Bu içeriği görüntülemek için JoVE aboneliği gereklidir. Oturum açın veya ücretsiz deneme sürümünü başlatın.
Method Article
Bu protokol, zaman içinde belirli bir noktada S fazında olan hücrelerin zamansal izleme izin vermek için bromodeoksiüridin (BrdU) alımından kullanımını tarif eder. DNA boyalar ve antikor etiketleme eklenmesi daha sonraki zamanlarda S fazı hücrelerinin kaderi detaylı analizini kolaylaştırır.
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.
hücre döngüsü ilerlemesi sırasında hücre döngüsü özellikleri ve hücrelerde meydana gelen değişikliklerin değerlendirilmesi biyolojisi, özellikle kanser biyolojisi birçok yönünü anlamak için esastır. Malignitelerin tedavisi için geliştirilmesinde bir çok madde, hücre döngüsü ilerlemesi üzerinde derin etkilere sahip ya da hücre devre bağımlı-mekanizmalar yoluyla hücre ölümüne neden olmaktadır. Hücre döngüsünün belirli fazında hücre döngüsü dinamikleri veya hücreleri incelemek için, bu hücrelerin senkronize olağandır. Ancak senkronizasyon yöntemleri potansiyel sonuçlar elde karıştırıcı, çalışılan hücreleri üzerinde zararlı etkileri olabilir. 1 zamanla tek hücrelerde hücre döngüsü ilerlemesinin son hücrelerin döngüsünün belirli aşamalarında sadece mevcut floresan isim levhası proteinlerin kullanılmasına izin var analizi 2, bununla birlikte, bu hücreler, genetik olarak okunabilir sistemlere kullanımlarını sınırlayan, bu etiketlenmiş proteinlerin sentezlenmesi için manipüle edilmesi ihtiyacı incelenecekily elde etti.
(S) faz DNA çoğaltılır ve mitoz (M) burada hücre bölünmesi gerçekleşir: hücre döngüsü, iki aktif aşamadan oluşmaktadır. Bu fazlar, üç boşluk fazlar, G 0, G1 ve G2 ile ayrılır. Hücreler boyutu önceden hücre büyümesi DNA replikasyonu tamamlanması arasındaki fakat hücre bölünmesi öncesinde devam DNA replikasyonu ve G 2 artırmak nerede G 0 ya da sessizlik, hücre döngüsünü terk etti bir dinlenme aşamasıdır, G 1'dir. hücre döngüsü yoluyla ilerleme kontrol noktaları bir dizi tarafından kontrol edilir. Çevre koşulları, DNA sentezinin destekleyici değildir ve S fazına girişi önler G 1 kapısı aktive edilir. içi S fazı kapısı veya gecikme durdu çoğaltma çatal yol açabilir DNA hasarı ile tetiklenebilir. Hasar G 2 sonra tespit edilirse G 2 Sırasında çoğaltılan DNA sadakat onaylanır ve Denetim noktası bölümü hücre DNA tamir önce izin aktive edilir. Mitoz sırasında son bir kontrol noktası o hücre bölünmesi başarıyla tamamlandı böylece kromatidler doğru mitotik plakada hizalanmış olduğunu garanti eder. Bu kontrol noktalarında 3 aktivasyonu yaygın hücre popülasyonlarının eşitlemek için kullanılır. Hücre döngüsü kontrol noktası, bir dizi faktöre göre ancak en yaygın DNA hasarının tespiti, Kanser biyolojisinde etkinleştirilebilir. DNA hasar cevabı (ATR) ile ilgili PI3-kinaz benzeri kinazlar ataksi telenjiektazi ve RAD3 tarafından başlatılan ve ataksi telenjiektazi (ATM) sırasıyla aşağı efektör kinazları CHK1 ve Chk2 aktive olduğu mutasyona uğramış. 3 olaylar bir dizi durdu dahil CHK1 aktive çoğaltma çatal, DNA çapraz bağlarının ve ultraviyole radyasyon hasarı Chk2 öncelikle çift iplikli kırılmalara tarafından aktive ediliyor.
