باستخدام استراتيجية المصفوفة الدقيقة المطبوعة للجليكان ، تم تصغير مقايسة الألواح التقليدية المكونة من 96 بئرا لتحليل شفق هيماجلوتينين فيروس الأنفلونزا A وخصوصيتها للمستقبلات المحتوية على حمض السياليك.
مقالة منهجية
باستخدام استراتيجية المصفوفة الدقيقة المطبوعة للجليكان ، تم تصغير مقايسة الألواح التقليدية المكونة من 96 بئرا لتحليل شفق هيماجلوتينين فيروس الأنفلونزا A وخصوصيتها للمستقبلات المحتوية على حمض السياليك.
فيروس الانفلونزا (IAV) hemagglutinins الاعتراف الأحماض اللعابي على سطح الخلية كما مستقبلات وظيفية للحصول على دخول الخلايا. الطيور المائية البرية هي المستودع الطبيعي لIAV، ولكن IAV يمكن عبور الحواجز القائمة بين الأنواع والدواجن والخنازير والخيول والبشر. فيروسات أنفلونزا الطيور تعترف الحامض اللعابي تعلق على اللبن قبل الأخير من الربط α2-3 (من نوع الطيور مستقبلات) في حين أن الفيروسات التي تصيب البشر تعترف تفضيلي الحامض اللعابي مع الربط α2-6 (النوع البشري مستقبلات). لمراقبة إذا فيروسات أنفلونزا الطيور والتكيف مع مستقبلات نوع الإنسان، عدة طرق يمكن استخدامها. تستخدم المجهرية غليكان مع مكتبات متنوعة من sialosides الاصطناعية على نحو متزايد لتقييم مستقبلات خصوصية. ومع ذلك، لا يتم استخدام هذه التقنية لقياس avidities. ويتحقق القياس من الطمع عادة من خلال تقييم ملزم من هيماغلوتينين تخفيفه بشكل متسلسل أو الفيروس إلى glycans كثف لمادة البولي بروبيلين لوحات 96-جيدا التقليدية. في هذا الاختبار، glycans مع αتقترن 2-3 أو α2-6 الأحماض اللعابي إلى البيوتين وكثف لوحات streptavidin، أو تقترن لبولي أكريلاميد (دوس) الذي كثف مباشرة على البلاستيك. لقد المنمنمة إلى حد كبير هذا الاختبار عن طريق طباعة مباشرة sialosides المرتبطة دوس ونظرائهم غير مرتبطة دوس على الشرائح الزجاجية جيدا الصغيرة. هذه مجموعة المتابعة، مع 48 المصفوفات على شريحة واحدة، تمكن فحوصات في وقت واحد من 6 غليكان ملزمة البروتينات في 8 التخفيفات، استجواب 6 glycans مختلفة، بما في ذلك عنصري تحكم غير sialylated. هذا هو ما يعادل 18X لوحات 96-جيدا في فحص لوحة التقليدي. شكل مجموعة غليكان يقلل استهلاك مركبات والبيولوجية، وبالتالي إلى حد كبير يعزز كفاءة.
الطيور المائية البرية هي المستودع الطبيعي لIAV، ولكن IAV قادرة على عبور الحواجز القائمة بين الأنواع والدواجن والثدييات، بما في ذلك البشر. IAVs الطيور الاعتراف α2-3 الأحماض اللعابي المرتبطة (من نوع الطيور مستقبلات)، في حين أن الفيروسات التي تصيب البشر ربط α2-6 الأحماض اللعابي المرتبطة (من نوع البشري مستقبلات). لتكون قادرة على تكرار بكفاءة ونقل بين البشر والطيور IAV يحتاج إلى ربط الإنسان من نوع مستقبلات 1.
