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Medicine

分子解析のためのヒト水および硝子体リキッドバイオプシーのバイオバンキング

Published: September 11, 2023 doi: 10.3791/65804

Summary

このプロトコルは、プロテオミクス、メタボロミクス、グライコミクスなどの分子ダウンストリーム分析のための高品質のヒト房水および硝子体リキッドバイオプシーの標準化された収集、アノテーション、およびバイオバンキングのための統合バイオリポジトリプラットフォームを提供します。

Abstract

トランスレーショナルリサーチにおける重要な課題は、手術室(OR)での患者ケアと研究室の間の実行可能で効率的なインターフェースを確立することです。ここでは、眼科手術を受けた患者の房水および硝子体から分子解析のための高品質のリキッドバイオプシーを取得するためのプロトコルを開発しました。このワークフローでは、コンピューター、バーコードスキャナー、およびオンボードの冷蔵倉庫を含むラボ機器を備えたモバイル手術室ラボインターフェイス(MORLI)カートを使用して、ヒトの生物学的サンプルを取得およびアーカイブします。Webベースのデータプライバシーに準拠したデータベースにより、各サンプルにその寿命にわたって注釈を付けることができ、デカルト座標系により、保管中のバーコード化された各標本を追跡できるため、下流の分析のためにサンプルを迅速かつ正確に取得できます。ヒト組織サンプルの分子特性評価は、診断ツール(感染性眼内炎と他の非感染性眼内炎症を区別するためなど)として機能するだけでなく、トランスレーショナルリサーチの重要な要素であり、新しい創薬標的の特定、新しい診断ツールの開発、および個別化された治療法を可能にします。

Introduction

ヒトの眼からのリキッドバイオプシーの分子プロファイリングは、高度に特殊化された眼組織からのDNA、RNA、タンパク質、糖鎖、代謝物などの分子を含む局所的に濃縮された液体をキャプチャできます。人間の眼の後房の硝子体からのリキッドバイオプシーは、一般的に安全な手順であることが証明されました1。それらは、生きているヒトにおける眼疾患の分子特性評価を可能にし、新しい診断および治療戦略を特定する可能性を提供します2,3,4眼の前房の房水はさらに高い外科的アクセス性を有し、例えば、最も頻繁に行われる手術の1つである白内障手術中に大量に得ることができた。しかし、プロテオミクス、メタボロミクス、グライコミクスなどの分子ダウンストリーム解析のためのヒト房水および硝子体液生検の収集、アノテーション、バイオバンキングのための標準化されたプロトコルはこれまで利用できません。

ここでは、眼科手術を受けた患者の分子分析のための高品質のリキッドバイオプシーの収集とバイオバンキングのためのプロトコルを開発しました。モバイル手術室ラボインターフェース(MORLI)により、研究者は手術室(OR)で-80°Cのドライアイス上でバーコード化されたクライオバイアルで収集したサンプルを即座に急速凍結することができます。この手順により、下流の分子分析のための高品質で一貫したサンプル品質が保証されます。優れたサンプル品質に加えて、バイオバンク内のサンプルの正確なアノテーションが重要です。WebベースのHIPAA(医療保険の相互運用性と説明責任に関する法律)に準拠したREDCap(研究用電子データ収集)データベース5を使用して、年齢、性別、疾患、疾患、疾患ステージ、サンプルタイプ、手術の固有の特徴など、各サンプルの詳細なメタデータを保存できます。これにより、特定の疾患または特定の患者群からのサンプルなど、正確な将来の検索能力が可能になります。さらに、冷凍庫内の各サンプルの正確な位置は、デカルトグリッドシステムを使用してアーカイブされるため、下流の実験で効率的なサンプル検索が可能になります。DNA、タンパク質、糖鎖、代謝物分析の例を紹介します。

