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L'accumulo di tau intracellulare amiloidi definisce tauopatie come il morbo di Alzheimer. Nelle fasi iniziali della malattia, la patologia è generalmente localizzata alle regioni discrete del cervello, ma con la progressione della malattia, la patologia si diffonde sempre lungo le reti neurali distinte 1-5. Accumulare evidenza suggerisce transcellulare propagazione di aggregati proteici tossici alla base di questa patologia (rivisto in 6-10). In questo modello, i semi proteopathic (ad esempio, tau) vengono rilasciati dalle cellule del donatore e entrano nelle cellule vicine, trasformando proteina tau nativo nella forma misfolded via su modelli cambiamento conformazionale 11-15. Il test qui descritto è stato sviluppato per rilevare sensibilmente tale attività semina. E 'compatibile con proteina ricombinante e campioni biologici e consente una quantificazione dei livelli di attività di seeding proteopathic 16 minuti.
Cellule HEK 293T che esprimono stabilmente tau ripetizione dOMain (RD) contenente il P301S mutazione associata a malattia fuso a uno CFP o YFP (di seguito indicato come cellule tau-RD-CFP / YFP) servire come biosensore stabile di attività di seeding. In assenza di semi proteopathic, le cellule mantenere tau come monomero solubile, e non hanno sfondo apprezzabile FRET. Assorbimento spontanea o liposomi mediata trasduzione di semi tau nelle cellule, però, si traduce in RD-CFP e aggregazione RD-YFP, che produce un segnale FRET che si misura all'interno delle cellule singole tramite citometria a flusso.
Numerosi componenti di questo test sono stati progettati per migliorare la sensibilità e ridurre la variabilità. Una linea di cellule monoclonale con un rapporto di 1: espressione RD-CFP / YFP 1 è stato scelto, in quanto fornisce il segnale ottimale: il rumore. Per aumentare la sensibilità, fosfolipidi vengono utilizzati per introdurre semi direttamente in cellule (anche per studiare i meccanismi biologici di assorbimento, questo può essere omesso). Infine, citometria a flusso monitor FRET a livello di popolazione e una singola cella livello, a differenza di altre metodiche di aggregazione delle proteine. La misura di esito finale, densità FRET integrata, è altamente quantitativa e spiegherebbe sia il numero di cellule con aggregazione, e il grado in cui si è verificato l'aggregazione all'interno di ogni cella. Tutti questi parametri ottimizzati migliorare la sensibilità e garantire la riproducibilità.
Questo sistema è stato recentemente impiegato in uno studio completo in transgenici P301S topi taupatia 17 che ha valutato l'insorgenza e la progressione temporale di attività di seeding tau rispetto ad altri marker patologici tau comunemente usati (per esempio, MC1, AT8, PG5 e ThioflavinS). Attività di seeding è di gran lunga il marcatore prima e più robusto di tau patologia valutato, precedente rilevazione istologica di almeno 6 settimane. Attività di seeding appare a 1,5 mesi e aumenta progressivamente con l'età, suggerendo un ruolo causale di semi proteopathic nell'insorgenza e / o la progressione della neurodegenerazione 16.
e_content "> quantificazione precisa dei livelli di materiale di seme da campioni biologici minuti può facilitare gli studi che monitorano la progressione della malattia precoce. Accorciando la durata di prova e consentendo l'uso di animali più giovani, ciò potrebbe aumentare l'efficienza e l'accuratezza delle prove sugli animali preclinici. Ad esempio, in il mouse P301S precedentemente descritto, composti di piombo potrebbero essere consegnati già nel 4-6 settimane (immediatamente prima, o inizio dell'attività seeding), e monitorati per l'efficacia 2-4 settimane più tardi. Il dosaggio deve quantificare con precisione eventuali riduzioni di semina attività. FRET citometria a flusso è possibile testare rapidamente
in vitro applicazioni di screening così. Ad esempio, reagenti anti-tau
(ad esempio, anticorpi, molecole di piccole dimensioni,
etc.) per la loro capacità di bloccare la semina di induzione direttamente in coltura, utilizzando tau ricombinante aggregati o lisati cervello-derivato come una fonte di semi
(Figura 5). Con questa impostazione, una volta che il materiale seme è preparato, un exsperi- dura solo tre giorni per completare, compresa l'analisi dei dati. La rapida quantificazione dell'attività seeding proteopathic può quindi facilitare molti studi di neurodegenerazione.