אנו מתארים פרוטוקול פשוט המשתמש בציוד מעבדה בסיסי בלבד כדי לייצר ולטהר כמויות גדולות של חלבון היתוך המכיל גליקופרוטאין מיאלין אוליגודנדרוציטים של עכבר. ניתן להשתמש בחלבון זה כדי לגרום לדלקת מוח אוטואימונית ניסיונית המונעת על ידי תאי T ו-B כאחד.
מאמר שיטה
אנו מתארים פרוטוקול פשוט המשתמש בציוד מעבדה בסיסי בלבד כדי לייצר ולטהר כמויות גדולות של חלבון היתוך המכיל גליקופרוטאין מיאלין אוליגודנדרוציטים של עכבר. ניתן להשתמש בחלבון זה כדי לגרום לדלקת מוח אוטואימונית ניסיונית המונעת על ידי תאי T ו-B כאחד.
טרשת נפוצה (MS) היא מחלה דלקתית כרונית של מערכת העצבים המרכזית (CNS), הנחשבת כתוצאה מתגובות אוטואימוניות המכוונות למיאלין. דלקת מוח אוטואימונית ניסיונית (EAE) היא המודל החייתי הנפוץ ביותר של מחלה אוטואימונית של מערכת העצבים המרכזית, והיא נגרמת בדרך כלל באמצעות חיסון עם פפטידים קצרים המייצגים אפיטופים של תאי CD4+ T של חלבוני מיאלין. עם זאת, תאי B מזהים חלבון לא מעובד ישירות, וחיסון עם פפטיד קצר אינו מפעיל תאי B המזהים את החלבון המקומי. מכיוון שניסויים קליניים אחרונים של טיפולים מדלדלי תאי B בטרשת נפוצה הציעו תפקיד לתאי B בהנעת מחלות בבני אדם, יש צורך דחוף במודלים של בעלי חיים המשלבים זיהוי תאי B של אוטואנטיגן. לשם כך, יצרנו חלבון היתוך חדש המכיל את התחום החוץ-תאי של גרסת העכבר של מיאלין אוליגודנדרוציטים גליקופרוטאין (MOG) וכן היתוך N-terminal של His-tag למטרות טיהור וחלבון תיורדוקסין לשיפור המסיסות (תג OG). אתר מחשוף פרוטאז של וירוס תחריט טבק (TEV) שולב כדי לאפשר הסרה של כל רצפי התגים, והשאיר רק את התחום החוץ-תאי הטהור MOG1-125. כאן, אנו מתארים פרוטוקול פשוט המשתמש רק בציוד מעבדה סטנדרטי לייצור כמויות גדולות שלתג MOG טהור או MOG1-125. פרוטוקול זה מייצר באופן עקבי למעלה מ-200 מ"ג של חלבוןתג MOG. חיסון עםתג MOG או MOG1-125 מייצר תגובה אוטואימונית הכוללת תאי B פתוגניים המזהים את ה-MOG המקורי של העכבר.
טרשת נפוצה היא מחלה אנושית מאופיינת בדלקת כרונית ניווניות של מערכת העצבים של מערכת העצבים המרכזית אשר נחשב להיות מונע על ידי תגובה אוטואימונית מכוונת המיאלין. ההפסד של המיאלין אקסונים לאורך הזמן לגרום לירידה ההדרגתית של מנוע קוגניטיבית פונקצית 1. "Encephalomyelitis אוטואימונית ניסויית" הוא מונח כללי עבור במודלים של בעלי חיים של מחלה אוטואימונית מכוונת המיאלין במערכת העצבים המרכזית. כמו MS האדם, EAE מאופיין בדרך כלל על ידי חדירה של תאי מערכת החיסון של מערכת העצבים המרכזית, ובמקרים מסוימים, demyelination 2. עם זאת, את המידה שבה נתון כל מודל EAE דומה האדם MS בחלקו תלוי המין או זן בשימוש ועל המורכבות של תגובה אוטואימונית נגד המיאלין הבסיסי.
