L'approccio al test di screening è riassunto nella Figura 1A. Gli inibitori di chinasi in primo luogo sono stati schermati per i loro effetti latenti sulla vitalità di timociti. Come controllo positivo per apoptosi, desametasone è stato usato come agente proapoptotici. Il gating per la popolazione di cellule vive è stato determinato in base ai comandi negativi non trattati e i controlli positivi trattati con desametasone (Figura 1B). Gli inibitori sono stati analizzati a 10 µM su timociti, e la percentuale di cellule vitali è stata misurata dopo incubazione per 18 h. Una finestra di 20% per la morte delle cellule è stato scelto tale che i composti che ha indotto una più grande del 20% perdita di cellule nel cancello cellule vive, rispetto ai campioni trattati con DMSO, sono stati testati a concentrazioni più basse (Figura 1B). Appezzamenti di FACS rappresentativi di campioni trattati con inibitore selezionati sono mostrati per illustrare l'analisi di attuabilità. LY294002 (2-(4-morpholinyl)-8-phenyl-4H-1-benzopyran-4-one; CAS 154447-36-6), un inibitore di PI3K22, non ha notevolmente aumentato la morte delle cellule a 10 µM e l'inibitore è stato usato a 10 µM per le analisi successive. CAY10626 (N-[2-(dimethylamino)ethyl]-N-methyl-4-[[[4-[4-(4-morpholinyl)-7-(2,2,2-trifluoroethyl)-7H-pyrrolo[2,3-d]pyrimidin-2-yl]phenyl]amino]carbonyl]amino]-benzamide; CAS 1202884-94-3), un inibitore doppio di PI3Kα/mTOR23, indotta da alti livelli di morte delle cellule a 10 µM e 1 μm, ma non a 0,1 µM e 0,1 µM è stata determinata per essere la concentrazione adatta per applicazione nelle analisi a valle. Staurosporine (2,3,10,11,12,13-hexahydro-10R-methoxy-9S-methyl-11R-methylamino-9S,13R-epoxy-1H,9H-diindolo[1,2,3-gh;3',2',1'-lm]pyrrolo[3,4-j][1,7]benzodiazonin-1-one; CAS 62996-74-1), un inibitore di chinasi C pan-proteina con una consolidata capacità di indurre apoptosi24, ha indotto la morte cellulare significativo a tutte le concentrazioni testate, anche a 0,1 µM. Nelle successive analisi a 0,1 µM fungeva un ulteriore controllo positivo.
Le concentrazioni finali degli inibitori sono state selezionate sulle più alte concentrazioni in cui hanno non amplificare la morte delle cellule di oltre il 20% dei campioni trattati con DMSO. Con le concentrazioni finali degli inibitori determinati, una piastra d'archivio degli inibitori è stata preparata tale che tutti gli inibitori erano 500 volte la concentrazione quando applicato alle celle. Figura 1 illustra il layout della piastra della piastra d'archivio, con le concentrazioni finali degli inibitori. Nel protocollo alternativo di incubando le cellule direttamente nelle piastre di piccolo volume per il dosaggio di lavaggio a flusso laminare, l'utilizzo di piccoli volumi hanno reso necessaria un'ulteriore diluizione degli inibitori. Per garantire che il contenuto di DMSO delle culture dopo aggiunta di inibitore non sarebbe troppo alto per le cellule, gli inibitori sono stati diluiti ulteriormente in RPMI completo, per un fattore di diluizione di 5, tale che si trovavano a 100 volte la concentrazione prevista quando applicato alla cellule.
Gli inibitori, diluiti a concentrazioni non tossiche, sono stati utilizzati nell'analisi per TCR-stimolazione-induced apoptosis in timociti5,17. La stimolazione è stata effettuata utilizzando anti-CD3/CD28 perline per 18 h, e le cellule sono state successivamente macchiate per attivazione di caspase-3 il CD4+ e CD8+ DP popolazione timociti (Figura 2). Un aumento nell'attivazione di caspase-3 e CD69 espressione e anche un downregulation TCR, sono stati osservati in anti-CD3/CD28-stimolata e i campioni anti-CD3/28-stimolata con DMSO-mock-trattati, rispetto ai campioni nonstimulated. I campioni trattati con desametasone hanno mostrato un aumento nell'attivazione di caspase-3 indipendente di CD69 upregulation, che ci si aspetta dall'effetto di induzione è indipendente di stimolazione del TCR.
