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Research Article
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Erratum Notice
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Retraction Notice
The article Assisted Selection of Biomarkers by Linear Discriminant Analysis Effect Size (LEfSe) in Microbiome Data (10.3791/61715) has been retracted by the journal upon the authors' request due to a conflict regarding the data and methodology. View Retraction Notice
在这里,开发了一种新的定量荧光测定法,通过将蛋白质的荧光强度归一化为适当的内标强度来测量蛋白质水平的变化,特别是在中心体处。
中心体是充当有丝分裂纺锤体的两极保持基因组的完整性,或装配初级纤毛以促进感觉功能在细胞中的小但很重要的细胞器。一个蛋白的水平可在中心体比其他.cellular位置来调节不同的,并且在一些蛋白在不同点的细胞周期的中心体水平的变化似乎是中心粒装配的适当调节是至关重要的。我们开发了用于测量在一个蛋白的水平在中心体中固定的细胞来自不同样品的相对变化,在细胞周期的不同阶段,例如,或用各种试剂处理后的定量荧光显微术测定。这个测定的原理在于测量对应于蛋白质在一个小区域的背景校正的荧光强度,和正常化了的测量对相同的对不选择的实验中c而变化的另一蛋白质ondition。利用该测定在用BrdU脉冲和追策略学习未扰动细胞周期的组合,我们已定量具体地说在中心体验证我们最近的观察结果VDAC3的中心体池在细胞周期中被调节在中心体,可能是由蛋白酶体介导的降解。
中心体由一对中心粒由pericentriolar材料(PCM)所包围的。为在哺乳动物细胞中主要的微管组织中心(MTOCs),中心体作为有丝分裂纺锤体的两极在分裂的细胞,从而有助于维持基因组完整性1。在静止期细胞( 例如 ,在G0期)时,中心体,即母中心粒的两个中心粒中的一个,被转换成一个基体组装在主纤毛,感官细胞器从细胞表面2突出出来。一旦细胞重新进入细胞周期,原发性纤毛被拆卸并且每个中心粒指挥一个procentriole在其近端逐渐伸长,以形成一个成熟的中心粒3的组装。在S期的开始,一个侧手翻状结构,它提供了9倍对称性的中心粒形成每个现有中心粒的表面上,将成为各procentriole的基础。 SAS6吨帽子是必不可少的中心粒组件被招募来形成手翻4-6的中心。其他中心粒蛋白,然后组装到侧手翻在一个高度管制,近端远端的方式7。经过精确完成中心粒的复制,细胞聚集更多的pericentriolar材料由G2期8月底前建立两个功能中心体。在除了核心部件中心粒9-11,其它几种蛋白质,包括蛋白激酶,磷酸酶,蛋白伴侣,脚手架元件,膜相关蛋白和降解机械与中心粒,基体和PCM在细胞周期12-16的不同的时间相关联。它经常被注意的是,许多蛋白质的中心体的水平在时间上由中心体定位的机制和/或蛋白酶体降解在中心体调节。重要的是,在几个蛋白质如PLK4,MPS1,SAS6和CP110 a的中心体水平的波动吨的不同点的细胞周期似乎是至关重要的调节中心粒装配5,17-22,和在MPS1的防止这个中心体的降解的情况下会导致过量中心粒19的形成。另一方面,相对于细胞溶质池几种蛋白质的中心体部分较少不稳定。例如的siRNA介导的下调中金2(Cetn2)导致了在中心粒蛋白水平仅温和下降,尽管大大降低了整个细胞水平的23。因此,关键是要测量在中心体的变化中心体蛋白的水平,而不是评估其中心体特定的功能时,测定全细胞蛋白质的水平。