私たちのワークフローは、手術室と研究所の間の実用的で効果的なつながりを表しており、トランスレーショナルリサーチの貴重な基盤を提供します。

Protocol

このプロトコルは、米国スタンフォード大学のヒト対象研究のための治験審査委員会(IRB)のガイドラインに準拠しています。

注意: このプロトコルは、資格のある眼科医のためのガイドです。眼内悪性腫瘍の状況では、房水または硝子体リキッドバイオプシーの設定での眼外腫瘍播種を除外することはできません。しかし、経硝子体脈絡膜腫瘍生検では、外眼拡張と眼窩病変のリスクは非常に低く、安全性を高め、入室部位を慎重に検討して行われます6。このプロトコルは網膜芽細胞腫または転移リスクの高い腫瘍の場合にはカバーしておらず、禁忌である可能性があります。

1.サンプル収集前

  1. 治験審査委員会の承認
    1. 実験開始前に現地のIRBから承認を得て、それに応じてサンプル収集を行います。
  2. 研究対象集団
    1. 包含基準: 適切な診断テストに必要な量を超える十分な量の房水または硝子体を提供する施設で眼内手術を受けるすべての患者(0〜99歳)を含める 患者の状態と参加を希望する患者を評価するための適切な診断テスト。
    2. 除外基準: 参加を拒否した患者と妊婦を除外します。

  1. インフォームドコンセント
    1. IRBが承認したプロトコルに従って、各患者から書面によるインフォームドコンセントを取得します。
    2. 署名された同意をセキュリティで保護されたデータベースにアーカイブします。
    3. このプロトコルに記載されているように、関与する人員(外科医、検査技師、手術室(OR)スタッフ、科学者)をトレーニングします。
    4. サンプル管理データベースをセットアップします。REDCap を HIPAA 準拠の Web ベースのサンプル データベースとして使用し、調査研究のデータ キャプチャをサポートするように設計されています5.
      注 : この記事では、REDCap が提供する Web ベースのインターフェイスを使用して、プログラミングに関する広範な知識がなくても、フォームのデザイン、フィールドの定義、分岐ロジックの設定、およびデータの入力規則の適用を行う方法について説明します。あるいは、標準の表計算アプリケーションなどの他のソフトウェアも適している場合があります。
    5. 冷却ボックス、ドライアイス、サンプル収集用シリンジ、およびクライオバイアルの可用性を確保します( 材料表を参照)。バイアルに永久にエッチングされるバーコード付きのクライオバイアルを使用してください。これにより、バイアルに患者識別子を追加する必要がなくなり、凍結条件下でラベルを失う可能性がなくなります。
    6. 症例について外科医に通知し、予定されている手術の少なくとも24時間前にORでサンプル収集を支援する検査技師に通知します。