وتنقسم IAVs بناء على الأمصال التي تميز استضداد من هيماغلوتينين من (HA) والنورامينيداز (NA) بروتينات سكرية المغلف. HA يربط الأحماض اللعابي، في حين NA هو انزيم تدمير مستقبلات في الطرف الآخر من مراحل دورة حياة الفيروس ويشق الحامض اللعابي 2. جميع الفيروسات التي تصيب الإنسان، بما في ذلك H1N1، H2N2 و H3N2، لديهم أصل الطيور 3. على مدى الماضيين عقود عدة الطيور لعمليات الانتقال الإنسان وقعت، مع H5N1، H7N7، H7N9، وكونها الأكثر شهرة؛ هاوالاصدار، أنواع فرعية أخرى قد يصاب البشر أكثر بشكل متقطع (H6N1، H7N1، H7N2، H9N2، H10N7، H10N8) 4. لحسن الحظ، يبدو أن أيا من هذه الفيروسات تمكنت من التكيف تماما إلى نوع البشري مستقبلات الحامض اللعابي المرتبطة α2-6 5-8. التكيف من الفيروسات الحيوانية الطيور أو غيرها لاستيعاب تكرار ونقل في المضيف البشري يمكن أن يكون لها تأثير مدمر على صحة الإنسان. لذلك، علم مسبق كيف تتطور هذه الفيروسات لربط من نوع البشري مستقبلات سيساعد المراقبة في جميع أنحاء العالم من فيروسات الأنفلونزا المستجدة.
تقرير تفضيل مستقبلات تم توضيحها أولا باستخدام كرات الدم الحمراء من مختلف الأنواع وتبقى فحص المفضل بين الباحثين انفلونزا 9-12. المظاهرة التي فيروسات أنفلونزا الطيور تعترف الحامض اللعابي α2-3 والفيروسات التي تصيب البشر α2-6 يرتبط الحامض اللعابي كان في الأصل على أساس مقايسة باستخدام التراص من الكريات الحمراء المهندسة إنزيمي لاحتواء كل من لىnkages 13،14. على الرغم من أن قراءات هو التراص، فحص القياسي لالفيروسات، لا يتم تحديد الهياكل غليكان الأساسية، إلا أن الربط المحطة. بالإضافة إلى ذلك، توفر محدود للsialyltransferases، وتستخدم لإعادة sialylate-الخلايا، قد حدت من استخدام هذا الاختبار 15-18. وفي وقت لاحق، وأدخلت أساليب أخرى لتحديد تفضيلات ملزم مستقبلات باستخدام هياكل غليكان sialylated مرتبط بولي أكريلاميد (دوس) أو هياكل البولي الغلوتامات (PGA) في المقايسات القائم على لوحة 19،20. العديد من الاختلافات ممكنة في طلاء إما glycans أو الفيروسات إلى صفيحة معايرة دقيقة، كل منها يؤدي إلى قوي وموثوق بها وحساسة للغاية ELISA من نوع الفحص 21-23. بدلا من ذلك، يمكن glycans المرتبطة البيوتين محل دوس / PGA، ويمكن أن يضاف إلى لوحات streptavidin المغلفة 2،24. على الرغم من أن بعض الأمصال محددة قد تكون مطلوبة، ELISAs هي glycans القياسية وعدة مرتبطة دوس يتم بسهولة commerciallذ وغير المتاحة تجاريا (التجمع من أجل Glycomics الوظيفية (http://www.functionalglycomics.org)).
ظهرت تقنيات ميكروأري غليكان باعتبارها أداة لا تقدر بثمن لتحديد مستقبلات خصوصية، كما رصدت glycans مختلفة متعددة، وملزمة لمجموعة واسعة من الهياكل المختلفة يمكن تقييمها في فحص واحد 25-29. الربط من IAV لهذه الهياكل يوفر فهما أفضل للهياكل غليكان أن IAV تعترف تفضيلي 30-33. تتطلب ميكروأرس غليكان كميات صغيرة من حجم العينة لإجراء فحص ملزمة ويستخدم سوى كميات ضئيلة من غليكان في بقعة (2 NL). ومع ذلك، وعادة ما تستخدم هذه المصفوفات فقط لتقييم خصوصية glycans مستقبلات. تحليل الفيروسات متعددة، أو البروتينات راصة دموية، في نطاقات تركيز متعددة يمكن أن تكون باهظة نظرا لعدد من الشرائح المطلوبة. وعلاوة على ذلك، حتى الآن، وقد وضعت أي فحص الطمع النسبي باستخدام ع غليكانتقنيات الأشعة.
