ここでは、網膜色素変性症に関連付けられているロドプシン変異体の輸送を定量化する高コンテンツ イメージング法について述べる。多波長得点分析は、タンパク質ロドプシン細胞表面に、または全体のセルを定量化に使用されました。
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ここでは、網膜色素変性症に関連付けられているロドプシン変異体の輸送を定量化する高コンテンツ イメージング法について述べる。多波長得点分析は、タンパク質ロドプシン細胞表面に、または全体のセルを定量化に使用されました。
ロドプシンもって変異は常染色体優性支配的な網膜色素変性症 (RP)、まばゆいばかりの効果的な治療法がない疾患進行として明示されるロッド視細胞死に します。我々 は誤って折りたたまれたロドプシン変異体の細胞毒性が薬理学的変異型ロドプシン蛋白を安定化により軽減できることを仮定します。他のクラス II ロドプシン遺伝子の変異の中で、P23H の突然変異は野生型ロドプシン、哺乳類の細胞膜に輸送されるに対し小胞体 (ER) の蓄積は構造的に不安定なロドプシンの変異体タンパク質をエンコードします。セルです。以前発光による高スループット画面 (HTS) を行い細胞膜と小胞体から P23H ロドプシンのトランスポートを救出した薬理学的シャペロンのグループを識別します。ここでは、高コンテンツ イメージング解析に続いて免疫染色法を使用すると、セル全体で膜上の変異型ロドプシン蛋白の量を数値化。この方法は有益であり誤次の HTS. から真のヒット数を識別するために効果的ですさらに、高コンテンツ画像解析では、各化合物の薬理学的特性評価のための単一の実験から複数のパラメーターを数値化することができました。6 関連する RP ロドプシン変異体、これらロドプシン変異体の構造安定性に関する定量的および定性的な理解のための 2 D の薬理学的プロファイルを取得に向けて 11 さまざまな化合物の効果を行ったこの試金を使用して、これらの変異体に向けてさまざまな化合物の有効性と。
タンパクは、筋ジストロフィー、神経変性、網膜色素変性症 (RP)1を含む、まばゆいばかりの病気に関与しています。RP は継承と進歩的な網膜変性と機能とロッド視細胞や網膜色素 epitheliums (RPEs)2,3の恒常性に影響を与える 60 以上の遺伝子の突然変異に関連付けられているです。RP には現在効果的な治療法はありません。ロドプシンの突然変異は、RP の場合優性 (ad) の約 25-30% を占めています。クラス II 変異以上 150ロドプシン変異4 (ひと遺伝子変異データベース、http:/ www.hgmd.cf.ac.uk/) 中、ロッド視細胞死に貢献するロドプシン蛋白構造不安定になるとビジョンの損失5,6,7,8。P23H は北アメリカの最も頻繁なロドプシンの突然変異もクラス II ロドプシン変異9,10の典型的な例であります。その固有の構造不安定性野生型ロドプシン細胞膜5にあるに対し、誤って折りたたまれたロドプシンは哺乳類細胞の小胞体 (ER) に蓄積されます。誤って折りたたまれたロドプシン P23H 突然変異体展示支配的否定的な細胞毒性ハプロ不全により、原因ではないが、小胞体の活性化に関連しては、タンパク質分解経路と中断された棒外側セグメント組織に関連付けられます。棒の光受容器細胞ストレスを軽減するために 1 つの戦略は、薬理学的シャペロンを用いた変異型ロドプシンの折りたたみでネイティブを安定させるためにです。
この目標を達成するために行ったプラズマ輸送 P23H ロドプシンの突然変異体を定量化する β-ガラクトシダーゼ フラグメント否定回路試金を使用して細胞を用いた高スループット画面 (HTSs)11,12,13膜。この HTS アッセイの堅牢でシンプルなプロトコルでは、各画面の約 79,000 小分子の活動を探索することができました。しかし、この HTS アッセイは、発光信号を読み取っているので偽陽性 β gal 阻害剤を含む色または細胞毒性化合物に含まれますセカンダリ分析によって識別される待っているヒット リスト。