אוטואימוניות נגד המיאלין יכולות להיגרם באופן ניסיוני במספר דרכים, אך השיטה הנפוצה ביותר בשימוש כיום היא לחסן עכברים עם פפטיד קצר של חומצות אמינו מחק את CD4 immunodominant + epitope תא T של חלבון המיאלין. זה מייצג את הדרישה המינימלית כדי לעורר תגובה פתוגניים. אולי הנפוצות ביותר של אלה הוא פפטיד חומצה 21 אמינו נגזר גליקופרוטאין oligodendrocyte המיאלין (ש"א 35-55), אשר משמש כדי לגרום EAE ב C57Bl / 6 עכברים 3. עם זאת, עבור כמה מטרות ניסוי רצוי או אפילו צורך לחסן עם אנטיגנים חלבון גדולים ואכן ישנם מספר יתרונות לכך על חיסון עם פפטיד קצר. ראשית, בגלל הגבלת MHC, פפטידים קצרים הם בדרך כלל יעילים רק בטווח מצומצם מאוד של זנים, בעוד אנטיגנים חלבון גדולים המייצגים גם את החלבון השלם או תחום מסוים יכולים להיות מעובד בדרך כלל לצורך הציג זני עכבר מרובים טהור או אפילו במינים שונים 4. שנית, אנטיגן חלבון גדול מסוגל גרימת תגובה חיסונית מורכבת יותר שילוב סוגים נוספים של הלימפוציטים הכרת אנטיגן, ולא limitinהכרת אנטיגן גרם לתאי T מסוג CD4 +. לדוגמא, תאי B באמצעות קולטן תא B שלהם (BCR) אינטראקציה ישירה עם שלם ולא חלבון מעובד. אנחנו ואחרים הראו תאי B מופעל על ידי חיסון MOG 35-55 אינם מכירים MOG חלבון 5. מאחר ותאי B הודגמו לאחרונה לשחק תפקיד פתוגניים האדם MS 6, מודלים EAE המשלבים תאי B בפתולוגיה אוטואימוניות חשובים יותר ויותר.
למרות היתרונות של שימוש אנטיגנים חלבון גדול יותר כדי לגרום EAE, נותרו כמה מקורות זמינים מסחרית עבור חלבונים כאלה. ואכן, בעוד פפטידים קצרים כמו MOG 35-55 יכול להיות מסונתזים מהר מאוד ובעלות נמוכה יחסית, האפשרויות המסחריות לחלבון MOG מוגבלות עלות משמעותית יותר לרכוש. עם זאת, ישנם מספר וקטורי ביטוי זמין עבור קבוצות מחקר כדי ליצור תחום תאי ש"א (ש"א 1-125) עצמם. However, כל מערכות הביטוי שזיהינו בספרות מבוססת על טכנולוגיות ישנות יותר כי הוחלפו מאז עם מערכות ביטוי יעילות יותר 7. יתר על כן, רובם מבוססים על MOG חולדה או אדם 8. עבור חקירות כמה אוטואימיוניות בעכברים, אנטיגן מבוסס על autoantigen העכבר MOG עדיף. לבסוף, כל חלבונים המבוססים MOG שזיהינו, או המסחריים או כמו וקטורי ביטוי, הם חלבוני היתוך המכילים חומצות אמינו נוספות לבסיס MOG 1-125. אלה כוללים תג לטיהור ובדרך כלל רצפים אחרים גם כן, רבים מהם עם פונקציה לא הצלחנו לזהות.
