פרוטוקול זה מתאר תהליך ריצוף RNA חד-תאי לניתוח חדירת תאי חיסון והבדלים ייחודיים בין מקטעי המעי הגס הגנגליוני והאגנגליוניים במחלת הירשספרונג.
מאמר שיטה
פרוטוקול זה מתאר תהליך ריצוף RNA חד-תאי לניתוח חדירת תאי חיסון והבדלים ייחודיים בין מקטעי המעי הגס הגנגליוני והאגנגליוניים במחלת הירשספרונג.
מחלת הירשפרונג (HSCR) היא הפרעת תנועתיות מולדת במעי, המתאפיינת בהיעדר נוירונים מעיים במעי הרחוק. בהשוואה לריצוף RNA בכמויות גדולות, ריצוף RNA חד-תאי (scRNA-seq) מאפשר פרופיל ביטוי גנים ברמת תא יחיד, ובכך פותר הטרוגניות תאית שמוסתרת בניתוחים ממוצעים לאוכלוסייה. הוקם תהליך סטנדרטי של scRNA-seq לאפיון הנוף השעתוקי של מקטעים גנגליוניים ואגנגליוניים של מטופלים עם HSCR. נאספו רקמות המעי הגס, ובוצעו צביעות המטוקסילין ואאוזין לזיהוי אזורים גנגליוניים ואגנגליוניים. רקמות פורקו אנזימטית ומכאנית לתליות חד-תאיות, ולאחר מכן בוצעו סינון, הערכת כדאיות ובניית ספריות טרנסקריפטום חד-תא. ספריות שעברו בקרת איכות סודרו, ונתונים גולמיים עובדו לכימות תאים וסינון איכות להסרת תאים באיכות נמוכה ופריטים טכניים. לאחר נירמול והפחתת ממדיות, התאים אוחדו והועברו על פי גנים של סמנים מבוססים. ניתוחים בהמשך השוו את הרכב סוגי התאים בין רקמות גנגליון לאג'נגליון וזהו גנים מבוטאים באופן שונה בתוך תת-קבוצות מפתח של תאי החיסון. התוצאות חושפות הבדלים משמעותיים במיקרו-סביבה החיסונית בין הקטעים הגנגליוניים והאגנגליוניים ב-HSCR.
מחלת הירשפרונג (HSCR) היא אחת מהפרעות תנועתיות המעי המולדות הנפוצות ביותר, עם שכיחות של כ-1 מתוך 5,000 לידות חיות ברחבי העולם1. המחלה נובעת מכישלון של תאי הקצה העצבי (ENCCs) להגר למעי הדיסטלי במהלך שבועות עובריים 5–12, מה שמוביל להיעדר גנגליונים מעיים במקטעים שנפגעו2. כתוצאה מכך, הקטע האגנגליוני מציג התכווצות ספסטית מתמשכת ופריסטלזה פגועה, מה שמוביל להרחבת מעי פרוקסימלית. קלינית, זה מתבטא בחסימה פונקציונלית, הגורמת לעצירות, נפיחות בטן והקאה, ועלול להיות מסכן חיים במקרים חמורים. כריתה כירורגית של קטע האגנגליון נותרה הטיפול העיקרי ל-HSCR; עם זאת, אחוז משמעותי מהמטופלים חווים סיבוכים לאחר ניתוח, כולל עצירות, דלקת מעיים והלכלוך בצואה, מה שפוגע משמעותית באיכות החיים3. בנוסף, תסמונת המעי הקצר (SBS) עלולה להתרחש לאחר כריתה נרחבת של המעיים, מה שעלול לגרום לפגיעה בספיגת חומרים מזינים ולהגברת האתגרים בניהול קליני. לכן, הבהרת המנגנונים הבסיסיים של HSCR וזיהוי מטרות טיפוליות חדשות נותרות צרכים קליניים קריטיים.
בשנים האחרונות, ריצוף RNA חד-תאי (scRNA-seq) מיושם באופן נרחב לחקר מנגנונים מולקולריים הקשורים למחלות. בניגוד לריצוף RNA בנפח קונבנציונלי, scRNA-seq מאפשר ניתוח ביטוי גנים ברזולוציית תא יחיד, ומאפשר זיהוי הטרוגניות תאית ותת-אוכלוסיות נדירות שמוסתרות בניתוחים גדולים4. כתוצאה מכך, scRNA-seq הפך לכלי עוצמתי לניתוח הטרוגניות תאית ותקשורת בין-תאית, ומקדם מחקר בביולוגיה וברפואה5. גישה זו חשפה מנגנונים פתוגניים חדשים ומטרות טיפוליות במחלות מורכבות, כולל מחלת אלצהיימר6, דלקת מפרקים שגרונית7, סרטן ריאות8 וסוכרת סוג2 9.