hücre döngüsü i uzunluğuna değiştirilmiş koşullarının etkisini incelemek için her zamanki yöntemis hücre döngüsü belirli bir aşamasında hücreleri senkronize etmek. 1. Bu çeşitli yöntemler ile elde edilebilir. Hücreler fiziksel boyutu, yoğunluk, yan dağılım (parçalı) ve hücre yüzey ifadesi belirteçleri dayalı ayrıştırılır edilebilir. Daha pratik hücreleri kimyasal yollarla senkronize edilebilir. Örneğin timidin, hidroksiüre ve sitosin arabinosid gibi çeşitli ajanlar ajanlar çıkarıldıktan sonra bisiklet devam S fazında hücrelerin birikimiyle sonuçlanır hücre döngüsünün S fazında DNA sentezini inhibe etmek için de kullanılabilir. Veya M-fazı DNA içeriğinin - Hücreler G 2 mitotik iğ oluşumunu tutuklama önler nokodazolun ile işlemden geçirildi. G 0 aşamasında hücrelerin birikimi kültür ortamı sonuçlarından serum ortadan kaldırılması. kültür, serum içindeki besinlerin yeniden eklenmesi hücrelerinin normal bisiklet yeniden başlatır. Ancak, bu senkronizasyon yöntemlerinin tüm hücrelerin normal bisiklet ve büyüme ile müdahale ve resul edebilirsinizönemli bir hücre ölümü t.
Akut lenfoblastik lösemi hücrelerinin Senkronizasyon özellikle zor olduğu ve bu hücreler genetik manipülasyon için uygun değildir. Burada tarif edilen yöntem, hücre döngüsü dinamiklerinin değerlendirme ve geleneksel senkronizasyon veya genetik değişiklik yapılmadan hücre döngüsünün belirli aşamalarında hücreleri çalışmasına izin verir. Bu yöntem, aynı zamanda genetik modifikasyon ve geleneksel senkronizasyon işlemleri kolayca elde olmayan diğer hücre türleri için yararlı olabilir. yöntem hücrelerin kısa vadeli büyüme ve çoğalması üzerinde çok az etkiye sahiptir bromodeoksiüridin (BrdU) Kuruluş, uzun kurulan kullanımına dayanmaktadır. 4 Kuruldu BrdU protokolleri S fazında yeni sentezlenmiş DNA içine BrdU dahil yararlanmak . Bu kalıcı BrdU maruziyeti sırasında S fazında yapılmış olan olarak hücreleri işaretler. Bu popülasyon BrdU incorpor için boyama daha sonra zaman noktalarında tespit edilebilirtirme ve böylece takip ve hücre döngüsü transit uyuşturucu etkileri çalışma izin zamanla değerlendirilebilir senkronize nüfus olarak hareket ederler. BrdU genellikle DNase veya asit tedaviden sonra elde önce antikor boyama maruz kalması gerekir. 6,7 dahil BrdU ek markörler dahil sağlayan tespit etmek için akış sitometrisi kullanılarak. En önemli çalışma başlangıcında S fazında olan hücrelerin, hücre döngüsü faz dağılımının değerlendirilmesini sağlayan DNA içeriğini ölçmek için boyalar kullanılmasıdır. 8 Ayrıca ek yüzey ya da hücre içi antijenler de incelenebilir. 9 Bu Böyle Ki67 gibi hücre döngüsü olaylarla ilgili ya da bölünmüş kaspaz-3 gibi apoptoz belirteçlerinin olarak görünüşte ilgisiz hücre özellikleri olabilir. potansiyel uygulamalar araştırmacı hayal gücü ile sınırlıdır.
Burada açıklanan protokol, akut lenfoblastik lösemi hücre çizgisi NALM6 kullanır, ancak diğer hücre tiplerine uygulanabilir.
1. Çözümler ve Reaktifler
2. Hücreler
Hayırte: Hücreler 6 aydan fazla süre ile kültüre değildi. Bu yöntem, hücre yoğunluğu ve kültür ortamına ayarlamaları ile herhangi bir bitişik olmayan hücre hattına doğrudan uyarlanabilir. Deneyin başlangıcında katlanarak büyüyen hücreler kullanın.
BrdU Hücre 3. Darbe Etiketleme
DİKKAT: potansiyel bir mutajen ve teratojen olduğu gibi özenle BrdU kullanın.
4. Hücre Boyama
Not: hücre yüzeyi boyaması gerekli ise hücreler boyunca 4 ° C'de tutulmasını sağlamak, tespit öncesinde bunu gerçekleştirmek.
