هنا ، يتم تقديم الكمية في الوقت الحقيقي البلمره سلسله البروتوكول القائم علي رد الفعل لتحديد محتوي الحمض الريبي الصغير الأصلي (المطلق/النسبي) من جزيئات البروتين الدهني. الاضافه إلى ذلك ، يتم إثبات طريقه لزيادة مستوي الحمض الريبي الصغير ، فضلا عن طريقه لتحديد معدل امتصاص جزيئات الخلايا الدهنية.
جزيئات البروتين الدهني هي في الغالب ناقلات الدهون والكوليسترول في مجري الدم. وعلاوة علي ذلك ، فانها تحتوي علي كميات صغيره من خيوط الميكرورنا غير الترميز (ميرنا). بشكل عام ، ميرنا يغير الملف الشخصي التعبير عن البروتين بسبب التفاعلات مع رسول الحمض الريبي النيبالي (mRNA). التالي ، فان معرفه محتوي ميرنا النسبي والمطلق لجزيئات البروتين الدهني ضرورية لتقدير التاثير البيولوجي لامتصاص الجسيمات الخلوية. وهنا ، يتم تقديم البروتوكول القائم علي تفاعل البلمره المتسلسل في الوقت الحقيقي (qPCR) لتحديد محتوي ميرنا المطلق لجزيئات البروتين الدهني — الذي يظهر لجزيئات البروتين الدهني الاصليه والمخصبة من ميرنا. يتم قياس محتوي ميرنا النسبي باستخدام بطاقات صفيف ميكروفلويدريك متعددة الآبار. وعلاوة علي ذلك ، يسمح هذا البروتوكول العلماء لتقدير ميرنا الخلوية ، التالي ، معدل امتصاص جزيئات البروتين الدهني. وهناك زيادة كبيره في مستوي ميرنا الخلوية يمكن ملاحظتها عند استخدام البروتينات الدهنية عاليه الكثافة (HDL) جزيئات محمله بشكل مصطنع مع ميرنا ، في حين ان الحضانة مع جزيئات HDL الاصليه لا تعطي تاثيرا كبيرا بسبب محتواها منخفضه نسبيا ميرنا. وعلي النقيض من ذلك ، فان الامتصاص الخلوي لجزيئات البروتين الدهني منخفض الكثافة (LDL)-لا مع ميرنا الاصليه ولا محمله بشكل مصطنع معها-لم يغير مستوي ميرنا الخلوي.
تتكون جزيئات البروتين الدهني من طبقه أحاديه من الدهون البرمائية والكوليسترول الذي يضم نواه من استرات الكوليستيرول ودهون الدهون الثلاثية. يتم تثبيت الجسيمات بأكملها بواسطة شحمي الاغشيه المضمنة ، والتي تحدد الوظائف البيولوجية للجسيمات. يمكن تمييز جزيئات البروتين الدهني وفقا لكثافتها المتزايدة ، التالي ، إنقاص الحجم ، وهي بروتين دهني منخفض الكثافة جدا (VLDL) ، وبروتين دهني متوسط الكثافة (IDL) ، و LDL ، وجسيمات HDL. علي الرغم من نقل مكونات المياه غير القابلة للذوبان في مجري الدم ، فقد ثبت ان الجسيمات HDL تحمل خيوط غير الترميز من ميرنا1،2. [ميكرو-رناس] صنف من قصيرة (عاده اثنان اثنا عشر [نوبوتيدس]) [رنا] فروع, اي يتحلل اينتراسيلولارلي متممه [مرنا] خيوط و, بذلك, يغير التعبير تشكيل من بعض بروتينات3,4,5, 6– وعلاوة علي ذلك ، تم العثور علي تعديلات الملف الشخصي ميرنا في مجموعه متنوعة من الامراض ، التالي ، يتم تطبيق الشخصية كمؤشر حيوي للتشخيص والتشخيص. النقل خارج الخلية من miRNAs بين الخلايا عن طريق جزيئات البروتين الدهني قد تكون بمثابه اليه اضافيه لتحوير مستوي mRNA البينية. للتقدير الكمي للتاثير البيولوجي ، هناك حاجه إلى المعرفة فيما يتعلق بمحتوي ميرنا المطلق والنسبي لجزيئات البروتين الدهني.
