İnsan serasındaki anti-Neu5Gc antikorlarını değerlendirmek için bir siyaloglikan mikroarray testi kullanılabilir, böylece kanser ve diğer kronik enflamasyon aracılı insan hastalıkları için yüksek verimli bir tanı testi haline getirilir.
Yöntem makalesi
İnsan serasındaki anti-Neu5Gc antikorlarını değerlendirmek için bir siyaloglikan mikroarray testi kullanılabilir, böylece kanser ve diğer kronik enflamasyon aracılı insan hastalıkları için yüksek verimli bir tanı testi haline getirilir.
Hücreler, kanserde yaygın şekilde değişen ve sialik asit (Sia) ifadesinde değişiklikler içeren karbonhidrat zincirleri (glikanlar) paketi ile kaplıdır. Bunlar, 9-karbon omurgasına sahip olan ve hücre yüzeylerinde omurgalı glıkanları kaplayan asidik şekerlerdir. Memelilerin başlıca Sia formlarından ikisi N- asetilnöraminik asit (Neu5Ac) ve onun hidroksillenmiş formu, N- glikolilneuraminik asit (Neu5Gc) 'dir. İnsanlar, sitidin 5'monofosfat-Neu5Ac (CMP-Neu5Ac) hidroksilaz (CMAH) kodlayan genin inaktivasyonu nedeniyle endojen Neu5Gc üretemez. Yabancı Neu5Gc, kırmızı et ve sütten besin tüketimi yoluyla insan hücreleri tarafından edinilir ve ardından çoğunlukla karsinomalar üzerine biriken hücre yüzeyindeki çeşitli glıkanlarda görülür. Sonuç olarak, insanlar kanser ve diğer kronik enflamasyon aracılı hastalıklarda çeşitli rol oynayan ve potansiyel tanı ve terapötik ta olan dolaşımdaki anti-Neu5Gc antikorlarına sahiptirler.rgets. Burada, bu tür anti-Neu5Gc antikorlarını insan serumunda değerlendirmek için yüksek verimli bir sialoglikan mikroarray deneyi tarif ederiz. Neu5Gc içeren glikanlar ve bunların her biri bir çekirdek primer amin içeren eşleştirilmiş kontrol çiftleri (Neu5Ac içeren glikanlar), epoksi kaplı cam slaytlara kovalent olarak bağlanır. Baskı başına 896 diziye kadar çıkabilen özel bir nano-yazıcı kullanarak 16 slayt formatında 56 slaytın baskısını örnekledik. Her slayt, anti-Neu5Gc antikor özgüllüğünün, yoğunluğunun ve çeşitliliğinin değerlendirilmesi için 16 farklı insan serum örneğini taramak için kullanılabilir. Protokol, bu sağlam aracın karmaşıklığını tanımlar ve bir dizi formatında farklı klinik örneklerde Neu5Gc diyet karbonhidrat antijenine cevabı araştırmayı amaçlayanların temel bir kılavuz sağlar.
