A subscription to JoVE is required to view this content. Sign in or start your free trial.
Method Article
يصف هذا البروتوكول استخدام bromodeoxyuridine (BrdU) امتصاص للسماح تتبع الزمني للخلايا التي كانت في المرحلة S في نقطة محددة في الوقت المناسب. إضافة الأصباغ الحمض النووي ووضع العلامات الأجسام المضادة تسهل تحليل مفصل لمصير الخلايا مرحلة S في أوقات لاحقة.
This protocol describes a method to permit the tracking of cells through the cell cycle without requiring the cells to be synchronized. Achieving cell synchronization can be difficult for many cell systems. Standard practice is to block cell cycle progression at a specific stage and then release the accumulated cells producing a wave of cells progressing through the cycle in unison. However, some cell types find this block toxic resulting in abnormal cell cycling, or even mass death. Bromodeoxyuridine (BrdU) uptake can be used to track the cell cycle stage of individual cells. Cells incorporate this synthetic thymidine analog, while synthesizing new DNA during S phase. By providing BrdU for a brief period it is possible to mark a pool of cells that were in S phase while the BrdU was present. These cells can then be tracked through the remainder of the cell cycle and into the next round of replication, permitting the duration of the cell cycle phases to be determined without the need to induce a potentially toxic cell cycle block. It is also possible to determine and correlate the expression of both internal and external proteins during subsequent stages of the cell cycle. These can be used to further refine the assignment of cell cycle stage or assess effects on other cellular functions such as checkpoint activation or cell death.
تقييم ميزات دورة الخلية والتغيرات التي تحدث في الخلايا أثناء تقدم دورة الخلية هو أمر أساسي لفهم جوانب كثيرة من الأحياء، لا سيما بيولوجيا السرطان. العديد من وكلاء في التنمية لعلاج الأورام الخبيثة يكون لها آثار عميقة على تقدم دورة الخلية أو لحث على موت الخلايا عبر دورة الخلية الآليات التي تعتمد على. من أجل دراسة ديناميات دورة الخلية أو الخلايا في مرحلة معينة من مراحل دورة الخلية، ومن المعتاد لمزامنة الخلايا. ومع ذلك أساليب التزامن يمكن أن يكون لها آثار ضارة على خلايا التي تجري دراستها، يحتمل أن يفند النتائج التي تم الحصول عليها. 1 تحليل الآونة الأخيرة استخدام البروتينات الموسومة fluorescently التي تكون موجودة إلا في مراحل معينة من دورة الخلايا ويسمح للتقدم دورة الخلية في الخلايا واحد على مر الزمن 2، إلا أن الخلايا لدراستها الحاجة إلى معالجته وراثيا للتعبير عن هذه البروتينات الموسومة مما يحد من وإلى أنظمة حيث هذا يمكن قراءةحققت إيلي.
تتكون دورة الخلية من مرحلتين النشطة: مرحلة التوليف (S)، حيث يتم نسخ DNA والانقسام (M) حيث انقسام الخلية تأخذ مكان. يتم فصل هذه المراحل من خلال ثلاث مراحل الفجوة، G 0، G 1 و 2 G. G 0 أو السكون، هو مرحلة الراحة حيث ترك الخلية دورة، G 1 حيث تزيد من الخلايا في الحجم قبل تكرار الحمض النووي وG 2 حيث يستمر نمو الخلايا بين الانتهاء من تكرار الحمض النووي ولكن قبل انقسام الخلية. يتم التحكم في تطور من خلال دورة الخلية من قبل عدد من نقاط التفتيش. تنشيط G 1 نقطة تفتيش عندما تكون الظروف البيئية ليست داعمة لتخليق DNA ويمنع دخول مرحلة S. ويمكن أن تظهر نقطة تفتيش المرحلة داخل S أو تأخير من قبل الحمض النووي من التلف الذي قد يؤدي إلى تكرار الشوك المتوقفة. خلال G 2 تأكيد الإخلاص من الحمض النووي تتكرر وإذا تم الكشف عن الأضرار ثم G 2 نقطة تفتيش سمحت إصلاح الحمض النووي قبل انقسام الخلايا. A نقطة تفتيش النهائي خلال الانقسام يضمن أن الصبغيات تم محاذاة بشكل صحيح في لوحة الإنقسامية حتى يمكن الانتهاء من هذا الانقسام الخلوي بنجاح. يستخدم 3 تفعيل هذه الحواجز عادة لمزامنة السكان الخلية. نقاط التفتيش دورة الخلية يمكن تفعيلها من خلال عدد من العوامل ولكن في بيولوجيا السرطان الأكثر شيوعا هو الكشف عن الحمض النووي من التلف. تبدأ الاستجابة الحمض النووي من التلف من قبل مثل PI3 كيناز توسع الشعريات تحركات ترنح وRad3 ذات الصلة (ATR) وترنح توسع الشعيرات تحور (ATM) التي تنشط تحركات المستجيب المصب Chk1 وChk2، على التوالي. 3 وهناك مجموعة من الأحداث ينشط Chk1 بما المتوقفة تكرار الشوك، crosslinks DNA، وأضرار الأشعة فوق البنفسجية في حين يتم تنشيط Chk2 المقام الأول عن طريق الكسر مزدوج الحبل.
