישם בקלות ברוב המעבדות.
ברזל הוא מיקרו-תזונה חיונית. הן עומס יתר בברזל והן מחסור מזיקים מאוד לבני אדם, ורמות הברזל של הרקמות מוסדרות היטב. השימוש במודלים ניסיוניים של בעלי חיים של עומס יתר או מחסור בברזל היה אינסטרומנטלי לקידום הידע של המנגנונים המעורבים בוויסות המערכתי והתאי של הומאוסטזיס ברזל. המדידה של רמות הברזל הכוללות ברקמות בעלי חיים מבוצעת בדרך כלל עם ספקטרוסקופיית ספיגה אטומית או עם בדיקה צבעונית המבוססת על התגובה של ברזל שאינו heme עם ריאגנט bathophenanthroline. במשך שנים רבות, הבדיקה הצבעונית שימשה למדידת תכולת הברזל שאינה heme במגוון רחב של רקמות בעלי חיים. שלא כמו ספקטרוסקופיית ספיגה אטומית, זה לא כולל את התרומה של ברזל heme נגזר המוגלובין הכלול בתאי דם אדומים. יתר על כן, זה לא דורש מיומנויות אנליטיות מתוחכמות או ציוד יקר מאוד, ולכן ניתן ליישם בקלות ברוב המעבדות. לבסוף, הבדיקה הצבעונית יכולה להיות מבוססת קוביט או מותאמת לתבנית מיקרו-לוחית, המאפשרת תפוקת דגימה גבוהה יותר. העבודה הנוכחית מספקת פרוטוקול מבוסס היטב המתאים לגילוי שינויים ברמות הברזל ברקמות במגוון מודלים ניסיוניים של בעלי חיים של עומס יתר בברזל או מחסור בברזל.
ברזל הוא מיקרונוטריאנט חיוני, הנדרש לתפקוד חלבונים המעורבים בתהליכים ביולוגיים חיוניים כגון הובלת חמצן, ייצור אנרגיה או סינתזת DNA. חשוב לציין, הן עודף ברזל והן מחסור בברזל מזיקים מאוד לבריאות האדם, ורמות הברזל של הרקמות מוסדרות היטב. ספיגת ברזל תזונתית חריגה, דיאטות לקויות ברזל, עירויי דם חוזרים ונשנים ודלקת כרונית הם גורמים נפוצים להפרעות הקשורות לברזל המשפיעות על מיליארדי אנשים ברחבי העולם1,2,3.
מודלים בעלי חיים ניסיוניים של עומס יתר בברזל או מחסור היו אינסטרומנטליים כדי לקדם את הידע שלנו על המנגנונים המעורבים ברגולציה המערכתית והתאית של הומאוסטזיס ברזל4. למרות ההתקדמות המשמעותית שחלה בשני העשורים האחרונים, היבטים מרכזיים רבים נותרו חמקמקים. בשנים הקרובות, המדידה המדויקת של רמות הברזל הכוללות ברקמות בעלי חיים תישאר צעד קריטי לקידום המחקר בתחום הביולוגיה של הברזל.
רוב המעבדות מכמתות ברזל רקמה עם ספקטרוסקופיית ספיגה אטומית (AAS), ספקטרומטר מסה פלזמה מצמידה אינדוקטיבית (ICP-MS), או בדיקה צבעונית המבוססת על התגובה של ברזל שאינו heme עם ריאגנט רחצה-אנתרופתרולין. זה האחרון מבוסס על השיטה המקורית שתוארה על ידי טורנס ובותוול לפני יותר מ -50 שנה. בעוד וריאציה של שיטה זו פותחה לאחר מכן באמצעות פרוזין כחלופה bathophenanthroline7, האחרון נשאר ריאגנט הכרומוגני הנפוץ ביותר בספרות.
שיטת הבחירה תלויה לעתים קרובות במומחיות ובתשתית הזמינה. בעוד AAS ו- ICP-MS רגישים יותר, הבדיקה הצבעונית נשארת בשימוש נרחב מכיוון שהיא מציגה את היתרונות החשובים הבאים: i) היא אינה כוללת את תרומתו של ברזל heme הנגזר מהמוגלובין הכלול בתאי דם אדומים; ii) זה לא דורש מיומנויות אנליטיות מתוחכמות או ציוד יקר מאוד; ו-iii) ניתן להתאים את הבדיקה המקורית המבוססת על קוביט לפורמט מיקרו-לוחית, המאפשר תפוקת מדגם גבוהה יותר. הגישה הצבעונית המוצגת בעבודה זו משמשת באופן שגרתי לכימות שינויים ברמות הברזל של הרקמה שאינה heme במגוון מודלים ניסיוניים של בעלי חיים של עומס יתר בברזל או מחסור בברזל, מכרסמים לדגים ולעוף פירות. כאן, פרוטוקול למדידת התוכן ברזל שאינו heme ברקמות בעלי חיים מסופק, באמצעות בדיקה פשוטה, מבוססת היטב, צבעונית כי רוב המעבדות צריך למצוא קל ליישם.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
עכברי C57BL/6 נרכשו מסחרית ועכברי hepcidin-null (Hamp1−/−) על רקע C57BL/68 היו מתנה חביבה מסופי ולונט (מכון קוצ'ין, צרפת). בעלי חיים שוכנו במתקן לבעלי חיים i3S בתנאים ספציפיים ללא פתוגנים, בסביבה מבוקרת טמפרטורה ואור, עם גישה חופשית לצ'או ומים מכרסמים סטנדרטיים. בס ים אירופאי (Dicentrarchus labrax) נרכש מחוות דגים מסחרית ושוכנים במתקן החיות של ICBAS, בסביבה מבוקרת טמפרטורה ואור, והאכילו מדי יום ליביטום ad עם הזנת בס ים סטנדרטית. כל ההליכים הנוגעים לבעלי חוליות אושרו על ידי ועדת האתיקה לבעלי חיים i3S והרשות הלאומית, Direção-Geral de Alimentação e Veterinária (DGAV). מידע על ריאגנטים מסחריים, ציוד ובעלי חיים מפורט בטבלת החומרים.
