Chromosome Préparation partir des cellules cultivées
Summary
Les chromosomes peuvent être isolés à partir de cellules vivantes telles que des lymphocytes ou des fibroblastes de la peau, et à partir d'organismes, y compris les humains et les souris. Ces préparations de chromosomes peuvent en outre être utilisés pour G-banding routine et les procédures de cytogénétique moléculaire telles que l'hybridation fluorescente in situ (FISH), l'hybridation génomique comparative (CGH), et le caryotype spectral (SKY).
Abstract
Chromosome (cytogénétique) analyse est largement utilisée pour la détection de l'instabilité chromosomique. Lorsque suivi par G-banding et techniques moléculaires tels que l'hybridation fluorescente in situ (FISH), ce test a l'avantage de pouvoir analyser des cellules individuelles pour les aberrations qui impliquent des gains ou des pertes de portions du génome et des réarrangements impliquant un ou plusieurs chromosomes. Chez l'homme, des anomalies chromosomiques surviennent chez environ 1 pour 160 naissances vivantes 1,2, 60-80% de toutes les fausses couches 3,4, 10% des mortinaissances 2,5, 13% des personnes ayant une maladie cardiaque congénitale 6, 3-6% des cas d'infertilité 2, et chez de nombreux patients atteints de déficience intellectuelle et des malformations congénitales 7. L'analyse cytogénétique des tumeurs malignes est couramment utilisé par les chercheurs et les cliniciens, comme il a été démontré observations d'anomalies chromosomiques clonales à avoir à la fois une signification diagnostique et pronostique 8,9.60, l'isolement de chromosomes est inestimable pour la thérapie génique et les cellules souche d'organismes y compris les primates non humains et les rongeurs 10-13.
Les chromosomes peuvent être isolés à partir de cellules de tissus vivants, notamment des lymphocytes de sang, les fibroblastes de la peau, les cellules amniotiques, le placenta, la moelle osseuse, et des échantillons de tumeur. Les chromosomes sont analysées au stade de la métaphase de la mitose, quand ils sont les plus condensées et donc plus visible. La première étape de la technique d'isolement du chromosome implique la rupture des fibres du fuseau par incubation avec Colcemid, pour empêcher les cellules de passer à l'étape ultérieure de l'anaphase. Les cellules sont ensuite traitées avec une solution hypotonique et conservés dans leur état gonflé, avec le fixateur de Carnoy. Les cellules sont ensuite déposés sur de diapositives et peuvent ensuite être utilisés pour une variété de procédures. G-banding implique un traitement à la trypsine suivie d'une coloration au Giemsa à créer de la lumière caractéristique et bandes sombres. Le même procedure pour isoler les chromosomes peuvent être utilisés pour la préparation de cellules pour des procédures telles que l'hybridation in situ par fluorescence (FISH), l'hybridation génomique comparative (CGH), et le caryotypage spectral (SKY) 14,15.
Introduction
L'analyse des chromosomes est une technique classique utilisée dans le monde entier pour diagnostiquer l'instabilité chromosomique et réarrangements conduisant à des troubles génétiques et cancer 1,2,8,9. En outre, une résolution plus élevée pour le diagnostic et la recherche d'anomalies génétiques constitutionnels et cancer acquis peut être réalisé avec la combinaison des procédures cytogénétique classique et des méthodes de cytogénétique moléculaire telles que l'hybridation fluorescente in situ (FISH), l'hybridation génomique comparative (CGH) , et le caryotype spectral (SKY) 14,15. Plus récemment, ces techniques ont été utilisées pour l'évaluation de l'instabilité chromosomique associée à la recherche sur les cellules souches. Anomalies caryotypiques telles que l'aneuploïdie des cellules en culture à long terme embryonnaires (ES) et des cellules souches adultes de divers organismes ont été rapportés par plusieurs laboratoires. Les données récentes confirment que certaines lignées cellulaires sont par nature plus enclins à chromosome instabilité, indépendamment des conditions de culture. Pour cette raison, lors de l'établissement et / ou le maintien de lignées de cellules souches rhésus humain, une souris ou, une analyse chromosomique est recommandé dans le cadre du processus de contrôle de la qualité. De nombreux rapports décrivent l'intérêt croissant pour l'utilisation de la cytogénétique et moléculaire de routine pour surveiller la stabilité chromosomique de cellules souches et de cellules malignes ou de divers organismes en culture de 10 à 13. Ces protocoles sont de plus en plus utilisés par des laboratoires non génétiques pour l'évaluation chromosomique rapide de leurs cellules en culture 13. Nous présentons nos procédures de base pour la préparation des chromosomes de différents types de cellules, qui peuvent être appliquées à des fins et des cellules cliniques et de recherche provenant de divers organismes.
Protocol
Representative Results
Discussion
Nous avons utilisé la présente procédure pour l'isolement du chromosome à partir de cellules de différents organismes, y compris divers types de cellules obtenues à partir de l'homme, les macaques rhésus, les rats, les souris et les 11,20-22. Le protocole standard est fourni, mais peut être ajustée pour ces divers types de cellules certaines étapes et variables clés. Plusieurs mesures spécifiques sont indispensables à la fois dans la préparation chromosomique et G-bandes pour assurer la …
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Travaux décrits dans ce manuscrit a été rendue possible grâce au financement de la Fondation Patrick F. Taylor.
