В этой статье описывается выбор подходящих зондов для одноклеточных FISH, распространение методов бластомеров ядер, и в гибридизация и сигнал скоринга, применительно к предимплантационной генетической диагностики (ПГД) в клинических условиях.
Методическая статья
В этой статье описывается выбор подходящих зондов для одноклеточных FISH, распространение методов бластомеров ядер, и в гибридизация и сигнал скоринга, применительно к предимплантационной генетической диагностики (ПГД) в клинических условиях.
Доимплантационной генетическая диагностика (ПГД) является признанным альтернатива дородовой диагностики и включает в себя выбор предымплантационного эмбрионов из когорты порожденных помощью технологии воспроизводства (АРТ). Этот выбор может потребоваться из-за семейной болезни моногенных (например, кистозный фиброз), или потому, что один из партнеров осуществляет хромосомных перестроек (например, двусторонние взаимные транслокации). ПГД доступна для пар, которые уже раньше пострадавших детей, и / или в случае хромосомных перестроек, повторные выкидыши или бесплодие. Ооциты атмосферный после стимуляции яичников оплодотворяются в пробирке погружение в сперме (ЭКО) или интрацитоплазматической инъекция сперматозоида отдельные (ИКСИ). Доимплантационной расщепления стадии эмбрионы биопсии, как правило, путем удаления одной клетки на 3 день после оплодотворения, и биопсию ячейка испытания для установления генетического статуса эмбриона. Флуоресцентный в гибридизация (FISH) на фиксированную ядер биопсию клетки с мишень-специфической ДНК-зондов является методом выбора для выявления хромосом дисбаланс связан с хромосомными перестройками, а также выбрать женских эмбрионов в семьях с Х-сцепленным заболеванием, для которого существует никакая мутация конкретного теста. FISH была также использована для скрининга эмбрионов для спонтанной анеуплоидии хромосомы (также известный как PGS или PGD-AS), с тем чтобы попытаться улучшить эффективность искусственного оплодотворения, однако прогностическая ценность этого теста с использованием распространения и FISH методике, описанной здесь скорее всего, будет неприемлемо низкой в руках большинства людей и не рекомендуется для рутинного клинического использования. Мы опишем выбор подходящих зондов для одноклеточных FISH, распространение методов бластомеров ядер, и в гибридизация и сигнал скоринга, применительно к ПГД в клинических условиях.
1. Лизирующий и распространение Nucleus от биопсию Бластомер
2. В гибридизация Единого Бластомер Nucleus
3. Анализ использования флуоресцентного микроскопа соответствующее оборудование с соответствующими фильтрами для датчиков используется.
4. Представитель Результаты:
Метафазных и интерфазных ядрах из культивируемых лимфоцитов периферической крови должны быть изучены, чтобы убедиться, что выбранный зонды, специфичные для транслокации хромосом, информативными для точек останова (subtelomere зонды должны скрещиваться только перемещаться сегментов и центромеры зонд (ы) для ориентированных сегмента (ов)) и сигналов в интерфазных ядрах должна быть яркой и дискретной. Скоринг количество сигналов для каждого датчика в 100 интерфазных ядрах от каждого партнера рекомендуется оценить эффективность анализа. В этом случае 2 сигналы были забиты в 95% -99% ядер для каждого зонда. На рисунке 1 показана метафазы и межфазных ядра от подготовки к взаимной транслокации между коротких плечах хромосомы 5 и 9.
Сигналы в интерфазных ядрах бластомеров эмбриона из должна быть яркой и дискретных и забил с использованием отдельных полосового фильтра для используемых цветов. На рисунке 2 показан бластомеров ядра с нормальной картины сигнала (2 экземпляра для всех локусов испытания) в соответствии с нормальной или сбалансированной хромосомы дополнением для хромосомы 5 и 9, и ядром с ненормальным шаблон сигнала в соответствии с несбалансированным продукт транслокации , которая моносомия (один экземпляр) для транслокации сегмента хромосомы 5 и трисомии (3 копии) для транслокации сегмента хромосомы 9.