Sias, hücre yüzeyi glikoproteinleri üzerindeki glıkan zincirlerini ve omurgalılardaki glikolipitleri kapsayan asidik şekerlerdir. Sia kanser hücrelerinde 1 değiştirilebilir ve ilerlemesi ve / veya metastaz 2, 3 ile bağıntılı olduğu ortaya konmaktadır. Memelilerdeki başlıca Sia formlarından ikisi Neu5Ac ve onun hidroksillenmiş formu Neu5Gc 2'dir . İnsanlar CMAH enzimini kodlayan genin belirli bir inaktivasyonu nedeniyle Neu5Gc'yi sentezleyemez. Bu insan dışı Sia metabolik diyet Neu5Gc zengin besinler (örneğin kırmızı et) den "kendini," menşeli 4, 5 gibi insan hücrelerine sahiptir. Neu5Gc, insan epitelinin ve endotelin hücre yüzeylerinde düşük seviyelerde bulunur, ancak özellikle karsinomalarda birikir. Neu5Gc, insan humoral bağışıklık sistemi 2 , 6 tarafından yabancı olarak tanınır.Neu5Gc-glıkanların antijenik karmaşıklığı, insanlardaki anti-Neu5Gc antikor cevabının karmaşıklığı tarafından yansıtılan, Neu5Gc modifikasyonu, bağlanma, altta yatan glıkanlar ve iskeleler ve bunların yoğunluğu da dahil olmak üzere çoklu seviyelerde ortaya çıkabilir 6 . Bu antikorlardan bazıları karsinom biyolojik belirteçleri ve potansiyel immünoterapötikler 7 olarak kullanılır . Farklı sialoglikanlar 8'in kemoenzimatik sentezinin ortaya çıkışı, bu tür antikorların daha derinlemesine analizine yol açtı, bu da glıkan mikroarray teknolojisi 9 , 10 kullanılarak kolaylaştırıldı. Bu nedenle, doğal ve sentetik karbonhidratların büyük kütüphanelerinin kolaylaştırılmış hazırlanması ve manipülasyonu ile, glıkan mikrodizileri karbonhidratların sayısız biyomoleküllerle olan etkileşimlerini araştırmak için güçlü, yüksek verimli bir teknoloji haline geldi 10 , 11 , 12 , 13 . Bir dizi formatında, az miktarda malzeme kullanılır ve biyolojik olarak ilgili glıkanların bu çok-değerli gösterimi, tek bir deneyde binlerce bağlanma etkileşiminin araştırılmasını sağlar. Önemli olan, bu teknoloji aynı zamanda biyomarkır bulguları ve çeşitli numunelerde 7 , 12 bağışıklık yanıtlarını izlemek için de uygulanabilir.
Başarılı glıkan mikrodizi imalatı, üç önemli hususu göz önüne alır: yazıcı robot tipi, glikan konjugasyon kimyası ve tespit optiği. Baskı aleti konusuna gelince, iki teknik mevcuttur: temaslı ve temassız yazıcılar. Temas baskıda, 1-48 çelik pim, glikan solüsyonu içeren çok iyi kaynak plakasına daldırılır ve cam sürgü yüzeyine doğrudan temas ederek işlevselleştirilmiş cam slaytlar üzerinde lekelenir. Çözelti miktarı deSlayta gömülmüş olan, slayt yüzeyinde kalıcı sürenin bir fonksiyonudur. Genellikle, numuneler önce kaygan yüzey üzerine basılmadan önce bir cam blok üzerine (homojen noktalere ulaşmak için) önceden lekelenir. Temassız yazıcılarda ( örn., Piezo elektronik yazıcı), glikanlar, kontrollü elektrik sinyalleri kullanılarak bir cam kılcalından basılır. Kontak baskıya kıyasla daha hassas baskı elde etmek için elektrik sinyali hassas bir şekilde kalibre edilebilir. Noktaların boyutu ve morfolojisi de nispeten daha homojen. Ek bir avantaj, numunenin baskıdan sonra kaynak plakasına geri döndürülmesidir. Bununla birlikte, piezo elektronik yazıcıların en büyük dezavantajı baskı ucu sınırlaması (4 veya 8) olup, kayma kararlılığı, sıcaklık, nem ve numunenin buharlaşmasına özel dikkat gerektiren çok uzun bir yazdırma süresi sağlar. Temassız inkjet yazıcı 14 daha büyük numune hacimleri gerektirir.
Yazdırma yöntemleri için mevcut sınırlı seçeneklerin aksine, glikan konjugasyon kimyası, daha pek çok seçeneğe sahip daha karmaşık bir sorundur. Seçilen immobilizasyon kimyası, hem glikanlardaki aktif grupları hem de slayt yüzeyinin reaktivitesini açıklamak zorundadır. Belirli bir mikrodizinin yüzeyinde, sentetik olarak sentezlenen veya doğal olarak izole edilen glikanlar, hepsi aynı reaktif grubu gerektirir. Buna ek olarak, glikanlar saf ve homojen olmalı. Öte yandan, immobilizasyon yüzeyi ve kimyası tekrarlanabilirlik ve güvenilir bağlanma yoğunluğu sağlamalıdır. Çoklu immobilizasyon yöntemleri, kovalent veya kovalent olmayan (fiziksel absorpsiyon) ataşman 10 , 11 , 12 , 13 ile geliştirilmiştir . Baskın glikan mikroarray teknolojisi ile ilgili son derece detaylı bilgi almak içinD araştırmacı, bu mükemmel değerlendirmeleri 13 , 15 bakın . Önemlisi, bir Glikomik Deney (MIRAGE) inisiyatifi için gereken son Minimum Bilgi, numune hazırlama 16 için ve bu büyüyen alanda standartları iyileştirmek için glıkan mikrodizi analizleri 17'den veri raporlama talimatlarını açıklar.
