Для просмотра этого контента требуется подписка на JoVE. Войдите или начните свой бесплатный пробный период.

Методическая статья

Однореакторная пробоподготовка с помощью носителей для таргетного протеомного анализа небольшого числа клеток человека

1.8K просмотров

⸱

DOI:

10.3791/61797

⸱

6 ноября 2020 г.

 ,  ,  ,  ,  ,  ,  ,  ,  , 

В этой статье

Краткое содержание

Однореакторная пробоподготовка с помощью носителей белка в сочетании с жидкостной хроматографией (LC) - мониторингом выбранных реакций (SRM), называемой cLC-SRM, является удобным методом мультиплексного таргетного протеомного анализа небольшого числа клеток, включая одиночные клетки. Он извлекает выгоду из использования избыточного экзогенного белка в качестве носителя и высокоспецифичного LC-SRM для целевого количественного определения.

Аннотация

Анализ белков небольшого числа клеток человека в основном достигается с помощью таргетированной протеомики с иммунологическими анализами на основе антител, которые имеют присущие им ограничения (например, низкая мультиплексность и недоступность антител к новым белкам). Таргетная протеомика на основе масс-спектрометрии (МС) появилась в качестве альтернативы, поскольку она не содержит антител, обладает высокой мультиплексностью и высокой специфичностью и точностью количественного анализа. Последние достижения в области аппаратуры для РС делают возможной таргетную протеомику на основе РС для мультиплексного количественного определения высокораспространенных белков в отдельных клетках. Тем не менее, существует техническая проблема эффективной обработки одиночных клеток с минимальными потерями образца для анализа МС. Чтобы решить эту проблему, мы недавно разработали удобную однокамерную пробоподготовку с помощью носителей белка в сочетании с жидкостной хроматографией (LC) - выбранным мониторингом реакций (SRM), называемой cLC-SRM, для целевого протеомного анализа небольшого количества клеток человека. Этот метод основан на использовании комбинированного избыточного экзогенного белка в качестве носителя и малообъемной однореакторной обработке для значительного снижения поверхностных потерь на адсорбции, а также на высокоспецифичном LC-SRM для эффективного решения проблемы повышенного динамического диапазона концентраций из-за добавления экзогенного белка-носителя. Его полезность была продемонстрирована точным количественным определением наиболее умеренно распространенных белков в небольшом количестве клеток (например, 10-100 клеток) и высокораспространенных белков в отдельных клетках. Простота реализации функций и отсутствие необходимости в специальных устройствах делают этот метод легко доступным для большинства лабораторий протеомики. В данной работе мы предоставили подробный протокол для анализа cLC-SRM небольшого числа клеток человека, включая сортировку клеток, лизис и переваривание клеток, анализ LC-SRM и анализ данных. Необходимо дальнейшее повышение чувствительности обнаружения и пропускной способности образца для целевого протеомного анализа одиночных клеток. Мы ожидаем, что cLC-SRM будет широко применяться в биомедицинских исследованиях и системной биологии с потенциалом для содействия точной медицине.

Введение

Последние технологические достижения в области геномики (транскриптомики) позволяют проводить всесторонний и точный анализ генома (транскриптома) в отдельных клетках 1,2,3. Тем не менее, технологии протеомики одиночных клеток сильно отстают, но не менее важны, чем технологии геномики (транскриптомики) 4,5,6,7,8. Кроме того, распространенность белка не обязательно может быть выведена из обилия мРНК....

Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.

Протокол

ПРИМЕЧАНИЕ: Пошаговый анализ cLC-SRM показан на рисунке 1.

1. Предварительная обработка ПЦР-пробирок

  1. Добавьте в ПЦР-пробирки 100 мкл нечеловеческого (например, Shewanella oneidensis) клеточного лизата в концентрации 0,2 мкг/мкл. Инкубируйте при комнатной температуре в течение ночи, чтобы покрыть поверхность ПЦР-пробирки.
  2. Удалите расщепленные клеточные лизаты с помощью пипетирования, промойте ПЦР-пробирки водой класса ВЭЖХ 3 раза, а затем высушите ПЦР-пробирки на воздухе в вытяжном шкафу.
  3. Храните ПЦР-пробирки с покрытием в морозильной кам....

Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.

Результаты

Небольшие количества клеточных лизатов MCF7 (0,5-20 нг, что эквивалентно 5-200 клеткам) были впервые использованы для оценки эффективности cLC-SRM путем целенаправленного количественного определения белков пути EGFR/MAPK, поскольку они более однородны с меньшими вариациями по сравнению с небольшим числом клеток, отсортированных с помощью FACS. Как показано на рисунке 2A, XIC ясно детектируют обнаружение SRM-переходов для ATADDELSFK, полученных из GRB2, присут.......

Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.

Обсуждение

cLC-SRM — это удобный метод таргетной протеомики, который позволяет проводить точный мультиплексный анализ белков небольшого числа клеток, включая одиночные клетки. Этот метод основан на однореакторной пробоподготовке с помощью носителей белка, в которой все этапы, включая сбор клеток, многоступенчатый лизис и разложение клеток, а также перенос пептидных расщеплений в капиллярную колонку LC для анализа МС, выполняются в одном горшке (например, в одной пробирке или одной лунке) (

Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.

Раскрытие информации

Авторам нечего раскрывать.

Благодарности

Эта работа была поддержана грантами NIH R21CA223715 (TS) и UG3CA256967 (TS и HL). Описанная здесь экспериментальная работа была выполнена в Лаборатории молекулярных наук об окружающей среде Тихоокеанской северо-западной национальной лаборатории, национальном научном пользовательском объекте, спонсируемом Министерством энергетики Соединенных Штатов Америки в соответствии с контрактом DE-AC05-76RL0 1830.

....

Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.

Материалы

Список материалов, использованных в этой статье
ИмяКомпанияКаталожный номерКомментарии
2 мл стеклянный флакон LCMicrosolv 9502S-WCVСосуд для хранения ПЦР-пробирки для автоматического введения образца
BSASigma-AldrichP0834-10× 1 млбелка-носителя для значительного снижения потерь поверхностной адсорбции
DTTThermo ScientificA39255Реагент для восстановления
муравьиной кислотыThermo Scientific28905Реагент для остановки ферментативной реакции
IAAThermo ScientificA39271Реагент для алкилирования
Внутренние стандарты пептидаНовая АнглияТаргетное количественное определение белков пути EGFR/MAPK
в трубке ОТ-ПЦР GeneMate BioexpressT-3035-10,2 мл ПЦР-пробирка для одногорочной пробоподготовки 
Программное обеспечение SkylineУниверситет ВашингтонаОбщедоступно для анализа данных SRM
Ультразвуковойаппарат Hielscher Ультразвуковая технологияUTR200Ультразвуковая обработка ультразвуком на льду для лизиса клеток
Speed Vac концентраторThermo ScientificСнижение процента TFE для эффективного расщепления трипсина
TFESigma-Aldrich18370-10&раз; 1 мл60% TFE для лизиса клеток
Термоамплификатор с подогреваемой крышкойТермоамплификатор Пельтье PTC-200Нагреватель для денатурации белка
Trypsin GoldPromegaV528AФермент для переваривания белка 
Вода BEH Колонна С18ВодаС18 колонна для разделения пептидов

Ссылки

  1. Wang, Z., Gerstein, M., Snyder, M. RNA-Seq: a revolutionary tool for transcriptomics. Nature Reviews Genetics. 10 (1), 57-63 (2009).
  2. Miyamoto, D. T., et al. RNA-Seq of single prostate CTCs implicates noncanonical Wnt signaling in antiandrogen resistance.<....

Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.

Перепечатки и разрешения

Больше статей

Подготовка проб с использованием белка-носителяодностадийная обработкаанализ методом ЖХ-МРМпротеомика единичных клетокметод белка-носителялизис и переваривание клетокпротокол анализа данныхснижение поверхностной адсорбцииэкзогенный белок-носитель

Эта статья была опубликована

Видео скоро будет доступно