כדי לטפל במגבלות אלה, שעוררנו חלבון היתוך רומן המבוסס על תחום MOG העכבר התאי התמזג תג המכיל thioredoxin כדי להילחם insolubility הידוע של MOG חלבון 5. רצף תג גם מכיל רצף 6xHis לטיהור וכן CLE פרוטאז TEVavage אתר המאפשר עבור הסרה מלאה של כל רצפי תג, אם תרצה בכך. זוהי השיטה היחידה שאנו מודעים לייצר חלבון MOG 1-125 טהור. כדי להקל על ייצור של כמויות גדולות של חלבון, רצף MOG 1-125 היה קודון אופטימיזציה עבור ביטוי חיידקים חלבון היתוך תג MOG הוכנס למערכת הביטוי PET-32. כאן אנו מתארים בפרוטרוט את הפרוטוקול לייצר ולטהר חלבון תג MOG, וטהור MOG 1-125, תוך שימוש בציוד שאינו מתמחה לרשות ברוב מעבדות אימונולוגיה.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
1. אינדוקציה חלבון
הערה: בשלבים הבאים, חיידקי קולי BL21 Escherichia הפך עם וקטור PET-32 המכיל את רצף עבור היתוך תג MOG חלבון (ראה התייחסות 5 ואיור 1) גדלים לצפיפות גבוהה הם המושרה אז לבטא את חלבון תג MOG . ראה איור 2 עבור ציר זמן כולל - לב שימים הם נקודות עצירה משוערות חלופיות מצוינות בפרוטוקול. אם מתחילים עם DNA וקטור PET-32 ש"א תג מטוהרים, יהיה צורך להפוך אותה כימית לתוך BL21 E. המוסמכת חיידקי קולי באמצעות מבחר אמפיצילין, כפי שכבר היטב תיאר 9. טרנספורמציה מוצלחת יכולה להיות מאושרת על ידי טיהור DNA מחיידקים שנבחרו באמצעות ערכת מסחרי רגיל, ואחריו עיכול עם הגבלה אנזימים AGE1 ו Sac1 לייצר להקה 424 נ"ב על ג'ל agarose 10.
2. חלבון תג קציר MOG
הערה: בשלב זה, החיידק יהיה הניבה כמויות גדולות של חלבון תג MOG. כדי לקצור תג MOG, חיידקים הם lysed הראשון חיץ X-100 Triton ואחריו sonication. תג ש"א הוא שוחרר אז מגופי הכלה מפוגל עם imidazole ו guanidine, וכתוצאה מכך פתרון חלבון גולמי המכיל את חלבון תג MOG.
3. טיהור חלבון
הערה: בשלבים הבאים חלבון תג MOG יהיה מטוהר באמצעות 4 סיבובים של קליטה על שרף ניקל טעון (באמצעות התג שלו) ו elution.
4. מדידת ריכוז חלבון
הערה: לפני שתמשיך יש צורך לכמת את כמות החלבון המטוהר MOG תג שנוצר בסעיף 3. ערך זה ישמש כדי לקבוע את הנפח הסופי לרכז את החלבון בסוף הפרוטוקול. אנו מתארים ברדפורד Assay תקן כאן. ריכוז חלבון תג MOG מטוהר נקבע על ידי השוואת ספיגת ספקטרלי של סדרתי dilutחלבון תג ed MOG כדי עקומת סטנדרט של אלבומין בסרום שור (BSA) בריכוז ידוע.
ילדה = "jove_title"> 5. דיאליזה
הערה: הדיאליזה מבוצעת כדי להסיר guanidine בהדרגה מהפתרון המכיל תג מטוהר, מפוגל MOG לאפשר החלבון ולקפל. יש להקפיד במהלך שלב זה כמו MOG עצמו הוא מאוד מסיס, ובזמן הזה הוא השתפר על ידי נוכחות של תג thioredoxin, הוא עדיין נוטה לבוא מתוך פתרון. לכן, מקפל צריכה להתבצע בהדרגה בריכוז תג יחסי נמוך MOG.
6. חלבון תג ריכוז MOG
הערה: בשלב האחרון, וקפל MOG חלבון תג מרוכז הדילול עובד לאחסון. כמו תג MOG מאוד מסיס, זה לא יעלה על 5 מ"ג / מ"ל. ריכוז זה כ equimolar עם 0.4 מ"ג / מ"ל MOG 35-55 פפטיד, אשר משמש בדרך כלל כדי לגרום EAE בעכברים (מעורב 1: 1 עם adjuv של פרוינד המלאהנמלה (CFA)). במהלך תהליך הריכוז אין זה נדיר עבור כמות קטנה של חלבון לבוא מתוך פתרון בצורת משקע לבן. ממטרי יתר הוא בעיה, עם זאת.
