معلومة

34.3C: القضاء - علم الأحياء

34.3C: القضاء - علم الأحياء



We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

يدخل الطعام غير المهضوم إلى القولون حيث يتم امتصاص الماء في الجسم ويتم التخلص من الفضلات الزائدة من فتحة الشرج.

أهداف التعلم

  • صف عملية الاستبعاد والمشاكل التي يمكن أن تحدث

النقاط الرئيسية

  • يُعاد امتصاص الماء في القولون بعد أن يدخله الطعام غير المهضوم من الأمعاء الدقيقة.
  • يتم نقل الفضلات عبر القولون عن طريق الحركات التمعجية للعضلة ويتم تخزينها في المستقيم.
  • يتوسع المستقيم استجابةً لتخزين البراز ؛ يتم تشغيل الإشارات العصبية ، ويتم التخلص من الفضلات من فتحة الشرج عن طريق الحركات التمعجية للمستقيم.
  • الإمساك هو حالة تصلب فيها البراز بسبب إفراز الماء الزائد في القولون.
  • ينتج الإسهال عند عدم إزالة كميات كبيرة من الماء من البراز.
  • التقيؤ ، أو القيء ، هو التخلص من الطعام عن طريق الطرد القسري عن طريق الفم الناجم عن الانقباضات القوية التي تنتجها عضلات المعدة.

الشروط الاساسية

  • قيء: فعل أو عملية القيء
  • الجراثيم المعوية: المستعمرات البكتيرية التي تعيش عادة في الجهاز الهضمي للحيوانات
  • إمساك: حالة تصلب فيها البراز بسبب إزالة الماء الزائد في القولون

إزالة

الخطوة الأخيرة في عملية الهضم هي التخلص من محتوى الطعام غير المهضوم والفضلات. بعد مرور الطعام عبر الأمعاء الدقيقة ، تدخل المواد الغذائية غير المهضومة إلى القولون ، حيث يتم امتصاص معظم الماء. تذكر أن القولون هو أيضًا موطن للنباتات الدقيقة المسماة "الفلورا المعوية" التي تساعد في عملية الهضم. يتم نقل الفضلات شبه الصلبة عبر القولون عن طريق الحركات التمعجية للعضلة ويتم تخزينها في المستقيم. عندما يتوسع المستقيم استجابةً لتخزين البراز ، فإنه يطلق الإشارات العصبية المطلوبة لإعداد الرغبة في التخلص. يتم التخلص من النفايات الصلبة من خلال فتحة الشرج باستخدام الحركات التمعجية للمستقيم.

المشاكل الشائعة مع الإقصاء

يعتبر الإسهال والإمساك من أكثر المشاكل الصحية شيوعًا التي تؤثر على الهضم. الإمساك هو حالة تصلب فيها البراز بسبب إفراز الماء الزائد في القولون. في المقابل ، إذا لم يتم إزالة كمية كافية من الماء من البراز ، فإنه يؤدي إلى الإسهال. تؤثر العديد من البكتيريا ، بما في ذلك البكتيريا المسببة للكوليرا ، على البروتينات المشاركة في إعادة امتصاص الماء في القولون وتؤدي إلى الإسهال المفرط.

التقيؤ

التقيؤ ، أو القيء ، هو التخلص من الطعام عن طريق الطرد القسري من خلال الفم. غالبًا ما يكون استجابةً لمهيج يؤثر على الجهاز الهضمي ، بما في ذلك ، على سبيل المثال لا الحصر ، الفيروسات والبكتيريا والعواطف والصدمات والتسمم الغذائي. هذا الطرد القسري للطعام يرجع إلى الانقباضات القوية التي تنتجها عضلات المعدة. ينظم النخاع عملية التقيؤ.


