FISH ما قبل انغراس التشخيص الوراثي
Summary
توضح هذه المقالة اختيار تحقيقات مناسبة للأسماك وحيدة الخلية ، وتقنيات لنشر قسيم أرومي النوى ، والتهجين في الموقع وسجل إشارة ، تطبق على التشخيص الجيني قبل الزرع (PGD) في عملية إعداد سريرية.
Abstract
قبل انغراس التشخيص الوراثي (PGD) هو البديل الذي أنشئ لتشخيص ما قبل الولادة ، وينطوي على اختيار ما قبل زرع الأجنة من الأتراب التي تم إنشاؤها بواسطة تكنولوجيا المساعدة على الإنجاب (ART). قد تكون هناك حاجة لأن هذا الاختيار أحادي الجين العائلي للمرض (التليف الكيسي على سبيل المثال) ، أو لشريك واحد يحمل كروموسوم إعادة ترتيب (على سبيل المثال إزفاء متبادلة في الاتجاهين). PGD متاحة للأزواج الذين لديهم أطفال المتأثرين السابقة ، و / أو في حالة إعادة ترتيب الكروموسومات والاجهاض المتكرر ، أو العقم. البويضات الملقحة ويستنشق التالية تحفيز المبيض من خلال الانغماس في المختبر في السائل المنوي (IVF) أو عن طريق حقن الحيوان المنوي داخل الهيولى من الفردية (ICSI). وتحتاج فحص ما قبل الزرع في مرحلة الانقسام الأجنة ، وعادة عن طريق إزالة من خلية واحدة في اليوم 3 بعد الإخصاب ، ويتم اختبار الخلايا تحتاج فحص لتحديد الوضع الجيني للجنين. مضان التهجين في الموضع (FISH) على نواة ثابتة من الخلايا تحتاج فحص مع هدف محدد تحقيقات الحمض النووي هو الأسلوب المفضل للكشف عن الخلل الصبغي المرتبطة إعادة ترتيب الكروموسومات ، واختيار الأجنة الإناث في الأسر التي لديها العاشر مرتبطة المرض الذي لا يوجد أي طفرة معينة الاختبار. كما تم FISH تستخدم لفحص الاجنة لعدم توازن الصبغيات في الكروموسوم عفوية (المعروف أيضا باسم أو PGS AS – PGD) من أجل محاولة تحسين كفاءة المساعدة على الإنجاب ، إلا أن القيمة التنبؤية لهذا الاختبار باستخدام تقنية FISH نشر وصفها هنا ومن المرجح أن تكون منخفضة بشكل غير مقبول في أيدي معظم الناس وليس من المستحسن للاستخدام السريري الروتيني. وصفنا اختيار تحقيقات مناسبة للأسماك وحيدة الخلية ، وتقنيات لنشر قسيم أرومي النوى ، والتهجين في الموقع وسجل إشارة ، تطبق على PGD في عملية إعداد سريرية.
Protocol
Discussion
تطبيق مضان التهجين في الموضع (FISH) لخلية جنين واحد (قسيم أرومي) تحديات خاصة على حد سواء في الجوانب العملية وتفسير نمط الإشارة. الخلية الخزعة تحتاج إلى أن تنتشر داخل منطقة محددة مسبقا على الشريحة من أجل تسهيل السمكية في توطين التالية ؛ العناية القصوى يجب أن يؤخذ في ضمان lysed الخلية ، التي تم تفريق السيتوبلازم والنواة التي مرئيا وسليمة ، ولأن التشخيص يعتمد على النتائج من هذه الخلية واحدة ، وسجل الصارمة وتفسيرها وينبغي تطبيق المبادئ التوجيهية. ومع ذلك ، في أيدي ذوي الخبرة ، والسمك هي تقنية قوية لمرحلة ما قبل انغراس التشخيص الوراثي (PGD) في الممارسة السريرية. مبدأ PGD بواسطة FISH هي التي يمكن استخدامها تحقيقات هدف محدد الحمض النووي المسمى مع fluorochromes haptens مختلفة أو للكشف عن عدد النسخ من مواضع محددة ، وبالتالي للكشف عن الخلل الصبغي المرتبطة العزل الانتصافي لإعادة ترتيب الكروموسومات (1) ، بما في ذلك روبرتسوني translocations ، translocations المتبادل ، ظاهرة الانقلاب ، وإعادة ترتيب معقدة (2). ويمكن أيضا أن تستخدم السمكية لتحديد الأجنة الإناث في الأسر التي لديها العاشر مرتبطة المرض ، والتي لا يوجد اختبار طفرة معينة (3 ، 4). الأكثر إثارة للجدل ، كما تم السمكية المستخدمة للكشف عن عدم توازن الصبغيات في الكروموسوم متفرقة من أجل محاولة تحسين كفاءة المساعدة على الإنجاب (5 ، 6) ، إلا أن القيمة التنبؤية لهذا الاختبار باستخدام FSIH ومن المرجح أن تكون منخفضة بشكل غير مقبول في معظم الناس لا ينصح اليدين وذلك للاستعمال السريري الروتيني (7). هذا المقال يركز على الجوانب التقنية والقيود المطبقة على الأسماك وحيدة الخلية التشخيص السريري.
