Summary

Disseksjon av Human netthinnen og RPE-akkord for Proteomic analyse

Published: November 12, 2017
doi:

Summary

Human netthinnen består av funksjonelt og molecularly atskilte områder, inkludert fovea, macula og eksterne netthinnen. Her beskriver vi en metode som bruker punch biopsier og manuell fjerning av vev lag fra en øyet å dissekere og samle disse forskjellige retinal regioner for nedstrøms proteomic analyse.

Abstract

Human netthinnen består av sensorisk neuroretina og underliggende retinal pigmentert epitel (RPE), som er fast kompleksbundet på vaskulær choroid laget. Ulike regioner av netthinnen er anatomisk og molecularly tydelig, tilrettelegge unike funksjoner og demonstrere differensial mottakelighet for sykdom. Proteomic analyse av hver av disse regionene og lag kan gi viktig innsikt i molekylær prosessen med mange sykdommer, inkludert Age-Related Macular degenerasjon (AMD), diabetes mellitus og glaukom. Separasjon av netthinnen regioner og lag er imidlertid avgjørende før kvantitative proteomic analyse kan oppnås. Her beskriver vi en metode for disseksjon og samling av foveal, flekker og eksterne retinal regioner og underliggende RPE-akkord kompleks, regionale punch biopsier og manuell fjerning av vev lag fra en øyet. Endimensjonal SDS-side i tillegg til nedstrøms proteomic analyse, som flytende kromatografi-tandem massespektrometri (LC-MS/MS), kan brukes til å identifisere proteiner i hvert dissekert retinal lag, avslører molekylær biomarkers for retinal sykdom.

Introduction

Netthinnen, RPE, og akkord er komplekse vev som viser viktige regionale forskjeller i protein uttrykk, fysiologisk funksjon og patologisk mottakelighet1,2. For eksempel demonstrere sykdommer som Age-Related Macular degenerasjon (AMD), retinitis pigmentosa og sentrale serous retinopati hver karakteristiske lokalisering i den fovea, macula eller netthinnen periferi1,3, 4,6. Her presenterer vi en metode demonstrere hvordan forskjellige retinal regioner kan prøves uavhengig. Det overordnede målet med denne metoden er å gi en samling av fra foveal, flekker og eksterne regioner av human netthinnen og RPE-akkord for proteomic analyse. Begrunnelsen for utvikling og bruk av denne teknikken er gjennom proteomic analyse av disse spesifikke netthinnen regioner, viktig molekylær innsikt kan oppnås i fysiologiske og patofysiologiske funksjonene i disse regionene.

Denne tilnærmingen lover å avsløre proteomic grunnlaget for relativ regionale sykdom mottakelighet, og å lette identifisering av nye konkrete terapeutiske mål. Faktisk har proteomic undersøkelser av linsen og dens interaksjon med netthinnen gitt innblikk i molekylær komposisjon og funksjon av friske og syke vev5,7,8 , 9 , 10 , 11 , 12 , 13. imidlertid klart komparative proteomic analyser av forskjellige retinal regioner mangler. Teknikken hjelper for å støtte disse sårt tiltrengte studier, gir fordeler over andre metoder ved å demonstrere en pålitelig og reproduserbar vev samling tilnærming. Mer så, tilnærmingen er lett tilgjengelig, utnytter standardstørrelse og lett tilgjengelig vev punch biopsi verktøy. Våre teknikk understreker riktig innsamling og lagring av vev for proteomic behandling, noe som gjør viktige hensyn for protein stabilitet og fornedrelse. Dermed er denne metoden best egnet for etterforskere vurderer nedstrøms molekylær analyse av proteomic faktorer.

Protocol

denne studien ble godkjent av University of Iowa ' s institusjonelle Review Board og følger prinsippene fastsatt i erklæringen i Helsinki. 1. Foveal og macula biopsi Punch åpne og butterfly menneskelige øyet, slik at det består av 4 separate flaps av vev, som beskrevet i en tidligere publikasjon. 5 fra og med en butterflied øyet i en Petriskål kan midtstille et 4 mm punch biopsi verktøy over fovea, trykk ned og rulle forsiktig til et sn…

Representative Results

Retinal og RPE-akkord vev kan behandles på ulike måter som passer personlige etterforskning. Etter samlingen, vil hun ha prøver av retinal og RPE-akkord vev fra foveal regionen, ytre macula og eksterne netthinnen (figur 1). Spesielt inkluderer foveal regionen punsj fovea, parafovea og en liten mengde av tilstøtende man. Macula punsj inkluderer resten av regionen perifoveal samt en liten mengde tilstøtende nær perifere regionen. Til slutt, perifere slag …

Discussion

Etter vev er samling, prøve-håndtering og behandling avgjørende hensyn14. Bevaring i flytende nitrogen er foretrukket over kjemiske fiksering, som sistnevnte kan resultere i skade for proteinstruktur, som kan vri nedstrøms. I tillegg er flytende nitrogen bevaring foretrukket å metoder som ikke involverer frysing av prøver. Spesielt Ferrer et al. viste betydelige forskjeller i protein nivå mellom hjernen prøvene bevart på 4 ° C eller romtemperatur, sammenlignet med de lagret 0 °…

Declarações

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

VBM er støttet av NIH tilskudd [K08EY020530, R01EY024665, R01EY025225, R01EY024698 og R21AG050437], Doris Duke veldedige Foundation Grant #: 2013103, og forskning å hindre blindhet (RPB), New York, NY. MT og GV støttes av NIH gi T32GM007337.

