הרכב החלבון של שסתום המיטרל האנושי עדיין לא ידוע חלקית, משום שהניתוח שלו מסובך על ידי תאימות נמוכה ולכן על ידי ביוסינתזה חלבונית נמוכה. עבודה זו מספקת פרוטוקול ביעילות לחלץ חלבון לניתוח של proteome שסתום מיטרלי.
הרשמה ל-JoVE נדרשת לצפייה בתוכן זה. התחברו או התחילו בגרסת ניסיון בחינם.
מאמר שיטה
הרכב החלבון של שסתום המיטרל האנושי עדיין לא ידוע חלקית, משום שהניתוח שלו מסובך על ידי תאימות נמוכה ולכן על ידי ביוסינתזה חלבונית נמוכה. עבודה זו מספקת פרוטוקול ביעילות לחלץ חלבון לניתוח של proteome שסתום מיטרלי.
ניתוח של proteome הסלולר יכול לעזור להבהיר את המנגנונים המולקולריים שבבסיס מחלות עקב פיתוח של טכנולוגיות המאפשרים זיהוי בקנה מידה גדול וכימות של חלבונים הנוכחי במערכות ביולוגיות מורכבות.ידע שנרכש מתוך גישה proteomic יכול להוביל הבנה טובה יותר של המנגנונים הפתוגניים המונחים ביסוד מחלות, ומאפשרת זיהוי של סמני מחלה אבחנתיים ופרוגנוסטיים חדשים, וכן, בתקווה, של מטרות טיפוליות. עם זאת, שסתום מיטרלי הלב מייצג מדגם מאתגר מאוד עבור ניתוח proteomic בגלל הסלולר נמוכה ב proteoglycan ו קולגן מועשר תאיים מטריקס. זה עושה את זה מאתגר לחלץ חלבונים לניתוח proteomic העולמי. עבודה זו מתארת פרוטוקול התואם ניתוח חלבון לאחר מכן, כגון proteomics כמותי immunoblotting. זה יכול לאפשר את המתאם של נתונים דאגהG ביטוי חלבון עם נתונים על ביטוי mRNA כמותי ניתוח כמותי אימונוהיסטוכימיים. ואכן, גישות אלה, כאשר ביצע יחד, יוביל להבנה מקיפה יותר של המנגנונים המולקולריים שבבסיס מחלות, מ mRNA כדי שינוי שלאחר החלבון translational. לכן, שיטה זו יכולה להיות רלוונטית לחוקרים המעוניינים במחקר physiopathology שסתום הלב.
עדויות האחרונות שינו את ההבנה של התפקידים של מנגנונים רגולטוריים רבים המתרחשים לאחר סינתזת mRNA. ואכן, תהליכים טרנסלציוניים, פוסט-תעתיקיים ופרוטוליטיים יכולים להסדיר את שפע החלבון ולתפקודו. הדוגמה - שאומרת כי ריכוזי ה- mRNA הם פרוקסי לאלה של החלבונים המתאימים, בהנחה שרמות התמלילים הן הגורם העיקרי לשפע החלבון - תוקנו חלקית. למרות זאת, רמות התמליל רק מנבאות באופן חלקי את כמות החלבון, מה שמרמז על אירועים פוסט-תעתיק להתרחש כדי לווסת את החלבונים בתוך תאים 1 , 2 .
יתר על כן, חלבונים בסופו של דבר להכתיב את הפונקציה של התא ולכן להכתיב פנוטיפ שלה, אשר יכול לעבור שינויים דינמיים בתגובה גורמים אוטוקרינית, פאראקרין, אנדוקרינית; מתווכים עם דם; טֶמפֶּרָטוּרָה; טיפול תרופתי; ואת המחלה לפתחמנט. לפיכך, ניתוח הביטוי התמקדו ברמת החלבון הוא שימושי כדי לאפיין את proteome ולפרם את השינויים הקריטיים המתרחשים אליו כחלק מחולי המחלה 3 .