Materials
| KaryoMAX Colcemid | Gibco | 15212-012 | |
| HBSS Buffer | Gibco | 24020-117 | |
| 0.5% Trypsin EDTA 10x | Gibco | 15400-054 | |
| Permount | Fisher Scientific | SP15-100 | |
| Buffer Tablets "GURR" | Gibco | 10580-013 | |
| Geimsa Stain | Ricca Chemical Company | 3250-16 | |
| Centrifuge 5810 | Eppendorf | ||
| Methanol | Caledon Laboratory Chemicals | 6700130 | |
| Glacial Acetic Acid | Krackeler Scientific Inc. | 11-9508-05 |
References
- Driscoll, D., Gross, S. Prenatal screening for aneuploidy. New Engl. J. Med. 360, 2556-2562 (2009).
- Nussbuam, R., et al. . Genetics in Medicine: 7th Edition. , 76 (2007).
- Ljunger, E., et al. Chromosomal abnormalities in first-trimester miscarriages. Acta Obstet. Gynecol. Scand. 84 (11), 1103-1107 (2005).
- Kwinecka-Dmitri, B., et al. Frequency of chromosomal aberrations in material from abortions. Ginecol. Pol. 81 (12), 896-901 (2010).
- Reddy, U., et al. Stillbirth classification—Developing an international consensus for research: Executive summary of a national institute of child health and human development workshop. Obstet. Gynecol. 114 (4), 901-914 (2009).
- Pierpoint, M., et al. Genetic basis for congenital heart defects: Current knowledge. Circulation. 115 (23), 3015 (2007).
- Kaneshiro, N., Zieve, D. Down Syndrome: Trisomy 21.. PubMed Health. , (2010).
- Cin, P. D. . Current Protocols in Human Genetics. , (2003).
- Wang, N. Methodologies in cancer cytogenetics and molecular cytogenetics. Am. J. Med. Genet. 115 (3), 118-124 (2002).
- Miura, M., et al. Accumulated Chromosomal Instability in Murine Bone Marrow Mesenchymal Stem Cells Leads to Malignant Transformation. Stem Cells. 24 (4), 1095-1103 (2006).
- Izadpanah, R., et al. Long-term In vitro Expansion Alters the Biology of Adult Mesenchymal Stem Cells. Cancer Res. 68 (11), 4229-4238 (2008).
- Dekel-Naftali, M., et al. Screening of human pluripotent stem cells using CGH and FISH reveals low-grade mosaic aneuploidy and a recurrent amplification of chromosome 1q. Eur. J. Hum. Genet. 20 (12), 1248-1255 (2012).
- Moralli, D., Yusuf, M., Mandegar, M., Khoja, S., Monaco, Z. L., Volpi, E. An Improved Technique for Chromosomal Analysis of Human ES and iPS Cells. Stem Cell Rev. Rep. 7 (2), 471-477 (2011).
- Bayani, J., Squire, J. Traditional banding of chromosomes for cytogenetic analysis. Curr. Protoc. Cell Biol. 22, (2004).
- Speicher, M. R., Carter, N. P. The new cytogenetics: blurring the boundaries with molecular biology. Nat. Rev. Genet. 6 (10), 782-792 (2005).
- Benn, P., Delach, J. Human Lymphocyte Culture and Chromosome Analysis. Cold Spring Harb Protoc. , (2010).
- Muul, L. M., Heine, G., Silvin, C., James, S. P., Candotti, F., Radbruch, A., Worm, M. . Measurement of Proliferative Responses of Cultured Lymphocytes, Curr. Protoc. Immunol. , (2011).
- Barch, M. J., Knutsen, T., Spurbeck, J. . The Association of Genetic Technologists Cytogenetics Laboratory Manual. San Francisco: 3rd edition. , (1997).
- Dewald, G. W., Ketterling, R. P., Wyatt, W. A., Stupca, P. J., McClatchey, K. D. Cytogenetic studies in neoplastic hematologic disorders. In Clinical Laboratory Medicine, 2nd edition. , 658-685 (2002).
- Kibe, R., et al. IL-7Rα deficiency in p53(null) mice exacerbates thymocyte telomere erosion and lymphomagenesis. Cell Death Different. 19 (7), 1139-1151 (2012).
- Tsien, F., Morava, E., Talarski, A., Marble, M. Phenotypic features of a boy with trisomy of 16q22–>qter due to paternal Y; 16 translocation. Clin. Dysmorphol. 4 (4), 177-181 (2005).
- Tsien, F., et al. Prolonged culture of normal chorionic villus cells yields ICF syndrome-like chromatin decondensation and rearrangements. Cytogenet. Genome Res. 8 (1), 13-21 (2002).
- McGrattan, P., Campbell, S., Cuthbert, R., Jones, F., McMullin, M., Humphreys, M. Integration of conventional cytogenetics (G-banding), comparative genomic hybridization (CGH) and interphase fluorescence in situ hybridization (i-FISH) for the detection of genomic rearrangements in acute leukemia. J. Clin. Pathol. 61 (8), 903-908 (2008).