במחקר זה, scRNA-seq יושם לאפיון נוף השעתוק של תאי החיסון ודפוסי חדירה ברקמות המעי הגס הגנגליוניות והאגנגליוניות של מטופלים עם HSCR. תהליך העבודה כלל שלושה שלבים עיקריים: הכנה והערכת איכות של מתלים חד-תאיים, בניית ספריות RNA-seq חד-תאיות באורך 3′, וניתוח ביואינפורמטי במורד הזרם. דגימות הרקמה נשמרו בתמיסת שימור חד-תאית ייעודית מיד לאחר הכריתה ופורקו אנזימטית לתלשות תא בודדות בתוך 48 שעות. חיוניות התאים עלתה על 80%, והריכוז הסופי של התאים הותאם ל-700–1,500 תאים/מיקרוליטר לפני הכנת הספרייה. הושוו חדירת תאי חיסון בין מקטעים גנגליוניים לאגנגליוניים, וזוהו תתי-אוכלוסיות תאי חיסון עם הבדלים בולטים בתעתוק. ניתוחים אלו מגדירים שינויים בתאי החיסון הקשורים לפתולוגיה של המעי הגס ב-HSCR.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
מחקר זה אושר על ידי ועדת האתיקה המוסדית של בית החולים המסונף של אוניברסיטת זוני לרפואה (מס' אישור: KYLL-2024-030). המחקר עומד בהצהרת הלסינקי. הסכמה מדעת (בעל פה ובכתב) התקבלה מכל המשתתפים ומהאפוטרופוסים שלהם. טבלה 1 מציגה את המידע על מטופלי HSCR.
לאסוף רקמות מעי הגס, כולל מקטעים גנגליוניים ואגנגליוניים, מחולי HSCR שאובחנו ועברו ניתוח במחלקה לכירורגיית ילדים בבית החולים המסונף של אוניברסיטת הרפואה זוני. כלול מקטעים גנגליוניים ואגנגליון משני גברים עם חולי HSCR. מידע קליני מפורט מסופק בטבלה 1. כל המגבים, הכימיקלים, הציוד והתוכנה מופיעים בטבלת החומרים.
1. צביעת המטוקסילין ואאוזין
2. ריצוף RNA חד-תאלי
3. סילוק פסולת
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
צביעת המטוקסילין ואאוזין (HE) (איור 1) חשפו הבדלים היסטולוגיים ברורים בין מקטעים גנגליוניים לאגאנגליוניים. בהשוואה למקטעים גנגליוניים, מקטעים אגנגליוניים הציגו קילוף מוגבר ברירית, ירידה משמעותית בתאי הגביע ובנוירונים תת-ריריים, וטשטוש הגבולות בין שכבות הריריות לשריריות. בתת-קבוצה של חתכים, שימור הרקמות היה לא אופטימלי, עם היפרדות אפיתל חלקית והפרעה בארכיטקטורת הרקמה, שהגבילו את ההערכה ההיסטולוגית באזורים אלו.
לאחר סינון בקרת איכות...
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
ריצוף RNA חד-תאי יושם על פרופיל תכונות שעתוק של רקמות מעי גס שנלקחו בניתוח (מקטעים גנגליונים ואגנגליוניים) של חולים עם מחלות הירשפרונג 4,5. הושם דגש מיוחד על אסטרטגיית דיסוציאציה של רקמות, שכן פרמטרי הפרידה משפיעים על התאוששות תאים, ייצוג סוג תא ושלמות ה-RNA. תנאי העיכול האנזימטיים הותאמו לאיזון דיסוציאציה מספקת של רקמות לבין שימור חיוניות התא ואיכות הטרנסקריפטומית. בהינתן המטריצה החוץ-תאית הצפופה והארכיטקטורה המורכבת של רקמות המ...
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
למחברים אין מה לחשוף.
עבודה זו נתמכה על ידי פרויקט המדע והטכנולוגיה של גוויז'ואו (קרן שיתוף המדע והטכנולוגיה של גוויז'ואו - ZK - [2024] General 344) (ל-X.F. יאנג) וחוזה פרויקט המדע והטכנולוגיה של זוני (שיתוף פעולה במדע וטכנולוגיה) (שיתוף פעולה מדעי וטכנולוגי של זוני HZ (2023) מס' (ל-Y. Qu).
