İyonlaştırıcı Radyasyon Cevabı γH2AX Foci Kantitasyonu

Özet

Bir moleküler marker olarak γH2AX oluşumu kullanarak DNA çift iplikli çizgiler Niceleme radyasyon biyoloji paha biçilmez bir araç haline gelmiştir. Burada hücreler radyasyona maruz kaldıktan sonra γH2AX odakları ölçümü için immünofloresan testinin kullanımını göstermek.

Özet

Endojen metabolik süreçleri ya da ya da dışsal kaynaklar tarafından indüklenen DNA çift iplikli sonları (DSBs), hayatta kalma ve genomik bütünlüğünün korunması açısından en kritik DNA lezyonlar vardır. DSBs indüksiyon erken bir cevap γH2AX oluşturan, son derece korunmuş C-terminal SQEY motifi, serin-139 kalıntı H2A histon varyant, H2AX fosforilasyon.

Protokol

Hücre Hazırlık

1. 37, epidermal büyüme faktörü, sığır hipofiz ekstresi ve 20 mg / ml gentamisin ile desteklenmiş ° C ve% 5 CO _2; İnsan keratinositler (FEP-1811) (Invitrogen K-SFM) keratinosit Serum Ücretsiz Orta yetiştirildiği.
2. Tripsin-EDTA (0.05% v / v) ile ayırarak, tek bir hücre süspansiyonu hazırlanmıştır
3. Hücreler 8-iyi Lab Tek II microchamber slaytlar ekilirler (10.000 hücrelerinin / iyi) ve slaytlar, 37 ° C'de ve% 5 _CO 2 3 gün inkübe edildi .

Işınlama

1. Hücreler ¹³⁷ Cs kaynak (Nordion Uluslararası, ON, Kanada; 20.6 saniye / Gy Gammacell 1000 Elite ışınlama) kullanarak 2 Gy ile buz üzerinde ışınlanmış
2. Işınlanmamış kontrolü ve 2 Gy ışınlanmış hücreleri 37 ° C ve% 5 CO ₂ 'de 1 saat inkübe edildi.

Immünofloresan boyaması

1. Medya kapalı uçlu ve hücreler başına 300μl PBS (w / o Ca ^{2 +} veya Mg ^{2 +)} ile yıkanmış ve 5 dakika boyunca bir orbital karıştırıcı döndürüldü.
2. Tampon kapalı uçlu ve paraformaldehid her bir kuyunun eklendi ve slaytlar için oda sıcaklığında 10 dakika inkübe edildi taze hazırlanmış% 4 (v / v) 100μl oldu.
   Tüm inkubasyon nemlendirilmiş bir boyama çukur yapıldı
3. Hücreler daha sonra PBS (w / o Ca ^{2 +} ve Mg ^{2 +)} ile yıkandı. 5 dakika için bir yörünge karıştırıcı bir Coplin kavanoz ve döndürülebilir Slaytlar yerleştirildi. Bu yıkama adımı iki kere daha tekrarlandı.
4. Tampon kapalı uçlu ve aşırı PBS hafifçe lekelenen.
5. Hücreler 100ml Triton X-100 (0.1% v / v) başına ve oda sıcaklığında 10 dakika inkübasyon kullanarak permeabilize.
6. Hücreler PBS ile yıkandı (w / o Ca ^{2 +} ve Mg ^{2 +)} adım 3 ve 4 yukarıda açıklandığı gibi.
7. Non-spesifik protein bağlanma, oda sıcaklığında ve 20 dakika inkübasyon başına 100 ml (% 1 v / v) BSA ile bloke edildi.
8. Aşırı BSA kapalı uçlu ve 100μl Birincil fare monoklonal anti-fosfor-H2AX histon antikor (% 1 BSA, 1:500 sulandırılmış; Millipore), oda sıcaklığında 1 saat inkübasyon için her kuyuya eklendi.
9. Hücreler PBS ile yıkandı (w / o Ca ^{2 +} veya Mg ^{2 +),} 3 ve 4 yukarıdaki adımları açıklanan ve ikincil antikor 100μl (Alexa Fluor 488 keçi anti-fare IgG ile inkübe% 1 BSA, 1:500 seyreltilmiş ; Invitrogen) karanlıkta, oda sıcaklığında 45 dakika boyunca iyi ortalama. (Antikor Seyreltilmiş prosedür boyunca karanlıkta tutulmuştur)
10. Hücreler PBS ile yıkandı (w / o Ca ^{2 +} ve Mg ^{2 +)} adım 3 ve 4 yukarıda açıklandığı gibi. Ancak, ışığa maruz folyo kullanılarak en aza indirildi.
11. De ortalama ve oda sıcaklığında 10 dakika inkübasyon, Nükleer counterstaining 100ml TOPRO3 (Invitrogen 1:500 seyreltilmiş) ile yapıldı
12. Hücreler PBS (w / o Ca ^{2 +} ve Mg ^{2 +)} ile yıkandı 10 yukarıda adımda açıklandığı gibi.
13. Odaları dikkatle slaytlar çıkarıldı, aşırı nem, lekelenen ve slaytlar kuru hava için izin verildi.
14. ALTIN ​​anti-fade çözüm (Invitrogen) uzatmak Bir damla başına eklendi ve slaytlar monte edildi (22x50 mm lamel) ve slayt kenarlarında herhangi bir aşırı sıvı lekelenen oldu.
15. Slaytları oje ile sızdırmazlık önce oda sıcaklığında bir 30 dakika daha karanlıkta tutulmuştur.
16. Slaytlar gecede 4 saklandı ° C analizden önce karanlıkta.

