Tek memeli hücrelerini sıralamak ve her hücrede ilgilenilen 96'ya kadar hedef genin ekspresyonunu ölçmek için bir yöntem açıklıyoruz. Bu yöntem, mutlak transkript sayılarının tahminini sağlamak için dahili qPCR standartlarının kullanılmasını içerir.
Yöntem makalesi
Tek memeli hücrelerini sıralamak ve her hücrede ilgilenilen 96'ya kadar hedef genin ekspresyonunu ölçmek için bir yöntem açıklıyoruz. Bu yöntem, mutlak transkript sayılarının tahminini sağlamak için dahili qPCR standartlarının kullanılmasını içerir.
Toplu hücre popülasyonlarından elde edilen gen ekspresyon ölçümleri, bu popülasyonlar içindeki tek tek hücrelerin önemli transkriptomik varyasyonunu gizleyebilir. Tek hücreli gen ekspresyonu ölçümleri, gen ekspresyonundaki gürültünün rolünü değerlendirmeye, gen çiftlerinin ekspresyonundaki korelasyonları tanımlamaya ve bir uyarana farklı tepki veren hücre alt popülasyonlarını ortaya çıkarmaya yardımcı olabilir. Burada, doku kültüründe büyüyen bir popülasyondan izole edilen tek memeli hücrelerinde 96'ya kadar genin ekspresyonunu ölçmek için bir prosedür açıklıyoruz. Hücreler, floresanla aktive edilen hücre sıralaması (FACS) ile lizis tamponuna sıralanır ve ilgilenilen mRNA türleri ters kopyalanır ve amplifiye edilir. Gen ekspresyonu daha sonra, bir seferde 96 numuneye kadar 96'ya kadar qPCR testi gerçekleştiren bir mikroakışkan gerçek zamanlı PCR makinesi kullanılarak ölçülür. Ayrıca, her bir transkriptin mutlak sayısının tahmin edilmesini sağlamak için PCR amplikon standartlarının oluşturulmasını ve kullanılmasını da açıklıyoruz. Tek hücrelerde gen ekspresyonunu ölçmenin diğer yöntemleriyle karşılaştırıldığında, bu yaklaşım, RNA-Seq'ten daha düşük bir maliyetle RNA FISH'ten daha farklı transkriptlerin nicelleştirilmesine izin verir.
Nüfusu tek tek hücrelerin tek tip bir fizyolojik uyarıcı, 1, 2, 3, 4 çok farklı tepkiler gösterebilirler. Bir popülasyonda hücrelerin genetik varyasyonu bu tepkilerin çeşitli mekanizmalardan biri olmakla birlikte, daha hücre klonal popülasyonunda, yanıtların çeşitliliğini artırmak olmayan çeşitli genetik faktörler de vardır. Örneğin, tek tek proteinlerin ve diğer önemli sinyal molekülleri seviyeleri, aşağı doğru gen sentezleme profillerinin değişimine yol açan, bir hücre tarafından hücre bazında değişebilir. Buna ek olarak, gen aktivasyon kaymasının 7, 8, 9 her transkript, nispeten az sayıda sınırlı olabilir transkript 5, 6 kısa süreli patlamaları oluşabilir. böyleGen aktivasyon stochasticity büyük ölçüde biyolojik yanıt değişikliklere katkıda ve fizyolojik bir uyarıcıya yanıt mikroorganizmalar 10 ve memeli hücrelerinde 1 2 seçici bir avantaj sağlayabilir. Nedeniyle değişkenlik hem genetik hem de genetik olmayan kaynaklara, bir uyarıcıya tepki olarak belirli bir hücre gen tanımlama profili dökme yanıtın ölçülmesi elde edilen ortalama gen tanımlama profili büyük ölçüde farklılık gösterebilir. tek tek hücreler bir uyarıcıya tepki olarak değişkenlik göstermektedir ne ölçüde belirlenmesi tek tek hücrelerin izole edilmesi için teknikler gerektirir, ilgi konusu transkript için ekspresyon seviyelerinin ölçülmesi, ve elde edilen sentezleme verilerinin sayısal analizi.