الطريقة المعتادة لدراسة تأثير الظروف المتغيرة على طول ط دورة الخليةالصورة لمزامنة الخلايا في مرحلة معينة من مراحل دورة الخلية. 1 وهذا لا يمكن أن يتحقق من خلال عدة طرق. الخلايا يمكن جسديا منعزلة على أساس الحجم والكثافة، مبعثر الجانب (التفاصيل)، وعلامات التعبير سطح الخلية. أكثر عمليا، قد تكون متزامنة الخلايا عن طريق الوسائل الكيميائية. عدة عوامل مثل الثيميدين، هيدروكسي يوريا والسيتوزين الأرابينوزيد يمكن أن تستخدم لتثبيط تخليق DNA في المرحلة S من دورة الخلية مما يؤدي إلى تراكم الخلايا في مرحلة S التي لا تزال ركوب الدراجات بعد إزالة العوامل. خلايا تعامل مع نوكودازول، الذي يمنع تشكيل المغزل الإنقسامية والاعتقال مع G 2 - أو M-مرحلة محتوى الحمض النووي. القضاء على المصل من نتائج مستنبت في تراكم الخلايا في G 0 المرحلة. إعادة بالإضافة للمغذيات داخل المصل ثقافة إعادة يبدأ ركوب الدراجات العادية للخلايا. ومع ذلك، كل من هذه الأساليب تزامن تتداخل مع ركوب الدراجات العادية ونمو الخلايا ويمكن بالنتيجهتي في موت الخلايا كبيرة.
تزامن خلايا سرطان الدم الليمفاوي الحاد هو تحديا من نوع خاص، وهذه الخلايا ليست قابلة للتلاعب الجيني. الطريقة الموصوفة هنا يسمح تقييم ديناميكيات دورة الخلية ودراسة الخلايا في مراحل معينة من دورة الخلية دون تزامن التقليدي أو التعديل الوراثي. هذه الطريقة قد تكون مفيدة لأنواع الخلايا الأخرى التي لم تتحقق التعديل الوراثي وتزامن الإجراءات التقليدية بسهولة أيضا. وتستند هذه الطريقة على استخدام عريقة من bromodeoxyuridine (BrdU) التأسيس، والذي له تأثير ضئيل جدا على النمو على المدى القصير وتكاثر الخلايا. 4 بروتوكولات BrdU تأسست الاستفادة من إدماج BrdU الى الحمض النووي مركبة جديدة خلال المرحلة S . هذا يمثل بشكل دائم الخلايا بأنها كانت في المرحلة S أثناء التعرض BrdU. يمكن التعرف على هذه الفئة من السكان في نقطة زمنية لاحقة من قبل تلطيخ لBrdU incorporأوجه، وبالتالي يكون بمثابة السكان متزامنة التي يمكن اتباعها وتقييمها على مر الزمن السماح دراسة آثار المخدرات على دورة الخلية العبور. يحتاج BrdU أن تتعرض قبل تلوين الأجسام المضادة، التي تحققت عادة بعد الدناز أو العلاج حامض. 6،7 عن طريق التدفق الخلوي للكشف BrdU أدرجت يمكن إدراج علامات إضافية. والأهم هو استخدام الأصباغ لقياس محتوى الحمض النووي، مما يتيح تقييم دورة الخلية توزيع المرحلة من الخلايا التي كانت في المرحلة S في بداية الدراسة. ويمكن أيضا 8 السطح أو داخل الخلايا المستضدات وعلاوة على ذلك إضافية دراستها. 9 هذه قد تتعلق بأحداث دورة الخلية مثل Ki67 أو ميزات الخلية لتبدو غير ذات صلة مثل علامات موت الخلايا المبرمج مثل المشقوق كاسباس 3. التطبيقات المحتملة محدودة من الخيال المحقق.