34.3C: القضاء - علم الأحياء

كان دور المكمل في التسبب في فقر الدم الانحلالي المناعي الذاتي (AIHA) مثيرًا للجدل وقد يعتمد على عدد من العوامل ، بما في ذلك التقارب والنمط المتماثل للأجسام المضادة المسببة للأمراض المعنية. لقد أظهرنا مؤخرًا أن كريات الدم الحمراء في الفئران الناقصة في البروتين التنظيمي للغشاء C3 ، والجين / البروتين y (Crry) المرتبط بالمستقبل 1 ، ولكن ليس عامل تسريع الاضمحلال (DAF) ، قد تم التخلص منه تلقائيًا في الجسم الحي بواسطة المكمل. هنا ، من خلال إنشاء فأر ناقص في كل من DAF و Crry ، حددنا دور Crry و DAF في تنظيم تنشيط المسار البديل والكلاسيكي C3. باستخدام الفئران المناعية ، ومستقبلات Fcγ (FcγR) - و C3- و C4- و C5 ، حددنا أيضًا الآلية التي يتم من خلالها إزالة كريات الدم الحمراء التي تعاني من نقص منظم الغشاء C3 من الدورة الدموية. أخيرًا ، قمنا بتقييم الأهمية النسبية لمستقبل Fc مقابل المسار التكميلي في التخلص من خلايا الدم الحمراء التي تعاني من نقص الأجسام المضادة DAF / Crry. نستنتج أن (1) يلعب Crry دورًا مهيمنًا أكثر من DAF في تنظيم المسار البديل للمكمل ، في حين أن DAF و Crry لهما نفس القدر من الفاعلية في منع التنشيط الهارب الناجم عن الأجسام المضادة على كريات الدم الحمراء في الفأر (2) DAF / Crry - كريات الدم الحمراء الناقصة هي يتم التخلص من خلال المسار البديل للمكمل عن طريق كثرة الكريات الحمر بوساطة مستقبلات تكميلية في الطحال و (3) عند طمسها باستخدام جسم مضاد ذاتي من الغلوبولين المناعي G2a (IgG2a) ، يتم التخلص من كريات الدم الحمراء الناقصة في Crry / DAF بسرعة أكبر عن طريق التكميل من مسار مستقبل Fc. تلقي هذه النتائج ضوءًا جديدًا على الأنشطة النسبية لـ Crry و DAF وتؤكد على الأدوار الحاسمة لمنظمات الغشاء C3 في منع تلف خلايا الدم الحمراء العفوي والناجم عن الأجسام المضادة في الجسم الحي.

تم نشره مسبقًا على الإنترنت باسم الدم ورقة الطبعة الأولى ، 1 أغسطس 2002 ، DOI 10.1182 / blood-2002-06-1875.


هناك ثلاثة أنواع من تفاعل الإقصاء [4 - 5]

  • عملية آلية الإزالة من خطوتين
  • يُعرف أيضًا باسم التخلص أحادي الجزيء
  • تشكيل وسيط
  • يتناسب معدل التفاعل مع تركيز المركب المراد تحويله - الخواص الحركية من الدرجة الأولى
  • انتقائي رجعي ويتبع قاعدة زايتسيف ، أي يفضل تشكيل منتج زايتسيف
  • عملية آلية الإزالة خطوة واحدة
  • يُعرف أيضًا باسم التفاعل الجزيئي
  • تنفصل مجموعة ترك الكربون وروابط الكربون والهيدروجين في وقت واحد
  • يتناسب معدل التفاعل مع كل من المركب المراد تحويله وعامل النقل - حركية الدرجة الثانية
  • انتقائي انتقائي و regioselective

3. نوع E1cb

  • آلية الإزالة من خطوتين
  • يُعرف أيضًا باسم إزالة القاعدة المترافقة أحادية الجزيء
  • يحتوي المركب على ذرة هيدروجين حمضية ومجموعة ترك ضعيفة (على سبيل المثال ، -OH)
  • المعيار في تفاعل الجفاف

نتائج

ربط منخفض التقارب مع كرات الدم الحمراء للماوس بواسطة متغير 4C8 IgG2a Isotype-Switch.

كانت إستراتيجية إنشاء متغير IgG2a المؤتلف هو استنساخ جين المنطقة المتغيرة الثقيلة (VH) من الورم الهجين 4C8 IgM المضاد & # x02013mouse RBC والانضمام إلى هذا الجين إلى الجين المستنسخ بالفعل IgG2a للمنطقة الثابتة للجين الثقيل. تم بعد ذلك التعبير عن متغير IgG2a المؤتلف IgG2a في متحولة خسارة سلسلة ثقيلة من الورم الهجين 4C8 IgM. والجدير بالذكر أن متواليات VH4C8 و V & # x003ba4C8 لسلسلة cDNA الثقيلة والخفيفة 4C8 المشتقة من تضخيم PCR للنسخ العكسي لـ mRNA المعزول من الخلايا التي تفرز متغير التبديل 4C8 IgG2a كانت متطابقة مع التسلسل المنشور في الأصل 16.