Figura 3A riassume i risultati della biblioteca lo screening test per inibitori selezionati. Sia l'attivazione di caspase-3 e CD69 può essere utilizzato per identificare potenziali inibitori di interesse dovuto la soppressione dell'espressione. Come previsto, inibitori della canoniche mediatori di segnalazione TCR si presentò come risultati positivi nelle schermate. Tali inibitori, che hanno esibito vari gradi di potenza inibitoria, inclusi gli inibitori ad ampio spettro che target chinasi multiple e, inoltre, più inibitori specifici. Alcuni inibitori sono stati in grado di sopprimere l'attivazione di caspase-3 e la upregulation di CD69 (Figura 3B, riga superiore, pannelli a sinistra). Una tale inibitore è bisindolylmaleimide II (3-(1H-Indol-3-yl)-4-[1-[2-(1-methyl-2-pyrrolidinyl)ethyl]-1H-indol-3-yl]-1H-pyrrole-2,5-dione; CAS 137592-45-1), che inibisce tutte le isoforme di proteina chinasi C, oltre a chinasi di proteina A e PDK125,26,27. Un altro inibitore in questa categoria è CAY10657 (3-[(aminocarbonyl)amino]-5-[4-(4-morpholinylmethyl)phenyl]-2-thiophenecarboxamide; CAS 494772-86-0), un inibitore della proposta di IKK228.
C'erano composti che hanno inibito il upregulation di CD69 ma non hanno alterato l'attivazione di caspasi-3 (Figura 3B, riga superiore, pannelli di destra). CAY10626, un inibitore della PI3Kα e mTOR23e U-0126 (2,3-bis [ammino [(2-aminophenyl) thio] metilene]-butanedinitrile; CAS 109511-58-2), un inibitore MEK29, erano alcuni degli inibitori identificati. I risultati mostrano che diversi inibitori targeting diverse chinasi da rami specifici del pathway di segnalazione TCR, specialmente quelli targeting chinasi in fase avanzata, possono provocare il danno selettivo dei fenomeni di attivazione delle cellule T.
C'erano anche gli inibitori che non sopprimere sia upregulation di CD69 e attivazione di caspase-3 (Figura 3B, riga inferiore, pannelli a sinistra). Paclitaxel (βS-(benzoylamino) - αR - idrossi-acido benzenepropanoic, (2aR,4S,4aS,6R,9S,11S,12S,12aR,12bS)-6,12b-bis(acetyloxy)-12-(benzoyloxy)-2a,3,4,4a,5,6,9,10,11,12,12a,12b-dodecahydro-4,11-dihydroxy-4a,8,13,13-tetramethyl-5-oxo-7 , 11-methano-1H-cyclodeca[3,4]benz[1,2-b]oxet-9-yl estere; CAS 33069-62-4), un disgregatore di microtubule dynamics30e necrostatin-5 (2-[[3,4,5,6,7,8-hexahydro-3-(4-methoxyphenyl)-4-oxo[1]benzothieno[2,3-d]pyrimidin-2-yl]thio]-acetonitrile; CAS 337349-54-9), un inibitore della chinasi di RIP131, sono due inibitori identificati per essere in questa categoria. In tali casi dove upregulation di CD69 e attivazione di caspase-3 non sono state alterate, questo può essere dovuto gli inibitori non targeting una chinasi pertinente del TCR via di segnalazione.
Come accennato in precedenza, è stato utilizzato staurosporine nelle schermate, ad una concentrazione che ancora ha indotto gli apoptosi nei timociti. Come previsto, il campione staurosporine-trattati ha mostrato alti livelli di attivazione di caspase-3 (Figura 3B, riga inferiore, la colonna di destra). I bassi livelli di espressione CD69 possono essere attribuiti all'inibizione staurosporine-mediata di PKC, come bisindolylmaleimide II, un altro inibitore PKC-pan, inoltre ha soppresso l'espressione di CD69. In alternativa, staurosporine indotto apoptosi nelle cellule prima che fossero in grado di aumentare l'espressione CD69.
Per aumentare il throughput e l'automazione del protocollo, sono stati preparati protocolli paralleli che comportava l'uso di una piastra automatizzato di lavaggio sistema tramite flusso laminare. Due protocolli separati utilizzando questo dispositivo di lavaggio automatico piastra erano sperimentati e rispetto al metodo convenzionale della coltura delle cellule in piastre da 96 pozzetti e macchiatura le cellule in un protocollo di centrifugazione-dipendente. Un metodo ha coinvolto coltivando le cellule in piastre da 96 pozzetti, come da procedura standard, e quindi, trasferire le cellule a placche compatibili con la rondella piastra automatizzati per la macchiatura passaggi (Figura 4, campioni DA lavare). L'altro metodo ha coinvolto coltura le cellule direttamente nelle piastre piastra-rondella-compatibile e continuando con il protocollo di colorazione sulla stessa piastra (Figura 4, campioni DA-Culture). I protocolli di centrifugazione-indipendente non danno molte differenze percepibili in attiva caspase-3, CD69 o TCRβ colorazione attraverso i diversi campioni testati, rispetto al protocollo convenzionale di centrifugazione-dipendente (Figura 4). Differenze nell'intensità di colorazione possono essere attribuite a usando gli anticorpi alle concentrazioni leggermente differenti durante la procedura di colorazione.