לכן, את ההזדמנויות כי proteomics הנוכחי כדי להבהיר בריאות ומחלות התנאים הם אדירים, למרות האתגרים הטכנולוגיים הקיימים. התחומים המבטיחים במיוחד של מחקר, שבהם יכולים פרוטאומיסטים לתרום: זיהוי של ביטוי חלבון שונה בכל רמה ( כלומר, תאים שלמים או רקמות, תאים תת-תאיים ונוזלים ביולוגיים); זיהוי, אימות ואימות של סמנים ביולוגיים חדשים המשמשים לאבחון ולפרוגנוזה של מחלות; וכן, בתקווה, זיהוי של מטרות חלבון חדש שניתן להשתמש בהם למטרות טיפוליות, כמו גם להערכת יעילות התרופות ואת הרעילות 4 .
לכידת המורכבות שלהפרוטאום מייצג אתגר טכנולוגי. כלים proteomic הנוכחי מציעים את ההזדמנות לבצע בקנה מידה גדול, תפוקה גבוהה ניתוח עבור זיהוי, כימות, ואימות של רמות חלבון השתנה. בנוסף, הכנסת שיטות חלוקה והעשרה, שמטרתן למנוע את ההפרעה הנגרמת על ידי החלבונים השופעים ביותר, שיפרה גם את זיהוי החלבון על ידי הכללת החלבונים הפחות שופעים. לבסוף, proteomics הושלמה על ידי ניתוח של שינויים לאחר translational, אשר בהדרגה מופיעים כמו מאפננים חשובים של תפקוד החלבון.
עם זאת, ההכנה המדגם התאוששות חלבון בדגימות ביולוגי תחת ניתוח עדיין להישאר הגבלת הצעדים של זרימת העבודה proteomic ולהגדיל את הפוטנציאל האפשרי pitfalls 5 . ואכן, ברוב טכניקות ביולוגיה מולקולרית כי חייב להיות מותאם, הצעדים הראשונים הם homogenizat רקמותיון ותאי תא, במיוחד במהלך ניתוח של חלבונים בשפע נמוכה עבורם שיטות הגברה לא קיימים. בנוסף, הטבע הכימי של חלבונים יכול להשפיע על ההתאוששות שלהם. לדוגמה, ניתוח של חלבונים הידרופובי מאוד הוא מאתגר מאוד, כי הם מזרזים בקלות במהלך ההתמקדות isoelectric, בעוד חלבונים ממברנה טרנס הם כמעט בלתי מסיסים (נסקרת ב הפניה 5). יתר על כן, השתנות הרכב הרקמה יוצרת מחסום משמעותי לפיתוח שיטת החילוץ האוניברסלית. לבסוף, כי כמעט כל הדגימות הקליניות הן של כמות מוגבלת, זה חיוני כדי לאפשר הכנת חלבון עם התאוששות מקסימלית reproducibility מ כמויות מדגם מינימלי 6 .
עבודה זו מתארת פרוטוקול אופטימיזציה עבור החילוץ חלבון מן השסתום המיטרלי של הלב האנושי, המייצג מדגם מאתגר מאוד עבור ניתוח proteomic. שסתום מיטרלי רגיל הוא compמבנה lx שוכב בין אטריום שמאל החדר השמאלי של הלב ( איור 1 ). זה משחק תפקיד חשוב בשליטה על זרימת הדם מן אטריום החדר, מניעת backflow ולהבטיח את רמת נאותה של אספקת חמצן לכל הגוף, ובכך לשמור על פלט לב נאותה. עם זאת, הוא נחשב לעתים קרובות רקמה "לא פעילה", עם תאיות נמוכה כמה רכיבים, בעיקר מטריקס תאיים. הסיבה לכך היא, בתנאים נורמליים, התאים intervitial valvular תושב (VICs) להציג פנוטיפ שקט עם שיעור נמוך biosynthesis חלבון 7 .
עם זאת, הוכח כי במצב פתולוגי, מספר VICs ב spongiosa עולה סינתזת החלבון שלהם מופעל, יחד עם שינויים פונקציונליים אחרים פנוטיפי 8 . לכן, אין זה מפתיע כי הנתונים המינימליים הזמיניםהספרות מתמקדת בניתוח של שסתומים מיטרליים פתולוגיים 9 , 10 , שבהם מספר מוגבר של VICs מופעל עשוי להסביר את המספר הגבוה יחסית של חלבונים מזוהים.
