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某些遗传性神经退行性疾病涉及含有长串谷氨酰胺残基的蛋白质,这种结构被称为多聚谷氨酰胺(polyglutamine, polyQ)片段。这些结构不稳定的、易于错误折叠的蛋白质最终会积聚形成有毒的聚集体,对神经元的功能和存活产生负面影响。
为了评估待测化合物在对抗多聚谷氨酰胺(polyQ)介导的神经毒性方面对神经元存活的保护作用,首先准备表达荧光蛋白和多聚谷氨酰胺蛋白的转基因秀丽隐杆线虫(Caenorhabditis elegans)幼虫悬浮液,其表达部位为ASH成对化学感受神经元。
将样品转移至含有培养基和细菌食物来源的多孔板孔中。向其中一组孔中加入待测化合物。密封多孔板,以尽量减少培养基脱水和污染。孵育。
在蠕虫发育过程中,多聚谷氨酰胺(polyQ)蛋白在 ASH 神经元中形成聚集体,导致与聚集相关的神经毒性,并影响神经元存活。
如果存在,测试化合物会进入神经元,并根据其神经保护能力,可能抑制多聚谷氨酰胺(polyQ)蛋白的聚集,减轻相关的神经毒性,从而改善神经元的存活。
收集成虫并离心。用适当的缓冲液重悬虫体,然后转移至含有适当化学麻醉剂的琼脂糖垫片上以进行固定。
使用荧光显微镜观察 ASH 神经元,检测荧光蛋白以判断神经元存活情况。
与对照孔相比,处理孔中荧光信号增强表明神经元存活率提高,提示待测化合物在抑制多聚谷氨酰胺(polyQ)聚集及其相关神经毒性方面具有神经保护潜力。
为进行多聚谷氨酰胺(polyQ)神经毒性检测,将300至500条同步化的HA759线虫L1幼虫转移至48孔板的每个孔中,每孔加入500微升含有OP50大肠杆菌(E. coli)和5毫克/毫升黄芪多糖的S培养基。密封培养板后,按照所示方法进行培养、收集,并将线虫重悬于M9缓冲液中。
现在准备琼脂糖垫:将 2 克琼脂糖加入 100 毫升 M9 缓冲液中,在微波炉中加热至接近沸腾。将 0.5 毫升熔化的琼脂糖滴加到置于两块 2 毫米厚玻璃板之间的 1 毫米厚显微镜玻片中央,并垂直覆盖另一块玻片。待琼脂糖冷却凝固后,轻轻移除顶部的玻片。
开始ASH神经元存活率检测时,先在琼脂糖垫上加入一滴20毫摩尔的叠氮化钠,然后将15至20条HA759线虫转移至液滴中以固定其活动。轻轻盖上盖玻片。
现在,将载玻片置于配备数码相机的荧光显微镜下。选择40倍物镜和FITC滤光片,以检测线虫头部区域表达GFP阳性的ASH神经元。
每组随机选取50只以上的线虫,统计头部区域具有GFP标记的双侧ASH神经元的线虫数量,然后计算ASH神经元的存活率。