레이저 캡처 서 유전자 표정 분석에 대 한 마우스 눈에서 높은 순수 배수 채널의

Summary

여기, 우리 다운스트림 RNA 분석에 대 한 배수 채널 (TM)를 격리 하기 위한 재현성 레이저 캡처 기정 (LCM)에 대 한 프로토콜을 설명 합니다. TM에 유전자 발현에 변화를 분석 하는 능력은 TM 관련 눈 질병의 근본적인 분자 메커니즘을 이해에 도움이 됩니다.

Abstract

레이저 캡처 기정 (LCM)는 단일 세포의 유전자 표정 분석을 허용 하 고 조직 섹션에서 세포 인구를 풍성 하 게. LCM 기본 세포 분화와 개발 및 녹 내장을 포함 하 여 다양 한 질병의 진행 하는 분자 메커니즘의 연구에 대 한 훌륭한 도구입니다. 녹 내장, 진보적인 광섬유 neuropathies의 가족 구성, 전세계 돌이킬 수 없는 실명의 가장 흔한 원인입니다. 녹 내장을 개발 하기 위한 주요 위험 요소 증가 안구 내부 압력 (IOP), 구조 변경 및 배수 채널 (TM) 내에서 손상 발생할 수 있습니다. 그러나, 관련 된 정확한 분자 메커니즘이 아직도 제대로 이해 하 고. 유전자 표정 분석을 수행 하는 기능 추가 이러한 셀 및 IOP와 녹 내장 개발의 규칙에 있는 그것의 역할의 기능에 대 한 통찰력을 얻기에 중요 한 될 것입니다. 이를 위해, 높은 격리에 대 한 재현 방법 실시간 정량 및 RNA-Seq 필요와 같은 마우스 눈 및 다운스트림 유전자 표정 분석 방법의 냉동된 섹션에서 TM 농축. 여기에 설명 된 메서드는 다운스트림 디지털 PCR 및 microarray 분석에 대 한 마우스 눈에서 높은 순수 TM을 개발 된다. 또한,이 기술은 다른 매우 풍부한 눈 세포 및 마우스 눈에서 분리 하기 어려운 세포 구획의 격리에 대 한 쉽게 적용할 수 있습니다. LCM 및 RNA 분석의 조합을 녹 내장 기본 셀룰러 이벤트의 보다 포괄적인 이해에 기여할 수 있다.

Introduction

녹 내장 질병 광섬유 신경 및 망막 궁극적으로 돌이킬 수 없는 실명^1,2리드 특징의 그룹입니다. 2020 이상에 의해 70 백만 명 세계적으로 살게 될 것입니다 질병^3,,45,,67의 일종으로 추정 된다. 기본 개방 각 녹 내장 (POAG), 녹 내장, 가장 널리 퍼진 유형의 액 (AH) 유출 증가 안구 내부 압력 (IOP)^{8,,910, 선도 저하에 의해 특징입니다. 11,12,13,143,15,,1617,18}. 왼쪽된 치료, 만성 높은 IOP 망막 및 시 신경 머리 방사형 실명^1,2,19를 일으키는 진보적이 고 돌이킬 수 없는 손상으로 이어집니다. Ciliary 바디 아의 생산의 속도 감소 또는 그것의 유출^1,,89, 를 강화 하 여 IOP를 감소에 녹 내장의 진행을 둔화에 대 한 모든 현재 메서드 ^{10 , 11 , 12 , 13 , 14}. 주 아 유출 통로 적극적으로 조절에 중요 한 역할을 담당 하는 배수 채널 (TM)의 부적절 한 함수 이며 고혈압 녹 내장^1,,219에 대 한 원인이 되는 요소. 그러나, TM 부전와 어떻게 그것은 아 배수 조절 관련 분자 메커니즘 아직 완전히 이해 되지 않는다 며 현재 녹 내장 연구^1,2,19, 의 주요 초점 ²⁰. 여러 게놈 넓은 협회 연구 결과 (GWAS)는 녹 내장 및 TM에서 아 유출 시설에 증가 저항 유전자의 수를 연결 하 고, 하는 동안 질병으로 이어질 하지 않은 정확한 분자 메커니즘이 아직 완전히 이해^{21 , 22 , 23 , 24 , 25}.

동물 모델 크게^{3,15,16,26,,2728, (광범위 하 게 검토 하는 녹 내장에 질병 진행의 우리의 현재 지식 향상 29,,3031,,3233}). 몇 가지 선구적인 방법은 TM^34,,3536 연구 개발 되었습니다 고 정상과 병에 걸리는 직물의 우리의 현재 이해를 사전에 이러한 방법을 널리 사용 되었습니다. 하나의 영역을 광범위 하 게 탐험 되지 않은 TM 실패의 분자 메커니즘 연구를 유전자 변형된 마우스 모델의 사용 이다. 유전자 변형 노크에 Myocilin (Myoc)^37,38 등 Cyp1b1³⁹, TM 관련 유전자의 녹아웃 마우스 연구 되었습니다 공부 TM의 분자 메커니즘을 위한 기본 도구 기능입니다. 당연 하 게도, 작은 크기의 마우스에서 TM이이 조직 공부를 시작 하기 위하여 극복 되어야 하는 심각한 장애물이 나타냅니다. 마우스 모델 LCM 기술에서 가장 작고 가장 섬세 한 조직, TM 등의 연구 능력을 필요한 도구를 제공 하는 동안 유전학 및 질병의 분자 메커니즘을 공부를 위한 강력한 도구를 나타냅니다.

