تم اكتشاف أدينيليل محلقة التكيفية (AC) إشارة استجابة المعروفة باسم مغاير أو فائقة توعية الأولى في مختبر الحائز على جائزة نوبل، والدكتور مارشال Nirenberg. اقترح الدكتور Nirenberg أن زيادة الاستجابة AC لاحظ التالية تنشيط مستقبلات المواد الأفيونية δ المزمنة كانت آلية المشاركة في التسامح الأفيونية والاعتماد 1. بالإضافة إلى تنشيط مستقبلات المواد الأفيونية δ المزمن، يحدث هذا الرد neuroadaptive من AC يشير أيضا التالية تنشيط دائم لعدة Gαi / س يقترن مستقبلات أخرى 2. والجدير بالذكر أن العديد من هذه المستقبلات المقترنة مع الألم، والاضطرابات العصبية والنفسية والعصبية، وتشمل المواد الأفيونية μ / κ، D 2/4 الدوبامين، 5HT 1A، وM 2/4 مستقبلات المسكارينية 2. بالإضافة إلى النتائج د. Nirenberg، ومجموعة كبيرة من الأدلة التي تربط موجود توعية AC يشير إلى تنشيط مستقبلات المواد الأفيونية المزمنة على حد سواء في المختبر والمجراة 3-7. كما تم المرتبطة توعية AC مع مجموعة متنوعة من الأمراض التي تنطوي على مستقبلات الدوبامين D 2 مثل بما في ذلك الفصام ومرض باركنسون (للمراجعة أنظر المرجع 2). على الرغم من الأهمية المحتملة للتوعية، وآلية دقيقة (ق) المرتبطة المستمرة Gαi / س يقترن تنشيط مستقبلات التي تؤدي إلى زيادة لا تزال مجهولة إلى حد كبير استجابة AC.
توفر هذه الدراسات الأساس المنطقي لدراسة آليات لتوعية أدينيليل محلقة كهدف مهم العصبية الحيوية. وبالمثل، ينبغي أيضا الاعتراف أهمية الفسيولوجية للAC إشارة 8 وأهمية أن عقد الأشكال الإسوية AC الفردية في هذه الاستجابة التكيفية 2،9،10. في سياق بحثنا، الملامح العامة المرتبطة توعية مغاير من الأشكال الإسوية المؤتلف من AC موازية تلك الخصائص قصرcribed لدراسة الأشكال الإسوية الذاتية للAC. على وجه التحديد، وقد وجدت الأبحاث السابقة أن تفعيل بروتينات Gαi / س ومفارز إطلاق اللاحقة / إعادة ترتيب βγ هي المتطلبات الهامة للمستقبلات التي يسببها توعية جميع الأشكال الإسوية AC. بالإضافة إلى ذلك، تشير العديد من الدراسات أن يشير من تحركات البروتينات ومفارز Gβγ يشاركون في التوعية 2،11-13. أيضا عرض التكييف الفردية أنماط فريدة من نوعها ومتميزة توعية 12. على سبيل المثال، يرتبط التعرض المستمر للمستقبلات D 2 لمنبهات مع توعية AC1 وAC8 لكا 2 + / كالمودولين التحفيز 14،15، في حين لم يتم توعيتهم على AC3 وثيقة الصلة 2. ترتبط AC2، AC4، وAC7 عن كثب، ومع ذلك، يتم توعيتهم فقط النشاط AC2 حفز PKC-بقوة بعد التعرض لفترة طويلة من مستقبلات D 2 إلى ناهضات 7،14،16،17. بالإضافة إلى ذلك، AC5 وAC6 تظهر درجة ملحوظة من شاذ؛ غير سويتوعية ologous إلى الغاز وحفز forskolin تراكم المخيم التالية تفعيل مستقبلات D 2 14،18-20، ولكن يبدو أن تختلف في ما يتطلبه Gβγ الوحيدات-AC التفاعلات 21. على الرغم من أن معظم الدراسات من AC توعية استخدمت خطوط الخلايا نموذج (مثل الخلايا HEK293 التعبير عن الأشكال الإسوية AC الفردية)، يبدو أن هذه النتائج تترجم إلى نماذج الخلايا العصبية الأصلي 4،22. في الآونة الأخيرة، وآثار AC الإسوي مثبطات جزيء صغير المحددة في الخلايا HEK293 التعبير عن الأشكال الإسوية AC يمكن أيضا أن تترجم إليها في الدراسات المجراة السلوكية 23.
