Platten 20.000 differenziert Maus-ES-Zellen (MES) / Well in einer 96-Well Poly-D Lysin beschichteten Platten und aufrechtzuerhalten in Motoneuronen-terminalen Differenzierung Medien für 5-7 Tage.
1. Verbindung Verwaltung und Intoxikation mit BoNT / A
Führen Sie alle der folgenden Arbeit in einem BSL2 Gehäuse, um die Einhaltung CDC / NIH-Richtlinien zu halten.
- Herstellung von 10 mM Stammlösungen der einzelnen Bibliotheksverbindung in 100% DMSO in 96-Well-Polypropylenplatten. Nutzen Sie die 10 mM Stamm um eine Zwischenverdünnungsplatte, die 10-fach größer als die gewünschte Screening Konzentration vorzubereiten. Bereiten 100 uM Zwischenplatte durch den Verzicht 10 mM Stamm in 96-Well-Platte und verdünnen Sie es mit Kulturmedien bis 100 & mgr; M. Verzichtet werden 10 & mgr; l der Verbindungen auf 90 ul Medium auf den Zellen 11. Testen Sie die Verbindungen bei 10 uM Endkonzentration und sorgen für die endgültige Prozentsatz der DMSO 0,5% nicht überschreiten.
- Führen Sie alle Bolzenies, die lebenden Zellen und aktives Toxin unter Biosicherheitsstufe 2 Bedingungen zu nutzen. Ersetzen Sie die alten Medien in den 96-Well-Platten mit 80 ml frisches terminalen Differenzierung Medien mit einem 12-Kanal-Handpipette. Führen Sie Aspiration und verzichten Schritte durch Reihen, um die Exposition der Zellen gegenüber der Umgebungsluft zu vermeiden, ohne Medien.
- Vorzubehandeln Zellen mit Verbindungen vor der Applikation von Toxin durch Zugabe von 10 ul 10x-Verbindungen von der Quelle-Platte unter Verwendung einer 12-Kanal Pipette, gefolgt von Mischen durch Absaugen (zweimal). Für jede 96-Well-Platte, behandeln zwei Spalten mit 6 Vertiefungen mit 10x DMSO in den Medien verdünnt, um als High-Signal und niedrige Signalsteuerungen dienen. Die Säule ohne BoNT-Behandlung weist das höchste Niveau der vollen Länge SNAP-25 (High-Signal-Steuerung). Behandeln Sie die anderen Säule mit BoNT allein (ohne Verbindungen) als Low-Signal Kontrolle. Verwenden Sie niedrige Steuer, um die Effizienz von BoNT Spaltung SNAP-25 und dessen Nachweis mit der BACS-Antikörper zu beobachten (Abbildung 2).
- Inkubieren Zellen mit Verbindungen für 30 min bei 37 ° C und 6% CO 2 in den Zellkulturbrutschrank.
- Vorbereitung Botulinum Neurotoxin A aus einer 1 mg / ml kommerziellen Quelle in Phosphat-gepufferter Salzlösung (PBS) auf eine Arbeitsstamm 10x durch Verdünnen mit terminalen Differenzierung Medien.
- Initiate Intoxikation durch Zugabe von 10 ul 10x BoNT / A Lager in für die Behandlung und Low-Signal steuert mit einer Mehrkanalpipette (Abbildung 2) Kavitäten pipettieren. Behandeln Sie die so hoch Steuerung mit Medien allein Kavitäten pipettieren.
- Dekontaminieren alle Kunststoffwaren sowie anderen Einmal die in Kontakt mit BoNT / A während der Studie durch Eintauchen in 0,825% Hypochlorit-Lösung in Wasser für mindestens 20 Minuten kommt. Führen Sie alle in der biologischen Sicherheit Schränke und dekontaminieren Arbeitsbereiche vor und nach Experimenten mit 5% Detergens Desinfektionsreiniger wie MicroChem Lösung.
