Misfolding proteico è coinvolto nella distrofia muscolare, degenerazioni neurale, come pure malattie accecante, compresa la retinite pigmentosa (RP)1. RP è una degenerazione retinica ereditaria e progressiva associata a mutazioni in oltre 60 geni che influenzano la funzione e omeostasi dei fotoricettori dell'asta o l'epitelio pigmentato retinico (RPEs)2,3. Nessun trattamento efficace è attualmente disponibile per RP. Le mutazioni di rhodopsin rappresentano circa il 25-30% di autosomica dominante (ad) casi RP. Tra le mutazioni più di 150 del rhodopsin 4 i (Human Gene mutazione Database, http:/ www.hgmd.cf.ac.uk/), le mutazioni di classe II causano l'instabilità strutturale della proteina rhodopsin che contribuisce alla morte dei fotorecettori rod e visione perdita5,6,7,8. Il P23H è la mutazione più frequente di rodopsina in Nord America, che è anche un tipico esempio della classe II rodopsina mutazioni9,10. A causa della sua intrinseca instabilità strutturale, la rodopsina misfolded viene accumulata nel reticolo endoplasmatico (ER) in cellule di mammifero, considerando che la rodopsina wild-type si trova sulla membrana plasmatica5. La rodopsina misfolded P23H Mostre mutante dominante citotossicità negativa che non è dovuto l'aploinsufficienza, ma è relativo all'attivazione di ER associati via di degradazione proteica e l'organizzazione del segmento esterno asta interrotta. Per alleviare stress cellulare di asta del fotoricettore, una strategia è quello di stabilizzare la piegatura nativo della rodopsina mutante usando un chaperone farmacologico.
Per raggiungere questo obiettivo, abbiamo effettuato un basati su cellule di schermo di alto-rendimento (intasamento)11,12,13 usando un'analisi di complementazione frammento di β-galattosidasi per quantificare il mutante di rodopsina P23H trasportato sul plasma membrana. Il protocollo semplice e robusto di questo test HTS permesso di esplorare le attività di circa 79.000 piccole molecole per ogni schermo. Tuttavia, poiché questo test HTS legge segnali di luminescenza, falsi positivi, tra cui gli inibitori β-gallone, composti colorati o citotossici sono inclusi nella lista di colpo in attesa di essere identificato da un'analisi secondaria.
Il tradizionale immunostaining e metodi di formazione immagine di fluorescenza sono stati utilizzati per anni per studiare il trasporto di rodopsina in cellule di mammiferi5,14,15,16. Tuttavia, questi metodi convenzionali non possono essere utilizzati per quantificare gli effetti farmacologici di più di 10 composti verso trasporto rodopsina, perché un'analisi di imaging affidabile richiede un gran numero di immagini scattate in una condizione altamente coerenza, che è non modificabile dai metodi convenzionali di formazione immagine. Qui, abbiamo sviluppato un protocollo di imaging ad alto contenuto di immunostaining basato come un'analisi secondaria per quantificare il trasporto su superficie delle cellule di rodopsina misfolded mutanti11,13,17. Per assegnare un'etichetta rodopsina sulla membrana plasmatica, abbiamo saltato il passo di permeabilizzazione della membrana cellulare e immunostained i mutanti di rodopsina da un monoclonale anti-rodopsina (B6-30), riconoscendo l'epitopo del N-terminale della rodopsina sul lato extracellulare della cella membrana18. Per visualizzare la rodopsina mutante in tutta la cella, abbiamo fuso rodopsina con la proteina di fluorescenza di Venus. La quantificazione delle intensità di fluorescenza in canali diversi di fluorescenza, siamo in grado di ottenere parametri multipli da un singolo esperimento tra cui l'intensità totale rodopsina in tutta la cella, sulla superficie delle cellule e il rapporto di fluorescenza di rodopsina sulla superficie delle cellule che in tutta la cella. Applicare questo metodo per stabile di cellule che esprimono un totale di sei mutanti misfolded rodopsina, possiamo generare un profilo farmacologico della più piccola molecola chaperoni verso questi mutanti. In questo protocollo, tutte le celle sono immunostained in una piastra 384 pozzetti e imaging utilizzando un sistema di imaging automatizzato in una condizione di imaging altamente coerenza. Un'analisi delle immagini viene eseguita in ciascun pozzetto, contenente immagini di più di 600 cellule per ridurre la variazione a causa dell'eterogeneità delle cellule con diversi livelli di espressione della proteina e della forma delle cellule. Il flusso di lavoro del presente protocollo è riassunto nella Figura 1. Il vantaggio di questo metodo è che otteniamo immagini ad alta risoluzione, nonché multi-parametro quantificazioni dall'analisi basata su immagini. In generale, questo protocollo può essere modificato e per quantificare il trasporto di qualsiasi proteina di membrana misfolded di interesse.