هذا البروتوكول يوفر لمحة عامة عن إجراءات لعزل الحمض النووي الريبي للتنميط ترانسكريبتوميك من العقدة الليمفاوية الأنسجة من الحيوانات الكبيرة، بما في ذلك الخطوات في تحديد واستئصال العقد الليمفاوية من الماشية والحيوانات البرية وأخذ عينات من النهج لتوفير الاتساق عبر عدة الحيوانات، والاعتبارات بالإضافة إلى نتائج تمثيلية للحفاظ على ما بعد جمع وتجهيز لتحليل الحمض النووي الريبي.
الحيوانات الكبيرة (تربية الماشية والحياة البرية) بمثابة خزانات هامة من مسببات الأمراض الحيوانية المنشأ، بما في ذلك البروسيلاو bovis بكتريا السالمونيلا كولاي، وهي مفيدة لدراسة نشوء المرض و/أو انتشار البكتيريا في المضيفين الطبيعية. مع الوظيفة الرئيسية الغدد الليمفاوية في الاستجابة المناعية للمضيف، تخدم أنسجة العقدة الليمفاوية كمصدر محتمل للجيش الملكي النيبالي لتحليلات ترانسكريبتوميك المتلقين للمعلومات، من أجل تقييم التغيرات الزمنية في التعبير الجيني في الخلايا على مدى العدوى. تقدم هذه المقالة نظرة عامة عملية جمع العقدة الليمفاوية، وأخذ عينات الأنسجة ورنا المتلقين للمعلومات المعالجة في الثروة الحيوانية، استخدام الماشية (بوس الثور) كنموذج، مع الأمثلة الإضافية المقدمة من البيسون الأمريكي (بيسون بيسون ). البروتوكول يتضمن معلومات حول الموقع، وتحديد وإزالة الغدد الليمفاوية من عدة مواقع رئيسية في الجسم. بالإضافة إلى ذلك، يقدم منهجية أخذ عينات خزعة تسمح لاتساق لأخذ العينات عبر الحيوانات متعددة. وتناقش عدة اعتبارات للحفاظ على عينة، بما في ذلك توليد الحمض النووي الريبي مناسبة لمنهجيات المصب مثل تسلسل الحمض النووي الريبي و RT-PCR. بسبب التأخيرات الطويلة المتأصلة في كبير الحيوان مقابل دراسات دورة الوقت الماوس، وترد نتائج الممثل من بيسون وأنسجة العقدة الليمفاوية الأبقار لوصف مسار التدهور في هذا النوع من الأنسجة، في سياق استعراض الوقت الأعمال المنهجية السابقة بشأن تدهور الجيش الملكي النيبالي في الأنسجة الأخرى. وعموما، هذا البروتوكول ستكون مفيدة لكلا الباحثين البيطرية بداية المشاريع الترنسكربيتوم على العينات الحيوانية الكبيرة والبيولوجيا الجزيئية مهتم بتعلم أساليب للمعالجة في المختبر و في فيفو عينات الأنسجة.
ويوفر تحليل تسلسل الحمض النووي الريبي الترنسكربيتوم الليمفاوية الفرصة لتميز الاستجابة المناعية للحيوانات إلى مجموعة متنوعة من العوامل الممرضة. في حين أن هذه المنهجية قد استخدمت على نطاق واسع في الفئران، توسعت مؤخرا تحليلات في أكبر الثدييات1،2. الليمفاوية الحيوانية الثروة الحيوانية/كبيرة يمكن استخدامها لوصف استجابات المضيف لعدوى، ليس فقط لاستخدامها في اللقاح أو دراسات القابلية الوراثية وتحديد الأهداف لتطوير الدواء، ولكن أيضا كنظم نموذجية للدراسات الإنسانية على الأمراض الحيوانية المنشأ. على سبيل المثال، في حالة الحمى المتموجة (الحيوانية المنشأ بكتيرية مرض أن الآثار نصف مليون شخص حول العالم كل عام)، على الرغم من زيادة درجة كبيرة تكاليف، دراسات في الأغنام أو الماعز أكثر صلة بالعدوى البشرية واللقاحات البشرية التنمية أكثر من نماذج حيوانية في المختبر. نماذج الإصابة الماوس الخص العدوى نظام شبكي ولكن ليس علامات سريرية مميزة3.