- Beschriften Sie die Platten eindeutig Toxin Gebrauch und Incub bezeichnenaß Platten mit 1 nM / L BoNT / A für 4 h bei 37 ° C und 6% CO 2 in einem Zellkulturbrutschrank behandelt. Anzeige entsprechende Beschilderung an Kollegen, dass Toxin in den Einsatz im Labor zu informieren.
- Stopp BoNT / A proteolytischen Spaltung durch Methanol-Fixierung. Entfernen Sie das Medium Toxin und Verbindungen, die aus jeder Vertiefung mit einer Mehrkanalpipette und entsorgen in 10% Bleichlösung. Hinzufügen eiskaltem Methanol (100 ul), die direkt in jede Vertiefung.
- Platten für 15 min bei Raumtemperatur (RT) inkubieren, damit Fixierung auftritt.
- Nach der Fixierung sicher zu handhaben, die verworfen Reagenzien (legte neutralisiert) mit Sicherheitsstufe 1 Protokolle und entsorgen entsprechend.
- Entsorgen Methanol und verwenden 100 ul PBS, um die Zellen zu waschen und vor deinen Durst sie Immunfärbung. Führen Sie zwei zusätzliche PBS Wäschen.
- Nach dem letzten Waschen, lassen PBS in den Vertiefungen, Dichtungsplatten mit Mikroklebefolie und lagern bei 4 ° C bis zur Analyse. Store-Platten bei 4 ° C for mehrere Tage.
2. Immunfärbung
Die Immunfärbung Prozedur ist eine arbeitsintensive, mehrstufigen Vorgang, der sich wiederholenden Reagenz Abgabe / absaugen Zyklen und umfangreiche Plattenwäsche, die der mögliche Einführung von signifikanten Intra und Interplate Variabilität führen kann, schließt. Eine halbautomatische Ansatz angewendet, um die Zeit des Laborpersonals speichern Assay Durchsatz zu erhöhen und die Immunfärbung Variabilität zu minimieren.
- Verwenden Sie eine automatisierte Arbeitsstation mit einem 96-Loch-Kopf ermöglicht das Übermengen von bis zu 250 & mgr; l und integriert mit einem Roboter-Greifarm, um Laborgeräte in verschiedenen Orten auf dem modularen Deck (siehe Material und Ausrüstung) für dieses Protokoll zu bewegen ausgestattet.
- Die modulare Plattform wird entworfen, um verschiedene Arten von Laborgeräte hosten und kann bis zu 11 Artikel zu einem beliebigen Zeitpunkt zu unterstützen. Das automatisierte Mikro Handler ist mit einem Dual-Magazin Mikroplatten-Stacker, um zu halten ausgestattet undmanipulieren bis zu 50 Platten pro Zyklus.
- Die automatisierte Arbeitsstation innerhalb einer Klasse II Biosicherheitswerkbank für die Laborautomatisierung Ausrüstung, die der Sterilisation und Sicherheit bieten entfernt. Für Immunfärbeautomaten wird das Deck angeordnet ist, wie in 3 gezeigt, um den Zugang Reagenz nach Bedarf und ohne menschlichen Eingriff zu ermöglichen.
- Pre-load-Platten, die fixierten Zellen in das Plattenmagazin und Transfer zum Deck wie für Liquid Handling benötigt. Nutzen Sie die 96 Pipettenkopf mit 250 ul Tipps versehen, um PBS aus den Vertiefungen auf 10 ul absaugen. Durchdringbar Zellmembranen zu Antikörper-Bindung an intrazelluläre Ziele mit Permeabilisierung Puffer (0,1% Triton-X 100) zu erleichtern. Verzichtet Permeabilisierung Puffer (100 ul) in jede Vertiefung der Platten vor der Rückkehr zu dem zweiten Speichermagazin der Mikrostapel für eine 15 min Inkubation bei Raumtemperatur (RT).
