È richiesta un abbonamento a JoVE per visualizzare questo contenuto. Accedi o inizia la tua prova gratuita.

Articolo metodologico

Isolamento dei nuclei da tumori cerebrali freschi congelati per RNA-seq a nucleo singolo e ATAC-seq

12.9K visualizzazioni

⸱

DOI:

10.3791/61542

⸱

25 agosto 2020

 ,  ,  ,  ,  ,  , 

In questo articolo

Sommario

L'eterogeneità intratumorale è una caratteristica intrinseca dei tumori, compresi i gliomi. Abbiamo sviluppato un protocollo semplice ed efficiente che utilizza una combinazione di tamponi e centrifugazione a gradiente per isolare singoli nuclei da tessuti di glioma freschi congelati per studi di sequenziamento di RNA a nucleo singolo e ATAC.

Abstract

I gliomi diffusi adulti mostrano eterogeneità inter- e intra-tumorale. Fino a poco tempo fa, la maggior parte degli sforzi di profilazione molecolare su larga scala si sono concentrati su approcci di massa che hanno portato alla classificazione molecolare dei tumori cerebrali. Negli ultimi cinque anni, gli approcci di sequenziamento a singola cellula hanno evidenziato diverse caratteristiche importanti dei gliomi. La maggior parte di questi studi ha utilizzato campioni di tumore cerebrale fresco per isolare singole cellule utilizzando la citometria a flusso o metodi di separazione basati su anticorpi. Andando avanti, l'uso di campioni di tessuto appena congelati provenienti da biobanche fornirà una maggiore flessibilità alle applicazioni a singola cellula. Inoltre, con l'avanzare del campo a singola cellula, la prossima sfida sarà quella di generare dati multi-omici da una singola cellula o dalla stessa preparazione del campione per svelare meglio la complessità del tumore. Pertanto, protocolli semplici e flessibili che consentono la generazione di dati per vari metodi come il sequenziamento dell'RNA a nucleo singolo (snRNA-seq) e il test a nucleo singolo per la cromatina accessibile alla trasposasi con sequenziamento ad alto rendimento (snATAC-seq) saranno importanti per il campo.

I recenti progressi nel campo delle singole cellule, insieme a strumenti microfluidici accessibili come la piattaforma di genomica 10x, hanno facilitato le applicazioni a singola cellula nei laboratori di ricerca. Per studiare l'eterogeneità dei tumori cerebrali, abbiamo sviluppato un protocollo avanzato per l'isolamento di singoli nuclei da gliomi freschi congelati. Questo protocollo unisce i protocolli a cella singola esistenti e combina una fase di omogeneizzazione seguita dalla filtrazione e dalla centrifugazione a gradiente mediata dal buffer. I campioni risultanti sono sospensioni di nuclei singoli puri che possono essere utilizzati per generare dati sull'espressione genica del singolo nucleo e sull'accessibilità della cromatina dalla stessa preparazione dei nuclei.

Introduzione

I gliomi diffusi di grado inferiore (LGG), il tumore cerebrale primario più comune negli adulti, sono neoplasie infiltrative che spesso si presentano nell'emisfero cerebrale. Gli LCG mostrano eterogeneità sia inter- che intra-tumorale, che non è guidata solo dalla popolazione tumorale, ma anche dalle cellule non maligne coinvolte in modo complesso nello sviluppo e nella progressione del tumore1,2,3,4,5.

Nell'ultimo decennio, c'è stata una valanga di dati genomici raccolti nel cam....

Accesso limitato. Accedi o avvia una prova gratuita per visualizzare questo contenuto.

Protocollo

Campioni di glioma freschi congelati sono stati ottenuti dalla banca dei tessuti del National Center for Tumor diseases (NCT) di Heidelberg, in Germania. L'uso del materiale del paziente è stato approvato dall'Institutional Review Board presso la Facoltà di Medicina di Heidelberg e il consenso informato è stato ottenuto da tutti i pazienti inclusi nello studio.