طرق انتشاره وتحديد blastomeres واحدة تشمل الميثانول / حامض الخليك (5 ، 8) ، توين / حمض الهيدروكلوريك (9) ، ومزيج من توين / حمض الهيدروكلوريك والميثانول / حامض الخليك (10). تشمل معالجة الاختلافات ناقص التوتر من الخلايا قبل نشر و / أو البيبسين والعلاج بارافورمالدهيد بعد التثبيت. وينبغي التحقق من صحة الأسلوب المناسب للمختبر (14). يوصف أسلوب توين / حمض الهيدروكلوريك بالتفصيل في هذه المقالة. أسلوب توين / حمض الهيدروكلوريك هو بسيط للغاية من الناحية الفنية واستنساخه في المختبرات المختلفة. ويمكن استخدام هذا الأسلوب لإعداد نواة واحدة لتشخيص السمكية من تحديد الجنس وإعادة ترتيب الكروموسومات مع دقة التشخيص مقبول (7).
يمكن أن يمزج الجمع بين التحقيق مباشرة والمسمى المسمى غير مباشرة التحقيقات ، والتحقيقات من مختلف الصانعين. وينبغي تجنب تحقيقات للتعرف مناطق متعددة الأشكال الصبغي (11 ، 12) ، أو تلك المعروفة العابرة للهجن بشكل كبير مع غيرها من الصبغيات (13) ، رغم أنه يمكن استخدامها إذا ثبت أن تكون محددة ومناسبة لPGD عن طريق اختبار قبل الشركاء على حد سواء الإنجابية . fluorochromes متاح / haptens واستراتيجيات تميز تحقيقات تشمل ما يلي : تكساس الأحمر (TR) ، فلوريسئين ثيوسيانات (FITC) ، SpectrumGreen (Vysis) ، SpectrumOrange (Vysis) ، SpectrumAqua ، مع الكشف عن التحقيقات biotinylated TR – أفيدين ، FITC أفيدين ، أو CY – 5 streptavidin (تصور استخدام عامل تصفية FarRed) ، وهو مزيج من مجسات أحمر وأخضر لإنتاج إشارة الصفراء ، وهي الجولة الثانية من التهجين وخلق لون ثالث من خلال التقاط متتابع للSpectrumOrange باستخدام TexasRed وتصفية SpectrumGold).
وأوصت مجموعة المسبار يحتوي على ثلاثة تحقيقات ومحددة للمناطق السنترومير من كروموزومات X و Y واحد صبغي جسدي ، لتحديد نوع الجنس (14) ، ويستخدم المجس راثي لوضع الصيغة الصبغية وبالتالي التفريق بين تثلث الصبغي X (2N ، 47 ، XXX) ، وتثلث الصيغة الصبغية (3N ، 69 ، XXX) ، وبين رباع الصبغي X (48 ، XXXX) ورباع الصيغة الصبغية (4N ، 92 ، XXXX). تشكيل لتحقيق النموذجية المطبقة في هذا الإعداد هو مزيج يحتوي على AneuVysion ابوت ألفا الساتلية X ، Y ، و 18 ، وقد تم التحقيق أثبتت هذه المجموعة لديها نسبة التعدد قليلة جدا ، وبالتالي ما قبل المعالجة متابعة العمل من الشركاء الإنجابية ليس مطلوبا (14).