Mikroskopi / Analiz

1. (- Alexa Fluor 488 keçi anti-fare IgG γH2AX) ve (TOPRO 3) uzak kırmızı lazerler Zeiss LSM510 Meta Konfokal Microscpe standart GFP kullanarak görüntü elde etmek için kullanılır. Tipik olarak, 63 x immersiyon yağı objektif lens kullanılır.
   Görüntüler bir adım boyutu 0,5 mikron ile Z-serisi bir desen elde edilir. Çekirdekleri farklı düzlemlerde odakları mevcut kaybını en aza indirmek için bir adım boyutu 0,5 mikron seçildi. Analizi sırasında, bireysel uçakları deconvoluted ve odakları örtüşme (Top-şapka filtre uygulanan) en aza indirmek için azami Yansıtılan görüntüyü üretmek için yığılmış.
2. Metamorph (Moleküler Cihazlar, ABD) odaklarının sayısı analiz etmek için kullanılır oldu.
   Bu program arka plan dışlamak için eşik uygulandıktan sonra, her hücrede odaklarının sayısı quantitates. Bilgi, daha fazla analiz için bir Microsoft Excel kaydedilir.

Şekil 1 γH2AX odakları (yeşil), tedavi edilmezse insan keratinositler ve 2 Gy ile ışınlanmış ve 37 1 saat daha inkübe hücrelerinde İmmünofloresan görselleştirme ° C,% 5 _CO 2 . DNA TOPRO-3 (mavi) ile boyandı. Görüntüler Zeiss LSM 510 Meta Konfokal mikroskop kullanılarak elde edildi. Bar = 10 mm.

e_content ">
Şekil 2, insan keratinositler ve 2 Gy ile ışınlanmış ve 37 1 saat daha inkübe hücrelerinde γH2AX odakları (yeşil) İmmünofloresan görselleştirme ° C,% 5 _CO 2 . Görüntüler tüm odakları satın sağlamak için 0,5 mm Z-kesit (1-9) kullanarak Zeiss LSM 510 Meta Konfokal mikroskop kullanılarak elde edildi. Görüntüler daha sonra Metamorph kullanarak kantitatif için yığılmış. DNA TOPRO-3 (mavi) ile boyandı. Yığılmış γH2AX ve mavi görüntüleri görünüm için yığılmış. Bar = 10 mm.

Tartışmalar

(Γ-ışınları) iyonize radyasyon, hızla γH2AX odakları formu ve odaklar numaraları için aşağıdaki maruziyet 30-60 dakika ^{2 ila} maksimum ulaşır. Bu nedenle, 1 saat ışınlama sonrası bir zaman noktasında ilk DSB oluşumunu yansıtmaktadır. Biz deneyimiz için klinik olarak anlamlı bir radyasyon dozu 2 Gy kullandık. Ancak, yöntem ilk DSB oluşumu tespiti için 4 Gy radyasyon dozları için kullanılır; odakları önemli bir örtüşme yüksek dozlarda doğru kantitatif engellemektedir. ΓH2...

Malzemeler

Name	Company	Catalog Number	Comments
Keratinocyte-Serum Free Medium (K-SFM)	Media	Invitrogen	17005042	Keratinocyte media supplemented with human recombinant Epidermal Growth Factor 1-53 (EGF 1-53), and Bovine Pituitary Extract (BPE).
Lab Tek lI Chamber Slides (8-well)	Chamber Slides	Nalge Nunc international	NUN154534
Coverslips (22x50mm)	Coverslips	Menzel-Glaser	CS2250100
Bovine Serum Albumin (BSA)		Sigma-Aldrich	A7906	BSA (1%) is used to block any non-specific antibody binding. Primary and secondary antibodies are diluted in BSA.
PBS (without Ca2+ and Mg2+)		Invitrogen	17-517Q
0.5% Trypsin-EDTA x10		Invitrogen	15400-054	Trypsin-EDTA (0.05%) used to detach cells from culture flasks.
Triton X-100	Reagent	Sigma-Aldrich	T8787	Triton X-100 (0.1%) used to permeabilise cells.
Paraformaldehyde	Reagent	Sigma-Aldrich	158127	Paraformaldehyde (4%) used to fix cells.
Mouse monoclonal anti-phospho histone-H2AX antibody	Primary Antibody	EMD Millipore	16193	Dilution of primary antibody (1:500), in 1% BSA.
Alexa Fluor 488 goat anti-mouse IgG (H+L)	Secondary Antibody	Invitrogen	11029	Dilution of secondary antibody (1:500), in 1% BSA.
TOPRO3	DNA Stain	Invitrogen	T3605	DNA stain commonly used: 4,6-diamidino-2-phenylindole dihydrochloride (DAPI). Can only be used with microscopes with the appropriate excitation laser.
ProLong Gold	Anti-fade solution	Invitrogen	P36930	Refractive index of 1.42 at 20°C.
Tissue Culture Flask, Vented Cap	Culture Flask	BD Biosciences	353112
Tissue Culture Dish (150x25mm)	Petridish	BD Biosciences	353025
Coplin Jar, glass		Grale Scientific P/L	1771-OG
Staining Trough		Grale Scientific P/L	V1991.99
Gammacell 1000 Elite Irradiator	Gamma Irradiator	Nordion International Inc.
Zeiss LSM 510 Meta Confocal	Confocal Microscope
Metamorph	Software for Imaging analysis	Molecular Devices