2. 手術室での手術検体の取得

  1. モバイル手術室ラボインターフェース(MORLI)
    1. 手術室にMORLIを設置します。MORLIには、平らなラボベンチの表面、REDCapデータベースにアクセスできるバーコードスキャナーを備えたコンピューター/タブレット、およびドライアイス付きの冷却ボックスが含まれています( 材料表を参照)。
      注意: ドライアイスは非常に冷たいです。ドライアイスを取り扱うときは必ず手袋を着用し、触れないでください。
  2. 手術室でのサンプル収集の準備
    1. MORLIのコンピュータ/タブレットにログインし、REDCapデータベースを開きます。
    2. インフォームドコンセントが患者によって署名されていることを確認し、外科医に確認します。希釈されていないサンプルが必要であることを彼/彼女に思い出させてください。
    3. 手袋を着用してください。適切な数のバーコード付きクライオバイアル(房水の場合は0.5 mL、硝子体サンプルの場合は1.9 mL)を入手し、簡単にアクセスできる場所に置きます。
  3. 房水リキッドバイオプシーの収集
    注意: 人間の組織サンプルはバイオハザード物質と考えてください, 関係者の安全を確保するために、白衣や手袋などの適切な予防措置が必要です.
    注意: 次の手順は、訓練を受けた眼科医のみが実行する必要があります。房水リキッドバイオプシーは、例えば、世界で最も頻繁な手術の1つである白内障手術の開始時に得ることができる。
    注:無菌フィールドは、手術室の標準治療プロトコルに従って維持されます。患者の麻酔に関連する術前手順は、前房および硝子体網膜手術の標準治療手順に従います。
    1. 手術のために目を準備してドレープし、無菌野を最適に視覚化するために滅菌蓋検鏡を配置します。
    2. 手術用顕微鏡を使用して、1 mLシリンジに接続された30〜32 Gの針を使用して、辺縁部に垂直な前房副穿刺を行います。この手順の間、綿の先端または小さな鉗子を使用して目を安定させます。
      注意: 針とシリンジがロックされていること、およびシリンジに圧力がかかっていないことを確認してください(プランジャーを動かすことによって)。眼内構造への損傷を避けるために、針の先端が中央前房の末梢虹彩の上に残っていることを確認してください。白内障手術の場合、リキッドバイオプシーを得るための針は、白内障手術のために作成された穿刺の1つを介して前房に入ることもできます。
    3. 顕微鏡による直接可視化下で、1 mLシリンジを使用して約100 μLの原液房水を手動で吸引します。シリンジプランジャーは、外科医の利き手ではない手で、または訓練を受けた助手が針を動かさずに動かします。
      注:前房が崩壊した場合に備えて、100μL未満の房水を入手してください。
    4. 前房から針を慎重に取り外します。
      注意: 水晶体の目では、レンズに触れないように針を虹彩の上に置いてください。地球への陽圧は逆流を増加させる可能性があります。針が抜かれる前に綿の先端を離すと、逆流を減らすのに役立ちます。
    5. プランジャーを引き戻し、空気と収集された液体がどのように動いているかを確認します。
    6. シリンジをクライオバイアルに注入します。余分な空気はシリンジのデッドスペースをクリアします。
    7. クライオバイアルのバーコードを使用して、手術室のコンピューター上のREDCapフォームにサンプルをスキャンします(詳細は手順3.1〜3.9を参照)。
    8. すぐにクライオバイアルを冷却ボックス内のドライアイスに移します。
    9. 患者に予定されている手術を続ける(例えば、前述のような 白内障手術7)。
  4. 硝子体リキッドバイオプシーの収集
    注意: 次の手順は、訓練を受けた硝子体網膜外科医のみが実行する必要があります。硝子体リキッドバイオプシーは、硝子体切除術8の開始時に得ることができる。目標は未希釈の硝子体サンプルを収集することであるため、硝子体切除カッターは液体1でプライミングされません。
    注:無菌フィールドは、手術室の標準治療プロトコルに従って維持されます。患者の麻酔に関連する術前手順は、前房および硝子体網膜手術の標準治療手順に従います。
    1. 手術のために目を準備してドレープし、無菌野を最適に視覚化するために滅菌蓋検鏡を配置します。
    2. 標準治療手順に従って、23G、25G、または27Gのトロカールカニューレで硬化切開を作成します。注入カニューレを挿入し、硝子体腔内の適切な配置を視覚的に確認します。
    3. 硝子体腔内で、注入せずに硝子体カッターを作動させて、希釈されていない硝子体サンプルを収集します。ガラス体押出カニューレ1に接続されたシリンジを用いて0.5〜1.0mLのガラス体を手動で吸引する。
    4. 硝子体カッターを目から取り外し、液体注入をオンにします。
    5. チューブ内の残りの液体をシリンジに吸引します。
    6. シリンジを外します。
    7. セクション2.3(ステップ2.3.5からステップ2.3.9)の房水検体について説明しているようにサンプルを処理します。