تم التحقيق في نشاط الربط في المختبر لمتغير التبديل 4C8 IgG2a ، مقارنةً بنمط IgM المتماثل الخاص به و 34-3C IgG2a عالي التقارب المضاد & # x02013mouse RBC mAb ، عن طريق تحليل التدفق الخلوي باستخدام مضاد الجرذ الحيوي & # x02013mouse & # x003ba chain mAb ، يليه الستربتافيدين المترافق بـ PE. أدى احتضان كرات الدم الحمراء للفأر مع 0.1 نانوغرام من 4C8 IgM أو 34-3C IgG2a mAb إلى ارتباط كبير ، في حين أن & # x0003e250 نانوغرام من متغير التبديل IgG2a كان مطلوبًا لإظهار ارتباط كبير ، مع ربط أقصى عند 1 & # x003bcg (الشكل . 1). وبالتالي ، كان نشاط ربط الفئران RBC لمتغير 4C8 IgG2a أقل 1000 مرة على الأقل من مثيله IgM و 34-3C IgG2a mAb. تجدر الإشارة أيضًا إلى أن كثافة التلوين التي تم الحصول عليها بواسطة متغير 4C8 IgG2a كانت أقل بكثير من تلك الملاحظة مع 4C8 IgM أو 34-3C IgG2a mAb. تم تأكيد أنشطة ربط كرات الدم الحمراء الهامشية بواسطة متغير 4C8 IgG2a بمقايسة مناعية إشعاعية (الشكل 2). أشارت هذه النتائج إلى أن 4C8 mAb لها ألفة ربط منخفضة ، بينما تم تعزيز نشاط الربط الخاص بها بشكل ملحوظ من خلال النمط الخماسي عالي الشغف IgM. علاوة على ذلك ، كان نشاط التراص الدموي قابلاً للاكتشاف فقط باستخدام 4C8 IgM mAb ، ولم يظهر أي من IgM ولا IgG2a 4C8 mAb انحلال دم بوساطة مكمل في المختبر في وجود خنزير غينيا أو أرنب أو مصل فأر (البيانات غير معروضة).

تحليل التدفق الخلوي لكرات الدم الحمراء للفأر ملطخة بكميات مختلفة من 4C8 (IgM و IgG2a) و 34-3C (IgG2a) المضاد & # x02013mouse RBC mAbs. تم تحضين كرات الدم الحمراء المحضرة حديثًا من الفئران BALB / c أولاً بكميات مختلفة من mAbs المختلفة ، ثم تم تحضينها بمضاد بيوتينيليد & # x02013mouse & # x003ba chain mAb ، متبوعًا بـ pe streptavidin المترافق. تشير الرسوم البيانية المظللة إلى تلطيخ الخلفية باستخدام سلسلة anti & # x02013mouse & # x003ba mAb وحدها. كعناصر تحكم ، يتم عرض النتائج التي تم الحصول عليها باستخدام mAbs التحكم المطابق للنمط المتماثل.

المقايسة المناعية الراديوية للكشف عن أنشطة مكافحة & # x02013mouse RBC بواسطة 4C8 (IgM و IgG2a) و 34-3C (IgG2a) anti & # x02013mouse RBC mAbs. تم تحضين كرات الدم الحمراء المحضرة حديثًا من الفئران BALB / c أولاً بتركيزات مختلفة من mAbs المختلفة ، ثم تم تحضينها بمضاد الماعز المشع & # x02013mouse Ig. يتم التعبير عن النتائج على أنها النشاط الإشعاعي المرتبط بكرات الدم الحمراء بالماوس في وجود 4C8 IgM (& # x02022) و 4C8 IgG2a (& # x025a1) و 34-3C IgG2a (& # x025cb). كعناصر تحكم ، يتم عرض النتائج التي تم الحصول عليها باستخدام mAbs التحكم المطابق للنمط المتماثل: IgM anti-IgG2a (& # x025aa) و IgG2a anti-TNP (& # x025b5).

عدم الكشف عن كريات الدم الحمراء ذات اللون الأبيض ، ولكن القضاء الفعال على كرات الدم الحمراء المنتشرة في الفئران المحقونة بمتغير 4C8 IgG2a منخفض التقارب.

بسبب ارتباطه المحدود بشكل ملحوظ في المختبر بكرات الدم الحمراء للفأر ، قررنا ما إذا كان متغير 4C8 IgG2a قادرًا على الارتباط بكريات الدم الحمراء المنتشرة في الجسم الحي. عندما تم تحليلها بواسطة مقايسة التدفق الخلوي 24 و 48 و 72 ساعة بعد حقنة واحدة داخل الصفاق بمقدار 1 مجم من متغير 4C8 IgG2a في الفئران BALB / c ، كانت كرات الدم الحمراء غير المتجانسة غير قابلة للكشف في الدم المنتشر (الشكل 3 أ). كان هذا في تناقض ملحوظ مع وجود الأجسام المضادة المرتبطة بشكل أساسي على جميع كرات الدم الحمراء للفأر المنتشرة بين 24 و 72 ساعة بعد إعطاء 50 & # x003bcg من 4C8 IgM أو 34-3C IgG2a mAb. والجدير بالذكر أن نمط التلوين الذي تم الحصول عليه عن طريق الحضانة في المختبر باستخدام متغير 4C8 IgG2a كان لا يمكن تمييزه بين كرات الدم الحمراء من الفئران المحقونة بـ 4C8 IgG2a وتلك الموجودة في الفئران الضابطة ، باستثناء القضاء السريع والانتقائي على مجموعة سكانية فرعية من كرات الدم الحمراء المتداولة بواسطة التقارب المنخفض 4C8 IgG2a (البيانات غير معروضة). وبالتالي ، فإن عدم الكشف عن كرات الدم الحمراء غير المتجانسة في الدم المنتشر أكد أيضًا على ميزة التقارب المنخفض لمتغير التبديل 4C8 IgG2a.