Рисунок 1 распространению метафазы и межфазных ядра подготовленные из культивируемых лимфоцитов периферической крови от носителя взаимные транслокации между коротких плечах хромосомы 5 и 9 с точки останова на 5p14.3 и 9p24.1. 46, XY, т (5 ; 9) (p14.3;. p24.1) иш т (5; 9) (5ptel48-, 9ptel30 +; 9ptel30-, 5ptel48 +, 9cen +). FISH зондов были выбраны для обоих транслоцируется сегментов (5p14.3 → 5pter, красный Cytocell subtelomere5ptel48 TexasRed; 9p24.1 → 9pter, зеленый Cytocell subtelomere 9ptel30 FITC) и ориентированный сегмент хромосомы 9 (9p24.1 → 9qter, синий Abbott КЭП 9 альфа-спутник SpectrumAqua).

Рисунок 2. Сигналы в ядрах бластомеров межфазной день ото-3 эмбрионов получены с помощью различных фильтров для каждого флуорохромом и объединены в составное изображение. (А) Два сигнала для каждого датчика указывает две копии каждого локуса, что согласуется с нормальной или сбалансированной дополнением для транслокации хромосом. (B) Один красный сигнал, три зеленых сигналов и два синих сигналов, указывающих на одну копию транслоцируется сегмента хромосомы 5, в трех экземплярах транслоцируется сегмента хромосомы 9 и две копии ориентированный сегмент хромосомы 9, что согласуется со смежными -1 сегрегации транслокации в результате несбалансированного продукта с моносомия для 5p14.3 → 5pter и трисомии для 9p24.1 → 9pter.
Применение флуоресценции в гибридизация (FISH) в одной клетке эмбриона (бластомеров) представляет особых проблем, как в практической, а в интерпретации сигнала узор. Биопсию ячейки необходимо распространять в пределах заранее определенной зоны на слайде с тем чтобы облегчить ее локализации следующим рыбы; особой осторожностью следует принимать в том, чтобы ячейка лизированными, что цитоплазма была рассеяна, и, что ядро видна и нетронутыми, и, как диагноза зависит от результатов этой единственной клетки, строгие по подсчету и интерпретации руководящие принципы должны быть применены. Тем не менее, в опытных руках, FISH это мощная техника для предимплантационной генетической диагностики (ПГД) в клинической практике. Принцип ПГД рыбой в том, что мишень-специфической ДНК проб, соединенных с различными флуорохромами или гаптенов могут быть использованы для обнаружения копию ряд конкретных локусов, и таким образом обнаружить хромосому дисбаланс связан с мейоза сегрегация хромосомных перестроек (1), в том числе робертсоновских транслокации, реципрокных транслокаций, инверсий, и сложные перестановки (2). Рыба также может быть использован для выбора эмбрионов женского пола в семьях с Х-сцепленным заболеванием, для которого нет мутации конкретного теста (3, 4). Более спорно, FISH была также использована для выявления спорадических анеуплоидии хромосомы для того, чтобы попытаться улучшить эффективность искусственного оплодотворения (5, 6), однако прогностическая ценность этого теста с использованием FSIH, вероятно, будет неприемлемо низкой в большинстве людей руки и не рекомендуется для рутинного клинического использования (7). Эта статья посвящена техническим аспектам и ограничения FISH применяется для клинических одноклеточных диагноз.
Методы распространения и закрепления одного бластомеров включают метанол / уксусная кислота (5, 8), твин / HCl (9), и сочетание Tween / HCl и метанол / уксусная кислота (10). Изменения включают гипотоническая обработка клеток до распространения и / или пепсина и параформальдегида лечение после фиксации. Метод должен быть надлежащим образом проверены для лаборатории (14). Твин / HCl метод подробно описан в этой статье. Твин / HCl метод технически прост и в высшей степени воспроизводимы в разных лабораториях. Этот метод может быть использован для получения одного ядра для FISH диагностики определения пола и хромосомных перестроек с приемлемой диагностической точности (7).
Зонд смеси можно комбинировать прямо и косвенно помечены меченых зондов и зондов от разных производителей. Зонды для известных полиморфных участков хромосом (11, 12), или те, известный перекрестной гибридизации значительно с другими хромосомами (13) следует избегать, хотя может использоваться, если доказано, что конкретные и подходит для ПГД по предварительному тестированию как на репродуктивное партнеров . Доступные флуорохромами / гаптенов и стратегии для различения зонды включают следующее: Texas Red (TR), флуоресцеин изотиоцианат (FITC), SpectrumGreen (Vysis), SpectrumOrange (Vysis), SpectrumAqua, биотинилированного зонда обнаружены с TR-авидин, FITC-авидин, или Су-5 стрептавидином (визуализируется использованием FarRed фильтр), сочетание красного и зеленого зонды для производства желтого сигнала, второй раунд гибридизации и третий цвет создана путем последовательного захвата SpectrumOrange использованием TexasRed и SpectrumGold фильтр).
