הדמיה חיה של דגי נויטרופילים/מקרופאגים טרנסגניים שטופלו ב-Z-REX, Tg (lyz:TagRFP) ו-Tg (mpeg1:EGFP). אינדוקציה של אפופטוזיס נויטרופילים/מקרופאגים באמצעות Keap1 HNEylation. (ראו גם איור 2). ההשפעה של סימון אלקטרופילים של Keap1 על רמות נויטרופילים ומקרופאגים הוערכה על ידי הזרקת עוברים טרנסגניים הטרוזיגוטיים שמקורם ב- Tg (lyz:TagRFP) או Tg (mpeg1:EGFP) עם mRNA המקודד Halo-Keap1, ולאחר מכן טיפול ב- Ht-PreHNE (אלקין). בעקבות ההליכים לבדיקת שלב 6.1 במורד הזרם, אפשרות 1-HNE (אלקין) שוחררה ו- Keap1 סומן. רמות נויטרופילים ומקרופאגים הוערכו על ידי הדמיה חיה של קווי כתבים, Tg (lyz:TagRFP) ו- Tg (mpeg1:eGFP), בהתאמה. רמתם של שני סוגי התאים ירדה ב-30%-40% לאחר טיפול Z-REX, שבו HNE הועבר ל-Keap1. להיפך, לא נצפה אובדן של נויטרופילים או מקרופאגים בקבוצות הבקרה הטכניות של Z-REX [ללא אור ו-Ht-PreHNE (אלקין), אור בלבד, או Ht-PreHNE (אלקין) בלבד] (איור 1D ואיור 2A-D).
השראת אפופטוזיס נויטרופילים/מקרופאגים הצביעה על העברת HNE מוצלחת ל-Keap1 דרך Z-REX. פורסמו פרטים על ניתוח המסלול ומנגנון אפופטוזיס5. כדי להסביר השפעות מחוץ למטרה של HNE (אלקין), נעשה שימוש במספר בקרות. (1) באותם תנאי ניסוי, במקום ה-mRNA Halo-TeV-Keap1, הוזרקו לעוברים ה-mRNA Halo-P2A-Keap1. מקשר P2A איפשר לחלבוני Halo ו-Keap1 להתבטא באופן עצמאי. בתרחיש זה, HNE(אלקין) ששוחרר מ-Halo לא יכול היה לתייג את Keap1, מכיוון שהוא כבר לא היה קרוב ל-Halo (איור 1D); לפיכך, מסלול איתות אפופטוזיס לא הופעל. בקבוצה זו לא נצפו שינויים ברמות המקרופאגים או הנויטרופילים (איור 2A,B). (2) אותם תנאי ניסוי בוצעו באמצעות mRNA המקודד Halo-TeV-Keap1(C151S,C273W,C288E), מוטציה של Keap1 שאינה מגיבה ל-HNE (אלקין) (איור 1D). לא נצפו שינויים ברמות המקרופאגים או הנויטרופילים (איור 2G,H).
צימוד ביוטין אזיד-קליק ובדיקת ביוטין נפתחת. הערכת תיוג יעדים. (ראו גם איור 3). הערכת תיוג המטרה בוצעה באמצעות עוברי WT, שהוזרקו להם mRNA המקודד Halo-TeV-Keap1-2xHA (מבנה היתוך Halo-POI) או Halo-2xHA-P2A-Keap1-2xHA (מבנה מפוצל P2A, שבו Halo ו-Keap1 אינם מתמזגים; איור 1D). חלבון Keap1 שכותרתו נמשך מטה רק בקבוצה המבטאת חלבון היתוך וטופל ב-Z-REX (נתיב שני בכתם האנטי-HA העליון), אך לא בקבוצות ביקורת אחרות (ללא הזרקת mRNA, מבנה היתוך ללא Z-REX, או מבנה מפוצל P2A). התוצאות מצביעות על כך שה-HNE(אלקין) הועבר בהצלחה ל-Keap1, וה-Keap1 שעבר שינוי צומד לאחר מכן לביוטין באמצעות תגובת קליק, וה-Keap1 שכותרתו ביוטין נמשך מטה על ידי שרף סטרפטאבידין.
ניתוח תמלול. RNA-seq ו- qRT-PCR. (ראו גם איור 4). שינוי השעתוק לאחר טיפול Z-REX הוערך על ידי RNA-seq ו- qRT-PCR. ב-RNA-seq, מספר גנים הקשורים למערכת החיסון עברו ירידה ברגולציה לאחר Z-REX. לעומת זאת, גנים רבים הקשורים לתגובה נוגדת חמצון (AR) היו מווסתים לאחר Z-REX, כתוצאה מהשראת מסלול Keap1-Nrf2-AR על HNEylation על Keap110 (איור 4A). בניתוח qRT-PCR נמצאו תוצאות דומות בעת ניתוח שלושה גנים הקשורים למערכת החיסון (lyz, mpeg1.1 ו-coro1a) (איור 4B). הרגולציה למעלה ולמטה של הגנים בהתאמה הראתה השראות מוצלחות של מסלולים בתיווך Keap1 HNEylation.
בדיקת צביעת אימונופלואורסנציה מלאה (co-)וניתוח קולוקליזציה. (ראו גם איור 5). הביטוי האקסוגני Halo-TeV-Keap1-2xHA וביטוי Halo-2xHA-P2A-Keap1-2xHA הוערכו על-ידי צביעה של אימונופלואורסנציה (IF) בהר שלם (איור 5A,B). למבנה המפוצל P2A היה מספר גדול פי שניים של תגי HA מאשר למבנה TeV-fusion, אשר מתאים לאות אנטי-HA גבוה פי שניים בקבוצה P2A-split-construct-mRNA המוזרקת מאשר הקבוצה השנייה, מה שמצביע על כך שרמת הביטוי של שני המבנים הייתה דומה (איור 5C). רמות הביטוי של Halo-TeV-Keap1 (wt) ו-Halo-TeV-Keap1(C151S,C273W,C288E) נמצאו דומות גם כאשר חיטטו עם אנטי-הילה (איור 5D,E). קולוקליזציה של נויטרופילים וקספז פעיל 3 ב-Tg שטופל ב-Z-REX (lyz:TagRFP) נצפתה על-ידי שיתוף אימונוסטיין עם אנטי-RFP ואנטי-אקטיבי-קספז 3 (איור 5F). קספז פעיל 3 הוא אינדיקטור לאירועי אפופטוזיס.