الفشل في الكشف عن كرات الدم الحمراء المتداولة غير المتجانسة ، ولكن تطور فقر الدم مصحوبًا بإزالة فعالة من كرات الدم الحمراء المنتشرة بعد حقن متغير 4C8 IgG2a في الفئران BALB / c. (أ) تم الحصول على كرات الدم الحمراء للماوس بعد 24 ساعة من الحقن داخل الصفاق لـ 4C8 IgG2a (1 مجم) ، 4C8 IgM (50 & # x003bcg) ، أو 34-3C IgG2a (50 & # x003bcg) anti & # x02013mouse RBC mAb ، ثم ملطخة مع المضاد الحيوي & # x02013mouse & # x003ba chain mAb ، متبوعًا بـ pe streptavidin المترافق. تشير الرسوم البيانية المظللة إلى تلطيخ الخلفية باستخدام الستربتافيدين المترافق مع PE. تم الحصول على نتائج متطابقة بشكل أساسي باستخدام كرات الدم الحمراء للفأر التي تم الحصول عليها بعد 48 و 72 ساعة من حقن المضاد & # x02013mouse RBC mAb (البيانات غير معروضة). (B و C) تم تخليص كرات الدم الحمراء للماوس في الجسم الحي عن طريق التسريب الوريدي لـ NHS-biotin قبل 24 ساعة من الحقن داخل الصفاق لـ 1 مجم من 4C8 IgG2a المنقى (& # x02022) أو التحكم في IgG2a Hy1.2 anti-TNP mAb (& # x025cb) في اليوم 0. تبع إزالة كرات الدم الحمراء المعالجة بيوتينيل تلطيخ باستخدام الستربتافيدين الأحمر 670. يتم التعبير عن النتائج كنسبة مئوية من كرات الدم الحمراء (Biotin-RBC) لثلاثة فئران فردية ، مقاسة 2 و 4 و 8 أيام بعد حقن mAb (ب). تم تحديد تطور فقر الدم عن طريق قياس قيم Ht (C).

اللافت للنظر أن الفئران التي تم حقنها بـ 1 ملغ من متغير 4C8 IgG2a طورت فقر دم حاد مع انخفاض في قيم Ht إلى 21٪ 4 أيام بعد الحقن (انظر أدناه). للتحقق من التخلص من كرات الدم الحمراء المتداولة بواسطة متغير 4C8 IgG2a ، كانت كرات الدم الحمراء في الجسم الحي biotinylated عن طريق الحقن في الوريد من NHS-biotin ، ثم تم تحديد إزالتها بعد حقن 1 مجم من 4C8 IgG2a أو Hy1.2 IgG2a anti-TNP مللي أمبير. كما هو مبين في الشكل 3 ب ، تم استبدال كرات الدم الحمراء المكللة بيولوجيًا بشكل تدريجي بكرات الدم الحمراء المولدة حديثًا في فئران التحكم المحقونة بـ Hy1.2 anti-TNP mAb ، بينما أدى حقن متغير 4C8 IgG2a إلى تسريع هذه العملية بشكل ملحوظ. على الرغم من أن قيم Ht بدأت في التعافي & # x0223c5 d بعد حقن 4C8 IgG2a mAb وعادت إلى المستويات الطبيعية تقريبًا بمقدار 8 د (الشكل 3 ج) ، فقد انخفضت مستويات كرات الدم الحمراء المكللة بالبيوتين. بعد 8 أيام من حقن 4C8 IgG2a mAb ، كان من الصعب اكتشاف كرات الدم الحمراء التي تمت معالجتها بيولوجيًا (& # x0003c1٪) ، في حين أن & # x0223c70٪ من كرات الدم الحمراء المنتشرة كانت لا تزال مخصبة بيولوجيًا في الفئران الضابطة. يشير هذا إلى أن متغير 4C8 IgG2a مرتبط بالفعل بتعميم كرات الدم الحمراء في الجسم الحي والقضاء عليها بكفاءة. وتجدر الإشارة إلى أن النشاط المناعي لكرات الدم الحمراء المكوّنة من مادة حيوية ، التي تم الحصول عليها من 24 إلى 72 ساعة بعد الارتباط الحيوي في الجسم الحي ، إلى 4C8 mAb كانت قابلة للمقارنة مع كرات الدم الحمراء الضابطة ، كما تم الحكم عليها من خلال تحليلات الربط في المختبر وفي الجسم الحي ، والحركية ومدى فقر الدم الناجم بواسطة 4C8 مللي أمبير في الفئران المعالجة بالبيوتين كانت متطابقة بشكل أساسي مع الفئران غير المعالجة (الشكل 3 ج والشكل 4).