Зонд множество, содержащее три зонды, специфичные для центромеры регионов X и Y хромосомы и аутосомы один, рекомендуется для определения пола (14), аутосомно-зонд используется для установления плоидности и тем самым провести различие между трисомии Х (2n, 47 , XXX) и триплоидии (3n, 69, XXX), а также между tetrasomy X (48, ХХХХ) и tetraploidy (4л, 92, ХХХХ). Типичный набор зонд применяется в этой ситуации является сочетание Abbott AneuVysion содержащих альфа-спутник X, Y, и 18; этот зонд набор был продемонстрирован имеют очень низкий уровень полиморфизма, и поэтому предварительная очистка рабочих из репродуктивного партнеров не требуется (14).
Зонд смесь для какой-либо конкретной перестройки должно: в идеале содержать зонды по крайней мере достаточно, чтобы обнаружить все ожидаемые продукты перестановки с хромосомными дисбаланс. Если это невозможно, зонд смесей, где незамеченными несбалансированной продукты были оценены как нежизнеспособное в узнаваемых беременности и, вероятно, имеют очень низкую распространенность может быть приемлемым (14). Быть проверено на культуре лимфоцитов метафаз с обеих репродуктивного партнеров. По крайней мере, десять метафазных должны быть проверены на предмет зонд специфичность, полиморфизмов и кросс-гибридизации, а для перевозчика перестройка хромосомы, чтобы гарантировать, что зонды гибридизации, как ожидается, различные сегменты перестановки. Кроме того, по меньшей мере 100 интерфазных ядрах из этих препаратов должен быть засчитан, оценить специфику сигнала, яркость и дискретности (14).
Commercial зонд PGS наборы доступны (например, Abbott MultiVysion РВ или ПГТ), ориентированных на хромосомах чаще оказываются в анеуплоидных продуктов зачатия, и в составе одного зонда на хромосому целенаправленными. Обычно ядро может иметь второй гибридизации с зондами для дополнительной хромосомы обеспечение для анализа хромосом 13, 15, 16, 18, 21, 22 и XY (14). Прогностическая ценность этого теста с использованием распространения и FISH методике, описанной здесь, вероятно, будет неприемлемо низкой в руки большинства людей, и она не рекомендуется для рутинного клинического использования (7, 15).
Такие методы, как сравнительный гибридизации генома (CGH) применительно к одной клетки способны, чтобы проверить на число копий каждой хромосомы (Wilton и соавт. 2001), и использование одиночных нуклеотидных полиморфизмов (SNP) массивы и количественный анализ (Уэллс и др. . 2008) или "karyomapping" генотипирования (Хэндисайда и соавт. 2009) являются перспективными альтернативных методов для обнаружения анеуплоидии хромосомы. Тем не менее, предел разрешающей способности и точности для сегмента дисбаланса остаются неопределенными, и вполне вероятно, что рыба будет оставаться методом выбора для хромосомных перестроек с участием небольших сегментов.
