המטרה הכוללת של CEI כפי שמתואר כאן היא לספק פרוטוקול חורג מעודכן לניתוח חלבונים היעד של טסיות האדם. הקצאה של מולקולה חתימה מבוססת דם היא אחת המשימות החשובות ביותר בתחום של פיתוח ביואריקר במחלות ניווניות האדם, כגון מחלת אלצהיימר (AD), amyotrophic לרוחב טרשת נפוצה (ALS), אוני הטמפורלית ניוון (ftld), מחלת פרקינסון (PD), הכללת ומבגו (IBM), ושאר התנאים הפתולוגית לצבירת חלבונים הרלוונטיים. זיהוי של כמויות דקות של חלבונים כגון חתימה בכמויות גדולות של דם עם סוכנים רבים מפריעים הוא אתגר. לכן, הספציפיות, הרגישות, היכולת להתמודד עם מספר רב של דגימות, והיעדר האפשרות של השיטה שנבחרה הם קריטיים.
טסיות האדם יכול לשמש כסביבה לזהות ולהקצות חלבונים בסמנים פוטנציאליים עבור מחלות ניווניות. טסיות לספק את ההזדמנות לשמש מודל מחליף תא הראשי, אשר משקפים כמה תכונות של תאים עצביים1,2,3. יש תכונות מסוימות העושות טסיות אחד האמצעים המועדפת כדי לנתח חלבונים המועמד מועמדים ונגזרות כימיים שלהם. ראשון, טסיות ניתן לרכוש בקלות באמצעות גישה פחות פולשנית על ידי איסוף דם מתורמים (כלומר, לנקב) או בכמויות גדולות מבנקים דם הקהילה. שנית, טסיות ניתן לבודד בקלות מן הדם כולו עם עבודת הכנה מינימלית במעבדות מצויד מינימלית4,5. שלישית, טסיות אין גרעין; לכן, הם תא מודל טוב ללמוד שינויים בחילוף החומרים ללא התקנה הטרנססקריפט. רביעית, התוכן הסמנים של טסיות הוא אנקפסולציה; לכן, הסביבה מיקרוטסיות מגן על תוכנו מפני חומרים מפריעים סרום (כלומר, הפרוטסים). פלזמה חמישית, טסיות מועשר ניתן לאחסן בטמפרטורת החדר במשך 7 – 8 ימים מבלי לאבד פעילות מטבולית. לכן, טסיות לספק מודל עובד שבו גורמים חיצוניים ממוזערים ומבוקרת.
שיטות חיסוני מסורתיות כגון מעטפת חיסונית (למשל, בלופים מערביים) ושיטת חיסוני מקושרת של אנזימים (אליסה) משמשות יותר בניתוח חלבונים ספציפי. עם זאת, שתי שיטות אלה יש מספר חסרונות, כולל מספר שלבי מידע, הדרישה של כימיקלים מסוכנים ריאגנטים, גודל דגימה גדולה, בעיות עם שינוי ביכולת הנתונים, ובין הפעלה מושתנים מידע. אלה התבקשו להתפתחות של שיטה פשוטה יותר עם פחות צעדים והשגה בתקופה קצרה יחסית. למרות שטכניקת האבן המערבית הקלאסית תישאר שיטת מעבדה פופולרית, הליך רב-השלבים שלה, אספקה, פסולת רעילה (כלומר, אקרילאמיד, מתנול וכו ') וזמן הטיפול הופכים להיות פחות רצויים בעת ביצוע תפוקה גבוהה כמותית . ניתוח חלבונים
הגישה CEI אוטומטי הוא הופך בהדרגה שיטה של בחירה עבור מעבדות המבצעות תפוקת התפוקה גבוהה חלבון אומר6. CEI מבטלת את הצורך ג'ל, אלקטרופורזה ג'ל מכשירים, ממברנות, אלקטרופורזה והעברת התקנים אלקטרו, וטיפול פיזי עורבות. אם תוכננה היטב, יש להשלים את מערך CEI בתוך כ 3.5 h, כולל ניתוח נתונים כמותי, electropherogram באיכות הפרסום וגרפים בעלי אנליזה סטטיסטית. עליונות נוספת של מערכת cei היא הדרישה של 10x-20x פחות ריכוז החלבון, מה שהופך אותו אידיאלי לשימוש בדגימות אנושיות בשימוש בניסויים קליניים7,8.