وتنطوي العملية على أنسجة الحصاد بالضرورة في التجارب على الحيوانات الكبيرة بالمقارنة مع دراسات أجريت على الحيوانات المختبرية، تأخير أطول بين القتل الرحيم وجمع الأنسجة، الذي يمثل تحديا محتملة للحفاظ على الجيش الملكي النيبالي عالية الجودة. رنا سليمة أمر أساسي لتوليد البيانات البيولوجية ذات الصلة ترانسكريبتوميك. الجيل من الحمض النووي الريبي عالية الجودة من عينات الأنسجة حاسمة بشكل خاص للدراسات مسببات الأمراض الحيوانية الكبيرة تجري في مرافق الاحتواء. هذه الدراسات أصلاً أكثر صعوبة لأداء كما أنها لا تتطلب الموافقة على المنشآت والأفراد المدربين تدريبا عاليا فحسب بل أيضا تحمل تكاليف مالية كبيرة، الذي، اعتماداً على العمل، يمكن أن تتراوح بين عشرات ومئات الآلاف من الدولارات. وتشمل هذه الأنواع من الدراسات أيضا التعاون متعدد التخصصات والمعارف المتعددة التخصصات لإنجازها، إضافة إلى تعقيدها. ولذلك، التدريب على التنمية، والتقيد بنظام مبسط لجمع العينات وحفظها يوفر فوائد كبيرة المصب الدراسات الجزيئية للأنسجة من الحيوانات المصابة.
جمع الليمفاوية أكبر تحديات إضافية لجمع الأنسجة مقارنة بعينات مماثلة من العقد الليمفاوية مورين. ويتطلب التحضير للختان عينة فهم أساسي لتشريح العقدة الليمفاوية، بما في ذلك الهياكل الداخلية ذات الصلة. بنية العقدة اللمفاوية يتكون من الفصيصات اللمفاوية محاطة بالجيوب الأنفية مليئة الليمفاوية. هذه الهياكل هي المحاطة كبسولة ليفية، وصعبة. 4 الفصيص اللمفاوية “التشريحية والوظيفية الوحدة الأساسية للعقدة الليمفاوية” وتتألف من المسام ووحدة عميقة القشرية، والحبال النخاع والجيوب الأنفية4 (الشكل 1A). اللمفاويات B و T الصفحة الرئيسية للمسام والوحدات القشرية العميقة، على التوالي. هذه الهياكل توفير سقالة 3D وتيسير التفاعل بين الخلايا الليمفاوية ومستضد أو مستضد عرض الخلايا.
صارخ، المسام والوحدات القشرية عميقة يمكن تحديدها على سطح قطع كما أنها تحتوي على ميشوورك شبكي أكثر كثافة ويبدو أكثر قتامة من الجيوب، التي تتألف من ميشوورك شبكي أكثر حساسية وتظهر أخف (الشكل 1B). حسب الاتفاقية، الباثولوجيا تشير إلى مناطق الليمفاوية كقشرة سطحية (بصيلات)، باراكورتيكس (الوحدات القشرية العميقة) ولب (الحبال النخاع والجيوب الأنفية). فحص ملائم لجميع المناطق الثلاث قد اعتبر كأفضل ممارسة في المبادئ التوجيهية للفحص الباثولوجي الروتينية للعقد الليمفاوية5. علما بأن هناك تباين كبير في الاتساق والحجم، واللون الليمفاوية، حتى داخل حيوان مفردة. كالسن الحيوانات، سوف تميل بالغدد الليمفاوية إلى نقصان في الحجم وتصبح أكثر ثباتا من تلك الحيوانات الأصغر سنا، وعادة ما يرجع إلى زيادة في النسيج الضام بهم والحد من العادي اللمفاوية هيكل6،7.
رقم 1- تشريح العقدة الليمفاوية. (أ) هذه الصورة الكرتون يوضح تشريح العقدة الليمفاوية، تصور الهياكل الأساسية. (ب) هذا ما زالت الصورة تظهر عقده الليمفاوية بقرى قطع في المقطع العرضي. يتم تمييز الهياكل ذات الصلة/طبقات مرئية بالعين المجردة. الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم-
اعتماداً على مسألة تجريبية، سوف تكون موضع اهتمام لجمع وتحليل الغدد الليمفاوية المختلفة. العقد اللمفية الطرفية تلك الواقعة في عمق النسيج تحت الجلد. في الماشية، ويشمل العقد الليمفاوية هامشية أو سطحية غالباً ما تستخدم في الممارسة السريرية والتجريبية النكفية، اللهاة، ريتروفارينجيل، بريسكابولار، بريفيمورال (بريكرورال) وسطحية الاربية (سوبراماماري في الإناث، مطمئنين في الذكور) ( الشكل 2). الجدول 1، خصائص رئيسية الغدد الليمفاوية السطحية، كما هو موضح في نظام الماشية8، يرد. وترد بعض خطط جمع العقدة الليمفاوية المحتملة للأمراض البكتيرية المعدية من الماشية أدناه، كنقطة انطلاق للتحقيق.