الكمية PCR في الوقت الحقيقي هو وسيله مناسبه وسريعة نسبيا للحصول علي هذه المعلومات. التالي ، يمكن حساب قيمه القياس الكمي النسبي (RQ) ، والاختلافات النسبية بين العينات المختلفة وكسور البروتين الدهني التي تقدر بثمن. بطاقات صفيف ميكروفلويدريك المتعددة هي طريقه سريعة وسهله الاستخدام لتحديد الوجود النسبي (يعادل قيمه RQ) miRNAs في عينه. Multiwell بطاقات صفيف ميكروفلويديك تتكون من 96 أو 384 غرف التفاعل الفردية لردود الفعل الفردية qpcr جزءا لا يتجزا من جهاز ميكروفلويديك. تحتوي كل غرفه علي مسبار التحلل المائي المطلوب والإشعال الخاصة qPCR لواحد ميرنا الفردية. المزايا هي وقت المناولة القصيرة بسبب التوحيد القياسي ، وسير العمل بسيطه ، وانخفاض عدد الخطوات الأنابيب. وعلاوة علي ذلك ، يتم تصغير حجم العينة المطلوبة. وعلي النقيض من القياس الكمي النسبي ، فان محتوي ميرنا المطلق يتطلب مقارنه لنتائج عينه qPCR مع المنحنيات القياسية للأرقام المطلقة المعروفة لخيوط ميرنا. وتجدر الاشاره إلى انه نظرا لمحتوي ميرنا منخفض نسبيا ، ومعيار ، وعلاوة علي ذلك ، حتى واحده جزيء تقنيات التصوير الحساسة ليست ممكنة-الإثراء الاصطناعي لجزيئات البروتين الدهني مع ميرنا أمر حتمي لدراسة الخلوية تفاعل جسيمات البروتين الدهني ونقل ميرنا. وفيما يتعلق بهذا الأمر ، فان الفصل بين الجسيمات الحميدة يتبع مع البعد اللاحق7 يسمح بإدماج و ، التالي ، إثراء مع خيوط ميرنا. إثراء مماثله للجسيمات LDL مع ميرنا غير ممكن بسبب هيدروفوبيسيتي من البروتين apoB-100 ، وهو المكون الرئيسي للجسيمات LDL. ومع ذلك ، بالاضافه إلى القطب المذيب ثنائي ميثيل سولفوكسيد (DMSO) ، والتي هي قادره علي اختراق اغشيه الدهون ، يمكن تحميل جزيئات LDL بشكل مصطنع مع خيوط ميرنا كذلك.
عاليه السرعة المجهرية القوه الذرية (HS-فؤاد) هو أداه قويه لتوصيف العينات البيولوجية التي تقدم subnanometer المكانية والقرار الزمانيه subsecond8. التالي ، فانه هو تقنيه مناسبه تماما لمراقبه الجودة من جزيئات البروتين الدهني المعدلة كما الأصلي/المعاد تشكيلها/المسمية جزيئات البروتين الدهني يمكن ان تكون ناقصه تحت بيئة شبه فسيولوجية.
هنا ، يتم تقديم بروتوكول المستندة إلى qPCR خطوه بخطوه لتحديد محتوي ميرنا المطلق/النسبي من جزيئات البروتين الدهني وعينات الخلية ، والذي يسمح بتقدير معدل امتصاص جزيئات البروتين الدهني الخلوي. وعلاوة علي ذلك ، يتم إظهار طريقه لإثراء جزيئات البروتين الدهني مع ميرنا. قد يتم تكييف هذه الطريقة للتلاعب العام لمحتوي البروتين الدهني ، التالي ، ويوضح انطباق جزيئات البروتين الدهني كاهداف لتسليم المخدرات.
هنا ، يتم وصف العزلة من الجزيئات البروتين الدهني من الدم البشري وتحديد محتواها ميرنا الفردية خطوه بخطوه. من المهم للعمل في بيئة خاليه من RNase في حين التعامل مع معزولة وتوليفها ميرنا-الجسيمات المضمنة ميرنا من الواضح محمية من تدهور الانزيميه. كما نسبه ميرنا/الجسيمات من جزيئات البروتين الدهني الأصلي منخفضه نوعا ما ، والإثراء الاصطناعي مع ميرنا مطلوب لدراسة امتصاص الجسيمات هولو من الخلايا. التالي ، فان أعاده تشكيل جزيئات HDL كما هو موضح سابقا7 يتم تعديلها لدمج خيوط ميرنا. بالاضافه إلى ذلك ، فان فصل الدهون وكسر البروتين خلال هذا الاجراء يسمح للعلماء بفحص المكونات المرتبطة بالدهن والبروتين في جسيمات البروتين الدهني19. بطريقه مماثله ، يتم تكييف الاجراء الوسم من جزيئات LDL. ومن المثير للاهتمام ، ان أضافه النطاف-المثبت الطبيعي للالنيوبوتيدات-لم يؤثر علي نسبه ميرنا/الجسيمات. وتجدر الاشاره إلى ان الطريقة ، من حيث المبدا ، تسمح بعدم الطي من المواد الأخرى من ميرنا داخل جسيمات البروتين الدهني. وبطبيعة الحال ، هناك حد فيما يتعلق بالحجم المادي للمادة استنادا إلى الحجم الكلي لل HDL (القطر: 5-12 نانومتر) وجزيئات LDL (القطر: 18-25 نانومتر).