تطوير فقر الدم بواسطة 4C8 و 34-3C anti & # x02013mouse RBC mAbs في BALB / c الفئران. تم حقن الفئران داخل الصفاق بكميات مختلفة من mAbs المنقى في اليوم 0: 25 & # x003bcg أو 50 & # x003bcg أو 200 & # x003bcg أو 1 ملغ من 4C8 IgG2a mAb 25 أو 50 أو 100 أو 250 & # x003bcg من 4C8 IgM mAb 12.5 أو 25 أو 50 أو 100 & # x003bcg لـ 34-3C IgG2a mAb. يتم التعبير عن النتائج على أنها قيم Ht المتوسطة لثلاثة إلى خمسة فئران.

تم الترويج للنشاط الممرض المرتفع لمتغير 4C8 IgG2a منخفض التقارب من خلال كثرة الكريات الحمر المعتمدة على Fc & # x003b3R.

لمقارنة النشاط الممرض لمتغير 4C8 IgG2a مع نظيره IgM وتقارب 34-3C IgG2a mAb ، تم تحليل تطور فقر الدم عن طريق حقنة واحدة داخل الصفاق لكميات مختلفة من mAb المنقى في BALB / c الفئران. على الرغم من الارتباط المنخفض لكرات الدم الحمراء للفأر ، كان 4C8 IgG2a mAb شديد الإمراض ، وكان 50 & # x003bcg كافياً للتسبب في فقر دم كبير (متوسط ​​قيم Ht لخمسة فئران 4 d بعد الحقن: 35 & # x000b1 3 ٪ الشكل 4. ). كانت هذه الجرعة مماثلة لتلك المطلوبة لتحريض فقر الدم من خلال النمط النظيري IgM وتقارب 34-3C IgG2a mAb.

أظهرت الفحوصات النسيجية أن كثرة الكريات الحمر بواسطة خلايا كوبفر كان التغيير المرضي الأكثر وضوحًا المرتبط بفقر الدم الناجم عن النمط النظيري 4C8 IgG2a (الشكل 5 أ) ، كما لوحظ في الفئران المصابة بفقر الدم بعد حقن IgG2a mAb 34-3C. تم توثيق كرات الدم الحمراء عن طريق البلعمة من خلال رواسب الحديد الواسعة في خلايا كوبفر من الفئران المحقونة بمتغير 4C8 IgG2a (الشكل 5 ج). في المقابل ، أدى حقن 4C8 IgM mAb بجرعة 250 & # x003bcg إلى تراكم هائل من كرات الدم الحمراء المتراصة في الطحال وفي الجيوب الكبدية المصحوبة بنخر عرضي لخلايا متني الكبد (الشكل 5 ب) ، كما هو موضح سابقا 4.

(أ) المظهر النسيجي التمثيلي للكبد 4 د بعد حقن 1 مجم من متغير 4C8 IgG2a. لاحظ وجود كثرة الكريات الحمر الملحوظة بواسطة خلايا كوبفر (التكبير الأصلي لـ HE: & # x000d7400). (ب) المظهر النسيجي التمثيلي للكبد من الفئران BALB / c التي ماتت بفقر الدم 2 د بعد حقن 250 & # x003bcg من 4C8 IgM mAb. لاحظ تراكمًا هائلاً من كرات الدم الحمراء المتراكمة في أشباه الجيوب الكبدية مصحوبًا بنخر خلايا متني الكبد (التكبير الأصلي لـ HE: & # x000d7100). (C و D) المظهر النسيجي التمثيلي لرواسب الحديد في خلايا كوبفر من الفئران BALB / c و FcR & # x003b3 بعد حقن 1 مجم من متغير 4C8 IgG2a. قُتلت الفئران المحقونة بمتغير 4C8 IgG2a في اليوم السابع. تم الكشف عن مدى تدمير خلايا الدم الحمراء في الجسم الحي بالبلعمة من خلال تلوين أقسام الكبد بتلوين بيرلز بالحديد. لاحظ رواسب الحديد الواسعة في خلايا Kupffer من الفئران BALB / c المحقونة بـ 4C8 IgG2a mAb (C) ، في تناقض ملحوظ مع الغياب التام لرواسب الحديد في الكبد من الفئران التي تعاني من نقص FcR & # x003b3 المحقونة بـ 4C8 IgG2a mAb (D) (التكبير الأصلي: & # x000d7200).

لتحديد مساهمة كثرة الكريات الحمر بوساطة Fc & # x003b3R في التسبب في فقر الدم الناجم عن 4C8 IgG2a & # x02013 ، تم تقييم تطور فقر الدم في FcR & # x003b3 التي تعاني من نقص في التعبير الوظيفي لكل من Fc & # x003b3RI المتورط في Fbocyt3 ​​& pi003. 14- كما هو مبين في الشكل 6 ، كانت الفئران التي تعاني من نقص في FcR & # x003b3 مقاومة تمامًا للتأثير الممرض لـ 1 ملغ من 4C8 IgG2a mAb ، وفشلت في إظهار كثرة الكريات الحمر ، كما هو موثق من نقص الحديد الرواسب في خلايا Kupffer الخاصة بهم (الشكل 5 د).