7. יצירת MOG 1-125 מהתג MOG שימוש פרוטאז TEV (אופציונלי)
הערה: צעד אופציונאלי זה ממשיך מסוף בשלב 4. אם MOG 1-125 ללא כל רצפי תג נוספים נדרש, רצפי התג ניתן להסיר באמצעות פרוטאז TEV (איור 4). ככל שאנו מודעים, אין מערכת ביטוי אחרת מסוגלת לייצר 1-125 MOG טהור. עם זאת, יש לציין כי ללא תג thioredoxin, MOG 1-125 הוא מסיס מאוד וזה עלול לגרום לבעיות במהלך טיהור וטיפול, ומסיבה זו להסיר את התיוג אם הכרחי מסיבות ניסיון. כמה שלבים נדרשים ליצור 1-125 MOG טהור. תג ש"א הוא dialyzed הראשון למאגר מחשוף פרוטאז TEV. בעקבות עיכול עם פרוטאז TEV, הנפח מצטמצם לסייע עם הטיהור מאוחר steps, אז dialyzed למאגר B, ולאחר מכן רצף התג המכיל התג שלו מוסר באמצעות שרף ניקל. לבסוף, חלבון כימות הטהור MOG 1-125 מרוכז לריכוז הסופי.
8. SDS-PAGE ג'ל כדי לאשר הפקת תג MOG וטוהר
הערה: דגימות שנלקחו צעדים 1.4, 2.1, 3.4, ו -6.4 מנותחים על ידי SDS-PAGE תקן לאשר ייצור תג MOG וטוהר. צעד זה צריכה להתבצע לאחר הטיהור הסופית של תג או ש"א או ש"א 1-125.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
לאחר הטיהור הושלמה, דגימות שנאספו צעדים 1.4, 2.1, 3.4, ואת המוצר הסופי משלב 6.4 צריך לרוץ על ג'ל חלבון (איור 3 א). תג MOG צריך להופיע תחילה כלהקת 31.86 kDa במדגם T O / N, אך לא T 0, וצריך להיות בלהקה היחידה במוצר הטהור הסופי. כדי לבדוק אם חלבון תג MOG התקפל כראוי, חלבון תג MOG יכול לשמש תווית תאי MOG-חלבון מסוימים B על ידי FACS. על ידי לימפוציטים תיוג עכבר עם דילול 1: 1,000 של ...
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
הנה, יש לנו תיאר פרוטוקול לייצור חלבון תג MOG וכיצד ליצור MOG טהור 1-125 מן החלבון תג MOG. פרוטוקול זה מבוסס הוא על שיטות טיהור חלבונים מבוססות תקן שלו-תג, כמו גם פרוטוקול שתואר לעיל עבור הדור של חלבון MOG מבוסס מבוגר 15. למרות זאת הוא לא תיאר כאן, השימוש העיקרי של חלבון תג ש"א היא לגרום EAE באמצעות חיסון עם אנטיגן חלבון. פרוטוקול המתאר כיצד EAE מושרה בעכברים, אשר תואם את חלבון תג MOG, ניתן למצוא התייחסות ...
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
המחברים מצהירים שאין אינטרסים פיננסיים מתחרים.