Burada, 16 yuvalı bir formatta belirli bir kontaklı nano-yazıcı kullanarak sialoglikan mikrodizilerinin imalatı için ayrıntılı bir protokolü açıklıyoruz. Glikanlardan her biri, epoksi ile aktive edilen cam slaytlarına kovalent bağlantısına aracılık eden bir birincil amin içerirler. Ayrıca çeşitli insan sera örneklerini, antikorları ve Sia bağlayıcı bitki lektinlerini kullanarak bir slaytın gelişimini ve analizini açıklıyoruz. Siyaloglikan mikroarray tahlilleri, dizi imalatı, işlenmesi, geliştirilmesi ve analizi içeren birkaç ana aşamayı içerir. Dizi üretiminde armanın planlanması gerekirRay düzeni, glikanlar ve kaynak plakası hazırlanması, nano yazıcının programlanması ve slaytların basılması. Daha sonra, slaytlar işlenir, geliştirilir ve analiz edilir ( Şekil 1 ).
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
İnsan serum örnekleri İsrail Kan Bankası'ndan alındı ve Helsinki bildirgesi ve Tel Aviv Üniversitesi Kurumsal Değerlendirme Kurulu'na uygun olarak kullanıldı.
1. Dizi Üretim Planlama ve Düzen
2. Glccan ve Kaynak Tabakasının Hazırlanması
3. Nano yazıcıyı programlama
4. Dizayn Edilen Dizileri Yazdırma
NOT: Tüm basamaklar% 60-70 nem ile temiz bir odada ve korunması için uygun eldiven ve kıyafetlerle yapılmalıdır
5. Dizileri İşleme ve Geliştirme
6. Dizi Tarama ve Veri Analizi
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
Dizi Baskı, Geliştirme ve Analiz:
Birden fazla glikan numunesi ve insan IgG STD eğrileri ile 16 farklı bloktaki bir sialoglikan mikroarrayi basmak, tüm numunelerin, slayt başına ve tüm slaytlara aynı baskıda 16 blokta mümkün olduğunca eşit şekilde basılmasını sağlamak için kapsamlı kalibrasyona ihtiyaç duyar. Bu nedenle, spesifik baskı parametreleri belirlenmeden önce, her bir numune türü için tampon kompozisyonu, slayt tipi ve i...
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
Başarılı bir glikan mikroarray üretimi dikkatli planlama gerektirir ve protokolde birkaç önemli adımı içerir. Bunlar arasında şunlar bulunur: (1) sonraki tüm parametreleri tanımlayan blok ve plaka düzenlerini planlama ( ör. Mesafeler, aralık, numune miktarı ve baskı); (2) piksellerin temizlenmesi ve nokta homojenliğini kontrol etmek için kritik olan pin bütünlüğünün sağlanması; (3) baskı esnasında yüksek nem oranının korunması, spot homojenliğinden ödün verebilecek uzun basılmalar sırasında numunenin buharlaşma...
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
Yazarların açıklayacak bir şeyi yok.
Bu çalışma kısmen İsrail Kanser Araştırma Fonu'ndan Ar-Ge Kariyer Geliştirme Ödülü, İsrail Ulusal Nanoteknoloji Girişimi ve Helmsley Bağışlı Güven'den Kişiselleştirilmiş Teröristler için Nano Dedektifler (VP-K) için bir Odaklı Teknoloji Alanından hibe tarafından desteklendi ve Ulusal Sağlık yardımı enstitüleri R01GM076360 (XC'ye).
