Измерение абсолютной длины теломер методом проточной цитометрии

Длина концевых участков хромосом – теломер – динамическая постоянная величина, которая характеризует процесс клеточного старения. Измерение длины теломер (ДТ) и ее связь с диагностикой, течением, прогнозом и лечением целого ряда заболеваний в последние годы вызывает большой интерес исследователей. Применяемые для этого методы, в первую очередь молекулярно-биологические, разнообразны. Вариативность методических подходов, отсутствие единого стандарта измерения ДТ, измерения в абсолютных и относительных единицах – все это приводит к получению результатов, которые невозможно сравнивать между собой. Цель данной работы – разработка алгоритма пересчета данных, полученных с помощью проточной цитофлуориметрии, в абсолютную ДТ, выраженную в тысячах пар нуклеотидов (kb). Проведено исследование венозной крови детей в возрасте 2–3 лет (8 – здоровые и 3 – с врожденным дискератозом). В качестве контрольного материала использовались клетки линии 1301 (АТСС, Великобритания). Относительную ДТ определяли методом FlowFISH с использованием набора Telomere PNA Kit/FITC (DakoCytomation, Глоструп, Дания). Индекс RTL и абсолютную ДТ расcчитывали для каждого участника исследования. Данные о ДТ пациентов сравнивали с данными относительной ДТ здоровых детей соответствующего возраста. Среднее значение RTL для здоровых детей 2–3 лет – 30,1; абсолютная ДТ – 15,56 kb. Длина теломер пациентов с врожденным дискератозом была достоверно короче (RTL – 1,4–4,3; абсолютное значение ДТ – 0,3–2,4 kb). Представленный алгоритм пересчета молекулярного эквивалента флуоресценции в абсолютную ДТ универсален, его можно использовать в любых лабораториях, оснащенных проточным цитофлуориметром. Полученные в результате данные о ДТ можно сравнивать с данными, выраженными в абсолютных единицах при помощи других методов.

1. de Lange T. Shelterin: the protein complex that shapes and safeguards human telomeres. Genes & development 2005; 19 (18): 2100–10.

2. Callen E., Surralles J. Telomere dysfunction in genome instability syndromes. Mutation research 2004; 567 (1): 85–104.

3. Jang J.S., Choi Y.Y., Lee W.K., Choi J.E., Cha S.I., Kim Y.J., et al. Telomere length and the risk of lung cancer. Cancer science 2008; 99 (7): 1385–9.

4. Plentz R.R., Wiemann S.U., Flemming P., Meier P.N., Kubicka S., Kreipe H., et al. Telomere shortening of epithelial cells characterises the adenoma-carcinoma transition of human colorectal cancer. Gut 2003; 52 (9): 1304–7.

5. Sieglova Z., Zilovcova S., Cermak J., Rihova H., Brezinova D., Dvorakova R., et al. Dynamics of telomere erosion and its association with genome instability in myelodysplastic syndromes (MDS) and acute myelogenous leukemia arising from MDS: a marker of disease prognosis? Leukemia research 2004; 28 (10): 1013–21.

6. Epel E.S., Blackburn E.H., Lin J., Dhab- har F.S., Adler N.E., Morrow J.D., Cawthon R.M. Accelerated telomere shortening in response to life stress. PNAS 2004; 101 (49):17312–5.

7. Morla M., Busquets X., Pons J., Saule- da J., MacNee W., Agusti A.G. Telomere shortening in smokers with and without COPD. Eur Respir J 2006; 27 (3): 525–8.

8. Paul L., Cattaneo M., D’Angelo A., Sampietro F., Fermo I., Razzari C., et al. Telomere length in peripheral blood mononuclear cells is associated with folate status in men. J Nutrit 2009; 139 (7): 1273–8.

9. Zannolli R., Mohn A., Buoni S., Pietro- belli A., Messina M., Chiarelli F., Miracco C. Telomere length and obesity. Acta Paediatr 2008; 97 (7): 952–4.

10. Stefa A., Lamprokostopoulou A., Bria- na D.D., Kontogeorgou A., Papageorgiou I., Malamitsi-Puchner A., et al. The effect of intrauterine growth on leukocyte telomere length at birth. J Matern Fetal Neonatal Med 2018. DOI: 10.1080/14767058.2018.1479392

11. Bakaysa S.L., Mucci L.A., Slagbo- om P.E., Boomsma D.I., McClearn G.E., Johansson B., Pedersen N.L. Telomere length predicts survival independent of genetic influences. Aging cell 2007: 6 (6): 769–74.

12. Baerlocher G.M., Vulto I., de Jong G., Lansdorp P.M. Flow cytometry and FISH to measure the average length of telomeres (flow FISH). Nat Protoc 2006; 1 (5): 2365–76.

13. Hultdin M., Gronlund E., Norrback K., Eriksson-Lindström E., Just T., Roos G. Telomere analysis by fluorescence in situ hybridization and flow cytometry. Nucleic Acids Res 1998; 26 (16): 3651–6.

14. O’Callaghan N.J., O’Callaghan M.F. A quantitative PCR method for measuring absolute telomere length. Biol Proced Online 2011; 13: 3. DOI: 10.1186/1480-9222-13-3

15. Mitchell J.R., Wood E., Collins K. A telomerase component is defective in the human disease dyskeratosis congenita. Nature 1999; 402 (6761): 551–5.

16. Alter B.P., Giri N., Savage S.A., Rosen- berg P.S. Telomere length in inherited bone marrow failure syndromes. Haematologica 2015; 100 (1): 49–54.

17. Britt-Compton B., Rowson J., Loc- ke M., Mackenzie I., Kipling D., Baird D.M. Structural stability and chromosomespecific telomere length is governed by cis-acting determinants in humans. Hum Mol Genet 2006; 15 (5): 725–33.

18. Baird D.M., Rowson J., Wynford-Tho- mas D., Kipling D. Extensive allelic variation and ultrashort telomeres in senescent human cells. Nat Genet 2003; 33 (2): 203–7.

19. Njajou O.T., Hsueh W.C., Blackburn E.H., Newman A.B., Wu S.H., Li R., et al. Association between telomere length, specific causes of death, and years of healthy life in health, aging, and body composition, a population-based cohort study. J Gerontol A Biol Sci Med Sci 2009; 64 (8): 860–4.

20. Poon S.S., Lansdorp P.M. Measurements of telomere length on individual chromosomes by image cytometry. Methods Cell Biol 2001; 64 (part B): 69–96.

21. Canela A., Vera E., Klatt P., Blas- co M.A. High-throughput telomere length quantification by FISH and its application to human population studies. PNAS 2007; 104 (13): 5300–5.

22. Gutierrez-Rodrigues F., Santana- Lemos B.A., Scheucher P.S., Alves- Paiva R.M., Calado R.T. Direct comparison of Flow-FISH and qPCR as diagnostic tests for telomere length measurement in humans. PLOS ONE 2014; 9 (11): e113747. DOI: 10.1371/journal.pone.0113747