החלק הקריטי ביותר של CEI הוא אופטימיזציה של תנאי הטיפול עבור כל נוגדן שנרכשו מספקים שונים, סוג של נוגדן (חד שבטיים לעומת polyclonal בטים), ריכוז החלבון האופטימלי, הכנה לדוגמה, הטמפרטורה מדגם לדוגמה, ומתח האלקטרופורזה מוחל על נימים. פיתחנו שיטת מיטוב בתבנית יחידה עבור CEI שצריך להיות מיושם לפני כל assays חדש, אשר יחסוך זמן ומשאבים. צעד זה אופטימיזציה ואחריו הערכה כמותית אוטומטית של נגזרים הכולל והזרחתית של התגובה הטרנסניתית של DNA/RNA כריכת חלבון (TARDP). בשל גודלו (43 kDa), ראשי התיבות TDP-43 ישמשו לאורך הנייר הזה. כאן, TDP-43 חלבון בטסיות הדם האנושית ליפוסט המתקבל מהחולים ALS מוערך כדי לעזור לפתח ערך זרחון חזוי (PPV) כמו בסמנים פוטנציאליים התחזיות.
TDP-43 הוא מועמד פוטנציאלי מחלה חדשה ביוארקר עבור ALS. TDP-43 הוא חלבון בכל מועד בכל התאים הנוקלאווניים; לכן, את הפונקציות של tdp-43 במהלך שונות הסלולר אירועים נורמליים במחלות ניווניות נחקרו9,10,11,12,13,14. למרות tdp-43 הוא חלבון גרעיני15, יש לו את היכולת הסעה פנימה והחוצה בין הגרעין והציטופלסמה בשל נוכחותם של לוקליזציה גרעינית ורצפים ייצוא גרעיני16,17,18,19. Cytoplasmic TDP-43 מעורב באירועים סלולריים שונים, כגון היציבות mRNA והתחבורה, תגובת הלחץ, פונקציה מיטוכונדריאלי, המשך באופן אוטומטי כמה20. עם זאת, לא הרבה ידוע על התפקיד של נגזרות זרחני של TDP-43 מלבד המעורבות שלהם בפתוגנזה של מחלה ניווניות21.
פרוטוקול זה ממחיש כיצד לייעל את תנאי הגישה כדי לנתח את התוכן של TDP-43 ואת נגזרת זרחתיה שלה בטסיות באמצעות הגישה CEI. מאז זרחני TDP-43 אינו זמין מסחרית, הוא מוצע להשתמש בערך זרחון חזוי (PPV) כדי להעריך את הפרופילים של TDP-43 בחולים ALS. מערכת CEI זו מנצלת נפח קטן של תערובת לדוגמה (2.5 – 3.0 μL לכל נימי דם). הגדרת עוצמת הקול הכוללת של שיטת האחסון היא 8.0 μL לכל קפילר בהתבסס על פרוטוקול היצרן; מכאן, החוקרים יכולים להשתמש אחד לדוגמה תערובת הכנה לשני מסלולים נפרדים. היצרן עיצב את פרוטוקול הספק כך שכל שגיאות הליטוף יהיו מזעריות, אם לא יבוטלו לחלוטין. The 24 האדם בודדים טסיות לדוגמה תערובות מחולקים לחצי כרכים (כלומר, 2.5 – 3.0 μL לכל מדגם) ו ניתח ברציפות אלה על ידי שני נוגדנים שונים בתוך ~ 7 h. מערכת ה-CEI המתוארת כאן מספקת מודאליות רצויה של תפוקה גבוהה. משתמשים צריכים לבדוק נוגדנים מספקים שונים ושיטות הכנה לדוגמה עבור חלבון היעד לפני ביצוע הקרנה בקנה מידה גדול.