بروسيلا الإجهاض/بروسيلا مالطية: معيار نيكروبسيس الإجهاض (ب)-إصابة الماشية و مالطي باء--استرداد الماعز المصابة في المركز الوطني للأمراض الحيوانية سوبراماماري، وبريسكابولار، وأنسجة العقدة اللمفية النكفية ، سواء بالنسبة لطحن للتعداد الجرثومي وإعداد الجيش الملكي النيبالي للتنميط التعبير المضيف الجيش الملكي النيبالي. (ب) الإجهاض يمكن استردادها بانتظام في كل من هذه العقد الليمفاوية في الماشية المصابة تجريبيا9. ويمكن الكشف عن وجود البكتيريا في كل نوع من أنواع هذه العقدة الليمفاوية في مالطي باء--إصابة الماعز تصل إلى مالا يقل عن تسعة أشهر بعد الإصابة باستخدام المنهجيات القائمة على الحمض النووي الريبي من دراساتنا (بوجياتو et al.، غير منشورة). السالمونيلا sp.: بريسكابولار، سوبيلياك (بريفيمورال)، وكانت مفيدة الغدد الليمفاوية المساريقي العلوي أثناء تحديد سمات الماشية المذبوحة السالمونيلا انتشار10،،من1112 و وسيكون للفائدة المحتملة للدراسات ترانسكريبتوميك. كولاي O157:H7: المساريقي العلوي الليمفاوية (في منتصف الأمعاء الدقيقة والمواقع البعيدة الأمعاء الدقيقة) يمكن أن تكون مواقع حدوث انتعاش عرضية من البكتيريا في العجول المصابة (ولكن ليس في الماشية المصابة الكبار)13. داء البريميات (Leptospira sp.): قد لوحظ استمرار مزمن من البكتيريا في العقد الليمفاوية تجفيف الغدة الثديية14. متفطره bovis : في الماشية، وكانت البكتيريا العدوى التجريبية بعد استردادها من الليمفاوية الشعاعي و tracheobronchial العجول15. بالإضافة إلى ذلك، استخدمت العقدة الليمفاوية الحمض النووي الريبي لدراسة استجابات المضيف الحيوانات الكبيرة للفيروسات، مثل فيروس متلازمة التنفسية والتناسلية الخنزير2. ويبين الشكل 2 موقع مجموعة فرعية من هذه العقد الليمفاوية الرئيسية في جسم الماشية.
رقم 2: كارتون تصور مواقع مختارة من العقدة الليمفاوية في الثور بوس . هي مشروحة الليمفاوية ذات تعداد رقمي. الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم-
وفي هذه الورقة والفيديو المرتبطة بها، نقدم بروتوكول لعزله كبيرة الليمفاوية الحيوان لدراسات الحمض النووي الريبي، مصممة لتكون مفيدة لعلماء البيولوجيا الجزيئية المشاركة في الدراسات ترانسكريبتوميك للعدوى الحيوانية الكبيرة. أولاً، نحن نقدم لمحة عامة عن إجراءات العزل للعقد الليمفاوية، باستخدام عينات من أنسجة الأبقار وبيسون كأمثلة. يقترن هذه التظاهرة، كما هو معروض في شريط الفيديو، سير عمل لعينات أنسجة استنساخه لعزل الحمض النووي الريبي. المقبل، ونحن تصف اعتبارات هامة للمعالجة العقدة الليمفاوية المصابة، مع تركيز على السلامة والاتساق والجودة الجيش الملكي النيبالي.
