Наш подход к тимидина подход к маркировке обновления клеток имеет много потенциальных применений в области биомедицинских исследований. На сегодняшний день мы сосредоточены на поджелудочную железу, но мы так же применили эту стратегию для изучения обновления клеток кожи, кишечника, печени, надпочечников, почек, семенников, яичников, щитовидной железы, лимфатических узлов, кроветворения, и головной мозг 1. Потому что клетка оборота варьируется от ткани к ткани, маркировка стратегии должны быть настроены, чтобы получить наиболее убедительную информацию от органов, представляющих интерес. Моррисон и его коллеги использовали CldU и ПИН в течение 1 дня каждый маркировать кроветворения 2. Кун и коллеги используют CldU и ПИН в течение 4 дней каждый обнаружить деления клеток в миокард регенерирующим 3. В отличие от этого, мы использовали CldU и ПИН на срок до 9 месяцев общий для обозначения базально обновления клеток в панкреатических островков, ткани с минимальным оборотом клетки как животное возрасте 1,4-6. Наиболее очевидный потенциал применения наших маркировки стратегия проведения исследований, чтобы определить обновления клеток в тканях гомеостаза. Но наша методика имеет и ряд других потенциальных применений. Например, мы недавно применил этот метод для определения онкогенных преобразования в тканях, где основными областями повышенной репликации можно легко определить по увеличились включение CldU или ПИН 5. Моррисон и его коллеги использовали CldU и ПИН в течение 1 дня каждый, чтобы проверить на этикетке сохраняя поведение кроветворных стволовых клеток 2. Мы также применяется последовательная маркировка аналогом тимидина, чтобы определить транзит-усилительных клетки способствуют росту и обновлению тканей 1. В этом приложении последовательное введение аналогов тимидина представляет собой новый подход для изучения происхождения и выживания клеток, участвующих в тканевого гомеостаза.
Тимидина аналогов не должна быть использована без осторожности. Синтетические аналоги тимидина имеют потенциал токсичности для деления клеток, и их использование теоретически может нарушать обновления клеток у растущих животных. Тимидина аналогов были использованы в качестве агентов radiosensitizing для больных раком, и может замедлить обновления клеток. Таким образом, мы призываем следователей осторожно исследовать потенциальные токсические эффекты в тканях, представляющих интерес. Например, Trumpp и его коллеги обнаружили, что системные BrdU может заставить гемопоэтических стволовых клеток ввести клеточного цикла 7. Например, Раттер и его коллеги отметили, что высокие дозы аналогов тимидина являются токсичными для развивающихся поджелудочной железы 8. Совсем недавно Hellerstein и его коллеги из KineMed, Inc обнаружили, что BrdU администрации замедляет внутри островка распространения на 16-25% с помощью собственной тяжелой техникой маркировке воды 9. Вся подготовка островок используется Hellerstein и коллег содержится много других эндокринных и не эндокринных типов клеток, которые могут составлять целых 50% от общей подготовки островок. Тем не менее, мы находим, что длительная инфузия BrdU не влияет на бета-клеточной пролиферации у молодых взрослых мышей, если судить по выражению Ki67 4. Кроме того, долгосрочные администрации CldU и ПИН-видимому, не ухудшать бета расширения клеточной массы 1. Кроме того, бета ставки пролиферации клеток эквивалентны между мышами помечены BrdU в течение длительных периодов времени и мышей, которые только маркировку, указывающую на несколько часов (ставки приведены к эквивалентной периоды времени). Вместе взятые, эти результаты позволяют предположить, что мыши, можно смело переносить долгосрочных низких доз администрации тимидина аналогов. Тем не менее, мы не можем исключить потенциальную токсичность тимидина аналогов в рост клеток поджелудочной железы бета-тестирования. В результате, мы продолжаем выполнять элементы управления при маркировке мышей с аналогами тимидина, и призываем другие исследователи, чтобы сделать то же самое.
Наша методика последовательной маркировки аналог тимидина не без ошибок и технических проблем. В результате, контроль слайды особенно важны. Мы сформировали контроль слайды, которые состоят из различных тканей с 1) Мыши, которые были только маркированы CldU;.. 2) Мыши, которые были только помечены с потребителями инъекционных наркотиков;. 3) Мыши, которые были последовательно помечены CldU а затем ПИН;. 4) Мыши, которые были помечены последовательно в обратном порядке, сначала с ПИН, а затем CldU;. 5) Мыши, которые макет помечены только воду. При обучении на этикетке с CldU и ПИН, следователи должны всегда выполнять весь протокол со всеми 5 выше набора слайдов из тканей, представляющих интерес.
Незначительные перекрестной реактивности между CldU и ПИН печально, но неизбежным недостатком маркировки с обоими тимидина аналогов. CldU и ПИН методика основана на различиях в сродство между антисыворотки, которые первоначально были производным от BrdU у разных видов (мыши и крысы). Наш протокол, в то время как громоздкие, предназначена для сведения к минимуму такой перекрестной реактивности. Следовательно, призывают к осторожности среди исследователей, которые считают, пропуская шаг (ы) протокол. В частности, мы имеемстолкнулись с проблемами со средним антисыворотки, которые крест реактивной между мыши и крысы. Это может быть сведен к минимуму за счет использования сыворотки Джексон, который полностью кросс-адсорбированная между мыши и крысы.
Иногда мы не в состоянии адекватно обнаружить тимидина. В таких случаях крайне важно использовать слайды контроль чтобы определить, какой реагент или шаг не работала. Трудности, как правило, из-за плохой аликвоты сыворотки, сухие слайды, или неадекватного ядерной пермеабилизации. Мы не смогли успешно этикетку развивающихся эмбрионов с потребителями инъекционных наркотиков. Таким образом, не все ткани могут быть проницаемы для ПИН.
Альтернативы CldU и ПИН для двойной маркировки аналога тимидина на горизонте. Эду (5-этинил-2 дезоксиуридина) может быть субстратом для меди катализируемой нажмите химии обнаружения 10,11. Методы обнаружения EDU не требуют разделения цепей ДНК, и, таким образом, очень поддаются анализу с помощью проточной цитометрии 12. EDU совместимо, но не пересекают реакцию с BrdU 10. EDU была использована для количественного обновления клеток различных тканей мыши в том числе бета-клеток поджелудочной железы 13, кишечных клеток L 14 и Эпидермис 15. EDU является довольно дорогим на данный момент ($ 1000 США за 500 мг). Тем не менее, Эду обнаружения представляется гораздо более чувствительны, чем BrdU обнаружения 10. Таким образом, это может быть экономически целесообразным объединить EDU и BrdU вместо CldU и ПИН. Этот метод может также позволить обнаружение трех раундов деления клеток у мышей трижды, предназначенного для EDU, CldU и ПИН.
Таким образом, наша методика последовательной маркировки аналог тимидина является новый подход к выявлению обновления клеток. Мы надеемся, что наш подход позволяет другим ученым для более точного количественного клеточного деления, и ожидать, что оно откроет новые парадигмы в тканевого гомеостаза.