基于荧光报告基因的麻痹检测法:一种评估年龄相关性多聚谷氨酰胺荧光报告基因进行性形成及其相关麻痹的技术Caenorhabditis elegans

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细胞蛋白质稳态(proteostasis)涉及蛋白质折叠与功能的调控,以及错误折叠蛋白质的降解。在衰老过程中,蛋白质稳态机制功能下降,导致错误折叠的蛋白质积累并进一步聚集,从而引起细胞功能障碍。

为了确定与年龄相关的蛋白质稳态衰退,首先需要使用发育同步化的转基因成年秀丽隐杆线虫(Caenorhabditis elegans)。

这些蠕虫的肌细胞表达含有异常扩展的多聚谷氨酰胺(polyglutamine,简称 polyQ)重复序列的蛋白质,该蛋白质与荧光标签融合。PolyQ 蛋白易于错误折叠,因此在积累后可形成聚集体。

将线虫转移至含有琼脂糖垫的显微镜载玻片上,并使用适当的化学试剂固定,以进行活细胞成像。利用荧光显微镜随时间观察线虫体壁肌肉,检测明亮的荧光焦点信号,这些信号对应于荧光标记的多聚谷氨酰胺(polyQ)聚集体。

数天内,由于与年龄相关的蛋白质稳态下降,多聚谷氨酰胺(polyQ)聚集体逐渐累积,导致荧光焦点数量增多。肌肉细胞中增加的polyQ聚集体引起毒性并破坏肌肉细胞功能,最终导致瘫痪。

在显微镜下,记录对机械刺激无反应且无运动的活体线虫数量。线虫麻痹率升高提示其肌肉组织中与年龄相关的蛋白质稳态功能下降。

为测量肌肉组织中蛋白质稳态的下降,挑选20只动物,将其置于载玻片上,载玻片上含3%琼脂糖垫和5微升10毫摩尔叠氮化钠溶液。

所有线虫固定后,使用 10 倍放大倍数的物镜对动物的整个身体进行成像。对每个样本均使用 FITC 或 YFP 滤光片以及相同的曝光参数。完成后,弃置载玻片。

计数整个动物体壁肌肉中焦点的数量。焦点是较亮的、呈点状的信号,可与背景中较弱的可溶性信号相区分。

在评分日,观察培养皿中的动物,记录瘫痪动物的数量,然后将瘫痪的动物从培养皿中移除。

实验结束后,计算每种条件下的麻痹率,并绘制麻痹进程曲线。