- Entfernen Permeabilisierung Puffer und perform Waschen der Platte mit PBS (zweimal), wie zuvor in Schritt 1.13.
- Nach dem letzten Waschschritt entfernt das PBS-Puffer zubereitet, und 100 & mgr; l Blockierungspuffer, enthaltend 1% Pferdeserum und 0,1% Tween 20 in PBS in alle Mikrotiterplatten, bevor er sie an den Plattenmagazin 1 h Inkubation bei RT.
- Verwenden Sie zwei primäre Antikörper für Immunfärbung: einen polyklonalen Kaninchen-Anti-Maus-Antikörper BACS, für den Nachweis von Volllängen-SNAP-25 und einem monoklonalen Maus-Anti-III Tubulin-Antikörper zum Nachweis von Neuronen (siehe Material und Ausrüstung). Nach 60 min Inkubation entfernen Blocking-Puffer und 50 ul verzichtet 4UG / ml des Antikörpers GA und 0,5 ug / ml III-Tubulin in Blockierungspuffer in alle Platten.
- Inkubieren für 1 h bei RT Entfernen der primären Antikörper und wasche 3mal mit 100 ul PBS, enthaltend 0,05% Tween (PBST).
- Verwenden eines Anti-Maus-IgG mit Alexa Fluor 647 markiert die -III-Tubulin und Anti-Kaninchen-IgG mit Alexa F markiert visualisierenluor 568 die BACS-Antikörper sichtbar zu machen. Vorbereitung sowohl Antikörper als 2 & mgr; g / ml-Verdünnung in Blockierungspuffer und abzug 50 ul der Mischung in jeder Vertiefung.
HINWEIS: Die sekundären Antikörper für die Immunfärbung ausgewählt werden mit verschiedenen Fluorophoren markiert, um den Nachweis der emittierten Fluoreszenzlicht bei unterschiedlichen Wellenlängen mit unterschiedlichen Kanälen innerhalb des Detektors der hohen Gehalt Imager ermöglichen. - Inkubation für 1 h bei RT. Saugen Sie die Sekundärantikörper und 3x waschen mit 100 ul PBST.
- Nach dem letzten Waschen werden 100 & mgr; l PBS, das Hoechst-Farbstoff (32 uM), um die DNA für die Kerne Erfassungs färben.
- Dichten Sie die Platten mit einer lichtundurchlässigen Folie, um die Fluorophore von Photobleaching zu schützen. Platten können bei 4 gelagert werden ° C wochenlang ohne signifikanten Verlust des Signals.
3. Imaging
HINWEIS: Führen Sie die Bildaufnahme mit High Content Imaging System (siehe Materialien und Ausrüstung).
- Spezifikation der High Content Imager Definitionen:
- Wählen Plattentyp, Layout, Anzahl der Felder, Ziel: Greiner u klar, 96-Well-Format, 16, 20X Wasser auf.
- Kanäle auswählen: Kern Anregungs EX: 405 nm als Kanal 4; Zytoplasma EX: 644 nm als Kanal 2; Antigen-spezifische Antikörper Kanal EX: 561 nm, wie Kanal 3 und Set up Erregerleistung jedes Lasers, Setup-Experiment als 2 Expositionen, Belichtung 1 mit einer Anregung bei 644 nm, Belichtung 2 mit zwei Anregungen bei 405 nm und 561 nm. Wählen Binning als BIN2.
- Verwenden Sie qualitativ Kontrollvertiefungen für Belichtungsoptimierung mit maximaler Intensität wie SNAP-25-Kanal und geringe Kontrollvertiefungen für minimale Intensität.
- Einstellung der Belichtung, so daß die Intensität von jedem Kanal beträgt etwa die Hälfte der Sättigungspegel (2000-2500 relativen Einheiten).