Sitometrisi Verilerin 5. Koleksiyonu
Not: Kullanılan fluorochromes sayısı ve niteliğine bağlı olacaktır gerekli makine.
Sitometrisi Verilerin 6. Analizi
Not: Veri analizi, ancak diğer yazılım paketleri de kullanılabilir sitometri FlowJo akışı için bu çalışmada kullanılmıştır. Ayırıcı stratejisi, Şekil 1 'de gösterilmiştir.
Şekil 1: Yolluk Strateji Sol pa.nel: ungated hücreler SSC-A nokta arsa vs FCS-A gösterilir. canlı hücre popülasyonu gösterilen kapısı ile tanımlanır. Merkez paneli: sol panelden Geçitli hücreler FSC-H nokta arsa (yerine yüksekliği kullanılabilir FSC-W) vs FSC-A gösterilir. Ikilileri ve agrega tespit ve gösterilen kapısı ile dışlanır. Sağ paneli: orta panelinde ikili dışlama tarihinden itibaren Geçitli hücreler APC-bir nokta arsa vs 7-AAD gösterilir. BrdU antikoru APC darbe etiketleme sırasında BrdU dahil hücrelerin tanımlanmasına imkân ile etiketlenir. 7-AAD DNA içeriği hakkında bilgi verir. Üst geçit BrdU darbe, sol alt kapısı, hücrelerde G 0/1 ve G olanlar sağ alt geçidin zamanında S fazında nedenle BrdU pozitif ve hücreleri tanımlar / M 2. Bir görmek için buraya tıklayınız Bu rakamın büyük bir sürümü.
840 / 52840fig2highres.jpg "width =" 700 "/>
Şekil 2:. Hücre Döngüsü İlerleme ilk panel (Tüm Hücreler) ikili dışlama kapısı tarafından tanımlanan hücre popülasyonu üzerinde işlenir. Bu popülasyon, X ekseni üzerindeki 7-AAD içeren bir histogramda gösterilen edildi. G 0/1 pikin tepe ekseninin altında bir okla gösterilir. Şekil 1 'de gösterildiği gibi daha sonra paneller BrdU pozitif hücreler kapılanmış edilmiştir. Çiftler dışlama kapısının yolluk elde edilen G 0/1 pozisyonda değeri FlowJo hücre döngüsü yazılım içinde BrdU pozitif kapılanmış hücrelerin uygulanır. Şekil 1, ilk iki panel de gösterildiği gibi, tüm nüfus analizinde elde edilen değere göre G 0/1 tepe pozisyonda gösterildiği gibi, her bir takip eden paneli BrdU pozitif popülasyonu üzerinde geçirilen edildi. Aynı samp BrdU pozitif hücrelerin G 0/1 nüfus yerini belirlemek için BrdU negatif kısmını kullanmale örnekler arasındaki DNA leke yoğunluğunda herhangi küçük farklılıklar için kontrol eder. Her panelde gösterilen numara BrdU darbe sona ermesinden bu yana zamanı temsil eder. Hesaplanan hücre döngüsü fazları gölgeli yeşil gösterilir. Bu rakamın büyük halini görmek için lütfen buraya tıklayınız.
Bu yöntem, bir dizi bilgi elde etmek için kullanılabilir. Birkaç uygulamalar burada özetlenmiştir.
Hücre döngüsü süresinin değerlendirilmesi
Hücre döngüsü yoluyla transit hücreleri için gerekli süreyi belirlemek için, hücreler BrdU darbe sonra çeşitli zaman noktalarında toplanır. değerlendirmeler arasındaki aralıklar analiz edilmekte olan özel hücrelere uyarlanabilir. Hematopoietik hücre hatları, standart kültür koşulları altı...
Hücre döngüsü analiz yeteneği kanseri biyoloji anlaşılması ve hücre çoğalmasını ve büyümesini etkileyen iki ilaç ve gen hareket mekanizması için çok önemlidir. Bildirildi hücre çoğalmasını ölçmek deneylerinde bir sayıda olsa da, çoğunluğu sadece Halen mevcut hücreleri gösteren bir ölçü sağlar. Bu doğrudan görselleştirme ve sayma, metabolik aktivite veya ATP konsantrasyonu ile hücre sayısını ölçmek deneyleri içermektedir. Bu yöntemlerin çoğu temel avantajı, koşullar ya ...
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 |
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