تطور فقر الدم في الفئران الناقصة FcR & # x003b3 (& # x02022) والفئران من النوع البري (& # x025cb) بعد حقن 1 مجم من متغير 4C8 IgG2a. يتم عرض متوسط ​​قيم Ht (& # x000b1 1 SD) لثلاثة فئران.


مناقشة

ذكرت دراسة حديثة جدًا [30] أنه يمكن حذف كروموسوم Y في الخلايا الجذعية الجنينية والزيجوتات عن طريق تحرير الجينوم بوساطة كريسبر / كاس 9. لقد حققنا هنا القضاء التام على الكروموسوم Y عن طريق انقسامات متعددة من الحمض النووي بوساطة CRISPR / Cas9 على الكروموسوم المستهدف في الخلايا الجذعية الجنينية والخلايا في الجسم الحي والحيوانات الملقحة بكفاءة عالية. بشكل ملحوظ ، باستخدام هذا النهج للقضاء على كروموسوم X في أجنة الفئران مع النمط النووي XX ، يمكن حذف واحد من اثنين من الكروموسومات X المتجانسة بكفاءة. ومع ذلك ، تم أيضًا تحور كروموسوم X المتبقي ، مع حذف indels أو جزء منه في المنطقة المستهدفة. توجد معظم التسلسلات المتكررة الخاصة بالكروموسوم في مناطق غير مشفرة ، وبالتالي يمكننا تقليل هذه الآثار الجانبية عن طريق استهداف تسلسلات الحمض النووي غير المشفرة داخل مناطق صغيرة (& lt 2 كيلو بايت) بدون وظائف بيولوجية واضحة. بدلاً من ذلك ، من حيث المبدأ ، يمكن تجنب هذه indels وعمليات الحذف الكبيرة بواسطة sgRNAs التي تستهدف واحدًا فقط من الكروموسومات المتجانسة ، بناءً على تعدد أشكال النوكليوتيدات المفردة. كما هو مبين في الشكل 5 ، يمكننا حذف الكروموسوم Y باستخدام 14 sgRNAs أحادية الهدف. ومع ذلك ، فإن تقليل عدد sgRNAs وتحسين كفاءة إزالة الكروموسوم قد يجعل هذا النهج أكثر قابلية للتطبيق.

لقد أظهرنا أن الانشقاقات المتعددة التي يسببها CRISPR / Cas9 يمكن أن تعزز فقدان hChr14 أو hChr21 الإضافي في الخلايا ES غير الصبغية ، وكذلك hChr7 في الخلايا السرطانية البشرية. ومع ذلك ، فقد فشلنا في الحصول على الخلايا الجذعية الجنينية المختلة الصبغية أو الأجنة مع حذف الجسيم الذاتي (البيانات غير معروضة). نعتقد أن حذف الجسيم الفردي من شأنه أن يثبط نمو الخلايا أو يؤدي إلى الموت الجنيني. وهكذا ، باستخدام خلايا اختلال الصيغة الصبغية مع جسيمات تثلث الصبغي ، مثل الخلايا من مرضى DS التي تحتوي على ثلاثة hChr21s ، اكتشفنا القضاء على الجسيم الذاتي عن طريق تحرير CRISPR / Cas9.

في الآونة الأخيرة ، يانغ وآخرون. [31] ذكرت أن التحرير بوساطة كريسبر / كاس 9 للفيروسات القهقرية الذاتية الخنازير (PERVs) يمكن أن يزيل التسلسلات المتكررة (حتى 62 نسخة) لكنه لا يحذف الكروموسومات. بالمقارنة مع هذه الدراسة ، فإن استراتيجيتنا للتخلص من الكروموسومات هي استخدام sgRNAs التي تستهدف التسلسلات المتكررة في كروموسوم واحد ، بدلاً من تكرار التسلسلات المنتشرة في العديد من الكروموسومات. تمشيا مع هذه الدراسة [31] ، لاحظنا عدم وجود طفرات واضحة خارج الهدف أو إعادة ترتيب الكروموسومات في جميع خلايا الفئران ES التي تم فحصها والفئران مع التخلص من الكروموسوم. والجدير بالذكر أننا لاحظنا أن العديد من انشقاقات الحمض النووي CRISRP / Cas9 بوساطة يمكن أن تؤدي إلى حذف جزئي للكروموسوم المستهدف في الفئران ، وخلايا ES في الفئران ، والخلايا السرطانية ، وكذلك إعادة ترتيب الكروموسوم في الخلايا السرطانية. علاوة على ذلك ، فإن العديد من المواقع غير المستهدفة لـ CRISRP / Cas9 تستهدف Ssty1 أو Ssty2 تم الكشف عن الموضع بواسطة كل من فحص الجينوم بعيدًا عن الهدف (iHTGTS) وتحليل WGS المستقل. لذلك ، يجب أن يؤخذ تقييم التأثيرات غير المستهدفة من قبل كل من نهج السيليكو وداخل الجسم الحي في الاعتبار عند تصميم أنظمة CRISRP / Cas9 للتخلص من الكروموسوم وقد تكون هناك حاجة قبل استخدام هذا النهج سريريًا دون مخاطر.

