Method Article
, Hücrelerden oluşan bir nüfus hücre döngüsü konumunun belirlenmesi, ya da sinyalleri çoğalması nasıl etkilediğini anlamak, bu protokolü kullanarak flow sitometri ile kolayca ölçülebilir. Biz hücreleri boyama ve hücre döngüsü konumlarını miktarının belirlenmesi için basit bir deneysel yaklaşım raporu.
Hücre proliferasyonu yönetmelik, çok hücreli organizmaların gelişimi sırasında doku morfolojilerinden merkezi. Ayrıca, hücre proliferasyonunu kontrol kaybı, kanser gibi hastalıkların patolojisi temelini oluşturmaktadır. Bunun gibi, hücre proliferasyonu araştırmak ve hücre döngüsünün her aşamasında hücrelerin oranını ölçmek için edebilmek için büyük bir ihtiyaç vardır. Bu daha büyük bir nüfus içindeki DNA kopyalayan hücreleri ayırt edilemez tanımlamak için de hayati önem taşımaktadır. Prolifere hücre karar G1 fazında DNA sentezi, hücre döngüsünün geri kalanında başlatılması ve ilerleyen hemen önce yapılmış olduğundan, bu aşamada DNA sentezi tespiti, hücre kültürü, büyüme yönetmelik durumu kesin bir kararlılık sağlar deneyler.
Hücrelerin DNA içeriği kolayca propidium iyodür, floresan DNA intercalating boya ile boyanmış hücreler flow sitometri quantitated olabilir.Benzer şekilde, aktif DNA sentezi, hücrelerin hasat ve asitte çözünmeyen fraksiyonu içine dahil radyoaktivite ölçüm radyoaktif timidin varlığı hücreleri kültür quantitated olabilir. Biz hücre döngüsü analizi ile önemli bir uzmanlığa sahip ve farklı bir yaklaşım önermektedir. Biz bromodeoxyuridine / fluorodeoxyuridine (sadece BrdU olarak kısaltılır) bu timin analogları yakın zamanda sentezlenmiş DNA'sına eklenmesi algılar boyama kullanarak hücre çoğalması araştırın. Etiketleme ve boyama, flow sitometri 1 propidium iyodür ve analizi ile toplam DNA boyama ile birlikte BrdU hücreleri, hücre döngüsünün çeşitli aşamalarında hücrelerin en doğru önlem sunuyor . Propidium iyodür toplam DNA içeriği ile BrdU antikor bazlı boyama yoluyla, aktif DNA sentezi algılama birleştirir çünkü bizim tercih edilen bir yöntemdir. Bu erken S fazı hücreleri G1 net bir ayrım ya da geç S, G2 / M faz sağlarAyrıca, bu yaklaşım, bu farklı hücre döngüsü aşamalarında progresyon yönetmelik, birçok farklı hücre uyaranlara ve farmakolojik ajanların etkilerini araştırmak amacıyla kullanılabilir.
Bu yazıda kültür hücreleri yanı sıra, flow sitometri ile analiz, etiketleme ve boyama yöntemleri açıklanmaktadır. Ayrıca bu yöntem, büyüme, TGF-β1 gibi sitokinleri inhibe edici sinyaller ve siklin bağımlı kinaz inhibitörü olan p27KIP1 gibi proliferatif inhibitörlerinin etkilerini ölçmek için nasıl kullanılabileceği deneysel örnekler içerir. Biz aynı zamanda, daha büyük bir kültür içinde 5 hücrelerin bir alt nüfus hücre döngüsü pozisyon analizi için olanak tanıyan alternatif bir protokol içerir. Bu durumda, biz büyük ölçüde aynı kültürü untransfected hücreleri tarafından sayıca az bile retinoblastom geni ile transfekte hücrelerinde hücre döngüsü tutuklama tespit etmek için nasıl göstermektedir. Bu örnekler, DNA boyama birçok yol göstermek veflow sitometri kullanılan ve memeli hücre döngüsü kontrol temel soruları araştırmak için adapte edilebilir.