עבודה זו נתמכה על ידי מענק מהאגודה לטרשת נפוצה של קנדה. RWJ זכה בפרס הדוקטורט של אגודת וו לתואר שני בקנדה.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
| שם | חברה | מספר קטלוג | הערות |
|---|---|---|---|
| BL21 E. coli- pet32-MOGtag | Kerfoot מעבדה | חיידקים אלה נדרשים לייצור חלבון MOGtag. מלאי גליצרול של חיידקים אלה זמין לפי בקשה. | |
| טחנת מרק LB | ביושופ | LBL407.1 | |
| Ampicillin | bio basic | AB0028 | Reconsititize את האבקה ל-50% אתנול / 50% H2O ב-100 מ"ג/מ"ל. יש לאחסן ב-20 מעלות צלזיוס. |
| IPTG | Bioshop | IPT002.5 | החזר את האבקה ל-H2O ב-1M ואחסן ב-20 מעלות צלזיוס. |
| ליזוזים ביצת תרנגולת | ביושופ | LYS702.10 | להרכיב מחדש ב-H2O ב-50 מ"ג/מ"ל ולאחסן ב-80 מעלות צלזיוס. |
| Triton-X100 | Sigma | T-8532 | |
| טכנולוגיות חיי | מלח חוצץ פוספט | 20012-027 | צורך במי מלח חוצץ פוספט מסחריים, כל מי מלח חוצץ פוספט מתוצרת מעבדה סטנדרטית מספיק. |
| נתרן כלורי | ביושופ | SOD004.1 | |
| Tris-HCl | Bioshop | TRS002.1 | |
| Imidazole | Bioshop | IMD508.100 | |
| Guanidine-HCl | Sigma | G3272 | האיכות חייבת להיות גבוהה מ-98% טוהר. |
| 0.5 M | EDTA bioshop | EDT111.500 | |
| ניקל (II) סולפט | Bioshop | NIC700.500 | |
| שרף הקישור שלו | EMD Millipore | 69670-3 | אחסן ב-20% אתנול 80% H2O ב-4 מעלות; C |
| אלכוהול מסחרי אתנול נטול מים | P016EAAN | לדלל במים לפי הצורך. | |
| חומצה אצטית קרחונית | Bioshop | ACE222.1 | |
| נתרן אצטט טריהידרט | Bioshop | SAA305.500 | |
| סרום בקר אלבומין סטנדרטי | bio-rad | 500-0206 | |
| בדיקת חלבון Bio-rad תרכיז מגיב צבע | bio-rad | 500-0006 | |
| חומצה אתילנדיאמין טטראצטית, מלח דיסודיום דיהידרט | פישר מדעי | BP120-500 | |
| Tris-base | Bioshop | TRS001.1 | |
| 7000 MW צינורות דיאליזה מעור נחש | Thermoscientific | 68700 | |
| 2-mercaptoethanol | Sigma | M3148-25ml | אין לטפל במגיב זה מחוץ למכסה אדים. |
| AcTEV פרוטאז | lifetechnologies | 12575-015 | ייצור פרוטאז TEV משלך יכול להתבצע באמצעות (https://www.addgene.org/8827/) ולטהר אותו כמו בהתייחסות 17 |
| פוליאתילן גליקול 3350 | ביושופ | PEG335.1 | |
| פוליאתילן גליקול 8000 | ביושופ | PEG800.1 | |
| Nunc MaxiSorp שטוח תחתון 96 באר צלחת | ebioscience | 44-2404-21 | |
| Sonicator | Fisher scientific | FB-120-110 | |
| Eon microplate spectrometer | Biotek | 11-120-611 | ציוד זה משתמש בתוכנת ניתוח הנתונים Gen5. |
| תוכנת ניתוח נתונים Gen5 | BioTek | ||
| נתרן דודציל סולפט | ביושופ | SDS001 | |
| ברומופנול כחול | ביושופ | BRO777 | |
| גליצרול | ביושופ | GLY001 | |
| עמודות התפלת חלבון | Thermoscientific | 89849 | |
| גליצין | ביושופ | GLN001 | |
| טרומי 12% פוליאקרילאמיד ג'ל | ביו-ראד | 456-1045 | |
| מגיב כתמים מהיר | EMD Millipore | 553215 | |
| ג'ל עגינה EZ imager | bio-rad | 1708270 | |
| מגש דגימת אור לבן | ביו-ראד | 1708272 | משמש יחד עם מצלמת EZ של תחנת ג'ל לכתמים כחולים של coomassie |
| סולם חלבונים | ביו-ראד | 1610375 |
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
בקש הרשאה לשימוש חוזר בטקסט או באיורים של מאמר JoVE זה
בקש הרשאה