在这项研究中,我们开发了使用间接免疫荧光(IIF)量化蛋白质在中心体的相对水平的测定法。该测定被显影尤其来分析细胞,来自不同样品因此不能在同一时间被成像。这些样品可以是用不同的试剂( 即 ,药物与对照)中,在不同的时间点收集经处理的细胞( 即 ,脉搏与追),或者是在细胞周期的不同阶段。这个测定的原理在于测量对应于蛋白质在一个小区域和正常化针对同一该值对于另一种蛋白质,其水平所选择的实验条件下不发生变化的背景校正的荧光强度。在中心体生物学几项研究最近使用的各种定量显微技术,在这两种活的或固定细胞,以确定候选蛋白24-27的中心体特定的函数。类似测定法,本发明的技术还可以测量测试蛋白的背景校正的荧光强度。然而,在该测定法使用内标列入正常化将可能提供更多的准确性和信心在分析两种不同的样本是在两个不同的盖玻片。此外,除了在研究中心体蛋白质水平,用小的调整这种方法可以应用到的实验条件多样化或其它细胞位点。
在这里,我们结合定量检测显微镜用的BrdU脉冲追踪策略,比较不同的细胞周期阶段的细胞。代替使用标准的细胞周期停滞和释放技术,研究各种细胞周期的时间点,以异步方式生长的细胞的孵育用BrdU在S期标记细胞,标记的细胞追逐不同的时间(通常为4-6小时)。大多数标记的细胞将在脉冲后立即处于S期。追逐的长度被选择为使得追后,标记细胞将在晚S期,G2或有丝分裂,其可以通过形态特征中心体相对于NUC如 - 位置进行验证雷,中心体之间的距离,染色体等的缩合因此,追逐的长度取决于为S,G2和特定细胞类型的M期的平均持续时间。由于这种方法避免了细胞周期抑制剂,如羟基脲,阿非迪霉素,诺考达唑等 ,其允许更生理学相关细胞周期分析。
因此,我们在这里表明,单独的定量荧光显微术测定中,或在用BrdU脉冲追踪试验组合,是一种简单而功能强大的技术中的未扰动的细胞周期,以精确地测量在候选蛋白质的中心体水平的相对变化。我们测量VDAC3,我们在中心体最近确定除了线粒体16,28的蛋白质的中心体的水平,使用这些测定。在这里所得到的结果验证我们之前的看法,即VDAC3的中心体游泳池被降解调节,也各有不同的细胞周期dependen吨方式16中 ,还证实了该方法的适用性。
1.细胞培养
2.生长的细胞和细胞治疗与蛋白酶体抑制剂
3. BrdU的脉冲和大通分析来分析不同细胞周期蛋白水平
4.免疫染色
5.免疫荧光图像Acquisition与分析
6.分析总蛋白使用免疫印迹
我们最近的研究中发现VDAC3,线粒体孔蛋白16,28中的一个新的中心体定位和功能。几种哺乳动物细胞,包括使用VDAC3特异性抗体RPE1细胞的免疫染色表明突出中心体染色和较弱线粒体染色。我们还发现,中心体VDAC3优先与母亲中心粒,而无论是内源性的中心体池关联和异位表达VDAC3被降解16规范。为了验证定量的IIF分析我们检查了在S期的变化,中心体相关VDAC3池中的细胞。
这里,异步生长RPE1细胞用两种蛋白酶体抑制剂MG115或对照溶剂的DMSO 4小时。限制我们的分析,以细胞是在S相和接受中心体组装,我们只研究细胞掺入的BrdU杜环相同的4小时,有两个密集的中心体(在2微米彼此间隔)。我们研究了细胞染色的BrdU和细胞核从对照和MG115处理( 图1A)的多个随机字段断定MG115的简要治疗没有影响BrdU掺入(大约58%)相比,控制处理(大致56%)在RPE1细胞。当我们比较仅细胞是在S期(作为判断两个γ微管蛋白灶的存在下在2微米彼此间隔开),我们考虑γ微管蛋白作为用于标准化的潜在内标。因此,我们首先如果在BrdU阳性细胞的中心体γ微管蛋白水平的变化时抑制蛋白酶体检查。不足为奇的是,出现了相当大的细胞至细胞的变化γ微管蛋白荧光强度从一个小区到另一个,并且我们发现,这种变异是最好的呈现在呈现集为一体的可用数据盒须图。我Ñ盒须图,方框代表下和上四分位数,在框中标记指示每个系列的中值,并且晶须表示的最小值和最大值,那是通常(尽管并不总是)离群值。正如图1D所示 ,在中心体γ微管蛋白水平是不与任一MG115或DMSO处理,从而验证γ微管蛋白作为此实验的内标BrdU阳性细胞间显著不同。而相比之下,γ微管蛋白,对应于中心体VDAC3背景校正的荧光强度为大约2.5倍高的中MG115处理的细胞比对照细胞( 图1C)。当我们归针对该γ微管蛋白的总VDAC3荧光,所述倍增加略微下降至大约2倍( 图1E)。虽然倍数变化是更大的不正常化,我们更有信心在规范化的数据,这是我们感到BETT的准确性由于来样加工呃控件MG115治疗,以及变化中的任何效果一般。 VDAC3染色在非中心体部位( 图1B)或VDAC3( 图1F)的总细胞水平没有受到蛋白酶抑制。因此,我们定量验证我们之前的那个VDAC3的中心体游泳池被蛋白酶体介导的降解调控的观察。