이 보고서에는 강력 하 고 재현 방법 후속 RNA 격리 및 다운스트림 식 분석에 대 한 증폭 마우스 눈에서 높은 농축된 TM의 LCM에 대 한 설명 되어 있습니다. 유사한 방법에서에서 사용 된 성공적으로 쥐 눈 조직^{40,41,42,,4344}의 분리, 다른 여기 보고 방법론을 적용할 수 있습니다. RNA, 예측에 관한, DNA, 단백질 공부 하 고 눈의 개별 조직. 중요 한 것은,이 기술은 유전자 변형된 쥐 녹 내장과 눈 질병^{3,,1516,17 TM 장애의 분자 병 인을 이해를 사용할 수 있습니다. ,18,26,31,,4546}. LCM에 의해 마우스 눈의 TM을 능력 추가 여러 눈 질환의 분자 메커니즘에 대 한 통찰력을 얻기에 있는 유용한 기술 될 것입니다.

Protocol

국립 환경 건강 과학 연구소 (NIEHS) 동물 관리 및 사용 위원회 (ACUC) NIEHS 동물 연구 제안 IIDL 05-46에서이 연구의 모든 방법론을 승인 했다. 1. 최적의 조직 컬렉션 레이저 기정에 대 한 2, 3 개월 된 생쥐를 얻을 남성 또는 여성 C57BL/6. 최소 1 분 또는 호흡 정지 했습니다 때까지 CO2 를 안락사. 감 금에서 동물을 제거 하 고 자 궁 경관 탈 구, 잘린, 또는 thoracotomy 죽음을 …

Representative Results

LCM TM에서 RNA를 수집 및 4 다른 마우스에서 모양 몸은 유전자 발현을 분석 하 고 비교 전체 눈, sclera, 홍 채, 망막, 각 막, 및 렌즈 3 별도 쥐에서 고립에서 그 식 수 절연. TM 유전자 표현, MYOC48 와 ACTA249 격리 TM 샘플 TM에 농축 실제로 높게 했다 확인 모든 수집 된 조직에서 분석 되었다. LCM 샘플에서 cDNA의 매우 낮은 수량에 따라 …

Discussion

TM는 중요 한 역할을 적극적으로 유지 하는 항상성 IOP와 그 장애는 널리 고혈압 녹 내장^1,,219에 대 한 주요 원인이 되는 요소 하실. GWAS 분석에 의해 확인 된 여러 유전자에 있는 단 하나 뉴클레오티드 동 질 다 상 수 증가 녹 내장 위험 및 TM;에서 아 유출 시설에 증가 저항에 연결 된 그러나,이 질병을 정확한 분자 메커니즘은 아?…

Materials

ACTA2 ddPCR Primers (dMmuCPE5117282)	BioRad	10031252	FAM
Agilent 2100 Bioanalyzer	Agilent Technologies	G2946-90004
Agilent RNA 6000 Pico kit	Agilent Technologies	5067-1513
BioRad QX200 Droplet Digital PCR System	BioRad
Small Paint Brush
Charged Glass Microscope Slide	Thermo scientific	4951PLUS-001
Cresyl Violet Acetate	Sigma Aldrich	C5042
Curved Scissors
Eosin Y dye	Thermo scientific	71204
Ethanol
Forceps			Curved and Serrated tip (preferred tip size: 0.5 x 0.4 mm)
HemaCen	American MasterTech	STHEM30
High-Capacity cDNA Reverse Transcription Kit	Applied Biosystems	4368814
Hsp90a ddPCR Primers(dMmuCPE5097465)	BioRad	10031255	VEX
Leica CM1850 Cryostat	Leica
Millex-GS filter unit	EMD Millipore	SLGS033SB	0.22 µm
MMI CellCut UV Cutting Model	Molecular Machines & Industries		LCM intrument
MMI CellTools Software	Molecular Machines & Industries	50202	LCM software
Sample Tube for Laser Capture Microdisssection	ASEE Products	ST-LMD-M-500	Isolation Cap Tube/Manufactured by Microdissect GmBH in Germany and distrubted by ASEE Products
Sample Tube for Laser Capture Microdisssection (Alternative)	Molecular Machines & Industries
modified Harris Hematoxylin	Thermo scientific	7211	FAM
MYOC ddPCR Primers (dMmuCPE5095712)	BioRad	10031252
PBS
Memebrane Slides, RNase Free	ASEE Products	FS-LMD-M-50r	Polyethylene terephthalate (PET) membrane/Manufactured by Microdissect GmBH in Germany and distrubted by ASEE Products
Memebrane Slides, RNase Free (Alternative)	Molecular Machines & Industries	50102
Rapid Fix	Thermo scientific	6764212	H&E staining
RLT Buffer	Qiagen	79216	lysis bufffer used for LCM samples
RNAseZap	Sigma	R2020	RNase decontamination solution
Protect RNA RNAse Inhibitor	Sigma Aldrich	R7397
RNeasy Micro Kit	Qiagen	74004	RNA isolation kit
SMART-Seq v4 Ultra Low Input RNA Kit	Takara Clontech	634888	low input RNA to cDNA kit for LCM samples
SuperMix (no dUTP)	BioRad	1863023	digital PCR master mix
Tissue-Tek Cryomold (25mm x 20mm x5mm)	Sakura	4557
Tissue-Tek O.C.T. Compound	Sakura	4583
Stratalinker UV Crosslinker	Stratagene	400075
Xylene	Macron	8668