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
| שם | חברה | מספר קטלוג | הערות |
|---|---|---|---|
| שעוות דבורים | Sinopharm Chemical Regain Co., Ltd. | 8012-89-3 | https://www.reagent.com.cn/ProductSearch/8012-89-3 |
| שעוות דבורים | Sinopharm Chemical Regain Co., Ltd. | 8012-89-3 | https://www.reagent.com.cn/ProductSearch/8012-89-3 |
| אלבומין סרום בקר | תרמופישר | 30066575 | https://www.thermofisher.cn/order/catalog/product/30066575? CID=srch-srp-30066575 |
| אלבומין סרום בקר | תרמופישר | 30066575 | https://www.thermofisher.cn/order/catalog/product/30066575? CID=srch-srp-30066575 |
| CellTypist | לא זמין | NA | http://celltypist.org/tutorials/onlineguide |
| CellTypist | לא זמין | NA | http://celltypist.org/tutorials/onlineguide |
| חבילת פרופיילר אשכול | ביו-קונדוקטור | v4.8.1 | https://bioconductor.org/packages/release/bioc/html/clusterProfiler.html |
| חבילת פרופיילר אשכול | ביו-קונדוקטור | v4.8.1 | https://bioconductor.org/packages/release/bioc/html/clusterProfiler.html |
| קולגנאז II | תרמופישר | 17101015 | https://www.thermofisher.cn/order/catalog/product/17101015? SID=srch-srp-17101015 |
| קולגנאז II | תרמופישר | 17101015 | https://www.thermofisher.cn/order/catalog/product/17101015? SID=srch-srp-17101015 |
| זכוכית כיסוי | CITOTEST | 80340-0130 | https://cn.citotest.com/pd40971476.html |
| זכוכית כיסוי | CITOTEST | 80340-0130 | https://cn.citotest.com/pd40971476.html |
| להב מיקרוטום חד-פעמי | נוצה | S-35 | https://www.feather.co.jp/en/m_Products/pathology01.html |
| להב מיקרוטום חד-פעמי | נוצה | S-35 | https://www.feather.co.jp/en/m_Products/pathology01.html |
| DNase I | תרמופישר | 18047019 | https://www.thermofisher.cn/order/catalog/product/18047019? SID=srch-srp-18047019 |
| DNase I | תרמופישר | 18047019 | https://www.thermofisher.cn/order/catalog/product/18047019? SID=srch-srp-18047019 |
| תנור ייבוש | בורוק | DHG-9140A | http://www.shboruike.com/sys-pd/84.html |
| תנור ייבוש | בורוק | DHG-9140A | http://www.shboruike.com/sys-pd/84.html |
| דולבקו' S Modified Eagle Medium | תרמופישר | 12491015 | https://www.thermofisher.cn/order/catalog/product/12491015 |
| דולבקו' S Modified Eagle Medium | תרמופישר | 12491015 | https://www.thermofisher.cn/order/catalog/product/12491015 |
| אלכוהול אתילי | Sinopharm Chemical Regain Co., Ltd. | 10009218 | https://www.reagent.com.cn/ProductSearch/10009218 |
| אלכוהול אתילי | Sinopharm Chemical Regain Co., Ltd. | 10009218 | https://www.reagent.com.cn/ProductSearch/10009218 |
| סרום בקר עוברי | תרמופישר | A5669801 | https://www.thermofisher.cn/order/catalog/product/A5669801 |
| סרום בקר עוברי | תרמופישר | A5669801 | https://www.thermofisher.cn/order/catalog/product/A5669801 |
| ערכת צביעת המטוקסילין ואאוזין | ביוטיים | C0105S | https://m.beyotime.com/mobilegoods.do?method=code& code=C0105S |
| ערכת צביעת המטוקסילין ואאוזין | ביוטיים | C0105S | https://m.beyotime.com/mobilegoods.do?method=code& code=C0105S |
| חומצה הידרוכלורית | Sinopharm Chemical Regain Co., Ltd. | 10011028 | https://www.reagent.com.cn/ProductSearch/10011028 |
| חומצה הידרוכלורית | Sinopharm Chemical Regain Co., Ltd. | 10011028 | https://www.reagent.com.cn/ProductSearch/10011028 |
| שקופית מיקרוסקופ | CITOTEST | 80302-3111 | https://cn.citotest.com/pd530614548.html |
| שקופית מיקרוסקופ | CITOTEST | 80302-3111 | https://cn.citotest.com/pd530614548.html |
| מדיום הרכבה | ביוטיים | C0173-100ml | https://m.beyotime.com/mobilegoods.do?method=code& קוד=C0173-100ml |