على الرغم من وجود العديد من نماذج الفئران لأمراض اختلال الصيغة الصبغية ، مثل فأر XO لمتلازمة تيرنر ، إلا أنه لا يمكن تكرار العديد من سمات مرضى متلازمة تيرنر بشكل جيد في نماذج الفئران تلك ، بما في ذلك النموذجان الأكثر شيوعًا - قصر القامة وفشل المبايض المبكر - وهما تؤثر على أكثر من 90٪ من المرضى المعترف بهم [15 ، 18]. يعمل القضاء على الكروموسوم المستهدف بوساطة كريسبر / كاس 9 بشكل كبير على تغيير قدرتنا على توليد نماذج مرضية في كائنات حية متنوعة ، كما هو الحال في الرئيسيات غير البشرية. علاوة على ذلك ، سيوفر هذا النهج نهجًا علاجيًا محتملاً لعلاج أمراض اختلال الصيغة الصبغية ، بما في ذلك متلازمة كلاينفلتر ومتلازمة كلينفلتر ومتلازمة XYY [3 ، 4 ، 21 ، 32 ، 33 ، 34 ، 35 ، 36].

يعتبر اختلال الصيغة الصبغية من السمات المميزة للسرطان [37] ، وعلى الرغم من أنه يمكن أن يضعف تكاثر الخلايا ويغير عملية التمثيل الغذائي للخلايا ، إلا أنه يمكن أيضًا أن يعزز نمو الخلايا تحت ضغط انتقائي ، وفي هذا السياق قد يساهم في تكوين الأورام [38 ، 39]. مركبات مثل AICAR ، و chloroquine ، و 17-AAG ، والتي تسبب الموت فقط في الخلايا غير الصبغية ، هي في التجارب السريرية لنشاطها المضاد للأورام في المايلوما المتعددة والورم الليمفاوي ذو الخلايا الكبيرة الكشمي [40]. تقدم إزالة الكروموسوم المستهدفة بوساطة كريسبر / كاس 9 نهجًا جديدًا لدراسة اختلال الصيغة الصبغية في تكوين الأورام واستراتيجية علاج محتملة ضد مجموعة واسعة من الأورام البشرية.

على حد علمنا ، هذا هو التقرير الأول عن القضاء على كروموسوم X والكروموسوم عن طريق تحرير الجينوم [41،42،43]. إنه يمهد الطريق لمقاربة جينية محتملة للعلاج بالكروموسوم في الجسم الحي.


معلومات الكاتب

الانتماءات

معهد هوارد هيوز الطبي ، قسم الأحياء ، معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا ، كامبريدج ، ماساتشوستس ، الولايات المتحدة الأمريكية

فيفيك ك.دويفيدي ، وريتا دروست ، وجي نا كونج ، ونولان تاكر ، ودانييل ب.دينينج ، وأمبير إتش.روبرت هورفيتز

مركز راندال للفيزياء الحيوية الجزيئية والخلوية ، كينجز كوليدج لندن ، لندن ، المملكة المتحدة

كارلوس باردو باستور وجودي روزنبلات

معاهد نوفارتيس لأبحاث الطب الحيوي ، كامبريدج ، ماساتشوستس ، الولايات المتحدة الأمريكية

يمكنك أيضًا البحث عن هذا المؤلف في PubMed Google Scholar

يمكنك أيضًا البحث عن هذا المؤلف في PubMed Google Scholar

يمكنك أيضًا البحث عن هذا المؤلف في PubMed Google Scholar

يمكنك أيضًا البحث عن هذا المؤلف في PubMed Google Scholar

يمكنك أيضًا البحث عن هذا المؤلف في PubMed Google Scholar

يمكنك أيضًا البحث عن هذا المؤلف في PubMed Google Scholar

يمكنك أيضًا البحث عن هذا المؤلف في PubMed Google Scholar

يمكنك أيضًا البحث عن هذا المؤلف في PubMed Google Scholar

مساهمات

صاحب السمو الملكي. أشرف على المشروع. في. و H.R.H. تصور المشروع. في. و H.R.H. صممت التجارب التي استخدمت C. ايليجانس. في كيه دي ، آر دي ، جي إن كيه و ن. أجرى التجارب التي استخدمت C. ايليجانس. V.K.D. ، R.D. و D.P.D. ولدت الكواشف. سي. وصمم جي آر التجارب التي تستخدم خلايا الثدييات. سي. أجرى التجارب التي استخدمت خلايا الثدييات. V.K.D. ، D.P.D. و H.R.H. كتب مسودات المخطوطة الأصلية والمنقحة. ساهم جميع المؤلفين في تحليل البيانات وتفسيرها ومراجعتها وتحريرها للمخطوطة.