为了在细胞周期中,测量在中心体VDAC3的变化,我们用4小时的BrdU脉冲后跟标记细胞4小时追标记的细胞。由于只有S期的细胞将在脉冲期间掺入的BrdU(2中心体之间的平均距离为1.35±0.16微米),大多数BrdU阳性RPE1细胞后4小时追将在任一晚S期或早期G2期( 2中心体之间的平均距离为1.55±0.22微米),用较小的人口在后期G2期,其中炫酷一些货币对显著分离30(双中心体> 2微米之间的平均距离)。 γ微管蛋白,是一个重要的组成部分PCM极大地聚集在中心体在中心体成熟,发生在G2期31,32,这一增长使得它成为评估其他中心体蛋白的细胞周期变化的可怜的内部标准。另一方面,SAS6期间早S期招募procentrioles刺激侧手翻4,5,7的装配,并保持在该新形成的中心粒的底座,直至细胞进入有丝分裂时,它开始被降解( 图2和参考文献5)。然而,在HeLa和U2OS细胞,SAS6的中心粒的水平逐渐增加细胞S期进展到G2期5。因此,我们首先测定了中心体SAS6水平相对于该Cep135,即定位于中心粒的整个近端另一个芯中心粒蛋白细胞周期33。我们没有观察到来自脉冲或追逐,BrdU阳性RPE1细胞Cep135或SAS6的背景校正总荧光强度的任何显著的差异时,中心体相距很近( 图3A-D;'接近'细胞,其中平均两者之间的距离中心体是小于2微米)。因此,该归一化SAS6水平保持在这些细胞中( 图3E)类似。但是,我们观察到适度增加SAS6的整体荧光强度值和相同Cep135(双中心体> 2微米之间的距离;“遥远的”细胞)略有增加细胞中心体的地方是很好的分离。因此,在细胞中有两个良好分离的中心体的归一化总中心体SAS6水平略有下降,但比统计学显著高于细胞紧密间隔中心体。这可能是由于SAS6水平机智的内在规定H单元周期进程5。但是,它也有可能是轻微的增加(其中或更低统计学意义)是由于加入了分别进行了分析,相比于分析中的细胞与紧密间隔中心体2中心体在同一时间2中心体的荧光强度。尽管如此,当VDAC3的荧光强度进行归到SAS6单独的,在两个紧密间隔的中心体的VDAC3水平增加大约1.5倍的细胞中是在后期S-/早期G2期,相对于早期的S相细胞( 图4A-C,F;'接近'细胞)。当这些细胞进展到晚期G2期,在两个中心体的标准化VDAC3水平相比,在晚S期( 图4C,F),减少了2.4倍。
因为SAS6水平略微增加从晚S期到G2,使用SAS6作为内部标准导致分解的轻微高估rease在VDAC3水平在后期G2期的细胞(中心体由大于2μm隔开)。虽然我们的数据表明,Cep135是一个更好的选择,作为评估细胞周期的变化内部标准,我们不能用它来VDAC3,因为提供给我们的VDAC3和Cep135抗体都来自兔子。然而,通过Cep135-归SAS6的中值乘以用于SAS6标准化VDAC3(F VDAC3 /女SAS6)的中值使我们对Cep135标准化VDAC3〔(F VDAC3 /女SAS6)×近似值(F SAS6 / ˚FCep135)= F VDAC3 /女Cep135]。当我们进行这种分析,迟的S / G2早期和晚期G2之间在VDAC3水平的变化略微下降到2倍。 BrdU阳性细胞,在有丝分裂的任何阶段作为判断稠染色体和弱SAS6染色被排除在我们的分析中,由于在SAS6水平的急剧下降。然而,我们注意到,中心体VDAC3级别重新有丝分裂期间mained低(数据未显示)。因为Cep135水平有丝分裂期间不降(数据未显示),我们可以在原则上重复进行重新归一化过程,以估计Cep135标准化VDAC3水平的有丝分裂。然而,在现实中心体SAS6水平在有丝分裂太变量以允许准确测定在首位的SAS6标准化VDAC3水平。无论如何,总的来说,我们的数据证实VDAC3的中心体池是在细胞周期中控制在中心体。