وفيما يتعلق بمراقبه الجودة من الجزيئات الدهنية المعاد تشكيلها/المسمي, HS-فؤاد هو طريقه قابله للتطبيق لتوصيف الجسيمات HDL/LDL علي مستوي الجسيمات واحد. بالمقارنة مع EM ، فانه يسمح لأوقات التحضير أقصر والظروف شبه الفسيولوجية (الرطب ، درجه حرارة الغرفة).
نظرا لحساسيته المتاصله والتضخيم ، qPCR هو الأسلوب المفضل للكشف عن تركيزات ميرنا منخفضه. بدلا من ذلك ، واحد جزيء المجهر المجهري الحساسة ، والتي هي قادره علي الكشف عن جزيئات الفردية حتى ، لن تكون مناسبه بسبب تركيزات منخفضه ، علي سبيل المثال ، فلوريسسينتلي المسمي ميرنا خيوط لكل الجسيمات. وهكذا ، تم العثور علي نسبه خيوط ميرنا لكل الجسيمات الدهنية الاصليه لتكون 10-8. الإثراء الاصطناعي يزيد من نسبه بمعامل 10,000 ، مما يسهل تقدير معدل امتصاص البروتين الدهني الخلوي (لم يتم الكشف عن اي فرق كبير باستخدام جزيئات البروتين الدهني الأصلي 19). الحساسية العالية من qPCR يجعل من الممكن تحديد معدل الامتصاص هذا عن طريق قياس عدد خيوط ميرنا بعد وقت الحضانة ونسبه ميرنا/الجسيمات. وتجدر الاشاره إلى ان القيمة المحسوبة تتجاهل تدهور الخلوية والإفراج عن ميرنا ، التالي ، يمثل علي الأقل حدا ادني لنسبه امتصاص جزيئات البروتين الدهني.
في المستقبل ، يمكن تكييف هذه الطريقة لنقل المواد الصيدلانية (ولا سيما أيضا محبه للدهون منها) في الخلايا وربط تاثيرها البيولوجي علي تركيز داخل الخلية (تحديد من خلال معدل امتصاص جزيئات البروتين الدهني).
The authors have nothing to disclose.
وقد حظي هذا العمل بدعم مشروع صندوق العلوم النمساوي P29110-B21 ، وهو مشروع “هوخشوليومبوسستيفتونغ دير شتات فيينا تسور فورستر دير ويسنشافت” 3065/2011 ، الصندوق الأوروبي للتنمية الاقليميه (EFRE, IWB2020) ، الدولة الاتحادية لأعالي النمسا ، و “الأرض OÖ Basisfinanzierung”.
Ultracentrifuge | Beckman | Optima L-100 XP | Lipoprotein isolation |
Ultracentrifuge rotor | Beckman | TI 55.2 | Lipoprotein isolation |
Vacutainer (EDTA) | Becton Dickinson | 366643 | Lipoprotein isolation |
Kaliumbromid | Sigma Aldrich | 2110 | Lipoprotein isolation |
Ultracentrifuge tubes | Beckman | 342414 | Lipoprotein isolation |
Ultracentrifuge tube sealer | Beckman | 342428 | Lipoprotein isolation |
Sodiumchlorid | Carl Roth GmbH | P029.2 | Lipoprotein isolation |
EDTA | Fisher Scientific | D/0650/50 | Lipoprotein isolation |
Dialysis tubes, MWCO 12 – 14k | Spectra | 132700 | Lipoprotein isolation |
synthetic miRNA | microSynth | – | synthetic miRNA |
TRIS buffer pH 7 | Ambion | AM9850G | synthetic miRNA |
TRIS buffer pH 8 | Ambion | AM9855G | synthetic miRNA |
sterile tubes | Carl Roth GmbH | ENE8.1 | synthetic miRNA |
Photometer | Eppendorf | Eppendorf Biophotometer | Bradford assay |
Cuvette | Carl Roth GmbH | XK20 | Bradford assay |
Coomassie G-250 Stain | BioRad GmbH | 161-0786 | Bradford assay |
Sodiumchlorid | Carl Roth GmbH | 3957.1 | Delipitation |
EDTA | Fluka Analytical | 03690-100ML | Delipitation |
TRIS buffer pH 8.0 | Ambion | AM9855G | Delipitation |
Ethanol 100% | AustrAlco | Ethanol Absolut 99.9% | Delipitation |
Diethyl ether | Carl Roth GmbH | 3942.1 | Delipitation |
Centrifuge | Thermo Scientific | Multifuge X3R | Delipitation |
Chloroform | Carl Roth GmbH | 3313.1 | Reconstitution |
Methanol | Carl Roth GmbH | 4627.1 | Reconstitution |
Phosphatidylcholine | Sigma Aldrich GmbH | P3556-25mg | Reconstitution |
