2024年5月24日
已开发出一种改良的内皮细胞钙流测定实验方案,用于鉴定蛋白酶激活受体(PARs)的配体。新方案将总检测时间缩短了90至120分钟,并可获得可重复的浓度-反应曲线。
我们的实验室致力于研究蛋白酶激活受体的调节如何抑制炎症。我们开发了一类名为parmamodulin的小分子化合物,可调节Par 1的活性。目标是发现具有更优特性的parmamodulin,以期作为潜在的候选药物,并进一步阐明其作用机制。
在与合作者开展的临床前研究中,我们发现帕马多林类药物可能对治疗由血栓性炎症驱动的疾病(包括肾脏、肝脏和心血管疾病)具有良好的应用前景。其作用机制还可能有助于开发出相较于以往靶向 Par 1 的候选药物具有更优安全性的化合物。受体 Par 1 在血小板活化过程中发挥重要作用,但其在内皮细胞中的信号传导同样具有重要意义,并与多种病理过程密切相关。
因此,我们希望开发一种廉价且便捷的方案,用于检测帕马多林类物质对培养内皮细胞的活性。本文将分享一种经过改进的钙离子流测定方案,该方案使用常规的酶标仪,无需自动液体处理设备。该方法适用于在内皮细胞中筛选 Par 1 配体,理论上也可用于检测任何影响钙离子流的化合物的活性。
首先,将所需的实验材料放置在工作平台上。向黑色壁透明底的96孔板的孔中加入100微升无菌的0.4%明胶溶液。将该板在37摄氏度、5%二氧化碳条件下孵育30分钟。
在倒置显微镜下确认 T75 培养瓶中的内皮细胞融合度为 80% 至 100%。通过抽吸去除培养瓶中的完全 DMEM 培养基。为洗涤细胞,加入 10 毫升 PBS,并轻轻摇动培养瓶。
用五毫升细胞解离液替换 PBS。将培养瓶置于 37 摄氏度、5% 二氧化碳条件下孵育约 12 分钟。六分钟后轻敲培养瓶,以促进细胞解离。
向培养瓶中加入 5 毫升预热的 DMEM 完全培养基,混匀细胞悬液。使用 10 毫升血清移液管将细胞悬液转移至无菌的 50 毫升离心管中,在 150 ×g 条件下离心 5 分钟。同时,使用连接真空泵的巴斯德移液管,从 96 孔板中吸除明胶溶液。
离心细胞后,从离心管中移除上清液,注意不要扰动沉淀。使用血清移液管向管中加入 8 mL 新鲜的 DMEM 完全培养基,并轻轻吹打悬液以分散细胞沉淀。用台盼蓝染色法在血细胞计数板上对细胞进行计数。
加入完全 DMEM 培养基,调整细胞密度至每毫升悬浮液含 600,000 个细胞。通过轻轻翻转离心管混匀细胞悬液。将细胞悬液加入 50 毫升多通道移液器储液槽中。
每隔 30 秒,轻轻左右摇动储液槽以混匀悬液,并使用多通道移液器向已包被明胶的 96 孔板的每个孔中加入 100 µL。盖上透明板盖,通过在无菌操作台表面由北向南、由东向西滑动平板的方式轻轻振荡混匀。将平板置于 37 °C、5% CO₂ 条件下孵育 16 至 24 小时。
在96孔板中培养内皮细胞后,将其从培养箱中取出,使用倒置显微镜确认细胞融合度。轻弹培养板至水槽中以去除完全培养基,并用纸巾轻压板面吸除残留液体。将HBSS Heaps Assay Buffer Plus Pro Benefit Solution加入50毫升多通道移液器溶剂储液槽中。
使用多通道移液器,向每个孔中加入 100 µL 检测缓冲液,静置细胞 5 分钟。然后轻弹培养板以去除检测缓冲液。将洗脱缓冲液加入另一个 50 mL 多通道移液器溶剂储液槽中。
使用多通道移液器,向检测板的每个孔中加入 50 µL 染料负载缓冲液。将检测板置于 37 °C、5% CO₂ 条件下孵育 45 分钟。孵育结束后,在荧光显微镜下观察检测板,以确认染料的摄取情况。
轻弹培养板以去除染料溶液。用50 µL HBSS Heaps Assay Buffer Plus Pro Benefit溶液在每孔中洗涤细胞两次。轻弹培养板以去除检测缓冲液。
向每个孔中加入92微升HBSS Heaps分析缓冲液,再次使用荧光显微镜观察细胞,以确保过量染料已完全去除,且细胞仍保持贴壁状态。使用多通道移液器,向相应的孔中加入2微升拮抗剂溶液和溶剂对照。开启酶标仪后,将温度设置为37摄氏度,并将培养板孵育15分钟。
在第一列和第二列中测量背景荧光,每孔进行五次扫描。将酶标仪中的板取出。然后从8联管PCR条中,使用多通道移液器快速向第一列和第二列的每孔加入6 µL激动剂溶液。
在细胞内钙离子动员发生时,检测荧光强度的变化。对每个孔进行20次扫描。内皮细胞的钙离子动员实验表明,未添加拮抗剂的阳性对照孔显示出荧光强度迅速增加。
高浓度拮抗剂孔中的荧光变化极小,与未加激动剂的阴性对照孔相似。
本研究提出了一种改进的内皮细胞钙流测定实验方案,旨在鉴定蛋白酶激活受体(PARs)的配体。新方法显著缩短了实验时间,并提高了结果的可重复性。
利用标准酶标仪进行高通量、定量的钙流测定,可实现对内皮系统中蛋白酶激活受体(PAR)调节剂的可扩展表征。该工作流程通过提供可重复的中等通量筛选,支持抗炎药物发现的早期靶点验证和机制层面的风险评估,尤其适用于新型小分子(如parmodulin)的研究,且无需依赖昂贵的自动化设备,从而提高预测可信度和项目筛选效率。
这种基于酶标仪的钙流测定法在PAR靶向项目的早期发现与先导化合物识别之间架起了桥梁,既支持机制研究,也适用于化合物筛选。