1. הכנת פתרון
הערה: יש לטפל ולהכין את כל הריאגנטים והפתרונות באמצעות כלי זכוכית ללא ברזל או כלי פלסטיק חד פעמיים. אין לאפשר לחומרי מעבדה מתכתיים (למשל, מריות נירוסטה) לבוא במגע עם כל ריאגנט או פתרון, בשל הסיכון לזיהום ברזל. ודא שכל כלי זכוכית לשימוש חוזר הם ללא ברזל. לשטוף את החומרים עם חומר ניקוי מעבדה מתאים במשך 30-60 דקות, לשטוף עם מים deionized, להשרות לילה בתמיסה 37% חומצה חנקתית מדולל 1:3 עם מים deionized, לשטוף שוב עם מים deionized, ולאפשר להתייבש.
2. ייבוש מדגם
3. דגימת עיכול חומצי
4. פיתוח צבע
5. קריאת ספיגה
6. חישוב תכולת ברזל רקמות

הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
קובט לעומת השוואת מיקרו-לוחית של 96 well
המדידה של רקמה שאינה ברזל heme על ידי תגובה עם ריאגנט bathophenanthroline שתואר במקור על ידי טורנס ו Bothwell5,6 מסתמך על השימוש ספקטרופוטומטר לקריאת ספיגה. לפיכך, הנפחים המועסקים בתגובת הכרומוגן תואמים לגודל של קובט ספקטרופוטומטר רגיל. העבודה הנוכחית מתארת הסתגלות לשיטה שבה תגובות הכרומוגן מוכנות ישירות במיקרו-לוחית של 96 באר למדידת ספיגה בקורא מיקרופלט, הדורשת נפחי ריאגנט קטנים יותר ומאפשרת תפוקה גבוה...
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
פרוטוקול למדידת תכולת הברזל שאינה heme ברקמות בעלי חיים מסופק, באמצעות התאמה של בדיקת צבע מבוססת bathophenanthroline שתואר במקור על ידי טורנס ו Bothwell5,6. השלבים הקריטיים של השיטה הם ייבוש דגימת רקמות; denaturation חלבון ושחרור של ברזל אנאורגני על ידי הידרוליזה חומצה; הפחתה של ברזל ברזל (Fe3 +) למצב ברזלי (Fe2 +) בנוכחות חומצה תיוגליקולית סוכן הפחתת, ואת התגובה שלה עם ריאגנט bathophenanthroline (תגובת כרומוגן); קריאת ספיגה של יון ברזלי וכת...
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
למחברים אין ניגודי עניינים.
עבודה זו מומנה על ידי קרנות לאומיות באמצעות FCT-Fundação para a Ciência e a Tecnologia, I.P., תחת הפרויקט UIDB/04293/2020.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
| שם | חברה | מספר קטלוג | הערות |
|---|---|---|---|
| 96 באר UV צלחת שקופה | Sarstedt | 82.1581.001 | |
| איזון אנליטי | קרן | ABJ 220-4M | |
| נתרן אצטט נטול מים | Merck | 106268 | |
| Bathophenanthroline sulfonate (4,7-Diphenyl-1,10-phenantroline dissulfonic acid) | Sigma-Aldrich | B1375 | |
| C57BL/6 עכברים (Mus musculus) | צ'ארלס ריבר | ||
| אבקת ברזל קרבוניל, ≥ 99.5% | Sigma-Aldrich | 44890 | |
| קובטות חד פעמיות בפולימתיל מתקרילט (PMMA) | VWR | 634-0678P | |
| מים סטריליים מזוקקים כפולים | B. Braun | 0082479E | |
| קורא מיקרו-פלטות פלואורסצנטיות | BioTek Instruments | FLx800 | |
| חומצה הידרוכלורית, 37% | Sigma-Aldrich | 258148 | |
| תנור עיכול מיקרוגל וכוסות טפלון לבן | CEM | MDS-2000 | |
| חומצה חנקתית | פישר | 15687290 | |
| מדעי תנור | קלסר | ED115 | |
| צ'או מכרסמים | Harlan Laboratories | 2014S | Teklad Global 14% חלבון דיאטת תחזוקת מכרסמים המכילה 175 מ"ג/ק"ג ברזל |
| בס ים (Dicentrarchus labrax) | Sonrionansa | ||
| הזנת בס ים | Skretting | L-2 Alterna 1P | |
| קרן אחת ספקטרופוטומטר UV-Vis | Shimadzu | UV mini 1240 | |
| חומצה תיוגליקולית | Merck | 100700 | |
| חומצה טריכלורואצטית | Merck | 100807 |
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
בקש הרשאה לשימוש חוזר בטקסט או באיורים של מאמר JoVE זה
בקש הרשאה