Mal plegamiento de la proteína está implicada en la distrofia muscular, degeneraciones neuronales, así como enfermedades cegadoras, incluida la retinitis pigmentosa (RP)1. RP es una degeneración retiniana hereditaria y progresiva asociada a mutaciones en más de 60 genes que afectan a la función y la homeostasis de los fotorreceptores de la barra o la retina pigmentada epitheliums (RPEs)2,3. No hay tratamiento eficaz está disponible para RP. Rhodopsin mutaciones representan alrededor del 25-30% de autosómica dominante (ad) casos RP. Entre los más de 150 rodopsina mutaciones4 (humano Gene mutación de base de datos, http:/ www.hgmd.cf.ac.uk/), las mutaciones clase II causan la inestabilidad estructural de la proteína rodopsina que contribuye a la muerte de fotorreceptores de varilla y pérdida visión5,6,7,8. El P23H es la mutación más frecuente de la rodopsina en América del norte, que también es un ejemplo típico de la clase II la rodopsina mutaciones9,10. Debido a su inestabilidad estructural inherente, la rodopsina mal plegada se acumula en el retículo endoplásmico (ER) en células de mamíferos, mientras que el tipo salvaje la rodopsina se encuentra en la membrana plasmática5. La rodopsina misfolded P23H exposiciones mutante dominante negativo citotoxicidad no por haploinsufficiency, pero se relaciona con la activación de ER asociados vía de degradación de proteínas y la organización del segmento externo de varilla interrumpida. Para aliviar el estrés de barra fotorreceptor de la célula, una estrategia es estabilizar el plegamiento nativo de la rodopsina mutante con un chaperonas farmacológicas.
Para lograr este objetivo, se realizó una pantalla de alto rendimiento basado en la célula (HTSs)11,12,13 utilizando un ensayo de complementación de fragmento de β-galactosidasa para cuantificar al mutante de rodopsina P23H transportado en el plasma membrana. El Protocolo simple y robusto de este ensayo HTS nos permitió explorar las actividades de unos 79.000 moléculas pequeñas para cada pantalla. Sin embargo, dado que este ensayo HTS Lee las señales de luminiscencia, falsos positivos, incluyendo los inhibidores de β-gal, compuestos coloreados o citotóxicos están incluidos en la lista esperando ser identificado por un análisis secundario.
El immunostaining tradicional y métodos de proyección de imagen de fluorescencia han utilizado durante años para estudiar el transporte de la rodopsina en las células mamíferas5,14,15,16. Sin embargo, estos métodos convencionales no pueden utilizarse para cuantificar los efectos farmacológicos de más de 10 compuestos hacia transporte de rodopsina porque un análisis fiable de imágenes requiere un gran número de imágenes tomadas bajo una condición altamente consistente, que es no modificable por los métodos convencionales de la proyección de imagen. Aquí, hemos desarrollado un protocolo de imagen de alto contenido de immunostaining basado en como un análisis secundario para cuantificar el transporte de superficie de célula de misfolded rodopsina mutantes11,13,17. Para etiqueta de rodopsina en la membrana de plasma, nos hemos saltado el paso de permeabilización de la membrana de la célula y immunostained los mutantes de la rodopsina por una monoclonal (B6-30) contra la rodopsina reconoce el epitopo del N-terminal de la rodopsina en el lado extracelular de la célula membrana18. Para visualizar la rodopsina mutante en la célula entera, nos fundió rodopsina con la proteína de la fluorescencia de Venus. Por la cuantificación de las intensidades de fluorescencia en canales diferentes de la fluorescencia, que son capaces de obtener varios parámetros de un experimento único, incluyendo la intensidad total de la rodopsina en las células enteras, sobre la superficie de la célula y la relación de fluorescencia de la rodopsina en la superficie celular para en la célula entera. Aplicar este método para estabilizar las células expresan un total de seis mutantes de rodopsina mal plegadas, podemos generar un perfil farmacológico de varias pequeñas moléculas chaperonas hacia estos mutantes. En este protocolo, todas las células son immunostained en una placa de 384 pozos y reflejada usando un sistema automatizado de proyección de imagen bajo una condición de proyección de imagen altamente consistente. Se realiza un análisis de la imagen a cada pocillo, que contiene imágenes de más de 600 celdas para reducir variación debido a la heterogeneidad de las células con diferentes nivel de expresión de proteína y forma celular. El flujo de trabajo de este protocolo se resume en la figura 1. La ventaja de este método es que obtenemos imágenes de alta resolución así como cuantificaciones de múltiples parámetros del análisis basado en imágenes. En general, este protocolo puede ser modificado y aplicado para cuantificar el transporte de cualquier proteína de la membrana mal plegadas de interés.