المؤلف المراسل


الفرق بين الإزالة والإفراز

الإخراج هو عملية يتم من خلالها إزالة الفضلات والمواد غير القابلة للهضم من الجسم. يمكن اعتبار الإفراز كطريقة للتخلص ، ولكنه ينطوي فقط على إزالة النفايات الأيضية.

ما هو الإخراج؟

الإخراج هو العملية التي يتم من خلالها إزالة النفايات المنتجة في الجسم من الجسم. هناك 3 أعضاء رئيسية في جسم الإنسان تشارك في الإخراج. هم الكلى والرئتين والجلد. تساعد الرئتان على إزالة ثاني أكسيد الكربون من الجسم ، كما يزيل الجلد العرق عن طريق التبخر. تفرز الفضلات النيتروجينية من الجسم ويقصد بها التخلص من الفضلات الناتجة عن التمثيل الغذائي في الجسم. تتشكل العديد من منتجات النفايات السامة أثناء عملية التمثيل الغذائي. إذا لم تفرز ، فمن الصعب الحفاظ على التركيب الكيميائي داخل الجسم وعملية التمثيل الغذائي أن تحدث. النفايات التي تفرز من الجسم هي الأمونيا واليوريا وحمض البوليك والأصباغ الصفراوية وثاني أكسيد الكربون. يُطلق على إزالة النفايات النيتروجينية اسم الإخراج النيتروجيني. التنظيم الأسموزي هو الحفاظ على ضغط تناضحي ثابت داخل الجسم عن طريق تنظيم كمية الماء وتركيز الأيونات. من المهم تنظيم الأيونات مثل أيونات الصوديوم وأيونات البوتاسيوم وأيونات الكالسيوم وأيونات الكلوريد. تتشكل النفايات النيتروجينية عن طريق انهيار البروتينات والأحماض النووية والأحماض الأمينية الزائدة. مشتق الأمونيا من نفايات النيتروجين الفورية من NH4 2 تشكلت أثناء التمثيل الغذائي للبروتين. الأمونيا شديدة السمية. لذلك ، يجب إزالته من الجسم أو تحويله إلى يوريا أو أحماض بولي ، وهي غير ضارة. يتم تحديد الطبيعة الدقيقة لمنتج الإخراج من خلال موطن الحيوان ، وكمية المياه المتاحة للحيوان ، ودرجة فقدان تنظيم المياه ، ووجود أو عدم وجود إنزيمات معينة. البروتوزوان و coelenterates ليس لها أعضاء مطرح. تحتوي الديدان المسطحة على خلايا لهب. Annelids لها metanephridia. الحشرات وبعض المفصليات لها كريات مالبيغية. تحتوي القشريات على غدد خضراء وغدد فكية. تمتلك الفقاريات كلى.

ما هو الاقصاء؟

يتضمن التخلص من المواد الغذائية المهدرة وغير القابلة للهضم من الجسم. يشمل القضاء التغوط. التغوط هو إزالة المواد غير القابلة للهضم. ينتج البراز في الأمعاء الغليظة. وهي شبه صلبة بنية مصفرة ويتم إرسالها من خلال فتحة الشرج. يتم التحكم في التغوط عن طريق التعديلات السلوكية. عادة ما يكون المستقيم فارغًا. يتم دفع محتويات القولون السيني إلى المستقيم عن طريق الحركة الجماعية. في المستقيم ، يتم تحفيز النهايات العصبية في الجدران عن طريق التمدد. يحدث التغوط عند الرضع بفعل انعكاسي (لا إرادي). استجابة لانتفاخ المستقيم عن طريق البراز ، يتم تحفيز النهايات العصبية في الجدران ، وتفتح العضلة العاصرة الشرجية ، ويحدث التغوط. لكن في البالغين يكون تحت السيطرة الطوعية. يمكن للدماغ أن يمنع الانعكاس حتى يحين الوقت ، حيث أنه مناسب للتغوط.

ما هو الفرق بين الإخراج والقضاء؟

• يشمل الإخراج فقط إزالة الفضلات الأيضية من الجسم ، في حين أن التخلص منها يدخل في إزالة الفضلات والمواد الغذائية غير القابلة للهضم من الجسم.

• يشمل التخلص من المواد الغذائية غير القابلة للهضم من الجسم ولكن الإخراج لا ينطوي على إزالة المواد الغذائية غير القابلة للهضم من الجسم.

• يشارك الجهاز الهضمي في عملية الإخراج ، لكن الجهاز الهضمي لا يشارك كنظام رئيسي في عملية الإخراج.

• يمكن اعتبار الإخراج وسيلة للتخلص ، ولكن لا يمكن اعتبار التخلص منه وسيلة للتخلص.