Bu içeriği görüntülemek için JoVE aboneliği gereklidir. Oturum açın veya ücretsiz deneme sürümünü başlatın.
Method Article
Fare modellerinde gözyaşlarından RNA ve protein biyobelirteçlerinin tanımlanması, çeşitli hastalıklarda erken teşhis için büyük umut vaat etmektedir. Bu makale, mRNA'nın etkinliğini ve verimliliğini ve fare gözyaşlarından protein izolasyonunu optimize etmek için kapsamlı bir protokol sunmaktadır.
Gözyaşı filmi, sadece oküler yüzeyde değil, aynı zamanda diğer doku ve organlarda da patoloji ile ilişkili moleküler değişiklikleri yansıtabilen oldukça dinamik bir biyosıvıdır. Bu biyosıvının moleküler analizi, hastalıkları teşhis etmek veya izlemek, tıbbi tedavi etkinliğini değerlendirmek ve olası biyobelirteçleri belirlemek için invaziv olmayan bir yol sunar. Sınırlı numune hacmi nedeniyle, gözyaşı numunelerinin toplanması, yüksek kalite ve maksimum verimlilik sağlamak için özel beceriler ve uygun araçlar gerektirir. İnsan çalışmalarında çeşitli gözyaşı örnekleme metodolojileri tanımlanmıştır. Bu makalede, deneysel hayvan modellerinden, özellikle farelerden yırtılma ile ilgili protein bilgilerinin çıkarılması için özel olarak uyarlanmış, optimize edilmiş bir protokolün kapsamlı bir açıklaması sunulmaktadır. Bu yöntem, 2 aylık farelerde gözyaşı üretiminin farmakolojik olarak stimülasyonunu, ardından Schirmer şeritleri kullanılarak numune toplanmasını ve standart prosedürler, SDS-PAGE, qPCR ve dijital PCR (dPCR) yoluyla protokolün etkinliğinin ve verimliliğinin değerlendirilmesini içerir. Bu protokol, çeşitli deneysel paradigmalarda gözyaşı proteini imzasının araştırılması için kolayca uyarlanabilir. Amaç, hayvan modelleri için uygun maliyetli, standartlaştırılmış ve optimize edilmiş bir gözyaşı örnekleme protokolü oluşturarak, insan ve hayvan araştırmaları arasındaki boşluğu doldurmak, translasyonel çalışmaları kolaylaştırmak ve oküler ve sistemik hastalık araştırmaları alanındaki ilerlemeleri hızlandırmaktı.
Gözyaşları bir plazma ultrafiltratı olarak kabul edilir ve ayrıca paylaştıkları biyomoleküllerdeki önemli bir örtüşme nedeniyle plazma serumu ile beyin omurilik sıvısı arasında bir ara sıvı olarak tanımlanmıştır1. İnsan gözyaşlarının proteinler, gözyaşı lipitleri, metabolitler ve elektrolitler içerdiği bildirilmiştir2. Son zamanlarda, mRNA'lar, miRNA'lar ve hücre dışı veziküller gibi diğer biyomoleküller de tanımlanmıştır 3,4,5,6,7.
İnsanlarda bazal yırtıklar, üç katmandan oluşan gözyaşı filminde bulunur: gözyaşı yüzeyini pürüzsüz tutan, içini görmemizi ve gözyaşı buharlaşmasını önlememizi sağlayan dış lipit tabakası; gözü nemli tutan, bakterileri uzaklaştıran, korneayı koruyan ve gözyaşı filminin %90'ını oluşturan orta sulu tabaka; ve son olarak, kornea ile temas halinde olan ve gözyaşının göze yapışmasını sağlayan yüksek moleküler ağırlıklı proteinlerden oluşan bir aile olan müsin tabakası8. Oküler yüzey boyunca yırtık dağılımı, lakrimal bezden salgı ile başlar. Bu sıvı daha sonra göz yüzeyinden geçmek ve drenaj kanallarına akmak için gözyaşı kanallarından geçirilir. Her göz kırpma, gözyaşının tüm göze eşit şekilde dağılmasını sağlayarak gözü nemli tutar9.