3. ORでのサンプルの処理とデータベースへのサンプルの追加

  1. ラボの技術者に、準備されたクライオバイアル(房水の場合は0.5 mL、硝子体サンプルの場合は1.9 mL)を採取し、滅菌OR機器に触れることなく外科医のところまで歩いて行くように依頼してください。
  2. ラボの技術者にクライオバイアルを開くように依頼してください。
  3. シリンジをクライオバイアルに直接アンロードします。
  4. ラボの技術者に、すぐにクライオバイアルを要約するように依頼してください。
  5. ラボの技術者にMORLIに戻り、すぐにサンプルを冷却ボックス(-80°C)のドライアイスに移すように依頼してください。箱の蓋を閉めます。
  6. 新しいサンプル収集フォームを開きます。フォームのそれぞれのフィールドに次の情報を入力します:症例外科医、収集の場所と日付、患者識別番号、および年齢、性別、右目または左目などの他の基本情報、診断、術前履歴(フリーテキスト)、手順に関する情報(手術の種類など)、および収集されたサンプルの数などのサンプルに関する情報、 サンプルの種類(房水、硝子体)、および容量などの他の詳細。バーコードスキャナーを使用してチューブバーコードを追加します。
  7. [送信/次へ]をクリックします。
  8. 追加のサンプルが収集された場合は、手順3.1〜3.7を繰り返します。
  9. すべてのサンプルが保護されたら、REDCap サンプル コレクション フォームの [ 保存して送信] をクリックします。次に、データベースとコンピューター/タブレットからログアウトします。

4. クライオバイアルの保管場所への移送

  1. 冷却ボックス内のドライアイスでサンプルを手術室からラボに輸送し、ラボコンピュータの隣のラボベンチに置きます。
  2. ログインIDとパスワードを使用して、ラボのコンピューターでREDCapにログインします。
  3. 手袋を着用してください。収集したサンプルの1つを取り、クライオバイアルのバーコードをスキャンしてデータベースに入力します(詳細はセクション5を参照)。すぐにサンプルをドライアイスに戻します。
  4. ドライアイスで満たされた第2の容器を得る。
  5. -80°Cの冷凍庫からクライオバイアル用のラックを入手します。ドライアイスの上の2番目の容器に入れます。
    注意: 0.5 mLの房水チューブには96フォーマットのラックが必要で、1.9 mLの硝子体チューブには48フォーマットのラックが必要です。
  6. ラックのバーコードをスキャンしてデータベースにします(詳細についてはセクション5を参照)。
  7. サンプルをラックに移します。
  8. ラック内のバイアルの位置をデータベースに追加します(詳細はセクション5を参照)。
  9. [ 保存して送信] をクリックします。
  10. ドライアイス上のバイアルが入ったラックを冷蔵庫に運び、-80°Cで保管します。 座標系を使用して、冷蔵庫内の特定の位置にラックを追加します。これにより、後で下流の分析のためにサンプルを簡単に取得できます。

5.サンプル保管フォーム

  1. 入力フォームフェーズ中に収集された各サンプルの保管フォームに記入します。 空の円 または「サンプルストレージ」の下の「+」をクリックして、新しい ストレージ フォームを作成して開きます。
  2. このフォームに記入した日付を [レコードのアーカイブ日] に入力します。
  3. 試料チューブバーコードの下に チューブバーコードをスキャンするか入力します。すぐにサンプルをドライアイスに戻します。
  4. サンプルを移すか、サンプルを内部のバイオリポジトリストレージに入れるかを選択します。
  5. 書面によるインフォームドコンセントが患者から得られたことを確認し、[同意 コンプライアンスの確認 ]の下のボックスを選択し、[ 同意の確認者]に名前を入力します。
  6. ラック内のクライオバイアルに適した場所を選択します。この位置にあるクライオバイアルをラックに移します(例:位置A1)。ラックをドライアイスの上に置いてください。
  7. [場所]フェーズでは、[冷凍庫]の下の冷凍庫の場所、[棚]の下のサンプルを保管する番号、[ボックスバーコード]の下のボックスバーコード、行ごとのボックス内のチューブ位置(チューブ位置(行))および列(チューブ位置(列))の情報を入力します。
    注意: オプションで、ボックスラベルの下にボックスラベルを入力することもでき、冷凍庫で ボックスを見つけやすくなります。
  8. [使用法]セクションで、次の情報を入力します:サンプルが使用されるプロジェクトの名前(プロジェクト名)、次のカテゴリのいずれかの検体ボリューム:完全、部分的、ほぼ空、または空(検体ボリューム)、および該当する場合はストレージノートの下に保管メモ。
    注: フォームに最後にアクセスした日付、時刻、およびユーザーは、必要に応じて確認および監査できる管理の連鎖を確保するために自動的に入力されます。
  9. [完了?] の下の [完了] をクリックして、フォームが完成したことを確認します。
  10. [Save & Exit Form] をクリックします。これにより、患者の概要に戻ります。
  11. 収集されたチューブごとに、サンプルストレージの下の「+」をクリックして、別の サンプル収集フォームを生成します。次に、手順5.1から5.10を繰り返します。
  12. [ 保存して終了] をクリックしてフォームに入力し、データベースとコンピューター/タブレットからログアウトします。
  13. サンプルラック(ドライアイス上)を冷蔵庫の事前指定位置に移します。