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
| Ad | Şirket | Katalog numarası | Yorumlar |
|---|---|---|---|
| Sialoglikan içeren birincil amin | Glycohub, Inc., Davis, CA, ABD (http://www.glycohub.com/services) | Bileşik talepleri için info@glycohubusa.com ile iletişime geçin | Basılı glikanlar |
| Monosodyum fosfat monohidrat | Sigma | S9638 | Baskı tamponu bileşeni |
| Disodyum fosfat heptahidrat | Sigma | S9390 | Baskı tamponu bileşeni |
| Fosfat tamponlu tuzlu su | Hy-Labs | BP-507 / 500D | Baskı tamponu / inkübasyon / yıkama tamponu |
| Tris-base | Sigma | T1503 | Slayt engelleme reaktifi |
| Gliserol | Sigma | G-7893 | Baskı tamponu bileşeni |
| Etanolamin | Thermo-Fisher Scientific | 0700/08 | Slayt engelleme reaktifi |
| Ovalbumin (Sınıf V) | Sigma | A5503 | Slayt Engelleme proteini |
| Tween-20 | Sigma | P7949 | Slayt yıkama deterjanı |
| Alexa 555-Hidrazid | Thermo-Fisher Bilimsel | A20501MP | Dizi ChromPure İnsan IgG üzerinde işaretleyici |
| , tüm molekül | Jackson Immunoresearch | 009-000-003 | Baskı bileşeni |
| Biyotinillenmiş- SNA | Vektör Laboratuvarları | B-1305 | Bitki Lektin – bağlayıcı Sia-alfa2– 6 bağlantılı |
| Biyotinillenmiş-MALII | Vektör Laboratuvarları | B-1265 | Bitki Lektin – bağlayıcı Sia-alpha2– 3 bağlantılı |
| Tavuk-anti Neu5Gc IgY | BioLegend | 146903 | Birincil tespit |
| Cy3-Streptavidin | Jackson İmmünoresearch | 016-160-0848 | Biyotin bağlayıcı |
| Cy3-anti İnsan IgG Jackson | İmmünoresearch | 109-165-088 | İnsan IgG'ye karşı ikincil tespit |
| Cy3-anti Tavuk IgY | Jackson İmmünoaraştırma | 703-165-155 | İkincil Tavuk IgY'ye karşı tespit |
| İnsan serum örnekleri | İsrail Kan Bankası | Birincil algılama | |
| Sıkıştırılmış Azot (Derece 5) | Genel toz alma/kurutma aleti | ||
| Epoksi kaplı slaytlar | Corning | 40044 | Slaytlar |
| Epoksi kaplı slaytlar | PolyAn | 2D 104-00-221 | Slayt. Bu tip slaytlarda yüzey daha hidrofobiktir (Karot slaytlarına kıyasla), bu nedenle glikanların Baskı Tamponunun 100 & mikro elde etmek için% 0.005 Tween-20 ile desteklenmesi gerekir; m boyutunda lekeler. |
| 384 kuyulu mikrotitre plakası | Genetix | 2070 | Baskı plakası |
| VWR laboratuvar işaretleyicisi | VWR | 52877-310 | Slayt etiketleme |
| Boyama Tüpü | ArrayIt | MST | Slayt geliştirme aracı |
| Boyama banyosu | VWR | 25608-904 | Slayt geliştirme aracı |
| Slaytlar cam tutucular | VWR | 631-9321 | Slayt geliştirme aracı |
| GenePix Tarayıcı | Moleküler cihazlar | 4000B | Slayt tarayıcı |
| LM-60 NanoPrinter | ArrayIt | LM-60 | Dizi yazıcı |
| Pinleri | ArrayIt | 946MP3 | Baskı pimleri |
| ProPlate Modülü | Grace Bio-Labs | P37004 | Slayt geliştirme modülü |
| Damıtılmış su | Arrayer ve nemlendirici için | Bio-Lab | 2321020500 |
| Elektronik Çoklu Pippete, 8 Kanal, ses aralığı 2-125 μ L | Thermo-Fisher Scientific (Matrix) | MA-2131 Impact2 Ekolayzer 384 384 | oyuklu plakaya numune ayırma için çoklu pippete |
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