Этот протокол описывает методы для количественной оценки и определения характеристик хромосомных аберраций в пробирке в RAW264.7 макрофагах мышей после обработки воздуха твердыми частицами окружающей среды.
Воздействие твердых частиц (ТЧ) является одной из основных проблем здравоохранения в мире, которые могут повредить различные клеточные компоненты, в том числе ядерного генетического материала. Для того, чтобы оценить воздействие ТЧ на ядерной генетической целостности, структурные хромосомные аберрации забиты в метафазных макрофагами клеток мыши RAW264.7. PM собирается из окружающего воздуха с большим объемом общей взвешенных частиц сэмплер. Собранный материал солюбилизировали и фильтруют, чтобы сохранить водорастворимого тонкую часть. Частицы характеризуются для химического состава методом ядерного магнитного резонанса (ЯМР) спектроскопии. Различные концентрации суспензии частиц добавляют на в культуре в пробирке RAW264.7 макрофагов мышей в течение общего времени экспозиции 72 ч, вместе с необработанными контрольными клетками. В конце экспозиции, культура обрабатывают колцемид арестовывать клеток в метафазе. Затем клетки собирают, обрабатывают гипотонический раствор, нелетучие в acetomethanol, дropped на стеклах и, наконец, окрашивали раствором Гимза. Слайды рассматриваются для оценки структурных хромосомных аберраций (КАН) в метафазных при увеличении 1,000X с использованием светлого поля микроскопа. От 50 до 100 спрэд метафаза подсчитываются для каждой группы лечения. Этот метод адаптирован для обнаружения структурных хромосомных аберраций (ЦС), таких как разрывы хроматидный типа, обмены хроматидный типа, ацентричностью фрагменты, дицентрических и кольцевых хромосом, двойных минут, эндоредупликации и робертсоновского транслокаций в пробирке после воздействия ТЧ. Это мощный метод, чтобы ассоциировать хорошо изученного цитогенетическую конечную точку эпигенетических изменений.
Было подсчитано , что воздействие твердых частиц (ТЧ) вызывает более 3 миллионов случаев смерти в год, в первую очередь от сердечно – сосудистых и онкологических заболеваний легких 1. Действительно, PM был признан канцерогенным для человека Международным агентством по изучению раковых заболеваний (группа 1), так как повышенный риск развития рака легких с увеличением уровня воздействия ТЧ было показано 2. Интересно, что почти все раковые клетки питают численные и / или структурные хромосомные аномалии. Твердые частицы органического углерода представляет собой вариант, сложный и гетерогенную смесь, состав которой и размер распределение зависит от выбросов, а также физических и химических превращений. На его долю приходится от 35-55% городского ТЧ 2,5 массы (ТЧ 2,5 мкм и меньше) и более 60% сельского и континентального фона ТЧ 2,5 масс 3, 4. Водорастворимая фракция составляет 30-90% органического аэрозоля. Большое количество органических соединенийбыли выявлены, в том числе алифатические углеводороды, полициклические ароматические углеводороды и их окисленные и азотированных производных, алифатических альдегидов и спиртов, свободных жирных кислот и их солей, ди-карбоновых кислот, полифункциональных соединений, белков и гуминовых макромолекул (HULIS), с использованием хроматографические методы в сочетании с масс – спектрометрических методов 5-8. Эти соединения представляют собой менее 10-20% твердых частиц органического углерода, таким образом , большая часть органического углерода, неизвестно 9.
Экспериментальные данные свидетельствуют о том, что цитотоксичность, окислительный стресс и воспаление вовлечены в развитие ПМ-ассоциированных патологических состояний. Недавно было показано, однако, что воздействие ТЧ приводит также к ряду эпигенетических изменений, в том числе изменения в метилирование ДНК повторяющихся элементов, как в экспериментальном в системах пробирке и у человека 10-12. Особый интерес представляют эффектыPM на сателлитной ДНК – больших и малых спутников – которые находятся в гетерохроматина области вокруг центромеры хромосом. Было показано , что эти эффекты могут быть постоянными по своей природе, так как они могут быть обнаружены в течение по крайней мере 72 ч после воздействия 12. Изменения в метилирование ДНК, особенно в районе центромеры, может привести к накоплению мРНК транскриптов сателлитной ДНК, целостность хромосомной компромиссного во время клеточного деления и, как следствие, приводит к развитию различных патологических состояний 13.
Адаптация цитогенетического подхода к анализу центров сертификации в качестве конечной точки эпигенетических изменений, вызванных ТЧ, таким образом, имеет большое значение. Здесь мы сообщаем подход для сбора ТЧ в атмосферном воздухе и подготовки, в пробирке воздействия и анализа с использованием центров сертификации мышиной макрофагальной системы RAW264.7 модели. Макрофаги составляют первую линию обороны против ингаляционных посторонних предметов и, следовательно, тего клеточная линия служит признанным и наиболее часто используемой модели в токсикологии частиц 11, 12, 14, 15.
Цитогенетические исследования или микроскопический анализ числа или структуры хромосом, в первую очередь в метафазных, предоставляет информацию решающее значение для прогнозирования, оценки риска и лечения различных заболеваний. В настоящее время точно установлено, что цитогенетич…
The authors have nothing to disclose.
Работа была поддержана, в частности, Национальным институтом здравоохранения Центра биологических исследований передового опыта [грант номер 1P20GM109005], Арканзас космических грантов консорциума через Национальное управление по аэронавтике и исследованию космического пространства [грант номер NNX15AK32A] и Национальным институтом по охране труда и промышленной здравоохранения (NIOSH) [номер гранта 2T420H008436]. Авторы хотели бы поблагодарить Кристофера Fettes за вычитку и редактирование рукописи.
Total suspended particulate sampler | Tisch Environmental | TE-5170 | |
Bruker Avance III NMR spectrometer | Bruker | NA | |
TopSpin 3.5/pl2 software | Bruker | NA | |
ACD/NMR Processor Academic Edition | ACD/Labs | NA | |
RAW264.7 murine macrophages | ATCC | ATCC TIB-71 | |
High glucose DMEM GlutaMAX media | ThermoFisher | 10569010 | Warm in a 37°C waterbath before use |
Fetal Bovine Serum | ThermoFisher | 16000044 | Warm in a 37°C waterbath before use |
Penicillin-Streptomycin (10,000 U/mL) | ThermoFisher | 15140163 | Warm in a 37°C waterbath before use |
Trypsin-EDTA (0.25%) | ThermoFisher | 25200056 | Warm in a 37°C waterbath before use |
PBS, pH 7.4 | ThermoFisher | 10010049 | Warm in a 37°C waterbath before use |
KaryoMAX Colcemid Solution in PBS | ThermoFisher | 15212012 | Warm in a 37°C waterbath before use |
KaryoMAX Potassium Chloride Solution | ThermoFisher | 10575090 | Warm in a 37°C waterbath before use |
Methanol (HPLC) | Fisher Scientific | A452N1-19 | |
Acetic Acid, Glacial | Fisher Scientific | BP1185-500 | |
Decon Contrad 70 Liquid Detergent | Fisher Scientific | 04-355-1 | |
Wright and Wright-Giemsa Stain Solutions | Fisher Scientific | 23-200733 | |
Permount Mounting Medium | Fisher Scientific | SP15-100 | |
Axio Imager 2 | Zeiss | NA |