6. 下流分析のための手術検体の回収

注:標本は、分析される前に数年間アーカイブされることがよくあります。バーコード化されたクライオバイアルと検索可能なREDCapデータベースシステムにより、下流の分析のために各サンプルを簡単に見つけて見つけることができます。

  1. データベースの検索機能を使用して、実験の対象となるサンプルを特定します。これにより、例えば、糖尿病性網膜症の20〜40歳の患者からのすべての房水サンプルを見つけることができます。
  2. 目的のクライオバイアルの位置(冷凍庫、シェルフ/ラック、サンプルラック、ラック内の座標)を取得します。それらを書き留めるか、印刷するか、モバイルコンピューター/タブレットで利用できるようにして、冷凍庫でサンプルを見つけやすくします。
  3. サンプルをデータベースで使用するものとしてマークします。
  4. [ 保存して終了] をクリックしてフォームに入力し、REDCapとコンピューター/タブレットからログアウトします。

Representative Results

採取したリキッドバイオプシー検体は、DNA、タンパク質、糖鎖、代謝物の分析など、さまざまな分子解析にかけることができます。-70°Cで数年間の長期保存は、プロテオームプロファイル完全性に有意な影響を及ぼさないことが以前に示されていました9。REDCapデータベースにより、サンプルを簡単かつ迅速に取得できます。データベースは、特定の患者群、例えば、糖尿病性網膜症を有する全ての患者からの試料を検索することができる。データベースは、チューブのバーコードと保管中の位置を提供します。これまでに、1,000件以上のリキッドバイオプシーを収集し、アーカイブしてきました。このデータベースにより、下流の分析3,10のサンプルをすばやく見つけることができ、次の実験を実行するのに役立ちました。

症例は17歳の女性で,網膜および視神経の炎症を主訴に来院した.彼女は免疫不全であり、感染の懸念がありました。彼女の右目から房水を採取し、DNA PCR分析に送りました。結果はサイトメガロウイルスに陽性であり、単純ヘルペスウイルスとトキソプラズマ症には陰性でした。これらの知見は、房水リキッドバイオプシーが、適切な治療法を選択するために重要な、感染型と非感染型の眼内炎症を区別するのに役立つことを示している。

液体クロマトグラフィー-質量分析は、プロテオームの偏りのない半定量分析を可能にします。硝子体切除術を受けた患者の硝子体からのリキッドバイオプシーでは、補体C3(C3)、オプチシン(OPTC)、コラーゲンII型アルファ1(COL2A1)など、484のユニークなタンパク質を特定することができました(図1A)。

3つの硝子体液生検は、グライコプロテオミクスマルチプレックスELISAを用いて分析されました( 材料表を参照)11。このアッセイでは、500のヒトタンパク質のグリコシル化プロファイルを検出し、代謝、免疫応答、細胞接着、アクチン組織化などのさまざまな生物学的経路を捉えました(図1B)。

キャピラリー電気泳動とフーリエ変換質量分析12 ( 材料表を参照)を組み合わせたメタボロミクススクリーニングにより、3つの房水リキッドバイオプシーサンプルから292の異なる代謝物が同定されました。経路解析( 材料表参照)13 により、アミノ酸代謝、尿素回路、カルニチン合成など、さまざまな代謝経路が特定されました(図1C)。