وينبغي تحقيق هذا المزيج عن أي إعادة ترتيب معين : تحتوي على الأقل من الناحية المثالية تحقيقات كافية لكشف كل المنتجات المتوقعة لإعادة ترتيب مع الخلل الصبغي. إذا لم يكن هذا ممكنا ، يمزج التحقيق حيث تم تقييم المنتجات التي لم يتم كشفها غير متوازن لتكون غير قابلة للاستمرار في حمل معترف بها ويحتمل أن يكون الانتشار المنخفض جدا قد يكون مقبولا (14). يمكن اختباره على metaphases اللمفاويات مثقف من كل من الشركاء الإنجابية. ينبغي النظر لا يقل عن عشرة ينتشر الطورية لخصوصية التحقيق ، وعبر أشكال متعددة من التهجين ، وحاملة لكروموسوم إعادة ترتيب ، لضمان أن التحقيقات هجن كما هو متوقع لقطاعات مختلفة من إعادة ترتيب. بالإضافة ، يجب أن لا يقل عن 100 سجل نواة الطور البيني من هذه الاستعدادات لتقييم نوعية الإشارة ، والسطوع ، والتحوط (14).
Commeو rcial مجموعات التحقيق PGS المتاحة (مثل ابوت MultiVysion PB أو PGT) ، التي تستهدف في معظم الأحيان الكروموسومات جدت لتكون في المنتجات مختل الصيغة الصبغية من الحمل ، وتضم التحقيق كروموسوم واحد لكل المستهدفة. عادة ما قد يكون نواة التهجين الثاني مع تحقيقات إضافية للصبغيات توفير مقايسة للصبغيات 13 ، 15 ، 16 ، 18 ، 21 ، 22 ، وXY (14). القيمة التنبؤية لهذا الاختبار باستخدام تقنية FISH نشر وصفها هنا من المحتمل أن تكون منخفضة بشكل غير مقبول في أيدي معظم الناس وليس من المستحسن للاستخدام السريري الروتيني (7 ، 15).
تقنيات مثل التهجين الجينومي المقارن (CGH) المطبقة على الخلايا وحيدة قادرة على اختبار لنسخة من كل عدد الكروموسومات (ويلتون وآخرون 2001) ، واستخدام أشكال متعددة من تركيبة واحدة (SNP) صفائف والتحليل الكمي (ويلز وآخرون . 2008) أو "karyomapping" التنميط الجيني (Handyside وآخرون 2009) واعدة تقنيات بديلة للكشف عن عدم توازن الصبغيات في الكروموسوم. ومع ذلك ، فإن قرار الحد من اختلال التوازن والدقة لشريحة لا تزال غير مؤكدة ، ومن المحتمل أن الأسماك سيستمر هذا الأسلوب المفضل لإعادة ترتيب الكروموسومات التي تنطوي على قطاعات صغيرة.