Materials

4-mm skin punch biopsy tool Miltex REF 33-34
8-mm skin punch biopsy tool Miltex REF 33-37
0.12 Colibri Forceps Stephens Instruments S5-1145
Wescott Scissors Sklar Surgical Instruments 64-3146
Microfuge tubes Eppendorf #022364111 1.5 mL
Liquid Nitrogen Praxair, Inc. 7727-37-9 [R]

Referências

  1. Chirco, K. R., Sohn, E. H., Stone, E. M., Tucker, B. A., Mullins, R. F. Structural and molecular changes in the aging choroid: implications for age-related macular degeneration. Eye (Lond). , (2016).
  2. Zhang, P., et al. Defining the proteome of human iris, ciliary body, retinal pigment epithelium, and choroid. Proteomics. 16 (7), 1146-1153 (2016).
  3. Funke, S., et al. Glaucoma related Proteomic Alterations in Human Retina Samples. Sci Rep. 6, 29759 (2016).
  4. Decanini, A., et al. Human retinal pigment epithelium proteome changes in early diabetes. Diabetologia. 51 (6), 1051-1061 (2008).
  5. Skeie, J. M., Mahajan, V. B. Dissection of human vitreous body elements for proteomic analysis. J Vis Exp. (47), (2011).
  6. Skeie, J. M., Mahajan, V. B. Proteomic landscape of the human choroid-retinal pigment epithelial complex. JAMA Ophthalmol. 132 (11), 1271-1281 (2014).
  7. Skeie, J. M., Tsang, S. H., Mahajan, V. B. Evisceration of mouse vitreous and retina for proteomic analyses. J Vis Exp. (50), (2011).
  8. Skeie, J. M., et al. Proteomic analysis of vitreous biopsy techniques. Retina. 32 (10), 2141-2149 (2012).
  9. Skeie, J. M., Mahajan, V. B. Proteomic interactions in the mouse vitreous-retina complex. PLoS One. 8 (11), e82140 (2013).
  10. Mahajan, V. B., Skeie, J. M. Translational vitreous proteomics. Proteomics Clin Appl. 8 (3-4), 204-208 (2014).
  11. Skeie, J. M., Roybal, C. N., Mahajan, V. B. Proteomic insight into the molecular function of the vitreous. PLoS One. 10 (5), e0127567 (2015).
  12. Velez, G., et al. Precision Medicine: Personalized Proteomics for the Diagnosis and Treatment of Idiopathic Inflammatory Disease. JAMA Ophthalmol. 134 (4), 444-448 (2016).
  13. Velez, G., et al. Proteomic analysis of elevated intraocular pressure with retinal detachment. Am J Ophthalmol Case Rep. 5, 107-110 (2017).
  14. Skeie, J. M., et al. A biorepository for ophthalmic surgical specimens. Proteomics Clin Appl. 8 (3-4), 209-217 (2014).
  15. Ferrer, I., et al. Brain protein preservation largely depends on the postmortem storage temperature: implications for study of proteins in human neurologic diseases and management of brain banks: a BrainNet Europe Study. J Neuropathol Exp Neurol. 66 (1), 35-46 (2007).
  16. Ahmed, M. M., Gardiner, K. J. Preserving protein profiles in tissue samples: differing outcomes with and without heat stabilization. J Neurosci Methods. 196 (1), 99-106 (2011).
  17. Kanshin, E., Tyers, M., Thibault, P. Sample Collection Method Bias Effects in Quantitative Phosphoproteomics. J Proteome Res. 14 (7), 2998-3004 (2015).
  18. Crecelius, A., et al. Assessing quantitative post-mortem changes in the gray matter of the human frontal cortex proteome by 2-D DIGE. Proteomics. 8 (6), 1276-1291 (2008).
  19. Oka, T., Tagawa, K., Ito, H., Okazawa, H. Dynamic changes of the phosphoproteome in postmortem mouse brains. PLoS One. 6 (6), e21405 (2011).
  20. Nagy, C., et al. Effects of postmortem interval on biomolecule integrity in the brain. J Neuropathol Exp Neurol. 74 (5), 459-469 (2015).
  21. Mukherjee, S., et al. Proteomic analysis of frozen tissue samples using laser capture microdissection. Methods Mol Biol. 1002, 71-83 (2013).
check_url/pt/56203?article_type=t

Play Video

Citar este artigo
Cabral, T., Toral, M. A., Velez, G., DiCarlo, J. E., Gore, A. M., Mahajan, M., Tsang, S. H., Bassuk, A. G., Mahajan, V. B. Dissection of Human Retina and RPE-Choroid for Proteomic Analysis. J. Vis. Exp. (129), e56203, doi:10.3791/56203 (2017).

View Video