Figure 1
図1:代表的な結果 。 (A)液体クロマトグラフィーおよびタンデム質量分析(LC-MS/MS)を用いたヒト硝子体液のプロテオミクス分析により、1回のリキッドバイオプシーで484のユニークなタンパク質が同定されました。タンパク質レベルは、スペクトル数に基づいて表示され、ランク付けされます。代表的なタンパク質は青色で強調表示されています。(B)グリコプロテオミクスマルチプレックスELISAは、3つの硝子体液生検で500の固有のタンパク質のグリコシル化レベルを検出しました。STRINGタンパク質相互作用解析により、タンパク質相互作用のクラスターが同定されました(少なくとも10個のタンパク質を含むクラスターが示されています)。最も有意に濃縮された経路が各クラスターについて示される。(C)質量分析を用いたメタボロミクス解析では、3つの房水リキッドバイオプシーで292種類の代謝物が同定されました。各点は 1 つのサンプルを表します。バーの高さは代謝物の平均数に対応し、エラーバーは標準偏差を表す。右側のパネルは、大幅に濃縮された経路を示しています。検出された代謝物の数(分子)と各経路の代謝物の総数(分母)が表示されます。 この図の拡大版を表示するには、ここをクリックしてください。

Discussion

患者からの手術標本は、生きているヒトの疾患の直接的な分子特性評価を可能にし2,3,4,14、そしてヒトの疾患を完全に再現していない細胞および動物の疾患モデルの限界を克服するのに役立つかもしれない15,16ヒト組織の分子解析は、新薬標的の選択を改善し、臨床試験と医薬品承認の成功率の向上に貢献する可能性があります17。さらに、このアプローチは、得られた組織が各個人の固有のゲノム、エピゲノム、メタボロミクス、グリコーミック、およびプロテオミクスフィンガープリントを保持するため、個別化医療の可能性を提供します2,18,19。

高品質で一貫したサンプル品質は、すべての分子分析アプリケーションの基本です。以前の研究では、サンプル回収後の即時凍結と繰り返しの凍結/解凍サイクルの回避が、高いサンプル品質にとって重要であることが示されています9,20。-70°Cで数年間にわたる長期保存は、プロテオームプロファイルの完全性に有意な影響を及ぼさなかった9。標準化されたプロトコルは、特に複数の人(外科医、技術者など)または異なる機関がサンプリングプロセスに関与している場合に、バイアスを減らし、科学データの比較可能性を向上させるための重要な基盤です。サンプルの品質とは別に、サンプルのアノテーションは、分子所見と臨床データの相関を可能にするために標準化を必要とするもう1つの重要な要素です。私たちのプロトコルは、これを達成するために3つの重要な原則に依存しています:1)眼科医による房水および硝子体リキッドバイオプシーの標準化されたサンプリング手順、2)実験室の担当者によるOR内のサンプルの即時処理と急速凍結、および3)研究者が後の実験のためにサンプルをすばやく見つけることができるWebベースのデータベース内の各サンプルのメタデータ注釈。

硝子体標本20に加えて、このワークフローは、分子分析のための房水リキッドバイオプシーの標準化されたコレクションも確立する。房水は、眼の前房にある非常にアクセスしやすい複雑な液体であり、網膜疾患を含む前眼部だけでなく眼後部の眼疾患も反映します18,21。世界中で最も頻繁に行われる手術の1つである白内障手術など、多数の房水サンプルを収集できるという事実に加えて、これらの特徴により、人間の目からのリキッドバイオプシーの興味深い情報源となっています。このワークフローで確立された各サンプルの標準化されたメタデータアノテーションにより、プロテオームデータと将来の臨床フォローアップデータとの相関関係も可能になります。これは、将来の患者の予後を推定するのに役立つ可能性のある新しい予後バイオマーカーを特定するエキサイティングな機会を提供します。

