Оптимизация сбора слезы у мышей для анализа мРНК и белка
19 июля 2024 г.
Идентификация биомаркеров РНК и белков из разрывов на мышиных моделях имеет большие перспективы для ранней диагностики различных заболеваний. В данной рукописи представлен комплексный протокол для оптимизации эффективности и результативности выделения мРНК и белков из слез мышей.
Мы заинтересованы в изучении возможности выделения биомолекул, таких как белки, ДНК, РНК, из слез мышей, подобно тому, как это было сделано на людях. Это позволило бы нам разработать простую и эффективную методологию для использования в научных фундаментальных исследованиях. У людей для раскрытия молекулярного состава слез был использован широкий спектр технологий, таких как иммунологические анализы, такие как вестерн-блоттинг, а также масс-спектрометрия.
Эти анализы проложили путь к разработке биосенсоров, способных идентифицировать конкретные молекулы, представляющие интерес. Мы разработали оптимальную методологию получения значительного объема слез у мышей, облегчающую их молекулярный анализ в лабораториях фундаментальной науки. Этот протокол облегчает идентификацию различных белков и матричной РНК, представляющих интерес.
Исследование биомаркеров, присутствующих в жидкой биопсии глаза, в настоящее время находится в центре внимания общественности. Будь то глазные заболевания, такие как диабетическая ретинопатия, или системные заболевания, такие как болезнь Альцгеймера или Паркинсона, минимально инвазивный образец, слезная пленка, предоставляет возможность для диагностики. Как сообщалось на людях, мы ответили на следующий вопрос для нашей модели зеркального отражения.
Слезы отражают молекулярные изменения, которые появляются при заболеваниях. Эти слезные композиции содержат биомолекулы, которые можно найти в других жидких биопсиях, таких как кровь или слюна.
Обзор
В данном исследовании изучается возможность выделения биомаркеров, таких как белки и РНК, из слезной жидкости мышей по аналогии с установленными методами исследования людей. В рукописи представлена подробная методика эффективного сбора и анализа слез, что открывает возможности для ранней диагностики различных заболеваний.
Основные компоненты исследования
Область исследований
- Выделение биомаркеров из биологических жидкостей
- Мышиные модели для исследования заболеваний
- Разработка методов диагностики
Теоретические основы
- Слезная жидкость мышей может содержать биомолекулярную информацию, аналогичную той, что содержится в слезах человека.
- Анализ биомолекул в слезах имеет потенциал для диагностики глазных и системных заболеваний.
- Современные методологии направлены на оптимизацию сбора и анализа слезной жидкости в лабораторных условиях.
Используемые методы
- Введение пилокарпина для стимуляции слезоотделения
- Сбор слез с использованием полосок Ширмера
- Экстракция белков и РНК с последующим количественным определением и анализом с помощью таких методов, как SDS-PAGE и QPCR
Основные результаты
- Успешно выделены и охарактеризованы белки и РНК из слезы мыши.
- Выявлены паттерны дифференциальной экспрессии биомолекул, имеющих отношение к таким заболеваниям, как диабетическая ретинопатия, болезни Альцгеймера и Паркинсона.
- Методология демонстрирует эффективность в идентификации потенциальных биомаркеров при проведении жидкостной биопсии.
Выводы
- Установленный протокол облегчает идентификацию биомаркеров слезы.
- Данный подход может оказать значительное влияние на раннюю диагностику как глазных, так и системных заболеваний, представляя собой минимально инвазивный вариант забора биоматериала.
Часто задаваемые вопросы
Практическая значимость для промышленности
Неинвазивный сбор слезы в моделях мышей позволяет проводить молекулярный анализ признаков как глазных, так и системных заболеваний, что способствует поиску трансляционных биомаркеров. Данный протокол связывает доклинические и клинические исследования путем стандартизации получения образцов для анализа мРНК и белков. Этот подход повышает прогностическую достоверность ранней диагностики и ускоряет принятие решений по портфелю препаратов на основе биомаркеров.
Стратегическое применение в биофармацевтических исследованиях и разработках
Ранние этапы поиска и валидация мишени
- Позволяет исследовать значимые для заболевания молекулярные изменения в доступных биожидкостях.
- Обеспечивает функциональную валидацию мишеней с помощью количественных сигнатур белков и мРНК.
- Способствует прогнозному снижению рисков путем установления связи между результатами исследований на животных моделях и патологией человека.
Скрининг и разработка анализа
- Обеспечивает стандартизированный отбор проб слезы для воспроизводимости последующих молекулярных анализов.
- Гарантирует готовность проб к анализу методом SDS-PAGE, qPCR и dPCR для образцов малого объема.
- Позволяет надежно оценивать потенциальные биомаркеры в масштабируемых доклинических рабочих процессах.
Трансляционные и доклинические исследования
- Обеспечивает соответствие данных моделей на животных результатам исследований биомаркеров у людей для обеспечения трансляционной преемственности.
- Поддерживает продвижение разработки с учетом рисков за счет обеспечения раннего обнаружения системных и окулярных маркеров заболевания.
- Способствует идентификации трансляционных биомаркеров для применения в жидкостной биопсии.
Интеграция конвейеров и рабочих процессов
Данный протокол интегрируется в континуум от открытия до доклинических исследований, обеспечивая возможность молекурного профилирования с использованием доступных биологических жидкостей в моделях на животных.
- Открывающая биология: обеспечивает проверку гипотез и уточнение путей передачи сигналов с помощью молекулярных данных, полученных из слез.
- Скрининг: обеспечивает воспроизводимые количественные результаты для разработки и валидации анализов.
- Аналитика: предоставляет надежные данные об уровне белков и мРНК для сравнительного анализа в различных условиях.
- Трансляционные исследования: связывает исследования на животных и людях для согласования и валидации биомаркеров.
- Корпоративное использование: устанавливает стандартизированный, адаптируемый протокол для различных экспериментальных парадигм.
Операционное и корпоративное воздействие
- Научная ценность: Повышает прогностическую достоверность и снижает механистическую неопределенность в исследованиях биомаркеров.
- Операционная ценность: Способствует стандартизации, воспроизводимости и масштабируемости процессов сбора и анализа образцов.
- Стратегическая ценность: Оптимизирует принятие решений о продолжении или прекращении разработки (go/no-go), а также повышает эффективность использования капитала за счет ранней валидации биомаркеров.
- Влияние на портфель: Обеспечивает приоритизацию и развитие программ на основе биомаркеров с учетом оценки рисков.
Особенности реализации
- Требуется технический опыт в сборе малых объемов биожидкостей и молекулярном анализе.
- Необходим доступ к оборудованию для проведения SDS-PAGE, qPCR и dPCR.
- Требуется стандартизация между исследовательскими группами для обеспечения воспроизводимости при обращении с образцами и их обработке.
- Метод применим к различным моделям мышей и экспериментальным парадигмам заболеваний.
- Ограничения по объему образцов требуют использования оптимизированных протоколов для достижения максимального выхода и качества.
Часто задаваемые вопросы по биофармацевтике
Chapters in this video
0:00
Introduction
2:04
Stimulation of Tear Production in Mice and Sample Collection Using Schirmer Strips
3:10
Isolating Mouse Tear Protein and its Analysis Using SDS‐PAGE
5:07
Tear mRNA Extraction for qPCR to Evaluate the Efficacy and Efficiency of the Tear Collection Protocol
