Titelaufnahme

Titel
Methoden zur quantitativen Analyse der Genexpression bei immunologischen Fragestellungen
Weitere Titel
Methods for the quantitative analysis of gene expression in immunology
VerfasserLück, Jennifer
Erschienen2015
Datum der AbgabeJuni 2015
SpracheDeutsch
DokumenttypBachelorarbeit
Schlagwörter (DE)Genexpression / RNA / Protein / Durchflusszytometrie / Partikel-basierte Methoden / PCR / Hybridisierung
Schlagwörter (EN)gene expression / RNA / protein / flow cytometry / particle-based methods / PCR / hybridization
Zugriffsbeschränkung
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Klassifikation
Zusammenfassung (Deutsch)

In dieser Arbeit beschäftige ich mich mit verschiedenen Methoden zum Nachweis der Genexpression. Jede dieser Methoden weist gewisse Grenzen der Sensitivität, der Spezi-fität oder der Multiplexingfähigkeit auf. Ich möchte anhand aktueller Literatur die Vor- und Nachteile von durchflusszytometrischen und Partikel-basierten Methoden für den Nach-weis von Zytokinen besprechen. Des Weiteren will ich mehrere Methoden zum Nachweis von Ribonukleinsäure (RNA) und ihre Anwendung bei der Genexpressionsanalyse be-schreiben. Partikel-basierte Nachweisverfahren sind sehr geeignet für Multiplex-Analysen. Sie gelten als nahe gleichwertig mit den Enzyme-linked immunosorbent Assays (ELISA), welche als Goldstandard angesehen werden. Ihr Nachteil besteht teilweise in einer geringeren Sensitivität und der Tatsache, dass die Ergebnisse nicht für eine einzelne Zelle ermittelbar sind. Moderne durchflusszytometrische Methoden sind mittlerweile ebenfalls in einem gewissen Ausmaß multiplexingfähig und sie liefern Ergebnisse auf Einzelzellebene. Die quantitative real-time Polymerase Kettenreaktion (qPCR) ist immer noch der Goldstandard für die Analyse der RNA Expression, da sie sowohl spezifisch als auch sehr sensitiv ist. Abhängig von den technischen Voraussetzungen, kann die qPCR trotz ihrer geringeren Multiplexfähigkeit für den simultanen Nachweis mehrerer Parameter eingesetzt werden. Hybridisierungsverfahren sind ebenfalls sehr spezifisch und sie liefern sehr sensitive Ergebnisse auf Einzelzellebene. Partikel-basierte Nachweisverfahren für RNA Moleküle sind sehr multiplexingfähig, werden aber selten verwendet. Eine neue Entwicklung sind Kombinationsverfahren, für die parallele Untersuchung der Protein- und RNA Expression mittels Hybridisierungsverfahren, kombiniert mit dem durchflusszytomet-rischen Nachweis der dazugehörigen Proteine. Sie sind in geringem Maß auch multiple-xingfähig und liefern Ergebnisse auf Einzelzellebene. Für die Erstellung von Expressi-onsprofilen, beruhend auf mehr als drei bis fünf Zytokinen, sind die Quantifizierung der messenger RNA (mRNA) Expression durch qPCR oder die Analyse der Proteinexpressi-on aus dem Zellüberstand mittels Partikel-basierter Methoden zu empfehlen.

Zusammenfassung (Englisch)

In this work I deal with different methods for detection of gene expression. Each of these methods has certain limits of sensitivity, specificity, or multiplexing capability. I want to discuss the advantages and disadvantages of flow cytometry and particle-based methods for the detection of cytokines on the basis of current literature. Furthermore, I will describe several ribonucleic acid (RNA) detection methods and illustrate its applications to gene expression analysis. Particle based detection is very efficient in multiplexing. They are almost equal to Enzyme-linked immunosorbent Assays (ELISA), which are considered the gold standard for protein expression analysis. Their disadvantage is the lower detection power and results that are not determinable for a single cell. Modern flow cytometric methods are capable of multiplexing to a certain extent and they provide results at the single cell level. Real-Time-quantitative PCR (qPCR) is still the gold standard for the analysis of RNA expression, since it is very specific and sensitive. Depending on the technical requirement, qPCR can be suitable for the simultaneous detection of multiple parameters despite the limited multiplexing capability. Hybridization methods are also very specific and they provide very sensitive results at single cell level. Particle-based methods for detection of RNA molecules are very capable of multiplexing, but are rarely used. A new development is a combinationassay for the parallel analysis of protein and RNA expression by hybridization combined with the flow cytometric detection of the cor-responding proteins. They are somewhat capable of multiplexing and provide results at the single cell level. If one wants to study the expression of more than three to five cytokines, the analysis of messenger RNA (mRNA) expression by qPCR and of proteins from supernatant by particle-based methods are recommended.