الجمع بين متطلبات عينة المنخفض التي تتيحها تقنيات ميكروأري غليكان وحساسية glycans المرتبطة دوس في المقايسات مقرها ELISA، سعينا إلى تطوير مجموعة متعددة جيدا غليكان التي من شأنها أن تسمح للتحليل إنتاجية عالية مع قرار مماثل أو أفضل مقارنة لفحص التقليدية القائمة ELISA. في وقت واحد، أردنا أن تقليل كمية المواد البيولوجية والكيميائية مراسل المستهلكة. والنتيجة النهائية هي فحص الطمع المنمنمة، وضعت خصيصا لرصد IAV خصوصية وقابلة للتطبيق على حد سواء لتقييم البروتينات ملزمة غليكان أخرى. باستخدام شريحة زجاجية فصلها إلى 48 بئرا الصغرى التي كتبها قناع تفلون، ورصدت 6 glycans مختلفة في 6 مكررات لكل بئر. منصة ميكروأري يعطي نفس الاتجاهات في مستقبلات ملزمة ينظر في شكل ELISA الكلي مع العديد من المزايا. وتشمل هذه (I) طباعة مجمع في 6 مكررات، وذلك باستخدام الحد الأدنى من العينة، مقابل طلاء من عدة صفوف طنا لوحة، وذلك باستخدام 100 ميكرولتر لكل بئر. (II) تحليل عدة مركبات مختلفة في وقت واحد في بئر واحدة، بما في ذلك الضوابط. (الثالث) إلى جانب النقص الهائل في حجم الحضانة و. (رابعا) مجموعة ديناميكية أكبر باستخدام قراءات الفلورسنت. ويمكن حساب شريحة واحدة ليكون معادلا ل18X لوحات 96-جيدا.
مع بروتوكول التالية، أي قادرة مختبر تصنيع وتحليل رصدت يجب المجهرية تكون قادرة على تصنيع هذا الشكل ELISA المنمنمة.
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
ملاحظة: يتم تنفيذ جميع الخطوات في درجة حرارة الغرفة ما لم يذكر خلاف ذلك.
1. صفيف البناء
2. تحليل البروتينات ملزم غليكان
3. المسح وبيانات تحليلات
ملاحظة: يمكن مسحها وميكروأرس غليكان في بيئات مختلفة، اعتمادا على تصنيع الماسح الضوئي ميكروأري ل. من خلال تغيير قوة الليزر والقرار، ويمكن للأداة إنتاج صورة مع العديد من الإشارات ممكن داخل النطاق الديناميكي في (الشكل 1C).
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
الطباعة والمسح الضوئي والبيانات ويحلل
لضمان الطباعة الصحيحة، فمن الأهمية بمكان أن يكون المحاذاة الصحيحة من الشبكة رصدت داخل قناع تفلون، الذي يحدد كل مجموعة على الشريحة. أثناء الطباعة، ويرجع ذلك إلى طبيعة طلاء تفلون، والبقع لا يمكن رؤيتها بالعين المجردة على الشرائح MPX. ويولى اهتمام ثم إلى ظهور ما قبل البقع على الشرائح بولي-L-ليسين المغلفة. مباشرة ب...
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
تقييم IAV مستقبلات خصوصية خطوة هامة في تحليل القدرة على إحداث جائحة من فيروسات أنفلونزا الطيور. يرتبط الاعتراف الحامض اللعابي من قبل الفيروس إلى العديد من الخصائص البيولوجية مثل ملزمة لوإطلاق سراح من الخلية. المعرفة التي هي ضرورية الطفرات الأحماض الأمينية لفيروسات انفلونزا الطيور لتحقيق α2-6 ملزمة وعبور الحواجز القائمة بين الأنواع يمكن التأهب لمواجهة الجائحة. وتستخدم عدة فحوصات لتحديد مستقبلات خصوصية. ومع ذلك، وكلها لها سلبياتها، بما في ذلك فقط قياس الطمع وعدم التحديد، والعكس ...