- Identifizieren Sie die optimale Z-Ebene auf die Zellmaskenkanal mittels Delta-Korrektur-Skript. Siehe FiAbbildung 5 für Ergebnisse nach Immunfärbung und Imaging. Exportieren von Daten an den Server, wo die Bildanalyse-Software ist wohnhaft.
4. Bildanalyse (Abbildung 6)
HINWEIS: Die folgenden Schritte beschreiben die Anwendung der Columbus Software-Algorithmen.
- Wählen Sie einen geeigneten Algorithmus zur Segmentierung des Primärobjekte (Kerne). Falls erforderlich, passen Sie Hintergrundschwelle und Kontrast-Parameter. Das Columbus-Software bietet 4 Kerne Nachweismethoden. Wählen Sie die Methode, dass die Segmentkerne genau durch Sichtprüfung segmentiert Kerne (in B ild 6a Verfahren M ausgewählt ist).
- Wählen Sie das Neuriten-Algorithmus (CSIRO Neuriten Analyse 2) zum Segment der Neuriten Falls erforderlich, passen Sie Hintergrundschwelle und Kontrast-Parameter in den Hintergrund zu entfernen. Siehe Abbildung 6b für Parameter verwendet, um Neuriten erkennen.
- Identifizieren Sie die Neuriten Regionen (Neuriten Segmente) based auf Sekundärobjekte (Neuriten) unter Verwendung eines Pixel -3 Expansion des β-III-Tubulin-Kanal (Alexa Flour 640) als Maske (6c).
- Berechnen Intensität der Signalkanäle (SNAP-25 (Alexa Flour 568) für das Neuriten-Region und β-III-Tubulin-Kanal (6d & 6e).
- Wählen Sie die gewünschten Parameter für den Export, wie Neuritenlänge, mittleren Intensitäten des SNAP-25, β-III-Tubulin, Kernzahl, Neuriten Segmentnummer usw. (6f).
- Übertragungsplatten aus Plattenstapler mit dem Roboter und Last in die High Content Imager für die Bilderfassung.
5. Datenanalyse:
Um die Robustheit des Assays entwickelt beurteilen, Berechnen der folgenden Parameter von der Plattenbasis Experiments.
- Signal (S) in den Hintergrund (B): S / B = mittlere Intensität hohe Signalsteuerung) / mittlere Intensität niedrige Signalsteuerung
- Variationskoeffizient (CV) von Signal und Hintergrund (um die Einheitlichkeit des spezifischen Signals messen): CV = (Standardabweichung (SD) / Mittelwert der Stichprobe) * 100 (%), um die Variabilität in Liquid Handling bestimmen, Reagenzien usw.
- Signal to Noise: S = (mittlere Intensität des Signals - mittlere Intensität niedrige Signalsteuerung) / SD niedriger Steuer
- Der Z-Faktor "Berechnen mit Intoxikation von einer Hälfte einer 96-Well-Platte und einem Mock Rausch der anderen Hälfte. Z '= 1-3 * (SD hoher Signalsteuerung + SD der niedrigen Signalsteuerung) / (Mittelwert der hohen Signalkontrolle - Mittel der niedrigen Signalsteuerung). Für die weitere Analyse der Screening-Daten, zu normalisieren einige der Primärrohstoffe Parameter auf einem Teller Grundlage zum Vergleich zwischen den Platten und zwischen den verschiedenen Tagen der Experimente zu ermöglichen.
- Prozent der Spaltung, was die Reduzierung des Signals mit voller Länge SNAP-25 durch spezifische Antikörper nachgewiesen (BACS) zugeordnet:% Dekolleté = 100% * (mean Intensität von Hochsignalsteuerung - Intensität der Probe) / mittlere Intensität hohe Signalsteuerung.
- Prozent der Inhibition der Spaltung:% Hemmung = 100% * (Intensität der Probe - mittlere Intensität niedrige Signalsteuerung) / (mittlere Intensität hohe Signalsteuerung - mittlere Intensität niedrige Signalsteuerung).