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無水物ナノ粒子のハイスループット糖鎖の合成と機能化

DOI:

10.3791/3967

July 6th, 2012

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Summary

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この記事では、ハイスループット法は、抗原提示細胞上の特定の受容体を標的のさらなる使用のための無水物ナノ粒子の表面に糖鎖とその添付ファイルの合成のために提示されます。

Abstract

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そのような材料設計、ナノテクノロジー、化学、免疫学などの分野を含む学際的なアプローチが合理的に有効なワクチンキャリアを設計するために使用する必要があります。ナノ粒子ベースのプラットフォームでは、ワクチンの免疫原性1を向上させることがワクチン抗原の持続性を延長することができます。いくつかの生分解性ポリマーは、ワクチンの送達媒体1として研究されている、特に、無水物粒子は、安定したタンパク質抗原の徐放性を提供し、抗原提示細胞を活性化し、免疫応答の2-12を変調する能力を実証した。

これらのワクチンキャリアの分子設計、ポリマー特性の合理的な選択と同様に適切な標的剤の取り込みを統合する必要があります。リガンドとの官能粒子を標的とのハイスループット自動化された製造は、広いrを勉強する能力を向上させる強力なツールです。プロパティのアンジュと再現性のワクチン送達デバイスの設計につながるだろう。

10,11,13 C型レクチン受容体(のCLR)が上に存在する炭水化物を認識するパターン認識受容体(PRRS)は、免疫細胞上の特定の受容体により認識されることができる標的リガンドを加え調節することが示されており、合わせて免疫応答病原体の表面。のCLRを介した免疫細胞の刺激は、抗原、さらにT細胞の活性化14,15の後続のプレゼンテーションの強化された内在化が可能になります。したがって、炭水化物分子が免疫応答の研究に重要な役割を果たしているが、これらの生体分子の使用は、しばしば構造的によく定義されており、純粋な炭水化物の可用性の欠如に苦しんでいる。液相反応を反復に基づいて自動化プラットフォームでは、有意に低いbを使用して、これらの合成に挑戦分子の迅速かつ制御された合成を有効にすることができます従来の固相方法16,17よりもブロックの数量をuilding。

ここに我々はこのような中間精製用フルオラス固相抽出とマンノースベースの標的リガンドとして糖鎖の自動化された液相合成のためのプロトコルを報告します。炭水化物ベースの標的化剤を作るための自動化手法の開発後、我々は以前に10を説明したようにLabVIEWで動作し、自動ロボットのセットを採用した無水物ナノ粒子の表面に、その添付ファイルの方法について説明します。炭水化物と表面官能はのCLRの10,11をターゲット 、マルチパラメトリックシステムに関連付けられている複雑さが大きな価値( 図1a)になります発掘に製造方法のスループットを増加させる効果を示している。

Protocol

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1。ハイスループット糖鎖合成

  1. 前のdimannosideの自動合成に、適切に保護された糖供与体、通常はトリクロロと、アクセプターは、主にアルケニルフルオラスアルコールは、ベンチの上に合成される。
  2. プログラムはdimannosideの自動合成のために書かれています。基本的な自動化手順の概略図を図2に示されています。プログラムでは、プロモーターを添加する前に、ドナーとアクセプターの混合物を少なくとも30分間攪拌することが保証される。
  3. 合成ドナー、アクセプターとtrimethylsilyltrifluoromethanesulfonateの溶液をジクロロメタンで作られています。トルエン、ジクロロメタンは、グリコシル化反応のために最も頻繁に使用されています。
  4. また、80%メタノール、100%メタノールで一時的な保護基の脱保護するための試薬の溶液を調製する。
  5. プログラムの開始前に、確実にそのrelat客室内にIVEの湿度が自動化チャンバ内の30%以上低くなっています。高湿度では、グリコシル化反応のために有害である。
  6. プログラムが開始されると、ロボットアームを順次反応バイアルにドナーとアクセプターのソリューションを転送します。その後、混合物を30分間撹拌する。
  7. -20のような低い温度は、°Cを達成することができる一般的に混合物にロボットアームの転送trimethylsilyltri....

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Discussion

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免疫細胞に直接ナノ粒子の相互作用に薬剤を標的として炭水化物の効果は以前に10、11に実証されている。私たちの研究室でこれまでの研究では、それによってさらにT細胞の活性化10、11のために重要であるかもしれない免疫細胞の活性を高め、無水物ナノ粒子に接続された特定の糖鎖は抗原提示細胞(APC)上で異なるのCLRをターゲットにすることができることが示されている。しかし、最適なターゲットにいくつかのパラメータ - このような無水物の化学的性質、サイズなどを達成するために、砂糖または表面の砂糖の種類を最適化する密度必要がありますので、このようなマルチパラメトリックシステムに関連付けられている発掘複雑に製造方法でスループットを向上させる大きな値になります。加えて、バイオセンシング、酵素固定化し、foodbの検出などの研究の他の関連分野への大きな値の場合の官能ナノ粒子の使用オルヌ病原体。

炭水化物の説明したハイスループット合成を利用することにより、炭水化物の分子の再現性の合成における課題を軽減することができます。同じ砂糖の自動並列反応は、必要に応じて材.......

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Disclosures

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NLBPは、共同設立者であり、炭水化物会社LuCellaバイオサイエンス株式会社の株式を保持している

Acknowledgements

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著者らは、財政支援のために米陸軍医学研究および資材コマンド(#W81XWH-10-1から0806を付与)と国立衛生研究所(グラント#U19 AI091031-01とグラント#1R01GM090280)に感謝したいと思います。 BNは化学と生物工学のBalloun教授職を認識しNLBPは、学際的な工学のウィルキンソン教授職を認めるものです。我々は、ナノ粒子の機能化実験を行うには彼女の援助のためにジュリア·ベラに感謝します。

....

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Materials

List of materials used in this article
NameCompanyCatalog NumberComments
会社 カタログ番号
電動XYZステージ:3倍T-LSM050A、軸ごとに50ミリメートルの旅行 Zaberテクノロジーズ T-XYZ-LSM050A-KT04
NE-1000シングルシリンジポンプ新しい時代のポンプシステム NE-1000
パイレックス* Vista *のリムレス再利用可能なガラスの培養試験管コー​​ニング 07-250-125
ASW 1000年 Chemspeedテクノロジーズ
LabVIEWのナショナルインスツルメンツ 776671から35
SGEガスタイトシリンジ、ルアーのLoc シグマアルドリッチ 509507
XL-2000ソニケーター Qsonica Q55
ミニチューブローテーターフィッシャー·サイエンティフィック 05-450-127

References

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  1. Zepp, F. Principles of vacine design-lessons from nature. Vaccine. 28, C14-C24 (2010).
  2. Ulery, B. D., Phanse, Y., Sinha, A., Wannemuehler, M. J., Narasimhan, B., Bellaire, B. H. Polymer chemistry influences monocytic uptake of polyanhydride nanospheres. Pharm. Res. 26, 683-....

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Carbohydrate SynthesisPolyanhydride NanoparticlesAutomated SynthesisSolution PhaseFluorous Solid Phase ExtractionCarbohydrate FunctionalizationNanoparticle FunctionalizationFlow CytometryC type Lectin ReceptorsHigh Throughput

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