maliyetleri geniş bir kaplama, tek bir hücre içinde gen ekspresyonunu analiz etmek için çeşitli yaklaşımlar bulunmaktadır transkriptlerin sayısı problanmış veölçümü doğruluğu. Örneğin, tek hücreli RNA Seq transkript içerisinde ve tek tek hücreler en yüksek ölçüde sentezlenen genler için farklı transkript binlerce ölçmek için yeteneği geniş bir derinliğe sahiptir; maliyetler düşmeye devam rağmen, ancak böyle bir sıralama derinliği ile ilişkili maliyet, engelleyici olabilir. Bunun aksine, in situ hibridizasyon (smRNA FISH), tek bir molekül, RNA floresan için transkriptlerin kesin miktarının sunar daha düşük ifade ilgili gen başına makul bir maliyetle genleri; Bununla birlikte, hedef genlerin sadece az sayıda bu yaklaşım, belirli bir hücre içinde analiz edilebilir. Bu protokol açıklanan kantitatif PCR bazlı deneyler, bu teknikler arasında bir orta yol sağlar. Bu deneyler kadar 96 hücrelerinde aynı anda ilgi 96 transkript kadar ölçmek için mikroakışkan gerçek-zamanlı PCR makinesi kullanmaktadır. Yukarıda bahsedilen yöntemlerin her biri, gerekli donanım maliyetlerini olsa da, herhangi bir tek tek qPCR tahlilinde maliyeti nispetendüşük. Bu protokol, mikroakışkan gerçek-zamanlı PCR makinesi üreticisi (Protokol ADP 41, Fluidigm) önerdiği bir uyarlanmıştır. PCR-temelli yaklaşımla her transkript mutlak sayısının tahmini etkinleştirmek için, birden fazla deneyler arasında kullanılabilir Hazırlanan hedef gen amplikonlarının iç kontrollerin faydalanmak için protokol genişlettik.
Bu tekniğin bir örneği olarak, MCF-7 insan göğüs karsinoma hücrelerinde tümör baskılayıcı p53'ün düzenlenen genlerin ifadesinin ölçümü 11 tarif edilmiştir. Hücreler DNA çift iplikli tatili uyaran bir kimyasal madde ile zorlanmaktadır. Daha önceki çalışmalar, DNA çift iplikli kırılmalara p53 yanıt hem de p53 seviyeleri 12 açısından ve farklı hedef genlerin 11 aktivasyonu tek tek hücrelerin heterojenlik büyük bir sergilediğini göstermiştir. Ayrıca, p53 100 ekspresyonunu düzenleyenHücre döngüsü tutuklama, apoptozi ve yaşlanma 13, 14 dahil olmak üzere birçok aşağı akış yolakları, yer alan hedef genlerin iyi karakterize edilir. Her bir hücrede p53 aracılı tepki kompleksi hem değişken hem de olduğu bir yaklaşım sistem faydaları analizi teknikleri, yaklaşık 100 hedef genler, aşağıda anlatıldığı gibi, tek tek hücrelerin, eş zamanlı olarak incelenebilir. (Örneğin, tek hücreli izolasyonu ve liziz alternatif yöntemler olarak) hafif değişiklikler, protokol kolaylıkla memeli hücre tipleri, transkriptlerin ve hücresel tepkilerin bir geniş bir çalışma için adapte edilebilir.
Uygun önceden hazırlık, hücre sıralama ve gen ifadesi ölçüm yuvarlak üç günlük bir süre boyunca bu protokole göre yapılabilir. Aşağıdaki zamanlama önerilmektedir: önceden, ilgi transkript seçin belirlemek ve bu TRANSCR cDNA yükseltmek primer çiftleri doğrulamakIPTS ve standartları ve bu primerler kullanılarak primer karışımları hazırlayın. Gün 1, hücre tedavisi, hasat takip ve hücreleri sıralamak, ters transkripsiyon ve belirli hedef amplifikasyon gerçekleştirmek ve adi primerler kaldırmak için bir eksonükleaz ile örnekleri davranın. 2. Gün, qPCR kullanılarak sıralanır hücreleri üzerinde kalite kontrolünü yapmak. Son olarak, 3. gün, mikroakışkan qPCR kullanılarak sıralanır hücrelerinde gen ifadesini ölçün. Şekil 1 ilgili adımları özetlemektedir.
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
1. Ön Hazırlık
2. Tedavi
Hücre sıralama 3. Lizis Tampon hazırlanması
NOT: liziz tamponu tek bir levhası yapmak yaklaşık 1 saat alır. Hücre sıralama verimsiz ve hiçbir saptanabilir hücrenin birçok kuyu sağlayabilir gibi, tabak yapmak için tavsiye ve sıralama katıdır.
4. Hücre Sıralayıcısı Kurulumu
5. Hücre Hasat ve Sıralama
6. Ekzonükleaz Tedavisi
7. Numune Sulandırma
QPCR kullanılarak 8. Sıralama Kalite Kontrolü
NOT: Hücre sıralama mükemmel verimli olmadığından, bu adımı sıralı plaka kuyu aslında bir hücreyi aldığı tanımlamak gereklidir. Bu numuneler daha sonra analiz için kullanılabilir.
Mikroakışkan QPCR kullanılarak 9. Gen İfadesi ölçüm
NOT: Bu bölümdeki her adım için, sadece ilk durağı pipet reaktiflerin kabarcıklarının oluşumunu en aza indirir.



Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
Protokol genel bir bakış hücre tedavisi, FACS ile tek hücrelerin izolasyonu için adımları da dahil olmak üzere Şekil 1 'de gösterilen üretim ve tek hücre lizatları, tek hücreli bir cDNA kütüphanelerinin onay cDNA kütüphanelerinin ön amplifikasyon sıralı oyuklar ve qPCR gen ifadesinin ölçümü.
tek hücre izolasyonu ve gen ekspresyon analizi için hazırlanırken, ilk önce her bir ilgi hedef genin geçerli oligonükleo...
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
Bu kültür içinde yetiştirilen yapışan hücreler popülasyonundan tek tek memeli hücrelerini izole etmek için, her hücrede yaklaşık 96 gen ekspresyonunu analiz etmek için bir yöntem sunulmuştur. Bu yöntem iyi çalışması için iyi bir ön hazırlık çok önemlidir. primerler tek hücreli ölçümlerin kalitesini belirlemek olarak, özellikle ilgi transkriptleri (1.2-1.3 adımlar) özgü tasarımı ve test primer çiftleri, zaman alıcı ama önemli adımlardır. güvenilir bir primer çiftleri elde edildikten sonra, bu ilgi transkript cDNA yı çoğa...
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
Yazarların açıklayacak hiçbir şeyi yoktur.
Biz bu protokolün geliştirilmesi sırasında hücre sıralama yapmadan onu yardım için CCR ETIB Sitometrisi Core V. Kapoor teşekkür etmek istiyorum. Biz de bu protokolün geliştirilmesi sırasında qPCR performans onların yardım M. Raffeld ve CCR LP Moleküler Tanı Ünitesi ve J. Zhu ve NHLBI DNA Dizilimi ve Genomik Çekirdek teşekkür ederiz. Bu araştırma NIH İntramural Programı tarafından desteklenmiştir.
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
| Ad | Şirket | Katalog numarası | Yorumlar |
|---|---|---|---|
| RNeasy Plus Mini Kit | Qiagen | 74134 | |
| RNase İnhibitörü | ThermoFisher | 4374966 | |
| Phusion Yüksek Kaliteli DNA Polimeraz ile Yüksek Kapasiteli cDNA Ters Transkripsiyon Kiti | New England BioLabs | M0530S | |
| QIAquick Jel Ekstraksiyon Kiti | Qiagen | 28704 | |
| Quant-iT Yüksek Hassasiyetli dsDNA Test Kiti | ThermoFisher | Q33120 | |
| 2.0 ml düşük yapışmalı mikrosantrifüj tüpleri | USA Scientific | 1420-2600 | |
| DNA Süspansiyon Tamponu | Teknova | T0221 | |
| Axygen 0.2 ml Maxymum Geri Kazanım İnce Duvar PCR Tüpleri | Corning | PCR-02-LC | |
| GE 96.96 Dinamik Dizi DNA Bağlayıcı Boya Örneği & Test Yükleme Reaktif Kiti | Fluidigm | 100-3415 | |
| HyClone RPMI 1640 ortamı | GE Healthcare Yaşam Bilimleri | SH30027.01 | |
| Fetal Sığır Serumu, Sertifikalı (ABD) | ThermoFisher | 16000-044 | |
| Antibiyotik-Antimikotik Çözelti | Corning | 30-004-CI | |
| Neokarzinostatin | Sigma | N9162 | |
| ELİMİNaz | Decon Labs | 1101 | |
| SUPERase-In | ThermoFisher | AM2696 | |
| CellsDirect Tek Adımlı qRT-PCR Kiti | ThermoFisher | 11753500 | |
| E. coli DNA | Affymetrix | 14380 10 MG | |
| ThermalSeal Sızdırmazlık Filmi, Steril | Excel Bilimsel | STR-THER-PLT | |
| BD FACSAria IIu | BD Biyolojik Bilimler | ||
| HyClone Tripsin% 0.05 | GE Sağlık Yaşam Bilimleri | SH30236.01 | |
| PBS, 1x | Corning | 21-040-CV | |
| Falcon 40 & mikro; m Hücre Süzgeci | Corning | 352340 | |
| Eksonükleaz I | New England BioLabs | M0293S | |
| Bio-Rad | SsoFast EvaGreen Supermix | 172-5210 | |
| 96.96 Gen İfadesi için Dinamik Dizi IFC (mikroakışkan qPCR çipi) | Fluidigm | BMK-M-96.96 | |
| IFC Kontrol Cihazı HX (yükleme makinesi) | Fluidigm | ||
| BioMark veya BioMark HD (mikroakışkan qPCR makinesi) | Fluidigm | ||
| Real-Time PCR Analiz yazılımı | Fluidigm | ||
| MATLAB yazılımı | MathWorks |
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
Bu JoVE makalesinin metnini veya şekillerini yeniden kullanmak için izin iste
İzin iste