איור 1: זרימת עבודה של Z-REX. (A,B) לעובר דג זברה בשלב התא 1-4 מוזרק mRNA המקודד Halo-POI (למשל, Halo-Keap1). עוברים מוזרקים מטופלים לאחר מכן באמצעות בדיקה המורכבת מליגנד HaloTag ואלקטרופיל בכלוב פוטו-כלוב המצורף לקבוצה פונקציונלית אלקין, כגון Ht-PreHNE (אלקין) ב-B. לאחר הסרת הכמות העודפת של הגשוש, העובר נחשף לאור כדי לשחרר את האלקטרופיל המעניין [למשל, HNE או האנלוגי שלו, HNE (אלקין)]. הניתוח במורד הזרם מתבצע בנקודת זמן נתונה/מוגדרת על ידי המשתמש. (C) תכנון ומנגנון של הגשושית Ht-PreLDE, אשר ישימה לאלקטרופילים שונים שמקורם בשומנים (LDE). (D) קבוצות בקרה שליליות/טכניות עבור Z-REX. אנא לחץ כאן כדי להציג גרסה גדולה יותר של איור זה.

איור 2: הדמיה חיה של דגי נויטרופילים/מקרופאגים טרנסגניים שנחשפו ל-Z-REX. Z-REX-mediated Keap1 HNEylation גורם אפופטוזיס נויטרופילים/מקרופאגים. (A) תמונות מייצגות של דגי Tg (lyz:TagRFP ) המבטאים Halo-TeV-Keap1 (מבנה היתוך) או Halo-P2A-Keap1 (מבנה מפוצל), ונתונים לתנאי בקרה שליליים [ללא טיפול, אור בלבד, או Ht-PreHNE (אלקין) בלבד או Z-REX]. גיל העובר: 36 כ"ס. (B) כימות רמות נויטרופילים ב-A. (C) תמונות מייצגות של דגי Tg(mpeg1:eGFP) המבטאים את Halo-TeV-Keap1 עם או בלי טיפול Z-REX. גיל העובר: 34 כ"ס. (D) כימות רמות המקרופאגים ב-C. (ה,ו) מדידת מסלול זמן של (E) נויטרופילים ו-(F) רמות מקרופאגים לאחר טיפול ב-Z-REX. (G) ניסוי דומה כמו ב-A בדגים המבטאים Halo-TeV-Keap1 (WT) או Halo-TeV-Keap1 (C151S, C273W, C288E), מוטנט שאין לו יכולת חישת HNE. (H) כימות רמות נויטרופילים ב-G. פסי קנה מידה: 500 מיקרומטר. כל הגרפים מוצגים עם ממוצע ± SEM. ערכי p חושבו באמצעות מבחן ANOVA חד-כיווני (כחול) ומבחן t של סטודנט דו-זנבי (שחור). נתון זה שונה מ- Poganik et al.7. אנא לחץ כאן כדי להציג גרסה גדולה יותר של איור זה.