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Materials
| Material Name | Type | Company | Catalogue Number | Comment |
|---|---|---|---|---|
| Hydrochloric Acid, 2.5L | VWR | 101254H | ||
| Sodium Chloride, 5Kg | VWR | 443827W | ||
| Potassium Chloride, 250g | VWR | 26764.232 | ||
| di-Sodium Hydrogen Orthophosphate Anhydrous, 500g | VWR | 102494C | ||
| Potassium Dihydrogen Orthophosphate, 500g | VWR | 10203 4B | ||
| Sodium Hydroxide Pellets, 500g | VWR | 28245.265 | ||
| Tween20, 500mL | VWR | 663684B | ||
| Ethanol, 2.5L | VWR | 8.18760.2500 | Duty Paid | |
| Tri-Sodium Citrate, 5Kg | VWR | 27833.363 | ||
| Cow Gum, 250mL | Cow Proofings Ltd. | No longer available | Old stocks can still be found in art shops | |
| DAPI/Antifade ES, 0.125μg/mL, 500ul | Cytocell | DES500L | 150μl vial rec’d with each Cytocell TEL Probe | |
| Nail Varnish, 12mL | Boots | 10088316001 | ||
| Amine-coated Slides, 25 | Genetix | K2615 | ||
| DAPI, 0.1mL | Sigma-Aldrich | D-9542 | ||
| Vectashield, 10mL | Vector Laboratories | H1000 | ||
| Texas-Red-avidin, 0.001mL | Vector Laboratories | A-2016 | ||
| FITC-avidin, 0.001mL | Vector Laboratories | A-2011 | ||
| Cy-5 Streptavidin, 0.001mL | GE Healthcare | PA45001 | ||
| Microcentrifuge Tubes, 1.75mL, box of 500 | Thistle Scientific | AX-MCT-175-C | ||
| Microcentrifuge Tubes, 0.6mL, box of 1000 | Thistle Scientific | AX-MCT-060-C-CS | ||
| 30ml Universal Containers, box of 400 | Sterilin | 128B | Available from NHS Supply Chain, Cat No. KCP053 | |
| Hot Block | ||||
| Spirit Burner Spirit Burner Socket Spirit Burner Wick |
VWR VWR VWR |
451-0107 451-3112 451-3111 |
||
| Plugged Glass Pipettes | Fisher Scientific | PMK-300-052R | ||
| Dissecting Microscope | Wild Heerbrugg | |||
| Tissues, 100boxes | NHS SUPPLY CHAIN | MJT058 | ||
| Metal Culture Trays | ||||
| Plastic Melamine Trays | VWR | 682-009 | ||
| Oven | ||||
| Mouth Pipette Mouthpiece | Scientific Laboratory Supplies | HAE3700 | ||
| Tubing | ||||
| Syringe Filter, 0.2μm pore size, 25mm diameter | Fisher Scientific | FDM-340-010U | ||
| Diamond Pen | VWR | 818-0021 | ||
| Hot Block for Slides | Thermo Hybaid | HBOSBB | ||
| Hybridization Chamber | ||||
| Tissue Roll | NHS SUPPLY CHAIN | MJT004 | ||
| Schieferdecker Jar | VWR | 631-9313 | ||
| Coplin Jar | VWR | 631-9331 | ||
| Forceps, Fine | VWR | 232-2123 | ||
| Forceps, Blunt | VWR | 232-2113 | ||
| 1000mL Beaker | VWR | 213-1642 | ||
| Phase Contrast Microscope | Nikon | E200 | ||
| Fibre-free Blotting Cards, box of 100 | Fisher Scientific (Raymond Lamb) | SDE1 | ||
| Blue-Frosted Microscope Slides, box of 100 | Scientific Laboratory Supplies | MIC3022 | ||
| Coverslips, 18x18mm, No. 1, box of 200 | Scientific Laboratory Supplies | MIC3110 | ||
| Coverslips, 22x22mm, No. 0, box of 200 | Scientific Laboratory Supplies | MIC3104 | ||
| Coverslips, 22x50mm, No. 0, box of 100 | Scientific Laboratory Supplies | MIC3206 | ||
| 1mL Syringe, box of 100 | NHS Supply Chain | FWC045 | ||
| 1mL Pipette Tip, 10racks of 1000 | Thistle Scientific | AX-T-1000-C-L-R | ||
| Incubator | LEEC | |||
| Waterbath | Grant | W22 | ||
| Alcohol Thermometer | Various sources available | |||
| pH Meter | Jenway | 3305 | ||
| pH Electrode | VWR | 662-1759 | BNC Plug to fit Jenway pH meter 3305 | |
| Heated Stirrer | Bibby | HC502 | ||
| 1mL Pasteur Pipettes, box of 500 | Scientific Laboratory Supplies | PIP4202 | ||
| Parafilm, 50mm x 75m | VWR | 291-1214 |
References
- Scriven, P. N., Handyside, A. H., Ogilvie, C. M. Chromosome translocations: segregation modes and strategies for preimplantation genetic diagnosis. Prenat. Diagn. 18, 1437-1449 (1998).