بروتوكول الموصوفة هنا يستخدم الليمفاوي خط خلية سرطان الدم الحاد NALM6 لكن يمكن تطبيقها على أنواع الخلايا الأخرى.
1. حلول والكواشف
2. خلايا
لاوكانت الزنازين لا تربيتها لمدة تزيد عن 6 أشهر: الشركة المصرية للاتصالات. هذا الأسلوب هو قابل للتكيف مباشرة إلى أي خط الخلايا غير ملتصقة مع تعديلات لكثافة الخلايا وسائل الإعلام والثقافة. استخدام الخلايا التي تنمو باطراد في بدء التجربة.
3. نبض صفها من الخلايا مع BrdU
تنبيه: التعامل مع BrdU مع الرعاية كما هو المغير المحتملين ومشوه.
تلطيخ 4. خلية
ملاحظة: إذا كان مطلوبا تلطيخ سطح الخلايا تنفيذ ذلك قبل التثبيت، وضمان أن الخلايا يتم الاحتفاظ في 4 ° C طوال الوقت.
5. جمع بيانات التدفق الخلوي
ملاحظة: الجهاز المطلوبة تعتمد على عدد وطبيعة fluorochromes المستخدمة.
6. تحليل التدفق الخلوي البيانات
ملاحظة: تم استخدام FlowJo في هذه الدراسة لتحليل التدفق الخلوي البيانات ولكن حزم البرامج الأخرى يمكن أن تستخدم أيضا. ويتضح الاستراتيجية النابضة في الشكل 1.
الشكل 1: استراتيجية المحاصرة اليسار سنويا.نيل: وتظهر الخلايا ungated على FCS-A مقابل SSC-A مؤامرة نقطة. يتم التعرف على السكان خلية قابلة للحياة بوابة مبين. وتظهر الخلايا المغلقة من لوحة اليسرى على FSC-A مقابل FSC-H مؤامرة نقطة (يمكن استخدامها بدلا من ارتفاع FSC-W): مركز اللوحة. يتم تحديد الحلل والركام، ويستثنى من الباب مبين. اللوحة اليمنى: وتظهر الخلايا المغلقة من تاريخ الاستبعاد صدرة في لوحة مركز على 7-AAD مقابل APC-A مؤامرة نقطة. هو المسمى الضد BrdU مع APC يتيح التعرف على الخلايا التي أدرجت BrdU خلال وضع العلامات النبض. تقدم 7-AAD معلومات عن محتوى الحمض النووي. وتعرف بوابة العليا خلايا إيجابية لBrdU وبالتالي في المرحلة S في وقت نبض BrdU، البوابة اليسرى السفلى، والخلايا في G 0/1 والبوابة اليمنى السفلى تلك الموجودة في G 2 / M. الرجاء انقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.