1. Etiketleme ve hücre sabitleme
2. BrdU ve DNA denatüre ve boyama
3. Flow sitometri analizi
4. Veri analizi
5. Alternatif, hücrelerden oluşan bir karışık bir nüfus hücre döngüsü analizi için protokol
6. Temsilcisi Sonuçlar:
Biz üç örnek yaklaşımlar kullanılarak deneysel hücre döngüsü analizleri sunuyoruz. Ilk fare embriyonik fibroblastlar siklin bağımlı kinaz inhibitörü p27KIP1 retroviral bir ifade kullanır. Viral enfeksiyon için ilaç seçimi tam yirmi dört saat sonra, hücreler, bir saat için nabız BrdU ile etiketli. Bu deneyde inhibitörü ektopik ifade hücrelerin yayılması (Şekil 3A ve B) tutuklamak için kullanılır. Şekil. 3B küçük BrdU pozitif olayların p27 yanıt S-faz kapı açıktır. Aynı şekilde, Şekil diagramed olarak p27 ifade hücreler için S-faz hücre yüzdesi oldukça düşüktür. 3C. Bu tip analizler g çeşitli suşları türetilmiş hücre hücre döngüsü kontrol kusurları karakterize çok etkili olmuşturfarelerin 6, 7, 8 ene hedefli.
İkinci deneyde, 24 saat boyunca büyüme faktörü beta (TGF-β1) dönüştürerek, araştırıcıların bulgularıyla meme epitel hücreleri (MCF10A) büyüme inhibitör sitokin ile tedavi edildi. Hücreler dört saat boyunca hemen önce hasat BrdU ile etiketlenmiş. Şekil. TGF-β1 sinyal S-faz hücreleri (4) BrdU etiketleme büyük ölçüde azalır, bizim boyamanın özgüllüğü de IgG negatif kontrol (Şekil 4C) ile doğrulanır. Hücre döngüsünün farklı aşamalarında Niceleme bu TGF-β1, öncelikle bu aşamada bir birikimine yol açan hücre siklusunun G1 fazında proliferasyonunu inhibe onaylar.
En son örnek, pRB eksik Saos-2 hücrelerinin CMV CD20 ekspresyon vektörü ve CMV-RB veya kontrol olarak CMV-β-Gal ya transfekte. Transfeksiyon hücreleri izleyen üç gün, hasat, lekeli, ve fikse edildi. Bu hücre Flow sitometri analiziŞekil. 5. Bu negatif kontrol transfekte hücreler (Şekil 5A) 72 saat pRB ifade dağılımı (Şekil 5B) ile karşılaştırıldığında, hücre döngüsü dağılımı göstermektedir. Çoklu Döngü yazılım tarafından eğri uydurma sonra, hücre döngüsü evreleri oranının doğrudan bir karşılaştırma Şekil. 5C. Bu, hücrelerin G1 aşağıdaki pRB ifade S ve G2 / M evreleri hücrelerinin birikimi ve göreli tükenmesi ortaya koymaktadır. Biz G1 tutuklama mekanizmalarının yaygın olarak 9, 10, 11, 12, 13 prob Bu testte kullanılan varyasyon var.
Bu örnekler, hücre döngüsü kontrolü, çeşitli uyaranlar veya hücre manipülasyonlar yanıt nasıl ölçülebilir göstermektedir. Bu yaklaşım, bu nedenle kültür tip deneylerde hücre döngüsü pozisyonu ölçümü gerektiren pek çok uygulama için adapte edilebilir.
Şekil 1. Quantithücre döngüsü aşamalarında kombine propidium iyodür ve BrdU boyama (PI-BrdU) tarafından ation. (A) Bu panel, üç boyutlu propidium iyodür ve BrdU boyanan hücrelerin flow sitometri görüntüler. 2N ve 4N DNA içeriği ile hücreleri propidium iyodür boyanması yoğunluğu için 200 ve 400 X ekseni ölçekte işaretleri üzerinden merkezli olduğunu unutmayın. BrdU boyanma yoğunluğu Y ekseni bir logaritmik ölçekte ölçülür. , Hücrelerin, hücre döngüsü G1, S ve G2 / M aşamalarında ölçmek için kullanılabilecek kapılarının konumu unutmayın. (B) A G1, S ve G2 / M kapılarının her hücre oranı bu grafik üzerinde gösterilmiştir.
Şekil 2 propidium iyodür ve hücre yüzey belirteci CD20 kullanarak seçili hücrelerin hücre döngüsü evreleri kantitasyonu. (A) Bu panel propidium iyodür ve hücrelerden oluşan bir karışım için CD20 boyanma gösterir, bazıları ektopik CD20 ve pRB ifade. Not hücrelere2N ve 4N DNA (en bol bulunan nüfus) X ekseni üzerinde 200 ve 400 işaretleri üzerinden ortalanır. CD20 + kapısının konumu, arka planda en az 10 kat daha parlak bir lekeli hücreleri seçer. (B) propidium iyodür boyama karşı hücre sayıları bir grafik bir eşzamansız yaygınlaşması panel CD20 negatif hücreler için gösterilmiştir. (C) benzer bir grafik panelinden CD20 pozitif hücreler için gösterilen pRB ifade ile tutuklama öncelikle 2N DNA içeriği ile hücreleri içeren ve ikna edilmiştir. Bu tutuklandı alt nüfus bu boyama tekniği kullanarak bu kültürün diğer hücrelerden ayırt edilebilir olduğunu göstermektedir.