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
ليس لدى المؤلفين ما يكشفون عنه
وأيد هذا العمل في جزء من مرفق سكريبس ميكروأري الأساسية، وعقد من مراكز السيطرة على الأمراض (JCP). RPdV هي المستفيدة من منحة خطوة جريئة وشفني من المنظمة الهولندية للبحوث العلمية (NWO). قدم الكونسورتيوم لGlycomics الوظيفية (http://www.functionalglycomics.org/) بتمويل من منحة NIGMS GM62116 (JCP) عدة glycans المستخدمة في هذه الدراسة. هذا هو نشر 29113 من معهد سكريبس للأبحاث.
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
| الاسم | الشركة | رقم فهرسي | التعليقات |
|---|---|---|---|
| NEXTERION® الشريحة H MPX-48 ؛ | Schott | 1091525 | Microwell ينزلق |
| ProScanArray Plus | توقف PerkinElmer | عن الماسح الضوئي المصفوفات الدقيقة متحد البؤر | |
| Innoscan 1100AL Scanner / Mapix Software | Innopsys-confocal | microarray | |
| MicroGrid II & nbsp ؛ | طابعة | Digilab-microaray | |
| SNA | Vector Labs | B-1305 ؛ | نبات الليكتين |
| مختبرات ناقلات | اللجنة الاقتصادية لأفريقيا | B-1145 | نبات الليكتين |
| الأجسام المضادة المضادة للبكتيريا العقدية | IBA | 2-1509-001 | Anitbody لربط HA |
| المضادة للفأر Alexa-647 | Life | A-21235 | Anitbody ل HA ملزمة |
| Tween-20 | Sigma | P2287 ؛ | منظف |
| ثنائي القاعدة فوسفات الصوديوم | سيجما | 255793 | مكون عازلة الطباعة |
| أحادي القاعدة فوسفات الصوديوم | سيجما | 229903 | مكون المخزن المؤقت للطباعة |
| محلول بولي ليسين | Sigma | P8920 ؛ | مكون شريحة ما قبل اكتشاف |
| هيدروكسيد الصوديوم | سيجما | 221465 | مكون الشريحة المسبق |
| للاكتشاف الإيثانول | سيجما | 493546 | الشريحة المسبق للفوسفات |
| المخزن الملحي | Corning | 46-013-CM | حضانة / غسيل عازلة |
| SMP4B دبوس | الطباعة Telechem | SMP4B | دبوس |
| الطباعة النيتروجين المضغوط (الصف 5) | Praxair | UN1066 | أداة الغبار / التجفيف العامة |
| حمض البوريك | Sigma | B6768-500G | كاشف حجب الشرائح |
| إيثانول أمين | سيجما | E9508-500ML | كاشف حجب الشرائح |
| Atto 488 | AttoTec | AD 488-91 | Gridmarker على صفيف |
| PAA-LNLN | Consortium ل Glycomics الوظيفية | PA368 | Spotted glycans |
| PAA-3SLNLN | Consortium ل Glycomics الوظيفية | PA362 | Spotted glycans |
| Consortium PAA-6SLNLN | ل Glycomics الوظيفية | PA343 | Spotted |
| glycans LNLN Consortium for Glycomics الوظيفية | Te98 | Spotted glycans | |
| 3SLNLN | Consortium for Functional Glycomics | Te175 | Spotted glycans |
| 6SLNLN | Consortium for Glycomics الوظيفية | Te176 | الجليكان المرقط |
| 384 بئر لوحة ميكروتيتر | مصفوفة TechCorp | 4361 | لوحة الطباعة |
| VWR مختبر علامة | VWR | 52877-150 | ترقيم الشرائح |
| طبق تلطيخ الشريحة | Sigma | Z103969-1EA | الحجب والتجفيف |
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
طلب إذن لإعادة استخدام النص أو الأشكال في مقالة JoVE هذه
طلب إذن