Chromosomics: Påvisning av numeriske og strukturelle endringer i Alle de 24 menneskelige kromosomer samtidig ved å bruke en Novel OctoChrome FISH Assay
Summary
En roman fluorescens<em> In situ</em> Hybridisering (FISH) metode som samtidig undersøker både numeriske og strukturelle kromosomfeil forandringer, spesielt de spesifikke kromosomale translokasjoner forbundet med leukemi og lymfom, av alle de 24 menneskelige kromosomer på en enkelt enhet i en hybridisering, er beskrevet.
Abstract
Fluorescens in situ hybridisering (FISH) er en teknikk som gjør at spesifikke DNA-sekvenser for å bli oppdaget på metafase eller interfase kromosomer i cellekjerner en. Teknikken benytter DNA prober med unike sekvenser som hybridize til hele kromosomer eller spesifikke kromosomale regioner, og fungerer som en kraftig supplement til klassiske cytogenetikk. For eksempel rapporterte mange tidligere studier hyppig påvisning av økte kromosomavvik i leukemi pasienter knyttet til benzen eksponering, benzen-forgiftning pasientene, og friske arbeidstakere eksponert for benzen, ved hjelp av klassisk cytogenetisk analyse 2. Ved hjelp av FISH har leukemi-spesifikke kromosomale endringer er observert å være forhøyet i tilsynelatende friske arbeidere eksponert for benzen 3-6, indikerer de kritiske roller cytogentic endringer i benzen-indusert leukemogenesis.
Vanligvis undersøker et enkelt FISH analysen bare én eller noen få hele kromosomereller bestemte loci per lysbilde, så flere hybridizations må gjennomføres på flere lysbilder for å dekke alle de menneskelige kromosomer. Spectral karyotyping (SKY) tillater visualisering av hele genomet samtidig, men kravet for spesiell programvare og utstyr grenser sin søknad 7. Her beskriver vi en roman FISH analyse, OctoChrome-fisk, som kan brukes for Chromosomics, som vi definerer her som samtidig analyse av alle de 24 menneskelige kromosomer på ett lysbilde i humane studier, for eksempel kromosom-wide Aneuploidy studie (CWAS) 8. Grunnlaget for metoden, markedsført av Cytocell som Chromoprobe Multiprobe System, er en OctoChrome enhet som er delt inn i 8 ruter, som hver bærer tre forskjellige hele kromosom maleri prober (figur 1). Hver av de tre sonder er direkte merket med en annen farget fluoroforen, grønn (FITC), rød (Texas Red) og blått (kumarin). Ordningen av kromosom kombinasjoner på OctoChrome-enheten er utviklet for å lette identifiseringen av de ikke-tilfeldige strukturelle kromosomfeil endringer (translokasjoner) funnet i de vanligste leukemier og lymfomer, for eksempel t (9; 22), t (15; 17), t (8; 21 ), t (14; 18) 9. Videre kan numeriske endringer (Aneuploidy) i kromosomene bli oppdaget samtidig. Den tilsvarende mal slide er også delt inn i 8 ruter på som metafase spreads er bundet (Figur 2), og er plassert over OctoChrome enheten. De prober og target DNA er denaturert ved høy temperatur og hybridisert i en fuktig kammer, og deretter alle de 24 menneskelige kromosomer kan bli visualisert samtidig.
OctoChrome FISH er en lovende teknikk for den kliniske diagnosen leukemi og lymfom og for påvisning av aneuploidies i alle kromosomene. Vi har søkt denne nye Chromosomic tilnærmingen i en CWAS studie av benzen-eksponerte kinesiske arbeidere 8,10.
Protocol
Discussion
Denne romanen OctoChrome-FISH analysen gjør det mulig å samtidig undersøke alle de 24 menneskelige kromosomer i en enkelt hybridisering på ett lysbilde. Ordningen av kromosom kombinasjoner på de 8 rutene har blitt designet for å lette identifiseringen av de ikke-tilfeldige kromosom rearrangements i de vanligste leukemier og lymfomer. Dermed kan analysen oppdage numerisk (Aneuploidy) samt strukturelle (translokasjoner) kromosomet endringer samtidig.
