Chromosomics: Spårning av numeriska och strukturella förändringar i Alla 24 mänskliga kromosomer samtidigt enligt en ny OctoChrome FISH analys
Summary
En ny fluorescens<em> In situ</em> Hybridisering (FISH)-metod som samtidigt undersöker både numeriska och strukturella kromosom förändringar, särskilt specifika kromosomala flyttning i samband med leukemi och lymfom, av alla 24 mänskliga kromosomer på en enda enhet i en hybridisering, beskrivs.
Abstract
Fluorescens in situ-hybridisering (FISH) är en teknik som tillåter specifika DNA-sekvenser som skall detekteras på metafas-eller interfas-kromosomer i cell cellkärnor 1. Tekniken använder sig av DNA-prober med unika sekvenser som hybridiserar till hela kromosomer eller specifika kromosomala regioner, och fungerar som ett kraftfullt komplement till klassiska cytogenetik. Till exempel rapporterade många tidigare studier att det ofta upptäckt av ökade kromosomavvikelser hos leukemipatienter relaterade med bensen exponering, bensen-förgiftning patienter och friska arbetstagare som exponeras för bensen, med klassisk cytogenetisk analys 2. Med FISH har leukemi-specifika kromosomala förändringar observerats vara förhöjda i till synes friska arbetare exponerade för bensen 3-6, med angivande av kritiska roller cytogentic förändringar i bensen-inducerad leukemogenesis.
Generellt undersöker en enda fisk analys endast en eller ett fåtal hela kromosomereller specifika loci varje glas så att flera hybridiseringar behöver göras på flera bilder för att täcka alla de mänskliga kromosomer. Spectral karyotypering (SKY) kan visualisering av hela genomet samtidigt, men kravet på särskild programvara och begränsar utrustning dess tillämpning 7. Här beskriver vi en ny FISH analys, OctoChrome-FISH, som kan tillämpas för Chromosomics, som vi definierar här som samtidig analys av alla 24 mänskliga kromosomer på en bild i humanstudier, såsom kromosom hela aneuploidi studie (workshopöverenskommelsernas) 8. Grundval av den metod, marknadsförs av Cytocell som den Chromoprobe Multiprobe System, är ett OctoChrome-enhet som är indelat i 8 kvadrater som vardera och en bär tre olika hela prober kromosomspecifika målning (Figur 1). Vardera av de tre sonderna är direkt märkt med en annorlunda färgad fluorofor, grön (FITC), röd (Texas Red), och blått (Kumarin). Den arrangemanget av kromosom kombinationer på den OctoChrome enheten har utformats för att underlätta identifieringen av de icke-slumpmässiga strukturella kromosom förändringar (flyttning) som finns i de vanligaste leukemi och lymfom, till exempel t (9; 22), t (15; 17), t (8; 21 ), t (14; 18) 9. Dessutom kan numeriska förändringar (aneuploidi) i kromosomer påvisas samtidigt. Den motsvarande-mallen objektglaset är också indelad i 8 rutor på vilken metafas-spreadar är bundna på (figur 2), och är positionerad över den OctoChrome anordningen. De sonder och mål-DNA-är denatureras vid hög-temperatur och hybridiserades i en fuktig kammare, och sedan alla 24-humana kromosomer kan visualiseras simultant.
OctoChrome FISH är en lovande teknik för klinisk diagnos av leukemi och lymfom och för detektering av aneuploidier i alla kromosomer. Vi har tillämpat denna nya Chromosomic tillvägagångssätt i en workshopöverenskommelsernas studie av bensen-exponerade kinesiska arbetare 8,10.
Protocol
Discussion
Denna nya OctoChrome-FISH analys gör att man samtidigt undersöka alla 24 mänskliga kromosomer i en enda hybridisering på en bild. Arrangemanget av kromosom kombinationer på de 8 rutor har utformats för att underlätta identifieringen av de icke-slumpmässiga kromosom omdisponeringar i de vanligaste leukemi och lymfom. Således kan analysen upptäcka numeriska (aneuploidi) samt strukturella (flyttningar) förändringar kromosom samtidigt.
Det mest kritiska steget i denna analys är styr…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Författarna vill tacka Dr Cliona M. McHale för kritiskt läsa och redigera manus. Detta arbete har finansierats av National Institute of Environmental Health Sciences, National Institute of Health bidrag R01ES017452 till 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).
