HPLC-Messung der DNA-Oxidation Biomarker, 8-oxo-7,8-dihydro-2'-Desoxyguanosin, in kultivierten Zellen und tierischen Geweben
Summary
Das Ziel des Protokolls ist die Detektion der DNA-Oxidation Marker, 8-oxo-7,8-dihydro-2'-Desoxyguanosin (8-oxo-dGuo) durch HPLC-ED, in DNA aus kultivierten Zellen oder tierische Gewebe.
Abstract
Oxidativer Stress ist mit vielen physiologischen und pathologischen Prozessen, wie auch Fremdstoffmetabolismus assoziiert, was zur Oxidation von Biomakromolekülen, einschließlich DNA. Daher ist eine effiziente Detektion von DNA-Oxidation wichtig für eine Vielzahl von Forschungsbereichen, einschließlich der Medizin und Toxikologie. Eine gemeinsame Biomarker oxidativ geschädigten DNA 8-oxo-7,8-dihydro-2'-Desoxyguanosin (8-oxo-dGuo; oft fälschlicherweise bezeichnet als 8-Hydroxy-2'-Deoxyguanosin (8-OH-dGuo oder 8 oxo-dG)). Mehrere Protokolle für 8-oxo-dGuo Messung durch Hochdruckflüssigkeitschromatographie mit elektrochemischer Detektion (HPLC-ED) sind beschrieben worden. Diese wurden jedoch in erster Linie um gereinigte DNA mit Prooxidantien behandelt angewendet. Darüber hinaus aufgrund methodischer Unterschiede zwischen Labors, vor allem aufgrund der Unterschiede in Analysegeräten, die Annahme von veröffentlichten Verfahren zum Nachweis von 8-oxo-dGuo durch HPLC-ED erfordert eine sorgfältige Optimierung von jedem Labor. EINumfassendes Protokoll, wie einen Optimierungsprozess beschreiben, fehlt. Hier wird ein detailliertes Protokoll für die Erfassung von 8-oxo-dGuo durch HPLC-ED aus kultivierten Zellen oder tierische Gewebe beschrieben, in DNA. Sie veranschaulicht, wie die DNA-Aufreinigung kann leicht und schnell optimiert, um unerwünschte DNA-Oxidation, die während der Probenvorbereitung erfolgen kann minimiert werden. Dieses Protokoll zeigt, wie zu erkennen 8-oxo-dGuo in kultivierten menschlichen alveolaren Adenokarzinomzellen (dh, A549-Zellen) mit dem Oxidationsmittel KBrO 3 behandelt und aus der Milz von Mäusen, die polycyclische aromatische Kohlenwasserstoff Dibenzo (DEF, p) ausgesetzt Chrysen (DBC, früher bekannt als Dibenzo (a, l) pyren bekannt, DALP). Insgesamt zeigt diese Arbeit, wie ein HPLC-ED-Methodik kann leicht für die Erfassung von 8-oxo-dGuo in biologischen Proben zu optimieren.
Introduction
Reaktive Sauerstoffspezies (ROS), dessen stationäre Ebenen können während viele pathologische Zustände und xenotoxic Stoffwechsel zu erhöhen, tragen zu einer erhöhten Häufigkeit der oxidative DNA-Schäden. Unter mehreren möglichen Nukleobasen Oxidationsprodukte können oxidative DNA-Schädigung leicht unter Verwendung der stabilen Marker gemessen werden 8-oxo-7,8-dihydro-2'-Desoxyguanosin (8-oxo-dGuo), die eine der oxidierten Formen 2 ' -deoxyguanosine (dGuo) 1. 8-oxo-dGuo ist das am häufigsten vorkommende DNA-Läsion 2, und deshalb wurde auf größerem Detail als DNA Oxidations Biomarker trotz der Existenz von mehreren DNA-Oxidationsprodukte 3 untersucht. Beim Menschen kann dieser Schaden über Basenexzisionsreparatur von 8-Oxoguanin Glycosylase 1 (hOGG1) 4 repariert werden. Wenn unbe unrepaired können 8-oxo-dGuo zur Bildung von Basenpaar-Substitutionsmutationen (dh G-Trans V) beitragen 4. Wichtig ist, dass 8-oxo-dGuo ein etablierter Marker for DNA-Schaden in Bezug auf die Initiierung und Förderung der Karzinogenese 2. Daher genaue Quantifizierung von 8-oxo-dGuo ist eine nützliche und wünschenswerte Biomarker für oxidativen DNA-Schädigung 5.
Es gibt weit verbreitete Verwirrung in der Literatur über den richtigen Namen für oxidativ beschädigte Formen der 2-Desoxyguanosin und darüber hinaus der richtige Name der Verbindung (en) routinemäßig als Biomarker für oxidative DNA-Schäden 6 gemessen. Die 6,8-Diketo-und 6-Enol, 8-keto tautomeren Formen der 8-oxo-dGuo (in 1 gezeigt), sind die beiden wichtigsten Tautomere in der Literatur diskutiert 5,7. Der 6,8-Diketo-Form ist das Hauptproblem bei einem physiologischen pH-Wert von 7,4 und ist das bekannteste DNA Oxidationsprodukt 7. Deshalb 8-oxo-dGuo ist nicht 8-Hydroxy-dGuo die am besten geeignete Namen für diese Oxidationsprodukt 6. Es ist auch wichtig zu beachten, dass 2-Desoxyguanosin (dGuo) anstatt nucleobase Guanin (Gua) oder Ribonukleosid Guanosin (Guo) verbunden sind, wird von den meisten Verfahren 6 erfaßt.