しかし、ヒトの手術標本の分子解析にも重要な限界があります。たとえば、複雑な実験操作は、多くの場合、動物モデルと細胞モデルでのみ可能です。解決策は、動物または細胞モデルの分子プロファイルをヒト疾患の分子プロファイルと比較することかもしれません。この戦略は、ヒトの疾患と相関し、臨床試験で成功する可能性が高い最も有望な候補を特定するために、動物または細胞モデルで検証できる重複するタンパク質バイオマーカーおよび治療標的を特定することができます4,16

結論として、私たちのワークフローは、ORと研究室の間に実用的なインターフェースを確立し、分子下流分析用の高品質の手術標本の標準化されたハイスループットの収集、アノテーション、および保存を可能にし、将来のトランスレーショナル研究のための貴重な基盤を提供します。

Disclosures

著者は開示するものは何もありません。

Acknowledgments

VBMは、NIH助成金(R01EY031952、R01EY031360、R01EY030151、およびP30EY026877)、スタンフォード視神経乳頭ドルーゼンセンター、および米国ニューヨークの失明予防研究によってサポートされています。JWとDRは、米国の硝子体網膜外科財団によってサポートされています。DRは、ルンドベック財団が後援するDAREフェローシップによってサポートされています。

Materials

Name Company Catalog Number Comments
0.5ml Tri-coded Tube, 96-format, External Thread Azenta Life Sciences, Burlington, MA 01803, USA 68-0703-12 used for aqueous humor samples
1 mL syringe surgical grade, whatever available in hospital - for aqueous humor biopsies
1.9ml Tri-coded Tube, 48-format, External Thread Azenta Life Sciences, Burlington, MA 01803, USA 65-7643 used for vitreous samples
3 mL syringe surgical grade, whatever available in hospital - for vitreous biopsies
30-32-gauge needle surgical grade, whatever available in hospital - for aqueous humor biopsies
Capillary electrophoresis coupled with Fourier transformed mass spectrometry (CE-FTMS) Human Metabolome Technologies, Inc., Tsuruoka, Japan - -
Constellation vitrectomy system with 23-, 25-, or 27-gauge trocar cannula system Alcon Laboratories Inc, Fort Worth, TX, USA - for vitreous biopsies
Cooling box Standard styrofoam box, whatever available in lab - -
Dry ice Whatever available in lab - -
Handsfree Standard Range Scanner Kit with Shielded USB Cable Zebra Symbol  DS9208-SR4NNU21Z Barcode scanner
Human Glycosylation Antibody Array L3  RayBiotech, Peachtree Corners, GA, USA GAH-GCM-L3 -
Mac mini Apple Inc., Cupertino, CA 95014, USA - -
MetaboAnalyst software Pang et al., 2021, PMID: 34019663 - -
Rack for 0.5ml tubes, 96-Format Azenta Life Sciences, Burlington, MA 01803, USA 66-51026 for aqueous humor samples
Rack for 1.9ml tubes, 48-Format Azenta Life Sciences, Burlington, MA 01803, USA 65-9451 for vitreous samples
REDCap browser-based sample database REDCap Consortium, Vanderbilt University, https://www.project-redcap.org - -