1. Preparazione sperimentale

  1. Eseguire tutti i passaggi sul ghiaccio o a 4 °C.
  2. Tubi pre-raffreddamento, piatti, lamette da rasoio, Douncers e pestelli a 4 °C.
  3. Preparare tutti i buffer in anticipo. Questi tamponi sono stabili a temperatura ambiente. Si rac....

Accesso limitato. Accedi o avvia una prova gratuita per visualizzare questo contenuto.

Risultati

La genomica a nucleo singolo è un campo in evoluzione con dati e protocolli limitati. Un fattore critico che influenza l'esito dei test dei singoli nuclei è l'isolamento dei nuclei puri e intatti. Abbiamo combinato due protocolli pubblicati (protocolli DroNc-seq e Omni-ATAC-seq) per isolare nuclei puri e di alta qualità da blocchi di tessuto di glioma congelato fresco in un tempo relativamente breve, mantenendo così la stabilità dei trascritti (Figura 1).

L'uso di.......

Accesso limitato. Accedi o avvia una prova gratuita per visualizzare questo contenuto.

Discussione

Il campo dell'eterogeneità intratumorale è in una fase entusiasmante, con nuovi saggi e piattaforme in fase di sviluppo per sfidare ed espandere le conoscenze esistenti. L'eterogeneità intratumorale è un fattore cruciale che contribuisce alla progressione della malattia e alla resistenza alle attuali modalità di trattamento nei gliomi28. Recenti studi sui tumori cerebrali si sono concentrati su questo importante aspetto utilizzando saggi trascrittomici ed epigenomici monocellulari per caratterizza.......

Accesso limitato. Accedi o avvia una prova gratuita per visualizzare questo contenuto.

Dichiarazioni

Gli autori non hanno nulla da rivelare.

Ringraziamenti

Ringraziamo il Single Cell Open Lab (scOpenLab) presso il German Cancer Center (DKFZ) per le discussioni utili. Questa ricerca è stata supportata dal German Cancer Aid, Max-Eder Program grant number 70111964 (S.T.).

....

Accesso limitato. Accedi o avvia una prova gratuita per visualizzare questo contenuto.

Materiali

Elenco dei materiali utilizzati in questo articolo
NomeAziendaNumero di catalogoCommenti
2-MercaptoetanoloSigmaM6250
CaCl2Sigma21115-100ML
Omogeneizzatore a Boccia Motivoattivo40401
EDTA (0,5 M)Thermo ScientificR1021
Falcon 15 mL Provette da centrifuga conicheFisher Scientific352096
Iodixanol (aka Optiprep)Stem cell technologies07820
MACs Smart Strainers (30 &; micro; m)Miltenyi Biotec130-098-458
MACS SmartStrainers (100 µ m)Miltenyi Biotec130-098-463
Mg(Ac)2Sigma63052-100ML
NP-40Abcamab142227
Kit di isolamento dei nuclei: Nuclei EZ PrepSigmaNUC101-1KT
Fenilmetansulfonilfluoruro (PMSF)SigmaP7626
(20 &; micro; m)Miltenyi Biotec130-101-812
Provette con blocco sicuro 1,5 mLEppendorf0030120086
Provette con blocco sicuro 2,0 mLEppendorf0030120094
ATAC a cellula singola10x Genomica Espressione
genica a cellula singola10x Genomica Saccarosio
SigmaS0389
Puntali per pipette a foro largo (1000 & micro; L)Themo Fisher Scientific2079GPK
Puntali per pipette a foro largo (200 &; micro; L)Themo Fisher Scientific2069GPK
Filtri di pre-separazione

Riferimenti

  1. Huse, J. T., Holland, E. C. Targeting brain cancer: advances in the molecular pathology of malignant glioma and medulloblastoma. Nature Reviews Cancer. 10 (5), 319-331 (2010).
  2. Kreso, A., Dick, J. E. Evolution of the cancer stem cell model. Cell Stem Cell

Accesso limitato. Accedi o avvia una prova gratuita per visualizzare questo contenuto.

Ristampe e permessi

Esplora altri articoli

Tessuto fresco congelatoATAC-seq a singolo nucleocentrifugazione a gradientesoluzione di iodixanolotampone di lisi dei nucleifasi di filtrazioneconteggio con emocitometrocolorazione con blu trypan