Genaue Detektion und Quantifizierung von 8-oxo-dGuo ist schwierig aufgrund: i) Schwankungen bei der Verdauung der DNA-Probe, ii) Eine zufällige Oxidation dGuo bis 8-oxo-dGuo, die während der Probenvorbereitung erfolgen kann, und iii) die Notwendigkeit für eine effektive Überprüfung der analytischen HPLC-ED Methode 8. In diesem Protokoll zur Erreichung i) durch das Bereitstellen von Bedingungen, günstig für vollständige DNA-Verdauung und ii) durch die Aufnahme Metallchelatbildner und Chelator-behandelten Lösungen und einer speziellen DNA-Isolierung Reagenz, während iii) nur teilweise durch die Aufnahme von adressierten gerichtet wir positive Kontrollen und somit vorausgesetzt, daß die Methode zum Aufspüren von 8-oxo-dGuo in biologischen Proben ist. Weitere Bestätigung über den Rahmen dieses Dokuments. Wir sind jedoch zuversichtlich, dass dieses Protokoll wird den Interessenten helfenBenutzer bestimmen, in welchem Ausmaß die sie benötigen, um das Protokoll formal validieren, abhängig von ihren Zwecken. Eine Liste der Schritte für die formale Validierung des Verfahrens erforderlich ist ferner vorgesehen. Während der Entwicklung und Bereitstellung eines Verfahrens zur 8-oxo-dGuo Erkennung, veröffentlicht wurden Methoden überprüft und konsolidiert. Somit beseitigt dieses Verfahren die Notwendigkeit, Informationen aus verschiedenen veröffentlichten Quellen, die oft fehlen wichtige experimentelle Details während sie auch eine schnelle und einfache Methode zur Messung, wenn das Verfahren zum Nachweis und zur Quantifizierung von 8-oxo-dGuo wurde erfolgreich angenommen sammeln. Diese angepasste Verfahren wurde eingesetzt, um DNA-Proben erfolgreich analysieren aus kultivierten Zellen und murinen Gewebe. Dieses Video Artikel werden andere Gruppen die Schaffung eines wirksamen Verfahrens zur sicheren Erkennung und Quantifizierung von 8-oxo-dGuo durch HPLC-ED unterstützen.
Protocol
Representative Results
Discussion
Obwohl 8-oxo-dGuo wurde als nützlicher Biomarker von DNA-Oxidation berichtet, kann seine zuverlässige Quantifizierung eine Herausforderung darstellen. Obwohl mehrere veröffentlichte Verfahren existieren, gibt es einen Bedarf für eine umfassende, beschreibende Übersicht der Protokoll den Forschern ermöglichen, das Verfahren in ihren Laboratorien bereitstellen. Hier präsentieren wir Ihnen einen detaillierten Überblick über eine HPLC-basiertes Protokoll, das neue Benutzer erlauben, ein wirksames Verfahren für 8-o…
Offenlegungen
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Diese Arbeit wurde von der Health Canada Genomics Research and Development Initiative (GRDI) und der kanadischen Regulierungsstrategie für die Biotechnologie (CRSB) gefördert. Die Autoren haben keinen Interessenkonflikt.
Materials
| 8-oxo-dGuo standard | Cayman Chemical Company | 89320 | Inappropriately referred to as "8-hydroxy-2'-deoxy Guanosine" – see Fig. 1 and text for details |
| Alkaline phosphatase | Sigma-Aldrich | P5931 | From E.coli |
| Chelex 100 | Sigma-Aldrich | C7901 | Chelates heavy metals |
| Desferoxamine mesylate | Sigma-Aldrich | D9533 | |
| dGuo standard | Sigma-Aldrich | D7145 | |
| Dibasic sodium phosphate | Sigma-Aldrich | S9390 | |
| DNA from salmon sperm | Sigma-Aldrich | D1626 | Sodium salt |
| DNase I | Sigma-Aldrich | D4527 | TypeII, from bovine pancreas |
| DNAzol | Invitrogen | 10503-27 | |
| Ethylenediaminetetraacetic acid disodium salt dihydrate (EDTA) | Sigma-Aldrich | E4884 | The compound would not completely dissolve until solution pH is adjusted to 8.0 with e.g. NaOH |
| F12-K media | ATCC | 30-2004 | |
| Foetal bovine serum | ATCC | 30-2020 | |
| Guard column | Chromatographic Specialties | YBA 99S03 0204GC | Protects colum from contamination; may also lead to pressure build-up |
| Magnesium chloride | Sigma-Aldrich | M8266 | |
| Monobasic sodium phosphate | Sigma-Aldrich | S9638 | |
| Penicillin-Streptomycin | Invitrogen | 15140-122 | |
| Phosphate buffered saline | Invitrogen | 15190-250 | |
| Phosphodiesterase I enzyme | Sigma-Aldrich | P3243 | Type II from Crotalus adamaneus venom |
| Teflon homogenizer | Thomas Scientific | 7724T-1 or 7724T-5 for 1 or 5 mL, respectively | Volume (holding capacity) depends on the amount of sample to be processed. |
| Trypsin | Invitrogen | 15050-065 | |
| YMC-BASIC column with bonded spherical silica | Chromatographic Specialties | YBA 99S03 1546WT |
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