840 / 52840fig2highres.jpg "العرض =" 700 "/>
وبوابات تقدم دورة الخلية الفريق الأول (جميع خلايا) على السكان الخلية التي حددها بوابة صدرة الاستبعاد: الرقم 2. تم عرض هذه الفئة من السكان في الرسم البياني مع 7-عاد على المحور X. يشار إلى ذروة G 0/1 الذروة التي كتبها السهم الموجود أسفل المحور. في لوحات لاحقة تم بوابات الخلايا إيجابية BrdU على النحو المبين في الشكل رقم 1. يتم تطبيق قيمة لل0/1 موقف G الحصول عليها عندما المعزولة من بوابة صدرة الإقصاء للخلايا BrdU إيجابية بوابات داخل FlowJo برنامج دورة الخلية. تم بوابات كل لوحة لاحقة على السكان إيجابي BrdU كما هو مبين في الشكل (1) وموقف G 0/1 الذروة على أساس القيمة التي تم الحصول عليها عند تحليل جميع السكان كما هو موضح في لوحات الأولين. باستخدام جزء سلبي BrdU لتحديد الموقع من السكان G 0/1 للخلايا إيجابية BrdU في نفس عصيدةلو تسيطر لأي الاختلافات الطفيفة في كثافة وصمة عار الحمض النووي بين العينات. الرقم الظاهر في كل لوحة يمثل الوقت منذ انتهاء نبض BrdU. وترد محسوبة مراحل دورة الخلية باللون الأخضر مظللة. يرجى النقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم.
ويمكن استخدام هذه المنهجية للحصول على مجموعة من المعلومات. وترد عدد قليل من الطلبات هنا.
تقييم مدة دورة الخلية
لتحديد الوقت اللازم للخلايا إلى المرور عبر دورة الخلية، ويتم حصاد الخلايا في نق?...
القدرة على تحليل دورة الخلية هي مهمة لفهم بيولوجيا السرطان وآلية عمل كل من المخدرات والجينات التي تؤثر على تكاثر الخلايا والنمو. في حين أن هناك العديد من المقايسات التي يقال قياس تكاثر الخلايا، فإن الغالبية لا توفر سوى مقياس يشير إلى خلايا العدد الحالي. وتشمل هذه الم...
The authors have nothing to disclose.
The work was funded by the Leukemia and Lymphoma Society of the USA (6105-08), a Cancer Council NSW grant (13-02), an NHMRC Senior Research Fellowship (LJB) (1042305) and project grant (1041614).
Name | Company | Catalog Number | Comments |
APC BrdU Flow Kit | BD Biosciences | 552598 | Contains BrdU antibody, 7-AAD and BD Cytofix/Cytoperm Buffer (referred to as Fixation Buffer) |
BD Cytoperm Permeabilization Buffer Plus | BD Biosciences | 561651 | Referred to as Permeabilization buffer |
BD Perm/Wash Buffer | BD Biosciences | 554723 | Referred to as Wash buffer |
DNase | Sigma | D-4513 | |
BD Falcon 12 x 75 mm FACS tubes | BD Biosciences | 352008 | |
BD Pharmingen Stain Buffer | BD Biosciences | 554656 | |
BD LSR FORTESSA flow cytometer | BD Biosciences | FORTESSA | |
Pipetman | Gilson | P2, P20, P100, P1000 | |
RPMI 1,640 w/o L-Gln 500 ml | Lonza | 12-167F | |
DPBS | Lonza | 17-512F | |
Fetal Bovine Serum | FisherBiotec | FBS-7100113 | |
L-Glutamine | Sigma | G7513-100ML | |
5-Bromo-2′-deoxyuridine | Sigma | B5002-1G | |
Falcon TC 150 cm2 vented Flasks | BD Biosciences | 355001 | |
Pipettes 25 ml | Greiner | 760180 | |
Aersol Pipettes 200 µl | Interpath | 24700 | |
Aersol Pipettes 1 ml | Interpath | 24800 | |
Centrifuge | Spintron | GT-175R | |
CO2 incubator | Binder | C 150 | |
AF488 anti-Histone H3 Phospho (Ser10) Antibody | Cell Signalling | 9708S | |
Phospho-Chk2 (Thr68) (C13C1) Rabbit mAb | Cell Signalling | 2197S | |
Phospho-Chk1 (Ser345) (133D3) Rabbit mAb | Cell Signalling | 2348S | |
NALM6 | DSMZ | ACC-128 |
Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article
Request PermissionThis article has been published
Video Coming Soon
Copyright © 2025 MyJoVE Corporation. All rights reserved