Gözyaşı filmi, sadece oküler yüzeyde değil, diğer doku ve organlarda da meydana gelen moleküler değişiklikleri yansıtabilen oldukça dinamik bir biyoakışkandır. Bu biyoakışkandaki diferansiyel ekspresyonun analizi, insan hastalıklarında biyobelirteçlerin keşfi için umut verici bir yaklaşımı temsil etmektedir10,11. Gözyaşı filminin çeşitli patolojilerde erken tanı için bir biyobelirteç kaynağı olarak kullanılması, non-invaziv toplama yöntemlerinin varlığı ile büyük ölçüde kolaylaştırılmıştır. İnsan ve veteriner kliniklerinde gözyaşı toplamak için en yaygın yöntem, kılcal hareket prensibine göre çalışan ve gözyaşlarındaki suyun deneğin alt konjonktival kesesine yerleştirilen bir kağıt test şeridi veya kılcal tüplerin uzunluğu boyunca hareket etmesine izin veren membran bazlı desteği (Schirmer şeridi) içerir 12,13,14. Bu yöntemle küçük bir numune hacmi elde etmenin doğal sınırlamasına rağmen, çeşitli hassas teknikler kullanılarak gözyaşı bileşiminin biyokimyasal analizi, potansiyel biyobelirteç moleküllerinintanımlanmasını kolaylaştırmıştır 11,15. İnsan hastalarda Schirmer şeritlerinden ve kılcal damarlardan gözyaşı proteinlerinin elüsyonunu optimize etmek ve değerlendirmek için protokoller iyi belgelenmiştir16,17. Bununla birlikte, deneysel hayvan modellerinden gözyaşlarıyla ilgili moleküler bilgileri çıkarmak için özel olarak tasarlanmış optimize edilmiş protokollerin tam açıklamaları mevcuttur, ancak azdır. Lakrimal bezin18 doğrudan uyarılması yoluyla gözyaşı indüksiyonu gibi mevcut yöntemler, daha büyük hacimlerin toplanmasına izin verirken, invazivdir ve hayvanlarda rahatsızlığa neden olabilir. Oküler yüzeyden gözyaşı toplamak gibi invaziv olmayan yöntemler, DNA ve miRNA'ları izole etmenin bir yolu olarak tanımlanmıştır19,21.
Bu protokol, farelerde gözyaşlarının toplanması ve işlenmesi için uygun maliyetli ve optimize edilmiş bir yöntem oluşturmayı amaçlamaktadır. Yöntem, SDS-PAGE, qPCR ve dPCR gibi tekniklerle moleküler analiz için uygun yeterli gözyaşı hacimleri elde ederken non-invazivliğe öncelik verir. Ekstrakte edilen protein ve mRNA içeriği bilgisi daha sonra mevcut deneysel hastalık modellerindeki potansiyel biyobelirteçleri tanımlamak için kullanılabilir.
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
Burada açıklanan tüm prosedürler Cinvestav Hayvan Etik Komitesi tarafından onaylanmıştır (CICUAL, # 0354/23). Laboratuvar hayvanları, derginin hayvan kullanım yönergelerine ve Görme ve Oftalmoloji Araştırmaları Derneği'nin (ARVO) Oftalmik ve Görme Araştırmalarında Hayvanların Kullanımı Bildirimi'ne göre sıkı bir şekilde tedavi edildi ve ele alındı. İşlem öncesi ve sonrası oküler sağlık, oküler akıntılar, şişmiş göz kapakları, oküler anormallikler ve davranış değişiklikleri değerlendirilerek değerlendirildi.
1. Hayvanlar ve reaktif hazırlama
2. Gözyaşı üretimi stimülasyonu ve toplanması
3. Protein izolasyonu
4. SDS-PAGE analizi
5. qPCR ve dijital PCR için mRNA izolasyonu
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
Bu yazıda açıklanan protokol, çoğu moleküler biyoloji laboratuvarında yaygın olarak bulunan teknikleri kullanarak gözyaşı sıvısından moleküler bilgi elde etmek için kolay ve uygun maliyetli bir yöntem sağlar. Ayrıca, enzimatik aktivite tespiti için ELISA gibi son derece hassas teknikler kullanılarak protokol ölçeklendirilebilir.
Bu işlemlerden sonra toplam protein verimi yaklaşık 3-4 μg/μL idi. Toplam protein ekstraktlarının Coomassie ile boyanmış SDS sayfası a...
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
Gözyaşı sıvısına kolayca erişilebilir ve gözyaşlarındaki biyobelirteçlerin belirlenmesi, çeşitli insan hastalıklarının erken teşhisi için başarılı bir tamamlayıcı teknik olarak kullanılabilir27. Deneysel hayvan modellerinde gözyaşı bileşiminin biyokimyasal analizi bu yaklaşımı tamamlar ve hastalıkların moleküler temelini anlamada önemli ilerlemeler vaat ederken, mevcut veri ve protokollerin kıtlığı vardır ve bu da bizi bir tane geliştirmeye yöneltmiştir. ...
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
Yazarlar herhangi bir çıkar çatışması beyan etmemektedir.
Bu çalışma, VELUX STIFTUNG [proje 1852] tarafından M.L.'ye ve CONAHCYT'den M.B.'ye (836810), E.J.M.C. (802436) ve AMF'ye (CVU 1317418) lisansüstü burs hibeleri ile desteklenmiştir. Laboratuvarın tüm üyelerine, Centro de Investigación sobre el Envejecimiento'ya ve Departamento de Farmacobiología'ya (Cinvestav) teşvik edici tartışmalara katkılarından dolayı içten teşekkürlerimizi sunarım.
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
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 |
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
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