يستند إعداد الجيش الملكي النيبالي من الأنسجة مع كاشف isothiocyanate غوانيدين فينول المحمضة الأسلوب الأصلي تشومكزينسكي وساكي16،17، مع تنقية عبر الأعمدة المستندة على السليكا تدور في حضور كل من وكلاء تشاوتروبيك استناداً إلى العمل الأصلي فوجيلستين وغيليسبي18. نحن أيضا دراسة إمكانية استرداد الجيش الملكي النيبالي ترانسكريبتوميكس من الماشية الليمفاوية الاحتفاظ بطرق بديلة. وأخيراً، نستكشف أثر المتغير الوقت على نوعية الجيش النيبالي الملكي في نيكروبسيس الحيوانات الكبيرة، بما في ذلك تجربة ممثل يصور تأثير زيادة الوقت بين القتل الرحيم وأخذ العينات على شكل الجيش الملكي النيبالي المستردة من بيسون و الغدد الليمفاوية الأبقار. هذه المادة سوف يكون مفيداً ليس فقط لعلماء البيولوجيا الجزيئية ولكن الباحثون أيضا إلى الطب البيطري ابتداء من الدراسات ترانسكريبتوميك.
معظم الدراسات ترانسكريبتوميك والبروتوكولات المرتبطة بها التركيز على العينات البشرية الماوس أو الفئران، أو بعد الوفاة. بيد أن التحقيقات في الثروة الحيوانية والحياة البرية تقدم مجموعة واسعة من الفرص لوصف استجابة مناعية للمرض، سواء عند الاقتضاء للطب البيطري، وفيما يتعلق بالأمراض الحيوان…
The authors have nothing to disclose.
المؤلف يود أن يشكر الدين جيمس على عمله الممتاز في جميع بالفيديو ومعالجة الفيديو؛ مايكل مارتي على عمله الممتاز في توليد الصور الرقمية الماشية؛ فالتر ليليا لمساعدة لها مع استخراج الحمض النووي الريبي ويدير بيواناليزير؛ ميتش بالمر وكانيبي كارلي لاستعراض مفيدة وردود الفعل على صور العقدة الليمفاوية؛ ورعاية الحيوان وموظفي الطب البيطري في المركز الوطني للأمراض الحيوانية لكل العمل الشاق والمساعدة في تربية الحيوانات وإعداد نيكروبسيس.
RNA preservation solution (we used RNALater for all experiments) | ThermoFisher | AM7020 | |
1.5 ml or 2 ml polypropylene microcentrifuge tubes | Fisher Scientific | 05-408-129 | |
Disposable scalpels | Daigger Scientific | EF7281 | |
Tissue forceps, rat tooth | Fisher Scientific | 12-460-117 | Other tissue forceps available including curved tip, tapered edge, etc. , depends on user preference |
3 mm punch biopsy needles | Fisher Scientific | NC9949469 | |
Sharps container (small and transportable for necropsy) | Stericycle | 8900SA | 1 qt. size shown here |
Cutting boards or disposable trays | Fisher Scientific | 09-002-24A | Available in a variety of sizes, depends on user preference |
Personal protective equipment | Varies with pathogen (gloves, respirator masks, goggles, etc.) | ||
Phenol-based RNA extraction reagent (we used TRIzol Reagent for all experiments) | ThermoFisher | 15596026 | |
Silica column-based RNA extraction kit (we used the PureLink RNA Mini kit for all experiments) | ThermoFisher | 12183018A | Designed for up to 100 mg tissue |
100% Ethanol (200 proof for molecular biology) | Sigma-Aldrich | E7023 | |
Tissue homogenizer with enclosed homogenization tubes (we used the gentleMACS dissociator for all experiments) | Miltenyi Biotec | 130-093-235 | |
Agarose (General, for gel electrophoresis) | Sigma-Aldrich | A9539 | |
1X TBE | Fisher Scientific | BP24301 | Can also make from scratch in the laboratory |
Deionized formamide | EMD Millipore | S4117 | |
Sodium dodecyl sulfate | Sigma-Aldrich | L3771 | |
Bromophenol blue | Sigma-Aldrich | 114391 | |
Xylene cyanol | Sigma-Aldrich | X4126 | |
EDTA (Ethylenediaminetetraacetic acid) | Sigma-Aldrich | EDS | |
UV-Vis Spectrophotometer (we used the NanoDrop Spectrophotometer) | ThermoFisher | ND-2000 | |
Device for quantitative RNA assessment (we used the Bioanalyzer, with associated components and protocols) | Agilent | G2939BA | |
FFPE RNA extraction kit (we used the RecoverAll Total Nucleic Acid Isolation Kit for Formalin Fixed, Paraffin Embedded Tissue) | ThermoFisher | AM1975 | |
Plastic spreader (L-shaped spreader) | Fisher Scientific | 14-665-231 | Only needed for sterility testing for samples from infected animals |
Necropsy knives | Livestock Concepts | WI-0009209 |