Cytokine Bioassays: Methods and Protocols

سیتوکین‌ها پروتئین‌های تنظیم‌کننده پلیوتروپیک هستند که اساساً در تمام فرآیندهای بیولوژیکی دخیل هستند و با طیف گسترده‌ای از بیماری‌ها، از جمله اختلالات التهابی و همچنین بسیاری از انواع سرطان و لوسمی مرتبط هستند. دانش در مورد ماهیت کمی و کیفی تولید سیتوکین در درک فرآیندهای طبیعی و پاتولوژیک حیاتی است. تشخیص سیتوکین در نمونه‌های بیولوژیکی و بالینی با چالش‌های زیادی از جمله فراوانی کم آنها، نیاز به تمایز بین شکل‌های سیتوکین فعال و پنهان، و نیاز به اندازه‌گیری سیتوکین‌های متعدد در یک سنجش منفرد مواجه است. این جلد مجموعه ای جامع از روش های کلاسیک و پیشرفته را ارائه می دهد که در حال حاضر برای تجزیه و تحلیل و تعیین کمیت سیتوکین ها و فعالیت های بیولوژیکی آنها در نمونه های پیچیده بیولوژیکی و بالینی استفاده می شود. فصل ها به چهار دسته اصلی تقسیم می شوند. گروه اول بر روی تشخیص ایمنی سیتوکین های آزاد شده در نمونه های رویی کشت بافت، پلاسما، سرم و نمونه های خون کامل توسط ایمونواسی تمرکز دارد. این ایمونواسی غلظت کل سیتوکین های آزاد شده را بدون توجه به فعالیت بیولوژیکی آنها اندازه گیری می کند و شامل ELISA، فلوسیتومتری، ELISPOT و بستن مجاورت مبتنی بر آنتی بادی است. گروه دوم بر روی تجزیه و تحلیل سایتوکاین‌های فعال بیولوژیکی توسط زیست‌سنجی با استفاده از آنتی‌بادی‌های خنثی‌کننده، سنجش کموتاکسی، سنجش گرانولاسیون سلولی ناشی از سیتوکین، تکثیر و تمایز سلولی، تولید سیتوکین‌های ناشی از سیتوکین و سیتوکین‌های گیرنده رادیویی تمرکز خواهند کرد. گروه سوم بر روی آنالیز سایتوکاین های داخل سلولی توسط فلوسیتومتری، وسترن بلات و فلورسانس و میکروسکوپ کانفوکال تمرکز می کنند. علاوه بر این، این دسته شامل پروتکل‌هایی برای تجزیه و تحلیل کمی بیان ژن سیتوکین با RT-PCR زمان واقعی و تجزیه و تحلیل اشغال پروموتر سیتوکین با رسوب ایمنی کروماتین است. گروه چهارم بر روی آرایه های چندگانه اخیراً توسعه یافته متمرکز است که می تواند چندین سایتوکاین را در یک نمونه به طور همزمان اندازه گیری کند. این گروه شامل کمی سازی سیتوکین های متعدد با استفاده از آرایه های مهره های سیتومتری، سنجش ELISPOT، ارزیابی سیتوکین پروتئومیکس، سنجش نزدیکی چندگانه برای تجزیه و تحلیل سیتوکین با توان بالا و در نهایت، تجزیه و تحلیل بیان ژن سیتوکین توسط آرایه های ژنی است. پروتکل ها توسط محققان پایه و بالینی با تجربه با دانش عملی از پروتکل های توصیف شده نوشته می شود. با پوشش طیف وسیعی از روش‌های مورد استفاده در تشخیص و تجزیه و تحلیل سیتوکین، این کتاب نه تنها برای بیوشیمی‌دانان، زیست‌شناسان مولکولی و ایمونولوژیست‌ها، بلکه برای پزشکان دانشمندانی که در زمینه تحقیقات سیتوکین کار می‌کنند نیز مورد توجه خواهد بود.

Cytokines are pleiotropic regulatory proteins involved in essentially all biological processes and associated with a wide variety of diseases, including inflammatory disorders as well as many types of cancer and leukemia. Knowledge about the quantitative and qualitative nature of cytokine production is critical in the understanding of normal and pathological processes. The cytokine detection in biological and clinical samples faces many challenges including their low abundance, the need to distinguish between active and latent cytokine forms, and the need to measure multiple cytokines in a single assay. This volume will provide a comprehensive collection of classic and cutting-edge methodologies that are currently used to analyze and quantify cytokines and their biological activities in complex biological and clinical samples. The chapters are divided into four main categories. The first group focuses on the immunodetection of released cytokines in tissue culture supernatants, plasma, serum and whole blood samples by immunoassays. These immunoassays measure the total concentrations of released cytokines regardless of their biological activity and include ELISA, flow cytometry, ELISPOT and the antibody-based proximity ligation. The second group will focus on the analysis of biologically active cytokines by bioassays using neutralizing antibodies, chemotaxis assay, cytokine-induced cell degranulation assay, cell proliferation and differentiation, cytokine-induced cytokine production and the radioreceptor cytokine assay. The third group focuses on the analysis of intracellular cytokines by flow cytometry, western blotting and fluorescence and confocal microscopy. In addition, this category includes protocols for quantitative analysis of cytokine gene expression by real time RT-PCR and analysis of the cytokine promoter occupancy by chromatin immunoprecipitation. The fourth group focuses on the recently developed multiplex arrays that can measure multiple cytokines in the same sample at the same time. This group includes quantification of multiple cytokines using cytometric bead arrays, ELISPOT assays, proteomics cytokine evaluation, multiplexed proximity ligation assays for high-throughput cytokine analysis and finally, cytokine gene expression analysis by gene arrays. The protocols will be written by experienced basic and clinical researchers with hands-on knowledge of the described protocols. By covering a broad variety of methods used in cytokine detection and analysis, this book will be of interest not only to biochemists, molecular biologists and immunologists but also to physician-scientists working in the field of cytokine research.