Figura 1 : Redditività thymocyte dopo trattamento con inibitori. (A) struttura sperimentale dei passaggi principali nel test di screening. Ci sono tre metodi proposti per la stimolazione e la macchiatura dei timociti usati per il test di attivazione, vale a dire (1) alla coltura di timociti in piastre standard da 96 pozzetti, seguite dalla macchiatura utilizzando un protocollo basato su centrifugazione convenzionale, (2) i coltura di timociti in piastre standard da 96 pozzetti, seguite dalla macchiatura utilizzando un protocollo di lavaggio indipendente dalla centrifugazione e (3) la coltura dei timociti in piastre di piccolo volume, seguita dalla macchiatura delle piastre stesse utilizzando un protocollo di lavaggio indipendente dalla centrifugazione. (B) Gating strategie utilizzate nei saggi di vitalità. Il cancello di tensione delle cellule è stato derivato dal forward scatter (FSC) e tracciati a dispersione laterale (SSC), come descritto in precedenza17. Inibitori che sono stati ritenuti per essere troppo tossico alla concentrazione testata erano soggette a ulteriori saggi di vitalità alle concentrazioni più basse di 10 volte. Campioni rappresentativi di inibitore-trattati sono mostrati. Nota il controllo comune (DMSO-trattati [DMSO]) utilizzato per la 1 µM e 0,1 µM campioni. (C) layout di piastra di inibitori diluiti. Una rappresentazione schematica delle piastre di inibitori diluiti in DMSO a una concentrazione di 500 x la concentrazione finale prevista. Ognuno rappresenta anche un unico inibitore; i pozzetti grigi siano vuoti. Le concentrazioni mostrate sono la concentrazione finale quando aggiunto a colture cellulari, vale a dire 10 µM (rosso scuro), 1 µM (fucsia) e 0,1 µM (blu). Clicca qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.

Figura 2 : Layout di piastra del dosaggio attivazione timociti. (In alto) Le colonne 1 e 12 sono riservate per i controlli, mentre le colonne 2 e 11 sono campioni trattati con inibitore (beige). Il controllo negativo (nonstimulated [NS]; grigio) occupa pozzetti A1 a D1, e il controllo positivo per la morte delle cellule (trattati con desametasone [DEX]; viola) occupa pozzetti E1 H1. Le colonne 2 e 12 contengono timociti stimolati con anti-CD3/CD28 perline. Il controllo positivo per l'attivazione di timociti (campioni stimolati [α-CD3/CD28]; verde) occupa pozzi A12 a D12 e controllo del veicolo (stimolato e trattati con DMSO [α-CD3/CD28 + DMSO]; rosso) occupa pozzi E12 a H12. (In basso) Flusso cytometry appezzamenti di attiva caspase-3 (ActCasp3), CD69 e TCRβ la macchiatura dei timociti recintati all'interno del cancello (DP) doppio-positivi. Appezzamenti rappresentativi di diversi controlli vengono visualizzati. NS = nonstimulated; DEX = campioni trattati con desametasone; Α-CD3/CD28 + DMSO = campioni stimolati con perline CD3/CD28-rivestito e trattati con DMSO; Α-CD3/CD28 = campioni stimolati con perline CD3/CD28-rivestito. Clicca qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.

Figura 3 : Screening della libreria inibitore sull'attivazione di timociti. (A) i dati del test attivazione di riepilogo. Questi sono i risultati di un esperimento rappresentanza mostrando i valori normalizzati delle cellule con attivato caspase-3 e l'espressione CD69 inibitori selezionati. Normalizzazione è stato fatto confrontando la percentuale di cellule nel cancello di CD69-positivi per il valore del controllo trattati con DMSO, che è impostato su un valore pari a 0 nel grafico relativo o attivo-caspase-3-positive. (B) selezionato FACS trame. Flusso cytometry trame di inibitori che ha soppresso l'attivazione di caspase-3 e la CD69 upregulation (in alto a sinistra), soppresso solo CD69 upregulation (in alto a destra), o non ha avuto effetto sull'attivazione di caspase-3 e CD69 upregulation (in basso a sinistra). Trame del campione staurosporine-trattati sono mostrati per illustrare gli effetti dell'utilizzo di un inibitore alle concentrazioni tossiche (in basso a destra). Clicca qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.

Figura 4 : Confronto tra i protocolli di analisi differenti. Flusso cytometry appezzamenti di attiva caspase-3 (ActCasp3), CD69, e TCRβ la macchiatura dei timociti DP seguendo tre diverse analisi di protocolli. Quattro diverse condizioni sono testate, vale a dire il controllo negativo (nonstimulated [NS]), il controllo positivo per la morte delle cellule (trattati con desametasone [DEX]), il controllo del veicolo (stimolato e trattati con DMSO [α-CD3/CD28 + DMSO]) e trattati con un inibitore campione (stimolato e PIK-75-trattati [α-CD3/CD28 + PIK-75]). Convenzionale = la coltura dei timociti in piastre standard da 96 pozzetti e la colorazione con un protocollo basato su centrifugazione convenzionale; DA lavare = alla coltura dei timociti in piastre standard da 96 pozzetti e che macchia usando un flusso laminare lavaggio protocollo; DA-Culture = alla coltura dei timociti in piastre di piccolo volume e colorazione delle piastre stesse utilizzando un protocollo di lavaggio a flusso laminare. Clicca qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.