לסיכום, פרוטוקול זה עשוי לשמש כדי להבין את ההבנה של מנגנונים פתוגניים האחראים על מחלות שסתום מיטרלי באמצעות מחקר של מרכיבי חלבון מיטרלי שסתום. ואכן, הבנה גדולה יותר של התהליכים הפתולוגיים הבסיסיים יכולה לסייע בשיפור הניהול הקליני של מחלות שסתום, אשר האינדיקציות הנוכחיות שלהם להתערבות מבוססות במידה רבה על שיקולים המודינאמיים.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
בפרוטוקול זה, לבבות האדם נאספים במהלך explantation multiorgan (זמן איסכמיה קר של 4-12 שעות, כלומר 6 ± 2 שעות) מתורמים רב איברים שלא נכללו בהשתלת איברים מסיבות טכניות או פונקציונליות, למרות פרמטרים אקו-קרדיוגרפיים רגילים. הם נשלחים לבנק רקמות לב וכלי דם של מילאנו, מונזינו Cardiologic מרכז (מילאנו, איטליה) עבור הבנקאות של שסתומים אבי העורקים ריאתי. העלונים האחוריים המיטרליים אינם משמשים למטרות קליניות, ולכן הם נאספים במהלך בידוד שסתום אבי העורקים וריאתי לאחר קבלת הסכמה מדעת מצד קרובי התורמים. רקמת ההשתלה והמחקר נאספת רק לאחר הסכמת ההורים; בגיליון ההסכמה, הם מסמיכים (או לא) את השימוש ברקמת הלב למחקר רק אם אינו מתאים לשימוש קליני בבני אדם ( כלומר, בעיות מיקרוביולוגיות, תפקודיות וסרולוגיות), בהתאם להנחיות ועדת האתיקה שלמרכז קרדיולוגי של מונזינו.
1. הכנת שסתום Mitral
2. חלבון מיצוי
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
החילוץ והפירוק של חלבונים במאגר אוריאה תואם באופן ישיר עם שיטות proteomic מבוסס על isoelectrofocusing (דו מימדי אלקטרופורזה (2-DE) 11 ו בשלב נוזלי isoelectric התמקדות (IEF) 12 ) ועם immunoblotting לאחר דילול במאגר Laemmli 13 המכיל קוקטייל מעכב פרוטאז 14 .
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
צעד קריטי אחד של פרוטוקול זה הוא השימוש של חנקן נוזלי להקפיא את המדגם כדי לצנן את מערכת המטחנה. השימוש בחנקן נוזלי מונע השפלה ביולוגית ומאפשר אבקה יעילה, אבל זה דורש הכשרה ספציפית לטיפול בטוח.
בפרוטוקול זה תכונות מערכת המטחנה עבור מדגם שחיקה כי דגימות קטנות קשה להתאושש מרגמה רגילה ועלי. במקרה זה, דגימות קטנות להתפשט כמו אבקה דקה על פני השטח מרגמה, טיוח אוסף קשה. יתרון נוסף הוא כי המטחנה ממונע, אשר מאפשר מספר גדול...
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
למחברים אין מה לחשוף.