| Имя | Компания | Каталожный номер | Комментарии |
|---|---|---|---|
| Соляная кислота, 2,5 л | VWR international | 101254H | |
| Хлорид натрия, 5 кг | VWR international | 443827W | |
| Хлорид калия, 250 г | VWR international | 26764.232 | |
| дигидроортофосфат натрия безводный, 500 г | VWR international | 102494C | |
| Дигидроортофосфат калия, 500 г | VWR international | 10203 4B | |
| Гранулы гидроксида натрия, 500 г | VWR International | 28245.265 | |
| Tween 20, 500 мл | VWR international | 663684B | |
| Этанол, 2,5 л | VWR international | 8.18760.2500 | Оплата пошлин включена |
| Цитрат тринатрия, 5 кг | VWR international | 27833.363 | |
| Гуммиарабик (бычья камедь), 250 мл | Cow Proofings Ltd. | Больше не доступно | Старые запасы все еще можно найти в художественных магазинах |
| DAPI/Antifade ES, 0,125μг/мл, 500 мкл | Cytocell Ltd. | DES500L | 150μрекомендация по флакону’поставляется с каждым зондом Cytocell TEL |
| Лак для ногтей, 12 мл | Ботинки | 10088316001 | |
| Слайды с аминовым покрытием, 25 шт. | Genetix | K2615 | |
| DAPI, 0,1 мл | Sigma-Aldrich | D-9542 | |
| Vectashield, 10 мл | Vector Laboratories | H1000 | |
| авидин, конъюгированный с Texas Red, 0,001 мл | Vector Laboratories | A-2016 | |
| FITC-авидин, 0,001 мл | Vector Laboratories | A-2011 | |
| стрептавидин Cy-5, 0,001 мл | GE Healthcare | PA45001 | |
| Пробирки для микроцентрифуги, 1,75 мл, упаковка 500 шт. | Thistle Scientific | AX-MCT-175-C | |
| Пробирки для микроцентрифуги, 0,6 мл, упаковка 1000 шт. | Thistle Scientific | AX-MCT-060-C-CS | |
| Универсальные контейнеры 30 мл, упаковка 400 шт. | Стерилин | 128B | Доступно в NHS Supply Chain, кат. № KCP053 |
| Термоблок | |||
| Спиртовая горелка, Держатель спиртовой горелки, Фитиль спиртовой горелки | VWR international | 451-0107 451-3112 451-3111 | |
| Стеклянные пипетки с пробками | Fisher Scientific | PMK-300-052R | |
| Стереомикроскоп | Wild Heerbrugg | ||
| Салфетки, 100 коробок | ЦЕПОЧКА ПОСТАВОК NHS | MJT058 | |
| Металлические лотки для культивирования | |||
| Пластиковые меламиновые лотки | VWR international | 682-009 | |
| Печь | |||
| Насадка для пипетирования ртом | Scientific Laboratory Supplies LTD | HAE3700 | |
| Трубки | |||
| Шприцевой фильтр, 0,2 мкмμразмер пор м, диаметр 25 мм | Fisher Scientific | FDM-340-010U | |
| Алмазный перо (алмазный резец) | VWR international | 818-0021 | |
| Нагревательный блок для предметных стекол | Thermo Fisher Scientific, Inc. | HBOSBB | |
| Камера для гибридизации | |||
| Рулон ткани | ЦЕПОЧКА ПОСТАВОК NHS | MJT004 | |
| Банка Шифердекера | VWR international | 631-9313 | |
| стакан Коплина | VWR international | 631-9331 | |
| Пинцет тонкий | VWR international | 232-2123 | |
| Пинцет тупоконечный | VWR international | 232-2113 | |
| Стакан на 1000 мл | VWR international | 213-1642 | |
| Фазово-контрастный микроскоп | Nikon Instruments | E200 | |
| Безворсовые картриджи для блоттинга, упаковка 100 шт. | Fisher Scientific | SDE1 | |
| Предметные стекла с синим матовым покрытием, упаковка 100 шт. | Scientific Laboratory Supplies LTD | MIC3022 | |
| Предметные стекла (покрывные), 18x18 мм, № 1, упаковка 200 шт. | Scientific Laboratory Supplies LTD | MIC3110 | |
| Предметные стекла (покрывные), 22x22 мм, № 0, упаковка 200 шт. | Scientific Laboratory Supplies LTD | MIC3104 | |
| Покровные стекла, 22x50 мм, № 0, упаковка 100 шт. | Scientific Laboratory Supplies LTD | MIC3206 | |
| Шприц 1 мл, упаковка 100 шт. | NHS Supply Chain | FWC045 | |
| Наконечники для дозатора на 1 мл, 10 штативов по 1000 шт. | Thistle Scientific | AX-T-1000-C-L-R | |
| Инкубатор | LEEC | ||
| Водяная баня | Грантовое оборудование | W22 | |
| Спиртовой термометр | Доступны различные источники | ||
| pH-метр | Jenway | 3305 | |
| pH-электрод | VWR international | 662-1759 | Разъем BNC, подходящий для pH-метра Jenway 3305 |
| Магнитная мешалка с подогревом | Бибби | HC502 | |
| Пастеровские пипетки на 1 мл, упаковка 500 шт. | Scientific Laboratory Supplies LTD | PIP4202 | |
| Парафильм, 50 мм x 75 м | VWR international | 291-1214 |