图1.异步生长RPE1孵育细胞用BrdU和MG115(MG)或DMSO(DM)4小时。(A)中所示的是DMSO或MG115的细胞用抗BrdU抗体(红色)和Hoechst公司(随机字段处理DNA;蓝色)。在这里和在所有其它图像的条代表5微米。(BE)DMSO或MG115处理的细胞用抗VDAC3,γ微管蛋白和BrdU。 BrdU阳性细胞在相同的摄像条件拍摄(曝光时间─400毫秒为蓝色荧光团/尿嘧啶; 500毫秒为绿色荧光团/ VDAC3; 300毫秒用于红色荧光团/γ微管蛋白),和背景校正VDAC3的荧光强度和γ微管蛋白进行了测定。示VDAC3(VD3;绿色)的代表图像,γ微管蛋白(γ-桶;红色)和BrdU(蓝色)显示在(B)中 。在这里和在所有其它图像,插图显示数字变倍中心体由正方形表示。背景校正的荧光强度(F;以任意单位)是由25细胞对应VDAC3和γ微管蛋白分别标绘在(C)中盒须图,(D)中 。在这里,并在所有其他情况下,框表示上下四分,马rker在框中( - )表示各系列的中值,并且晶须表示最小值和最大值。 VDAC3从这些25细胞标准化荧光强度值标绘在(E)。为(CE)中,p的值从非配对t检验得到的。 ***表示P <10 -5,和NS表示P> 0.05。 (F)免疫印迹显示VDAC3(包括VDAC3a和VDAC3b 16)和γ微管蛋白(γ-桶),其中α微管蛋白(α-桶)加载控制的全细胞水平。 请点击此处查看本一个更大的版本数字。

图2.被标记为4小时溴异步增长RPE1细胞dU的脉冲和追为在 不存在尿嘧啶的另外4个小时进行染色用抗SAS6(绿色)和γ微管蛋白(γ-桶;红色)。代表性的图像中(A) 的 S相显示SAS6染色(用两个靠近SAS6灶),(B),中期(两个弱SAS6灶在两极)和(C)末期(SAS6灶是从两极丢失)。 请点击此处查看该图的放大版本。

染色Cep135和SAS6 图3.异步生长RPE1细胞用一个4小时的BrdU脉冲和追为在 不存在尿嘧啶的另外4小时。BrdU阳性细胞在相同的摄像条件进行成像(曝光时间─400毫秒蓝色荧光/尿嘧啶; 400毫秒绿色荧光/ Cep135; 500毫秒为红色的荧光团/ SAS6),和SAS6和Cep135的背景校正的荧光强度进行了测定。 2中心体之间的距离,也测量在所有细胞中。一种细胞,其中两个中心体之间的距离小于2μm被视为“关闭”和其中的值是大于2μm被归类为“遥远”。 (AB)表示Cep135(C135;绿色)代表的图像,SAS6(红色)和BrdU(蓝色)被示出。在(B)中 ,C1和C2是代表'遥远'细胞的中心体2。 (CD)的背景校正的荧光强度(F;以任意单位)从15细胞每个类别对应于SAS6(C)和Cep135(D)的标绘在盒须图。 (E)SAS6的标准化强度来回回米的那些细胞被绘制在盒须图。为(CE)中,p的值从非配对t检验得到的。 *表示0.001 <P <0.05,与NS表示P> 0.05。 请点击此处查看该图的放大版本。

图从上述的BrdU脉冲追踪试验4. BrdU阳性细胞(图3)染色VDAC3和SAS6分别在相同的摄像条件拍摄(曝光时间─400毫秒为蓝色荧光团/尿嘧啶; 500毫秒为绿色荧光团/ SAS6;测定1000毫秒为红色的荧光团/ VDAC3),和SAS6和VDAC3的背景校正的荧光强度。2中心体之间的距离,测定各细胞中,并将细胞分类为'C输'(2中心体<2微米之间的距离)''(AC)的代表性图像,如在图3(2微米的中心体2之间的距离)。关闭“细胞中的BrdU脉冲(A)中遥远>',在BrdU的追逐(B)中 ,并在BrdU的追逐(C)的 “遥远”细胞染色VDAC3(VD3;绿色),SAS6(红色)和BrdU(蓝色)被示出。在(C)中 ,C1和C2是在两个中心体。 [DE]背景校正的荧光强度(F;以任意单位)从15细胞每个类别对应于VDAC3(D)和SAS6(E)的标绘在盒须图。 VDAC3从那些细胞(F)的归一化强度绘制在盒须图。为(DF)中,p的值从非配对t检验得到的。 ***表示P <10 -5,**表明10 -5 <P <0.001,而NS表示P> 0.05。 请点击此处查看该图的放大版本。
提交人声明,他们没有竞争的经济利益。
在这里,开发了一种新的定量荧光测定法,通过将蛋白质的荧光强度归一化为适当的内标强度来测量蛋白质水平的变化,特别是在中心体处。