משרד הבריאות האיטלקי תמך במחקר זה (RC 2013-BIO 15). אנו מודים לברברה מישלי על עזרתה הטכנית המצוינת.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
| שם | חברה | מספר קטלוג | הערות |
|---|---|---|---|
| תמיסת | 0.9% NaCl | ||
| Eurocollins A | SALF | 30874046 | מדיום הובלת איברים מאוזן. שלב 400 מ"ל של Eurocollins A עם 100 מ"ל Eurocollins B כדי לקבל מדיום |
| B | SALF | 30874022 | מדיום הובלה של איבר מאוזן. שלב 400 מ"ל של Eurocollins A עם 100 מ"ל Eurocollins B כדי להשיג |
| חיי גשר | ויסקונסין | RM/N 4081 | מדיום הובלה מאוזן של איברים |
| Biohazard אוויר זרימה אנכית | ברדינולה | Class A סיווג GMP | |
| Dewar Flask | Thermo Scientific | Nalgene 4150-1000 | |
| מערכת Cryogrinder | אבחון OPS | CG 08-01 | מערכת מטחנה המכילה מרגמות, עליים ומברג |
| מלקחיים | |||
| מרית | |||
| אזמל סטרילי חד פעמי | Medisafe | MS-10 | |
| מספריים | הניתנים לחיטוי | ||
| בחירות | ניתנות לחיטוי | ||
| וילון סטרילי חד פעמי | Mon& Tex | 3.307.08 | |
| תמיסת עיקור עם אלכוהול | 70% אלכוהול איזופרופיל | ||
| תמיסת עיקור עם מי חמצן | 6% מי חמצן | ||
| מיקרופיפטה, 1 מ"ל, עם טיפים | |||
| 15 מ"ל צינורות צנטריפוגה | VWR בינלאומי | 9278 | |
| 1.7 מ"ל צינורות צנטריפוגה | VWR חוצץ אוריאה PIER90410 | ||
| 8 M אוריאה, 2 M thiourea, 4% w/v CHAPS, 20 מ"מ Trizma, 55 mM Dithiotreitol | |||
| Dithiotreitol | Sigma aldrich | D0632-5G | לשימוש עבור מזרק חיץ אוריאה |
| 50 מ"ל | PIC | לשימוש לסינון מאגר אוריאה | |
| 0.22 ומיקרו; m filter | Millipore | SLGP033RB | שישמש לסינון מאגר אוריאה |
| PFTE עלי, 2 מ"ל | Kartell | 6302 | חלק מ-Potter-Elvehjem הומוגנייזר |
| בורוסיליקט מרגמה זכוכית | Kartell | 6102 | חלק מ-Potter-Elvehjem הומוגנייזר |
| Stirrer | VELP scientifica | Stirrer DLH | שישמש להומוגניזציה על ידי Potter-Elvehjem |
| Bradford Protein Assay | מעבדות ביו-ראד | 5000006 | |
| מסובב צינור | Pbi International | F205 | |
| חנקן | |||
| רדיד | |||
| קופסת | |||
| קרח | |||
| לצנטריפוגה של צינורות צנטריפוגה של 1.7 מ"ל בטמפרטורה של 13,000 x גרם | |||
| מקפיא -80° C | |||
| חיטוי | |||
| איזון | |||
| כפפות קריוגניות לחנקן | |||
| כפפות | |||
| אוורור מאולץ מקצועי ותנור | לעיקור | ||
| קוקטייל מעכב פרוטאז | Sigma aldrich | P8340-5ML | 100X פתרון |
| ProteoExtract ערכת משקעים לחלבון | Calbiochem | 539180 | |
| RapiGest | Waters | 186001861 | |
| Cyto | www.cytoscape.org | גרסה 2.7 | פלטפורמת תוכנה לניתוח אונטולוגיה גנטית |
| תוסף BiNGO | http://apps.cytoscape.org/apps/bingo | גרסה 3.0.3 | לניתוח אונטולוגיה גנטית |
| AlphaB Crystallin/CRYAB נוגדן | Novus Biologicals | NBP1-97494 | נוגדן חד שבטי של עכבר כנגד CryAB |
| Septin-11 נוגדן | נובוס ביולוגי | NBP1-83824 | נוגדן רב-שבטי של ארנב נגד septin-11 |
| FHL1 נוגדן | נובוס ביולוגי | NBP-188745 | נוגדן רב-שבטי של ארנב כנגד נוגדן דרמטופונטין FHL-1 |
| Novus Biologicals | NB110-68135 | נוגדן רב-שבטי ארנב נגד דרמטופונטין | |
| עז אנטי עכבר IgG HRP | סיגמא אולדריץ | ' A4416-0.5ML | נוגדן משני לאימונובלוטינג |
| עז אנטי ארנב מעבדות IgG HRP | Bio-Rad מעבדות | 170-5046 | נוגדן משני לאימונובלוטינג |
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.