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Mishra, K., et al. Intraoperative complications with vitreous biopsy for molecular proteomics. Ophthalmic Surgeries, Lasers Imaging Retina. 54 (1), 32-36 (2023).
  2. Velez, G., Bassuk, A. G., Colgan, D., Tsang, S. H., Mahajan, V. B. Therapeutic drug repositioning using personalized proteomics of liquid biopsies. JCI Insight. 2 (24), (2017).
  3. Velez, G., et al. Liquid biopsy proteomics of uveal melanoma reveals biomarkers associated with metastatic risk. Molecular Cancer. 20 (1), 39 (2021).
  4. Wert, K. J., et al. Metabolite therapy guided by liquid biopsy proteomics delays retinal neurodegeneration. EBioMedicine. 52, 102636 (2020).
  5. Harris, P. A., et al. The REDCap consortium: Building an international community of software platform partners. Journal of Biomedical Informatics. 95, 103208 (2019).
  6. Finn, A. P., Materin, M. A., Mruthyunjaya, P. Choroidal tumor biopsy: A review of the current state and a glance into future techniques. Retina. 38 Suppl 1, S79-S87 (2018).
  7. Tarantola, R. M., Graff, J. M., Somani, R., Mahajan, V. B. Temporal approach for small-gauge pars plana vitrectomy combined with anterior segment surgery. Retina. 32 (8), 1614-1623 (2012).
  8. Mahajan, V. B., et al. Sutureless triplanar sclerotomy for 23-gauge vitrectomy. Archives in Ophthalmology. 129 (5), 585-590 (2011).
  9. Mitchell, B. L., Yasui, Y., Li, C. I., Fitzpatrick, A. L., Lampe, P. D. Impact of freeze-thaw cycles and storage time on plasma samples used in mass spectrometry based biomarker discovery projects. Cancer Informatics. 1 (1), 98-104 (2005).
  10. Velez, G., et al. Proteomic insight into the pathogenesis of CAPN5-vitreoretinopathy. Science Reports. 9 (1), 7608 (2019).
  11. Montgomery, M. R., Hull, E. E. Alterations in the glycome after HDAC inhibition impact oncogenic potential in epigenetically plastic SW13 cells. BMC Cancer. 19 (1), 79 (2019).
  12. Okamoto, N., et al. Comparison of serum metabolomics pathways and patterns between patients with major depressive disorder with and without type 2 diabetes mellitus: An exploratory study. Journal of Integrated Neuroscience. 22 (1), 13 (2023).
  13. Pang, Z., et al. MetaboAnalyst 5.0: narrowing the gap between raw spectra and functional insights. Nucleic Acids Research. 49 (W1), W388-W396 (2021).
  14. Wolf, J., et al. The Human Eye Transcriptome Atlas: A searchable comparative transcriptome database for healthy and diseased human eye tissue. Genomics. 114 (2), 110286 (2022).
  15. Seok, J., et al. Genomic responses in mouse models poorly mimic human inflammatory diseases. Proceedings of the National Academy of Sciences U. S. A. 110 (9), 3507-3512 (2013).
  16. Wolf, J., et al. Comparative transcriptome analysis of human and murine choroidal neovascularization identifies fibroblast growth factor inducible-14 as phylogenetically conserved mediator of neovascular age-related macular degeneration. Biochimca et Biophysica Acta Molecular Basis of Diseases. 1868 (4), 166340 (2022).
  17. Dowden, H., Munro, J. Trends in clinical success rates and therapeutic focus. Nature Reviews Drug Discovery. 18 (7), 495-496 (2019).
  18. Li, H. T., et al. Characterizing DNA methylation signatures of retinoblastoma using aqueous humor liquid biopsy. Nature Communication. 13 (1), 5523 (2022).
  19. Velez, G., et al. Personalized proteomics for precision health: identifying biomarkers of vitreoretinal disease. Translational Vision Science and Technology. 7 (5), 12 (2018).
  20. Skeie, J. M., et al. A biorepository for ophthalmic surgical specimens. Proteomics Clin Applications. 8 (3-4), 209-217 (2014).
  21. Rinsky, B., et al. Analysis of the aqueous humor proteome in patients with age-related macular degeneration. Investigative Ophthalmology and Visual Science. 62 (10), 18 (2021).

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生物学、第199号、房水、硝子体、リキッドバイオプシー、手術室、バイオリポジトリ、眼、個別化医療、プロテオミクス、グライコプロテオミクス、メタボロミクス、眼内炎
分子解析のためのヒト水および硝子体リキッドバイオプシーのバイオバンキング
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Wolf, J., Chemudupati, T., Kumar,More

Wolf, J., Chemudupati, T., Kumar, A., Rasmussen, D. K., Wai, K. M., Chang, R. T., Montague, A. A., Tang, P. H., Bassuk, A. G., Dufour, A., Mruthrunjaya, P., Mahajan, V. B. Biobanking of Human Aqueous and Vitreous Liquid Biopsies for Molecular Analyses. J. Vis. Exp. (199), e65804, doi:10.3791/65804 (2023).

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