A subscription to JoVE is required to view this content. Sign in or start your free trial.
Method Article
إن تحديد الحمض النووي الريبي والمؤشرات الحيوية للبروتين من الدموع في نماذج الفئران يحمل وعدا كبيرا للتشخيص المبكر في الأمراض المختلفة. توفر هذه المخطوطة بروتوكولا شاملا لتحسين فعالية وكفاءة mRNA وعزل البروتين من دموع الفئران.
الفيلم المسيل للدموع هو سائل حيوي ديناميكي للغاية قادر على عكس التغيرات الجزيئية المرتبطة بالأمراض ، ليس فقط في سطح العين ولكن أيضا في الأنسجة والأعضاء الأخرى. يوفر التحليل الجزيئي لهذا السائل الحيوي طريقة غير جراحية لتشخيص الأمراض أو مراقبتها ، وتقييم فعالية العلاج الطبي ، وتحديد المؤشرات الحيوية المحتملة. نظرا لحجم العينة المحدود ، يتطلب جمع عينات المسيل للدموع مهارات محددة وأدوات مناسبة لضمان الجودة العالية والكفاءة القصوى. تم وصف منهجيات مختلفة لأخذ عينات الدموع في الدراسات البشرية. في هذه المقالة ، يتم تقديم وصف شامل لبروتوكول محسن ، مصمم خصيصا لاستخراج معلومات البروتين المرتبطة بالدموع من النماذج الحيوانية التجريبية ، وخاصة الفئران. تتضمن هذه الطريقة التحفيز الدوائي لإنتاج الدموع في الفئران البالغة من العمر شهرين ، تليها جمع العينات باستخدام شرائط شيرمر وتقييم فعالية وكفاءة البروتوكول من خلال الإجراءات القياسية ، SDS-PAGE ، qPCR ، و PCR الرقمي (dPCR). يمكن تكييف هذا البروتوكول بسهولة للتحقيق في توقيع البروتين المسيل للدموع في مجموعة متنوعة من النماذج التجريبية. من خلال إنشاء بروتوكول لأخذ عينات الدموع بأسعار معقولة وموحدة ومحسنة للنماذج الحيوانية ، كان الهدف هو سد الفجوة بين البحوث البشرية والحيوانية ، وتسهيل الدراسات الانتقالية وتسريع التقدم في مجال أبحاث أمراض العين والجهازية.
تعتبر الدموع ترشيحا فائقا للبلازما وقد وصفت أيضا بأنها سائل وسيط بين مصل البلازما والسائل النخاعي بسبب التداخل الكبير في الجزيئات الحيوية التي تشترك فيها1. تم الإبلاغ عن أن الدموع البشرية تحتوي على البروتينات والدهون المسيلة للدموع والمستقلبات والكهارل2. في الآونة الأخيرة ، تم تحديد جزيئات حيوية أخرى مثل mRNAs و miRNAs والحويصلات خارج الخلية3،4،5،6،7.
في البشر ، توجد الدموع القاعدية في الفيلم المسيل للدموع ، والذي يتكون من ثلاث طبقات: طبقة الدهون الخارجية ، التي تحافظ على سطح المسيل للدموع على نحو سلس للسماح لنا بالرؤية من خلاله ومنع تبخر الدموع. الطبقة المائية الوسطى ، التي تحافظ على رطوبة العين ، تصد البكتيريا ، وتحمي القرنية ، وتشكل 90 ٪ من الفيلم المسيل للدموع ؛ وأخيرا ، طبقة الميوسين ، وهي عائلة من البروتينات عالية الوزن الجزيئي التي تتلامس مع القرنية وتسمح للدموع بالالتصاق بالعين8. يبدأ توزيع الدموع عبر سطح العين بإفراز من الغدة الدمعية. ثم يتم توجيه هذا السائل عبر القنوات الدمعية ليمر فوق سطح العين ويتدفق إلى قنوات الصرف. تسمح كل طرفة للدموع بالانتشار بالتساوي على العين بأكملها ، مما يحافظ على رطوبتها9.
الفيلم المسيل للدموع هو سائل حيوي ديناميكي للغاية قادر على عكس التغيرات الجزيئية التي تحدث ليس فقط على سطح العين ولكن أيضا في الأنسجة والأعضاء الأخرى. يمثل تحليل التعبير التفاضلي في هذا السائل الحيوي نهجا واعدا لاكتشاف المؤشرات الحيوية في الأمراض البشرية10,11. تم تسهيل استخدام الفيلم المسيل للدموع كمصدر للمؤشرات الحيوية للتشخيص المبكر في مختلف الأمراض إلى حد كبير من خلال وجود طرق جمع غير جراحية. تتضمن الطريقة الأكثر شيوعا لجمع الدموع في العيادات البشرية والبيطرية الدعم القائم على الغشاء (شريط شيرمر) ، والذي يعمل على مبدأ العمل الشعري ، مما يسمح للماء في الدموع بالانتقال على طول شريط اختبار الورق أو الأنابيب الشعرية الموضوعة في كيس الملتحمة السفلي للموضوع12،13،14. على الرغم من القيود المتأصلة في الحصول على حجم عينة صغير من خلال هذه الطريقة ، فإن التحليل الكيميائي الحيوي لتكوين المسيل للدموع باستخدام تقنيات حساسة مختلفة قد سهل تحديد جزيئات العلامات الحيوية المحتملة11,15. تم توثيق بروتوكولات تحسين وتقييم شطف البروتينات المسيلة للدموع من شرائط شيرمر والشعيرات الدموية في المرضى من البشربشكل جيد 16,17. ومع ذلك ، تتوفر أوصاف كاملة للبروتوكولات المحسنة المصممة خصيصا لاستخراج المعلومات الجزيئية المتعلقة بالدموع من النماذج الحيوانية التجريبية ولكنها نادرة. الطرق الحالية ، مثل تحريض المسيل للدموع من خلال التحفيز المباشر للغدة الدمعية18 ، مع السماح بجمع كميات أكبر ، هي طرق غازية ويمكن أن تسبب إزعاجا للحيوانات. تم وصف الطرق غير الغازية ، مثل جمع الدموع من سطح العين ، كطريقة لعزل الحمض النووي و miRNAs19,21.
