Липидомика и транскриптомика при неврологических заболеваниях

Julia  M. Post; Raissa Lerner; Claudia Schwitter; Beat Lutz; Ermelinda Lomazzo; Laura Bindila

doi:10.3791/59423

Для просмотра этого контента требуется подписка на JoVE. Войдите или начните свой бесплатный пробный период.

Методическая статья

Липидомика и транскриптомика при неврологических заболеваниях

3.6K просмотров

⸱

DOI:

10.3791/59423

⸱

18 марта 2022 г.

Julia M. Post¹ , Raissa Lerner¹ , Claudia Schwitter¹ , Beat Lutz¹ , Ermelinda Lomazzo¹ , Laura Bindila¹

¹Institute of Physiological Chemistry, University Medical Center of the Johannes Gutenberg University Mainz

В этой статье

Краткое содержание

В этой статье представлен модульный протокол для тканевой липидомики и транскриптомики, а также плазменной липидомики в моделях неврологических заболеваний мышей, нацеленных на липиды, лежащие в основе воспаления и активности нейронов, мембранные липиды, последующие мессенджеры и ферменты / рецепторы, кодирующие мРНК, лежащие в основе липидной функции. Описаны процедуры отбора проб, обработки проб, извлечения и количественной оценки.

Аннотация

Липиды служат основным интерфейсом для мозговых оскорблений или стимулов, способствующих неврологическим заболеваниям, и являются резервуаром для синтеза липидов с различными сигнальными или лигандными функциями, которые могут подчеркивать возникновение и прогрессирование заболеваний. Часто изменяясь на предсимптомном уровне, липиды являются новым источником лекарственных мишеней и биомаркеров. Многие неврологические заболевания проявляют нейровоспаление, нейродегенерацию и возбудимость нейронов в качестве общих признаков, частично модулированных специфическими липидными сигнальными системами. Взаимозависимость и взаимосвязь синтеза различных липидов побуждает к многолипидному, мультиферментному и мультирецепторному анализу с целью выявления общих и специфических особенностей неврологических контекстов и ускорения разгадки механистических аспектов возникновения и прогрессирования заболевания. Приписывание липидных ролей различным областям мозга способствует определению молекулярного фенотипа липидов и морфологии, связанных с неврологическим заболеванием.

Представленный здесь модульный протокол, подходящий для анализа мембранных липидов и последующих липидных сигналов вместе с мРНК ферментов и медиаторов, лежащих в основе их функциональности, извлеченных из дискретных областей мозга, которые имеют отношение к конкретному неврологическому заболеванию и / или состоянию. Для обеспечения точного сравнительного липидомного профилирования рабочие процессы и критерии работы были оптимизированы и стандартизированы для: i) отбора проб мозга и рассечения областей, представляющих интерес, ii) совместной экстракции нескольких липидных сигналов и мембранных липидов, iii) двойной экстракции липидов / мРНК, iv) количественной оценки с помощью мониторинга множественных реакций жидкостной хроматографии (LC / MRM) и v) стандартного профилирования мРНК. Этот рабочий процесс поддается малым количествам тканей, полученным путем отбора проб функционально дискретных субрегионов мозга (т.е. путем ударов мозга), что предотвращает смещение в многомолекулярном анализе из-за неоднородности тканей и / или изменчивости животных. Для выявления периферических последствий неврологических заболеваний и установления трансляционных молекулярных показаний неврологических болезненных состояний также проводится и описывается забор проб периферических органов, обработка и их последующий липидомический анализ, а также липидомика плазмы. Протокол демонстрируется на мышиной модели острой эпилепсии.

Введение

Последние достижения в области функции липидов и их роли в возникновении и прогрессировании неврологических заболеваний открывают новые научно-исследовательские и опытно-конструкторские площадки для новых терапевтических мишеней и выяснения механизмов ^{заболевания1}. Задокументированные различия в липидном составе в разных областях мозга, подчеркнутые современными методами молекулярной визуализации, такими как масс-спектрометрическая визуализация и расширенное профилирование масс-спектрометрии, смещают парадигму исследования липидов от всего мозга к функционально различным и дискретным областям мозга. Тот факт, что липидный состав варьируется в р....