Den mest kritiske trinnet i denne ana…
Divulgations
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Forfatterne ønsker å takke dr. Cliona M. McHale for kritisk lesing og redigering av manuskriptet. Dette arbeidet ble finansiert av National Institute of Environmental Health Sciences, National Institute of Health stipend R01ES017452 til L Zhang.
Materials
| Name of the reagent | Company | Catalogue number | Comments (optional) |
| OctoChrome Kit | Cytocell Ltd, Cambridge, UK | PMP 803 | |
| phytohaemagglutinin (PHA) | Invitrogen Corporation | 10576-015 | |
| Colcemid | Invitrogen Corporation | 15212-012 | |
| Carnoy’s fixative | Methanol : glacial acetic acid = 3: 1 | ||
| Fluorescence microscope | Equipped with filters to view DAPI, Texas Red, FITC, and Coumarin spectra individually and a DAPI/FITC/Texas Red triple filter to view different colors simultaneously | ||
| Metafer software | MetaSystems, Altlussheim, Germany | Facilitate to locate all metaphases and to re-evaluate the abnormalities |
References
- Levsky, J. M., Singer, R. H. Fluorescence in situ hybridization: past, present and future. J. Cell. Sci. 116, 2833-2838 (2003).
- Zhang, L., Eastmond, D. A., Smith, M. T. The nature of chromosomal aberrations detected in humans exposed to benzene. Crit. Rev. Toxicol. 32, 1-42 (2002).
- Zhang, L. Aberrations in chromosomes associated with lymphoma and therapy-related leukemia in benzene-exposed workers. Environ. Mol. Mutagen. 48, 467-474 (2007).
- Zhang, L. Benzene increases aneuploidy in the lymphocytes of exposed workers: a comparison of data obtained by fluorescence in situ hybridization in interphase and metaphase. Environ. Mol. Mutagen. 34, 260-268 (1999).
- Zhang, L. Increased aneusomy and long arm deletion of chromosomes 5 and 7 in the lymphocytes of Chinese workers exposed to benzene. Carcinogenesis. 19, 1955-1961 (1998).
- Smith, M. T. Increased translocations and aneusomy in chromosomes 8 and 21 among workers exposed to benzene. Cancer. Res. 58, 2176-2181 (1998).
- Bayani, J., Squire, J. A. Advances in the detection of chromosomal aberrations using spectral karyotyping. Clin. Genet. 59, 65-73 (2001).
- Zhang, L. Chromosome-wide aneuploidy study (CWAS) in workers exposed to an established leukemogen, benzene. Carcinogenesis. 32, 605-612 (2011).
- Rowley, J. D. The role of chromosome translocations in leukemogenesis. Semin. Hematol. 36, 59-72 (1999).
- Zhang, L. Use of OctoChrome fluorescence in situ hybridization to detect specific aneuploidy among all 24 chromosomes in benzene-exposed workers. Chem. Biol. Interact. , 153-154 (2005).
- Barch, M. J., Lawce, H. J., Arsham, M. S., Barch, M. J. . In The ACT cytogenetics laboratory. , 17-30 (1991).
- Zhang, L., Yang, W., Hubbard, A. E., Smith, M. T. Nonrandom aneuploidy of chromosomes 1, 5, 6, 7, 8, 9, 11, 12, and 21 induced by the benzene metabolites hydroquinone and benzenetriol. Environ. Mol. Mutagen. 45, 388-396 (2005).
- Smith, M. T. Hydroquinone, a benzene metabolite, increases the level of aneusomy of chromosomes 7 and 8 in human CD34-positive blood progenitor cells. Carcinogenesis. 21, 1485-1490 (2000).
- Smith, M. T. Advances in understanding benzene health effects and susceptibility. Annu. Rev. Public. Health. 31, 133-148 (2010).