من المرجح يعكس عدم وجود آلية الجزيئية التي تم تحديدها لتوعية مغاير تعقيد استجابة تكيفية وكذلك خصائص تنظيمية فريدة من نوعها للفرد AC الأشكال الإسوية 12. كشف هذه الدرجة من التعقيد يزداد تعقيدا من خلال استخدام منهجية مرهقة رقبعة محدودة المحققين الأكاديمية من استخدام نهج غير متحيز. على سبيل المثال، تشارك دراساتنا السابقة الآلي استخدام النماذج الخلوية مثقف باستمرار باستخدام 24 - و 48 جيدا زراعة الأنسجة شكل 15. وعادة ما نمت الخلايا المستزرعة لمدة 48 ساعة ثم تعرض لمعاملة المخدرات ناهض (2-18 ساعة)، يليه سلسلة من يغسل الخلايا وحضانات (الشكل 1). كان المخيم محددة بروتوكولات تراكم AC-الإسوي ثم يعمل تليها قياس تراكم المخيم باستخدام شاقة وتستغرق وقتا طويلا [3 H] المخيم منهجية 15،24 ملزمة. مدة من البداية الى النهاية لكل مقايسة مطلوب عموما ما مجموعه أربعة إلى خمسة أيام من الطلاء الخلية لتحليل البيانات (الشكل 1). وقد أدى تطبيق التكنولوجيات الجديدة والأتمتة إلى تحسينات ملحوظة للدراسات التوعية في الإعداد الصناعية ومركز HTS. على سبيل المثال، مجموعة العمل مع المركز الوطني للكيمىذكرت كال الجينوم اثنين يوم HTS إجراء فحص لتحديد جزيء صغير مثبطات مستقبلات المواد الأفيونية من μ يسببها التوعية في 1،536 جيدا شكل 25.
ويصف هذه المادة جهودنا لتطوير مقايسة HTS للدراسات توعية مغاير باستخدام التكنولوجيات المتوفرة في معظم المؤسسات البحثية الأكاديمية. تم إنجاز هذه الاستراتيجية من خلال دمج استخدام الخلايا cryopreserved من نماذج الخلايا معربا عن heterologously على مستقبلات الدوبامين D 2 في تركيبة مع الذاتية الفردية أو المؤتلف الأشكال الإسوية أدينيليل محلقة (CHO-D-2L أو كلوة الجنين البشري AC6 / D 2 L). لتحسين الإنتاجية لدينا، ونحن لدينا 48 إعادة تصميم جيدا مقايسة توعية (حوالي> 20 خطوات أكثر من 4-5 أيام) إلى خمس خطوات، مقايسة يوم واحد في شكل 384-جيدا أن كان أساسا "خلط وقراءة". يستخدم الشكل الجديد وقت متجانسة المتاحة تجاريا حل مضان (HTRF) فحص لقياس المخيم وفقumulation في خلايا سليمة مع لوحة متعددة وضع القارئ. مقايسة قوية وقابلة للفحص جزيء صغير، ويمكن تطبيقها على نحو فعال للكشف عن مثبطات للتوعية مغاير. بالإضافة إلى ذلك، نحن نقدم البيانات التي يسمح استخدام هذا الاختبار مع ترنسفكأيشن عكس سيرنا لاستهداف أو الجينوم واسعة الفرز مكتبة سيرنا فقط مع تعديل طفيف على النهج العام.