Şekil 3, p27KIP1 tarafından hücre proliferasyonu inhibisyonu . (A) PI-BrdU analizi, boş bir pBABE retroviral vecto transduced hücrelerin bir eşzamansız hızla çoğalan nüfus hücre döngüsü aşamaları ölçmek için kullanılanr. (B) hücrelerin benzer bir analizi pBABE-p27 ile transduced. S-faz ve G1 ve G2 / M kapıları olayların büyük yoğunluğu hücre olmadığına dikkat edin. (C) eşzamansız kontrolü ve p27 ifade hücreleri prolifere hücre döngüsü ilgili aşamalarında hücreler kantitasyonu.
Şekil 4, TGF-β1 hücre proliferasyonu inhibisyonu eşzamansız MCF10A hücreleri prolifere olan (A) PI-BrdU analizi . 24 saat boyunca 100 pM TGF-β1 ile muamele edilen hücreler (B) Analiz. Öncelikle hücre siklusunun G1 fazında hücre birikimi unutmayın. (C) eşzamansız hızla çoğalan hücreleri non-spesifik IgG kontrolü ile anti-BrdU primer antikor yerine BrdU boyama onaylanması. (D) Grafik ilgili hücre döngüsü aşamalarının kantitatif A ve B.
Şekil 5 pRB hücre proliferasyonu inhibisyonu. (A) CD20 propidium iyodür boyama ve ß-gal transfekte hücreler karşı Hücre sayıları gösterilmiştir. Transfekte alt nüfus için uygun olmayan bir kontrol olarak transfeksiyon kısmen untransfected nüfus (hücreler CD20) render, hücreleri senkronize olarak bu önemli bir kontrol. Transfekte hücreler diğer analog transfekte hücreleri ile karşılaştırıldığında gerekir. (B) Hücre sayımları karşı CD20 ve pRB propidium iyodür grafik hücreleri transfekte. 2N bir tepe neredeyse tek varlığı unutmayın. (C) Çoklu Döngü yazılım eğri uydurma yöntemleri kullanılarak A ve B hücre döngüsü faz oranlarda grafiksel gösterimi belirlenir.
Deneyimlerimize göre, bu tekniklerin başarısı birkaç önemli kontrol ve deneysel koşullara bağlıdır. Bir bu deneylerde kullanılmak üzere bir eşzamansız prolifere kontrol kuruyor. Bu kontrol üç önemli amaca hizmet eder. Öncelikle, tüm deneysel numuneler için kullanılan kültür koşullarında tedavi yokluğunda sürekli çoğalması desteklemek için yeterli olmasını sağlar. Bu örnek, aynı zamanda ne zaman mevcut BrdU veya CD20 pozitif hücreler tespit edilebilir sağlamak için boyama metodolojisi için bir pozitif kontrol amacıyla hizmet vermektedir. Son olarak, bu örnek akış sitometresinin kalibre etmek için kullanılır. Bu kontrol numune sırasıyla 200 ve 400 2N ve 4N hücreleri algılamak için propidium iyodür boyama yoğunluğunu ayarlamak için kullanılabilir. Ayrıca, negatif ve pozitif sinyaller Şekil 1A ve 2A gösterilen merkezli böylece BrdU veya CD20 algılama hassasiyeti ayarlanabilir. Tüm örnekler PI-R hücrelerin benzer bir konsantrasyon varSonraki numunelerinin çalışılabilmesi Nase çözüm sitometresinin için birkaç ayarlama, daha sonra ihtiyaç vardır. Bu Şekil nedenlerden dolayı önemlidir. Güçlü G1 birikimi aslında G2 / M gibi yanlış anlaşılabilir tek bir G1 tepe oluşturur 4B ve 5B
Temsilcisi deneyler de diğer önemli nokta olun. Her şeyden önce, onlar BrdU alımı ve etiketleme hücre türleri arasındaki farklılık göstermektedir. Bu nedenle ampirik nabız ve boyama koşullarına yeterince S-faz hücreleri algılamak için gerekli uzunluğunu belirlemek için önemlidir. Genel olarak, bir saat içinde 24 saat veya daha az kültür çift hücre tipleri BrdU ile etiketlenmiş olabilir. Yavaş büyüyen hücre tipleri antikor boyama koşulları ve süresi daha uzun bakliyat ve değişiklikler gerekebilir. MCF10A hücreleri, dört kat daha uzun süre için antikorların iki kez standart bir konsantrasyon ile dört saat ve lekeli BrdU ile etiketlenmiş olarak, bu konuda mükemmel bir örnek vardır. AraştırmacılarBrdU, bu yanlışlıkla S-faz nüfus G2 / M hücreleri dahil yol açabilir hatta çok yavaş büyüyen hücreleri ile etiketleme 6 saat aşmayacak şekilde dikkatli olmalıdır. İkincisi, TGF-β1 ile ifade p27KIP1 etkilerini karşılaştıran, TGF-β1 sinyalizasyon G1 tutuklama indükler p27 G1 veya G2 / M evreleri ya da bir birikimi neden olabilir açıktır. 3 H-timidin birleşme ve sintilasyon sayma gibi yayılması tespit geleneksel yöntemlerle bu olanakları ayırt etmek mümkün değildir.