- Mackie Ogilvie, C., Scriven, P. N., Harper, J. C. Preimplantation genetic diagnosis for chromosome rearrangements. Preimplantation Genetic Diagnosis. , 194-201 (2009).
- Harper, J. C., Coonen, E., Ramaekers, F. C. S., Delhanty, J. D. A., Handyside, A. H., Winston, R. M. L., Hopman, A. H. N. Identification of the sex of human preimplantation embryos in two hours using an improved spreading method and fluorescent in situ hybridisation using directly labelled probes. Hum. Reprod. 9, 721-724 (1994).
- Mackie Ogilvie, C., Scriven, P. N., Harper, J. C. Preimplantation genetic diagnosis for sex-linked diseases and sex-selection for non-medical reasons. Preimplantation Genetic Diagnosis. , 230-235 (2009).
- Munné, S., Lee, A., Rosenwaks, Z., Grifo, J., Cohen, J. Diagnosis of major chromosome aneuploidies in human preimplantation embryos. Hum. Reprod. 8, 2185-2192 (1993).
- Mackie Ogilvie, C., Scriven, P. N., Harper, J. C. Preimplantation genetic diagnosis for infertility (preimplantation genetic screening). Preimplantation Genetic Diagnosis. , 203-229 (2009).
- Scriven, P. N., Bossuyt, P. M. Diagnostic accuracy: theoretical models for preimplantation genetic testing of a single nucleus using the fluorescence in situ hybridization technique. Hum Reprod. Cytogenetics. 5, 394-400 (2010).
- Coonen, E., Dumoulin, J. C., Ramaekers, F. C., Hopman, A. H. Optimal preparation of preimplantation embryo interphase nuclei for analysis by fluorescence in-situ hybridization. Hum. Reprod. 9, 533-537 (1994).
- Dozortsev, D. I., McGinnis, K. T. An improved fixation technique for fluorescence in situ hybridization for preimplantation genetic diagnosis. Fertil. Steril. 76, 186-188 (2001).
- Hsu, L. Y., Benn, P. A., Tannenbaum, H. L., Perlis, T., Carlson, A. D. Chromosomal polymorphisms of 1, 9, 16, and Y in 4 major ethnic groups: a large prenatal study. Am. J. Med. Genet. 26, 95-101 (1987).
- Shim, S. H., Pan, A., Huang, X. L., Tonk, V. S., Varma, S. K., Milunsky, J. M., Wyandt, H. E. FISH variants with D15Z1. J. Assoc. Genet. Technol. 29, 146-151 (2003).
- Knight, S. J., Flint, J. Perfect endings: a review of subtelomeric probes and their use in clinical diagnosis. J. Med. Genet. 37, 401-409 (2000).
- Thornhill, A. R., de Die-Smulders, C. E., Geraedts, J. P., Harper, J. C., Harton, G. L., Lavery, S. A., Moutou, C., Robinson, M. D., Schmutzler, A. G., Scriven, P. N., Sermon, K. D., Wilton, L. ESHRE PGD Consortium (PGS) ESHRE PGD Consortium ‘Best practice guidelines for clinical preimplantation genetic diagnosis (PGD) and preimplantation genetic screening (PGS)’. Hum. Reprod. 20, 35-48 (2005).
- Munné, S., Wells, D., Cohen, J. Technology requirements for preimplantation genetic diagnosis to improve assisted reproduction outcomes. Fertil. Steril. 94, 408-430 (2010).
- Wilton, L., Williamson, R., McBain, J., Edgar, D., Voullaire, L. Birth of a healthy infant after preimplantation confirmation of euploidy by comparative genomic hybridization. N. Engl. J. Med. 345, 1537-1541 (2001).
- Wells, D., Alfarawati, S., Fragouli, E. Use of comprehensive chromosomal screening for embryo assessment: microarrays and CGH. Mol. Hum. Reprod. 14, 703-710 (2008).
- Handyside, A. H., Harton, G. L., Mariani, B., Thornhill, A. R., Affara, N., Shaw, M. A., Griffin, D. K. Karyomapping, a universal method for genome wide analysis of genetic disease based on mapping crossovers between parental haplotypes. J. Med. Genet. 47, 651-658 (2010).