يهدف هذا البروتوكول إلى إنشاء طريقة فعالة من حيث التكلفة ومحسنة لجمع ومعالجة الدموع في الفئران. تعطي الطريقة الأولوية لعدم التدخل الجراحي مع الحصول على كميات كافية من الدموع مناسبة للتحليل الجزيئي من خلال تقنيات مثل SDS-PAGE و qPCR و dPCR. يمكن بعد ذلك استخدام معلومات محتوى البروتين المستخرج والحمض النووي الريبوزي المرسال لتحديد المؤشرات الحيوية المحتملة في النماذج التجريبية الحالية للمرض.
تمت الموافقة على جميع الإجراءات الموضحة هنا من قبل لجنة أخلاقيات في Cinvestav (CICUAL، # 0354/23). تمت معالجة المختبر والتعامل معها بما يتفق بدقة مع إرشادات استخدام الخاصة بالمجلة ووفقا لبيان جمعية أبحاث الرؤية وطب العيون (ARVO) لاستخدام في أبحاث العيون والرؤية. تم تقييم صحة العين قبل وبعد الإجراءات من خلال تقييم إفرازات العين وتورم الجفون وتشوهات العين والتغيرات السلوكية.
1. وإعداد الكاشف
2. تحفيز إنتاج المسيل للدموع وجمعها
3. عزل البروتين
4. تحليل SDS-PAGE
5. عزل mRNA ل qPCR و PCR الرقمي
يوفر البروتوكول الموصوف في هذه الورقة طريقة سهلة وبأسعار معقولة للحصول على المعلومات الجزيئية من السائل المسيل للدموع باستخدام التقنيات المتاحة بشكل شائع في معظم مختبرات البيولوجيا الجزيئية. علاوة على ذلك ، يمكن توسيع نطاق البروتوكول من خلال استخدام تقنيات حساسة للغاية مثل ELISA للكشف عن ...
يمكن الوصول بسهولة إلى السائل المسيل للدموع ، ويمكن استخدام تحديد المؤشرات الحيوية في الدموع كتقنية تكميلية ناجحة للتشخيص المبكر لمختلف الأمراض البشرية27. في حين أن التحليل الكيميائي الحيوي لتكوين الدموع في النماذج الحيوانية التجريبية يكمل هذا النهج ويعد بتقدم كبير في فهم ا...
يعلن أصحاب البلاغ عدم وجود تضارب في المصالح.
تم دعم هذا العمل من قبل VELUX STIFTUNG [مشروع 1852] إلى ML ومنح زمالة الدراسات العليا من CONAHCYT إلى M.B. (836810) و E.J.M.C. (802436) و A.M.F (CVU 1317418). خالص الامتنان لجميع أعضاء المختبر، ومركز البحوث في المستقبل، وقسم الفارماكوبيولوجيا (Cinvestav) لمساهماتهم في المناقشات المحفزة.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
2-mercaptoethanol | Gibco | 1985023 | |
2x Laemmli buffer | Bio-Rad | 16-0737 | |
Acetic Acid | Quimica Meyer | 64-19-7 | |
Acrylamide | Sigma-Aldrich | A4058 | |
Bradford Reagent | Sigma-Aldrich | B6916 | |
Chloroform | Sigma-Aldrich | 1003045143 | |
Coomassie Blue R 250 | US Biological | 6104-59-2 | |
Ethanol | Quimica Rique | 64-17-5 | |
GeneRuler 1kb plus DNA Ladder | Thermofisher scientific | SM1331 | |
Glycerol | US Biological | G8145 | |
Glycine | SANTA CRUZ | SC- 29096 | |
Glycogen | Roche | 10901393001 | |
HCl | Quimica Rique | 7647-01-0 | |
Isopropyl alcohol | Quimica Rique | 67-63-0 | |
Methanol | Quimica Meyer | 67-56-1 | |
Micro tubes 1.5 ml | Axygen | MCT-150-C | |
Micro tubes 600 µl | Axygen | MCT-060-C | |
NaCl | Sigma-Aldrich | S3014 | |
PCR tubes & strips | Novasbio | PCR 0104 | |
Pilocarpine | Sigma-Aldrich | P6503-10g | |
Protease inhibitor | Roche | 11873580001 | |
QIAcuity EvaGreen PCR Kit (5mL) | Qiagen | 250112 | |
QIAcuity Nanoplate 26k 24-well (10) | Qiagen | 250001 | |
Real qPlus 2x Master Mix Green | Ampliqon | A323402 | |
RevertAid First Strad cDNA Synthesis Kit | Thermofisher scientific | K1622 | |
Schirmer's test strips | Laboratorio Santgar | SANT1553 | |
SDS | Sigma-Aldrich | L3771 | |
TEMED | Sigma aldrich | 102560430 | |
TRI reagent | Sigma-Aldrich | T9424-200ML | monophasic solution of phenol and guanidinium isothiocyanate |
Tris | US Biological | T8650 | |
Tris base | Chem Cruz | sc-3715A |
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