Bizim alternatif protokol hücrelerden oluşan bir alt-nüfus, büyük bir untransfected nüfus tespiti göstermektedir. Transfekte hücreleri tespit etmek için en uygun muhabiri ampirik olarak belirlemek için önemlidir. Bizim tecrübelerimize göre, bazı hücre tiplerinin ifade hücre yüzeyinde ya kötü belirteçleri veya plazma zarı düzgün trafik transfekte hücrelerini tespit etmek için bir yetersizlik değil. Likewise, tüm hücrelerin membran bağlı GFP formu tahammül edemez. Transfeksiyon muhabir verimliliği yanı sıra ifade untransfected kontroller ile karşılaştırıldığında göreli yoğunluğunu değerlendirerek, en uygun muhabiri seçimi yapılmalıdır. İdeal olan, bu moleküller heterolog ifade iyi tolere edilir ve bu belirteçler, hücre döngüsü dağıtım üzerinde hiçbir etkisi çok az olduğunu düşündüren olacaktır.
Flow sitometri yaklaşımlar bu tür bir sınırlama sadece birbirlerine kıyasla göreceli hücre döngüsü evreleri bollukları kurmak mümkün olmasıdır. Bu nedenle, sadece S-faz göre bu aşamadan geçerek ilerlemesini yavaşlatır Şekil 3'te ifade p27 gerçekten G1 ve G2 / M, bir tutuklama neden olur veya belirsizdir. Bu olasılıklar hücrelerin mitoz gibi nocodazole inhibitörü ya da aphidicolin gibi G1 / S inhibitörü ile paralel bir örnek tedavisinde daha fazla araştırılmalı. Bu ilaçların bir domina meydana getirdiğindennt tutuklama veya M-faz sırasıyla S-faz erken, yavaş hızla çoğalan hücreleri ilaca bağlı tutuklama noktada birikebilir. Kontrol hücreleri, M-faz 13 birikir G1 pRB ifadesi nedeniyle tutuklandı hücreleri nocodazole tedaviye rağmen G1 kalacaktır için .
Birlikte ele alındığında, bu deneysel yaklaşımlar, memeli hücre döngüsü araştırma soruların geniş bir yelpazede uygulanabilen esnek bir yöntem sunar. Onlar kolayca hücre döngüsünün ilerlemesi değişikliklerini saptamak ve kontrol grubu ile karşılaştırıldığında farklılıklar ölçmek.
Yazarlar ifşa etmek başka bir şey var.
Kanada Sağlık Araştırmaları (CIHR) ve kendi laboratuvarında hücre döngüsü araştırma fonu için Kanada Kanser Derneği Enstitüleri teşekkür etmek istiyorum. MJC MD / Doktora burs CIHR bir alıcı. MJC ve MA CaRTT eğitim programının üyeleri.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
Reaktif / ekipman Adı | Şirket | Katalog numarası | Yorumlar (isteğe bağlı) |
---|---|---|---|
Hücre Çoğalması Etiketleme reaktif | GE Amersham | RPN201 | |
Anti-BrdU Antikorlar | BD Biosciences | 347580 | |
Anti-Mouse FITC konjuge Antikorlar | Vektör Labs | FI-2000 | |
Hücre Gerinim Filtreler | BD Falcon | 352235 | |
Anti-CD20 antikorlar | BD Biosciences | 347673 | |
Çok döngülü yazılım | Phoenix Akış Sistemleri | N / A |
Bu JoVE makalesinin metnini veya resimlerini yeniden kullanma izni talebi
Izin talebiThis article has been published
Video Coming Soon
JoVE Hakkında
Telif Hakkı © 2020 MyJove Corporation. Tüm hakları saklıdır