Chromosomics: Erkennung von numerischen und strukturellen Veränderungen in alle 24 menschlichen Chromosomen gleichzeitig unter Verwendung eines neuartigen OctoChrome FISH-Test
Summary
Ein neuartiger Fluoreszenz-<em> In-situ-</em> Hybridisierung (FISH)-Methode, die gleichzeitig untersucht sowohl numerische und strukturelle Chromosomen-Veränderungen, insbesondere die spezifische chromosomale Translokationen mit Leukämien und Lymphomen assoziiert, der alle 24 menschlichen Chromosomen auf einem einzigen Gerät in einer Hybridisierung wird beschrieben.
Abstract
Fluoreszenz in situ Hybridisierung (FISH) ist eine Technik, die spezifische DNA-Sequenzen auf Metaphase oder Interphase-Chromosomen in Zelle Kerne 1 nachgewiesen werden können. Die Technik verwendet DNA-Sonden mit einzigartigen Sequenzen, die auf ganzer Chromosomen oder spezifische chromosomale Regionen hybridisieren, und dient als leistungsfähige Ergänzung zur klassischen Zytogenetik. So berichteten viele frühere Studien der häufige Nachweis von erhöhten Chromosomenaberrationen bei Leukämie-Patienten mit Benzol-Exposition, Benzol-Vergiftung Patienten und gesunde Arbeitnehmer, die Benzol verwandt mit klassischen zytogenetischen Analyse 2. Mit FISH, haben Leukämie-spezifische chromosomale Veränderungen beobachtet worden, um in scheinbar gesunden Arbeitnehmer, die Benzol 3-6 erhöht sein, was auf die kritische Rolle von cytogentic Veränderungen in Benzol-induzierten Leukämogenese.
Generell prüft ein einziger FISH-Test nur eine oder wenige ganze Chromosomenoder spezifische Loci pro Objektträger, so müssen mehrere Hybridisierungen auf mehrere Folien durchgeführt werden, um alle menschlichen Chromosomen bedecken. Spektrale Karyotypisierung (SKY) ermöglicht die Visualisierung des gesamten Genoms gleichzeitig, aber die Forderung nach einer speziellen Software und Ausrüstung Grenzen ihrer Anwendung 7. Hier beschreiben wir eine neuartige FISH-Test, OctoChrome-Fisch, der für Chromosomics angewendet werden können, die wir hier definieren, wie die gleichzeitige Analyse aller 24 menschlichen Chromosomen auf einer Folie in Studien am Menschen, wie Chromosom-weiten Studie Aneuploidie (CWA) 8. Die Grundlage des Verfahrens, von Cytocell als Chromoprobe Multiprobe System vermarktet, ist ein OctoChrome Gerät, das in 8 Quadrate, von denen jede drei verschiedenen ganzen Chromosomen Sonden (Abbildung 1) mit sich führt wird. Jede der drei Sonden wird direkt mit einem anderen farbigen Fluorophor, grün (FITC), rote (Texas Red) und Blau (Cumarin) markiert. Die Anordnung von Chromosom Kombinationen auf dem OctoChromE-Gerät wurde entwickelt, um die Identifizierung der nicht-zufällige strukturelle Chromosomenanomalie, Veränderungen (Translokationen) in den gängigsten Leukämien und Lymphomen gefunden zu erleichtern, z. B. t (9; 22), t (15; 17), t (8; 21 ), t (14; 18) 9. Darüber hinaus können numerische Veränderungen (Aneuploidie) bei gleichzeitig Chromosomen erkannt werden. Die entsprechende Matrizenobjektträger wird auch in 8-Quadraten auf denen Metaphasespreitungen gebunden ist (Abbildung 2) sind, und wird über den OctoChrome Vorrichtung positioniert unterteilt. Die Sonden und Ziel-DNA sind bei hoher Temperatur und hybridisiert in einer feuchten Kammer denaturiert, und dann alle 24 menschlichen Chromosomen können visualisiert.
OctoChrome FISH ist eine vielversprechende Technik für die klinische Diagnostik von Leukämien und Lymphomen und zur Detektion von Aneuploidien in allen Chromosomen. Wir haben dieses neue chromosomale Ansatz in einer Studie CWAs von Benzol-exponierten chinesischen Arbeitern 8,10 angewandt.
Protocol
Discussion
Dieser Roman OctoChrome-FISH-Test erlaubt es, gleichzeitig zu untersuchen alle 24 menschlichen Chromosomen in einer einzigen Hybridisierung auf einer Folie. Die Anordnung von Chromosom-Kombinationen auf den 8 Feldern wurde entwickelt, um die Identifizierung der nicht-zufällige Chromosomenumlagerungen in den gängigsten Leukämien und Lymphomen zu erleichtern. Somit kann der Assay erkennen numerischen (Aneuploidie) sowie strukturelle (Translokationen) Chromosomenveränderungen gleichzeitig.
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Declarações
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Die Autoren danken Herrn Dr. M. Cliona McHale für die kritische Durchsicht und Bearbeitung des Manuskripts danken. Diese Arbeit wurde vom National Institute of Environmental Health Sciences, National Institute of Health Zuschuss zu R01ES017452 L Zhang finanziert.
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 |
Referências
- 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).