| מדיום הרכבה | ביוטיים | C0173-100ml | https://m.beyotime.com/mobilegoods.do?method=code& קוד=C0173-100ml |
| מיקרוסקופ אופטי | ניקון | ECLIPSE SI | https://www.microscope.healthcare.nikon.com/ja_JP/products/upright-microscopes/eclipse-si |
| מיקרוסקופ אופטי | ניקון | ECLIPSE SI | https://www.microscope.healthcare.nikon.com/ja_JP/products/upright-microscopes/eclipse-si |
| שעוות פרפין | Sinopharm Chemical Regain Co., Ltd. | 8002-74-2 | https://www.reagent.com.cn/ProductSearch/8002-74-2 |
| שעוות פרפין | Sinopharm Chemical Regain Co., Ltd. | 8002-74-2 | https://www.reagent.com.cn/ProductSearch/8002-74-2 |
| Paraformaldehyde Fix Solution | ביוטיים | P0099-3L | https://m.beyotime.com/mobilegoods.do?method=code& code=P0099-3L |
| Paraformaldehyde Fix Solution | ביוטיים | P0099-3L | https://m.beyotime.com/mobilegoods.do?method=code& code=P0099-3L |
| פניצילין– סטרפטומיצין | תרמופישר | 15140122 | https://www.thermofisher.cn/order/catalog/product/15140122? SID=srch-srp-15140122 |
| פניצילין– סטרפטומיצין | תרמופישר | 15140122 | https://www.thermofisher.cn/order/catalog/product/15140122? SID=srch-srp-15140122 |
| סליין ממוגן בפוספט | תרמופישר | 10010023 | https://www.thermofisher.cn/order/catalog/product/10010023 |
| סליין ממוגן בפוספט | תרמופישר | 10010023 | https://www.thermofisher.cn/order/catalog/product/10010023 |
| נייר פילטר איכותי | סולרביולוגיה | YA0166 | https://www.solarbio.com |
| נייר פילטר איכותי | סולרביולוגיה | YA0166 | https://www.solarbio.com |
| חבילת תוכנה R | קרן R למחשוב סטטיסטי | v4.2.2 | https://www.r-project.org/ |
| חבילת תוכנה R | קרן R למחשוב סטטיסטי | v4.2.2 | https://www.r-project.org/ |
| מיקרוטום סיבובי | לייקה | Leica RM2125 RTS | https://www.leicabiosystems.com/en-jp/histology-equipment/microtomes/histocore-biocut/ |
| מיקרוטום סיבובי | לייקה | Leica RM2125 RTS | https://www.leicabiosystems.com/en-jp/histology-equipment/microtomes/histocore-biocut/ |
| סקנפי | פיתוח קהילתי | v1.9.3 | https://scanpy.readthedocs.io/en/latest/?utm_source=chatgpt.com |
| סקנפי | פיתוח קהילתי | v1.9.3 | https://scanpy.readthedocs.io/en/latest/?utm_source=chatgpt.com |
| סוראט | קראן | v4.3.0 | https://cran.r-project.org/web/packages/Seurat/index.html |
| סוראט | קראן | v4.3.0 | https://cran.r-project.org/web/packages/Seurat/index.html |
| מייבש רקמות | ווהאן ג'ונג'יה אלקטרוניקס בע"מ | JT-12H | http://www.whjjbl.com/front/page/126495/product_id/46166.html |
| מייבש רקמות | ווהאן ג'ונג'יה אלקטרוניקס בע"מ | JT-12H | http://www.whjjbl.com/front/page/126495/product_id/46166.html |
| מכונת הטמעת רקמות | ווהאן ג'ונג'יה אלקטרוניקס בע"מ | JB-L8 | http://www.whjjbl.com/front/page/126495/product_id/46064.html |
| מכונת הטמעת רקמות | ווהאן ג'ונג'יה אלקטרוניקס בע"מ | JB-L8 | http://www.whjjbl.com/front/page/126495/product_id/46064.html |
| כחול טרייפן | סולרביולוגיה | C0040 | https://www.solarbio.com/haveRegion?id=48&all=0&key=%20Trypan%20Blue |
| כחול טרייפן | סולרביולוגיה | C0040 | https://www.solarbio.com/haveRegion?id=48&all=0&key=%20Trypan%20Blue |
| קסילן | Sinopharm Chemical Regain Co., Ltd. | 10023418 | https://www.reagent.com.cn/ProductSearch/10023418 |
| קסילן | Sinopharm Chemical Regain Co., Ltd. | 10023418 | https://www.reagent.com.cn/ProductSearch/10023418 |
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
בקש הרשאה לשימוש חוזר בטקסט או באיורים של מאמר JoVE זה
בקש הרשאה