איור 3: בדיקת משיכת ביוטין. עוברי WT המבטאים Halo-TeV-Keap1-2XHA או Halo-2XHA-P2A-Keap1-2XHA טופלו ב-Z-REX או בתנאי בקרה שליליים מתאימים (ללא טיפול בדיקה במקרה זה). לאחר הקציר, עוברים עברו ליזה וטופלו בפרוטאז TeV לפני בדיקת משיכת הביוטין. התוצאות נותחו על ידי Western Blotting. נתון זה שונה מהואנג ואחרים. Z-REX: רעיית אלקטרופילים תגובתיים לחלבונים ספציפיים המבוטאים באופן ספציפי לרקמות או בכל מקום, ורישום תגובות חמצון-חיזור תפקודיות המושרות על ידי אלקטרופילים בדגי זחל. נתון זה שונה מהואנג ואחרים.11. לחץ כאן כדי להציג גרסה גדולה יותר של איור זה.

איור 4: ניתוח שעתוק. (A) תוצאות RNA-seq של עוברים שטופלו ב-Z-REX לעומת עוברים שלא טופלו. גנים בעלי ביטוי דיפרנציאלי מובהק סטטיסטית (SDE) מודגשים. גנים הקשורים למערכת החיסון SDE צבועים באדום. גנים הקשורים לתגובה נוגדת חמצון (AR) צבועים בירוק. גנים אחרים של SDE צבועים בכחול. כל ערכי p חושבו באמצעות CuffDiff. (ב-ד) שלושה גנים הקשורים למערכת החיסון SDE מ-A: (B) lyz, (C) mpeg1.1 ו-(D) coro1a נותחו עוד יותר עם qRT-PCR, ורק העוברים שטופלו ב-Z-REX הראו דיכוי של תעתיקים אלה. כל הגרפים מוצגים עם ממוצע ± SEM. ערכי p חושבו באמצעות מבחן ANOVA חד-כיווני (כחול) ומבחן t של סטודנט דו-זנבי (שחור). נתון זה שונה מ- Poganik et al.7. אנא לחץ כאן כדי להציג גרסה גדולה יותר של איור זה.

איור 5: בדיקת צביעה אימונופלואורסצנטית בהרכבה מלאה . (A,B) תמונות מייצגות של עוברים המבטאים (A) Halo-TeV-Keap1-2xHA או (B) Halo-2xHA-P2A-Keap1-2xHA המוכתמים עם אנטי-HA ונוגדן משני מצומד עם AlexaFluor568. דגים שהוזרקו באמצעות mRNA הושוו לדגים שלא הוזרקו לפי גילם. (C) כימות אות אנטי-HA ב-(A,B). (D) תמונות מייצגות של עוברים המבטאים Halo-TeV-Keap1 (WT) או Halo-TeV-Keap1 (C151S, C273W, C288E) המוכתמים במערכת החיסון עם נוגדן אנטי-Halo ונוגדן משני מצומד עם AlexaFluor647. דגים שהוזרקו באמצעות mRNA הושוו לדגים שלא הוזרקו לפי גילם. (E) כימות אות אנטי-הילה ב-D. ערכי p חושבו באמצעות מבחן t דו-זנבי של סטודנט. (ו) עוברי Tg (lyz:TagRFP) שנחשפו ל-Z-REX עברו חיסון משותף עם נוגדנים אנטי-RFP ואנטי-אקטיביים קספז 3, ונוגדנים משניים מצומדים פלואורופורים בהתאמה. התיבה הלבנה מסמנת את האזור המוגדל. חיצים לבנים מצביעים על קולוקליזציה של נויטרופילים וקספז פעיל 3. פסי קנה מידה: 500 מיקרומטר. כל הגרפים מוצגים עם ממוצע ± SEM. נתון זה שונה מ- Poganik et al.7. והואנג ואחרים.11. לחץ כאן כדי להציג גרסה גדולה יותר של איור זה.
טבלה משלימה 1: רשימת המאגרים ששימשו במחקר זה. אנא לחץ כאן כדי להוריד קובץ זה.