Cholesterol oleate | Sigma Aldrich GmbH | C-9253-250mg | Reconstitution |
cholesterol | Sigma Aldrich GmbH | C8667-500mg | Reconstitution |
glass tubes | Carl Roth GmbH | K226.1 | Reconstitution |
spermine | Sigma Aldrich GmbH | S3256-1G | Reconstitution |
Thermomixer | Eppendorf | Thermomixer comfort | Reconstitution |
Sodium deoxycholate | Sigma Aldrich GmbH | 3097-25G | Reconstitution |
Magnetic stir bar | Carl Roth GmbH | 0955.2 | Reconstitution |
100µL micropipettes | Carl Roth GmbH | A762.1 | Reconstitution |
PBS | Carl Roth GmbH | 9143.2 | Dialysis |
Amberlite XAD-2 beads | Sigma Aldrich GmbH | 10357 | Dialysis |
Slide-A-Lyzer casette (cut-off 20 kDa) | Thermo Scientific | 66003 | Dialysis |
Syringe | Braun | 9161406V | Dialysis |
Syringe needle | Braun | 465 76 83 | Dialysis |
EGTA | Carl Roth GmbH | 3054.2 | Labeling of LDL particles |
DMSO | life technologies | D12345 | Labeling of LDL particles |
Atomic Force Microscope | RIBM | SS-NEX | Quality control of reconstituted/labeled lipoprotein particles |
Muscovite Mica (V-1 Grade) | Christine Gröpl | G250-1/V1 | Quality control of reconstituted/labeled lipoprotein particles |
AFM Cantilever | Nanoworld | USC-F1.2-k0.15 | Quality control of reconstituted/labeled lipoprotein particles |
Gwyddion 2.49 | Czech Metrology Institute | http://gwyddion.net | Quality control of reconstituted/labeled lipoprotein particles |
Chamber slides, Nunc Lab-Tek | VWR | 734-2122 | Cell culture |
HBSS | Carl Roth GmbH | 9117.1 | Cell culture |
Cell counter | Omni Life Science GmbH | Casy | Cell culture |
miRNeasy Mini Kit | QIAGEN | 217004 | miRNA extraction |
Centrifuge | Eppendorf | 5415R | miRNA extraction |
20G needle | Braun | Sterican 465 75 19 | miRNA extraction |
5ml syringe | Becton Dickinson | 309050 | miRNA extraction |
PCR cabinet | Esco | PCR-3A1 | Reverse Transcription |
TaqMan Reverse Transcription Kit | Thermo Scientific | 4366596 | Reverse Transcription |
Rnase-free water | Carl Roth GmbH | T143 | Reverse Transcription |
0.2 ml tubes | Brand | 781305 | Reverse Transcription |
Centrifuge | Carl Roth GmbH | Microcentrifuge AL | Reverse Transcription |
Thermocycler | Sensoquest | Labcycler | Reverse Transcription |
TaqMan Primer | Thermo Scientific | – | qPCR |
iTaq Universal probe supermix | BioRad GmbH | 1725131 | qPCR |
PCR machine | Corbett | Rotor-Gene RG-6000 | qPCR |
TaqMan MicroRNA Reverse Transcription Kit | Applied Biosystems | 4366596 | TaqMan Array |
Megaplex RT Primers, Human Pool A v2.1 | Applied Biosystems | 4399966 | TaqMan Array |
TaqMan PreAmp Master Mix | Applied Biosystems | 4391128 | TaqMan Array |
Megaplex PreAmp Primers, Human Pool A v2.1 | Applied Biosystems | 4399933 | TaqMan Array |
TaqMan Universal Master Mix II, no UNG | Applied Biosystems | 4440040 | TaqMan Array |
TaqMan Advanced miRNA Human A Cards | Applied Biosystems | A31805 | TaqMan Array |
Nuclease-free water | Thermo Scientific | R0581 | TaqMan Array |
MgCl2 (25mM) | Thermo Scientific | R0971 | TaqMan Array |
TE, pH 8.0 | Invitrogen | AM9849 | TaqMan Array |
7900HT Fast Real-Time PCR System | Applied Biosystems | 4351405 | TaqMan Array |
TaqMan Array Card Sealer | Applied Biosystems | – | TaqMan Array |