这项工作得到了美国国立卫生研究院 (GM77311) 和俄亥俄癌症研究协会 (HAF) 的种子资助。SM 得到了俄亥俄州立大学综合癌症中心人类癌症遗传学计划的 Up on the Roof 奖学金的部分支持。
| 纤连蛋白 | Sigma | F8141 | 1mg/ml 水溶液 |
| DMSO | Sigma | D2650 | |
| MG115 | Sigma | SCP0005 | 10 mM DMSO |
| 中的库存 BrdU | Sigma | B5002 | 10 mM DMSO |
| 抗体 -γ-微管蛋白(小鼠单克隆,克隆 GTU 88) | Sigma | T 6557 | 1:200 在 IIF 封闭缓冲液中 |
| 抗 VDAC3(兔多克隆抗体) | Aviva Systems Biology | ARP35180-P050 | 1:50 在 IIF 封闭缓冲液中,1:1,000 在 WB 封闭缓冲液 |
| Sas6(小鼠单克隆) | Santa cruz biotechnology | sc-81431 | 1:100 in IIF 封闭缓冲液 |
| 抗 Cep135(兔多克隆) | Abcam | ab-75005 | 1:500 in IIF 封闭缓冲液 |
| 抗 BrdU(大鼠单克隆) | Abcam | ab6326 | 1:250 溶于 IIF 封闭缓冲液 |
| Alexa Fluor 350 山羊抗大鼠 IgG (H+L) | Life 技术 | A21093 | 1:200 溶于 IIF 封闭缓冲液 |
| 中 Alexa Fluor 488 驴抗小鼠 IgG (H+L) 抗体 | Life 技术 | A21202 | 1:1,000 溶于 IIF 封闭缓冲液 |
| 中 Alexa Fluor 594 驴抗小鼠 IgG (H+L) 抗体 | Life 技术 | A21203 | 1:1,000 溶于 IIF 中封闭缓冲液 |
| Alexa Fluor 488 驴抗兔 IgG (H+L) 抗体 | Life 技术 | A21206 | 1:1,000 溶于 IIF 封闭缓冲液 |
| Alexa Fluor 594 驴抗兔 IgG (H+L) 抗体 | Life 技术 | A21207 | 1:1,000 溶于 IIF 封闭缓冲液 |
| 抗 -&-γ-微管蛋白(兔多克隆) | Sigma | T5192 | 1:1,000 溶于 WB 封闭缓冲液 |
| 抗 -α-微管蛋白(小鼠单克隆,DM1A) | Sigma | T9026 | 1:20,000 溶于 WB 封闭缓冲液 |
| Alexa Fluor 680 驴抗兔 IgG (H+L) | Life technologies | A10043 | 1:10,000 溶于 WB 封闭缓冲液 |
| 小鼠 IgG (H&L) 抗体 IRDye800CW 偶联的 | Rockland 抗体 | 610-731-002 | 1:10,000 溶于 WB 封闭缓冲液 |
| SlowFade Gold 抗淬灭试剂 | Life technologies | S36936 | 封固剂 |
| 圆形盖玻片 12CIR.-1 | Fisherbrand | 12-545-80 | |
| 奥林巴斯 IX-81 显微镜 | 奥林巴斯 | ||
| Retiga ExiFAST 1394 红外相机 | QImaging | 32-0082B-238 | |
| 100X 平面 Apo 油浸物镜 | Olympus | 1.4 数值孔径 | |
| 幻灯片软件包 | Intelligent Imaging Innovations | ||
| Odyssey IR 成像系统 | Li-cor Biosciences | ||
| 二辛可宁酸 (BCA) 测定 | Thermo Scientific | 23227 | |
| U-MNU2 窄紫外立方体 | 奥林巴斯 | U-M622 | 滤光 |
| U-MNU2 窄蓝立方体 | 奥林巴斯 | U-M643 | 滤光 |
| U-MNU2 窄绿立方体 | 奥林巴斯 | U-M663 | 滤光 |