伝統的な染色と蛍光イメージング法は、哺乳類細胞5,14,,1516におけるロドプシン輸送を研究に長年使用されています。ただし、信頼性の高い画像解析が必要である非常に一貫した条件の下で撮影した画像の数が多いために、ロドプシン輸送に向けて 10 以上の化合物の薬理学的効果を定量化するこれらの従来の方法は使用できません。従来の撮像方法で不適法。ここでは、我々 は誤って折りたたまれたロドプシン変異体11,13,17のセル表面輸送を定量化する二次試験として免疫染色による高コンテンツ イメージング プロトコルを開発しました。ロドプシン細胞膜上にラベルを付ける、我々 手順をスキップした細胞膜透過と immunostained のロドプシン変異体細胞の細胞外の側でロドプシンの N 末端エピトープを認識モノクローナル抗体 (B6 30) 反ロドプシン膜18。全細胞で変異型ロドプシンを視覚化するには、金星蛍光タンパク質ロドプシンを融合しました。異なる蛍光管内の蛍光強度の定量化、我々 は細胞表面との比、セル全体で合計ロドプシン強度を含む 1 つの単一の実験から複数のパラメーターを取得することができます。ロドプシン セル全体を細胞表面に蛍光します。この方式では、合計六つの誤って折りたたまれたロドプシンの変異体を発現する細胞を安定した、これらの突然変異体の方の複数の小さい分子シャペロンの薬理学的プロファイルを生成できます。このプロトコルではすべて細胞は 384 ウェル プレートで immunostained、非常に一貫した撮像条件下で自動イメージング システムを使用してイメージを作成します。セル形状とタンパク質発現レベルの変動と細胞の不均一性による変動を低減し、600 以上細胞の画像を含む、各ウェルの画像解析が実行されます。このプロトコルのワークフローは、図 1のとおりです。このメソッドの利点は、画像ベースの分析からマルチパラ メーターの数量だけでなく、高解像度画像を得る我々 ことです。一般に、このプロトコルを変更および興味のすべての誤って折りたたまれた膜蛋白質の輸送の定量化に適用できます。
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注: ロドプシン輸送アッセイ.
1. 調製と細胞の培養
2. ウェルあたり 5,000 の細胞に細胞を播種
注: は、ティッシュ文化フードの次の手順を実行します。
3. 化合物とセルを扱う
4. 膜透過ロドプシン細胞表面タンパク質を染色することがなく免疫染色。
注: は、そのまま細胞膜を維持する全体染色プロセスで任意の洗剤を避けるため。
5. イメージング.
注: この高コンテンツ イメージング手順、材料表に記載されているイメージング システムに適応。プロシージャは、他高コンテンツ イメージング システムを使用している場合は異なることがあります。
6. 画像解析。
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我々 は 3 つのパラメーターを持つロドプシン トランスポートを特徴付けられる: 全体のセル (ロドプシン-金星は INT)、ロドプシンの細胞膜 (細胞膜におけるロドプシン INT) の染色強度との比でロドプシン-金星強度ロドプシン ロドプシン-金星度のセル全体 (MEM 総比率) 細胞表面の汚れ。ロドプシン輸送アッセイの代表的な結果を図 3 図 4に示します。DMSO と 9 を使用してcis-網膜治療、それぞれ 0 と 100% コントロール P23H ロドプシン金星を表現するセル Z'-これらの 3 つのパラメーターは、0 から 0.5、アッセイは、中程度の品質を持っていることを示唆している間の範囲のための要因高コンテンツ画像21のために十分。にもかかわらず、最適化された Z'-要因は、HTS アッセイに比べて、比較的複雑なプロシージャのための 0.5 よりも低く、この試金はまだ堅牢...
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ここでは、ヒット、HTS. から識別の特性評価に使用される高いコンテンツ イメージング アッセイを示したこれらのプロトコルに関連する唯一のオートメーションは高固体撮像素子です。染色とロドプシンの蛍光イメージングは、ロドプシン5,14,15,16のローカリゼーションを特徴付けるために一般的に使用されています。しかし、従来の撮像方法で撮影した画像の定量化は、1 つの条件、実験、あたりのイメージの低容量で品質管理パラメーターの不足十分な細胞像の欠如によって制限されます。我々 は 384 ウェル フォーマットに伝統的な染色プロトコルに適応、高コンテンツ イメージングに伝統的なイメージングを置き換え。この高コンテンツ イメージング プロトコルを使用して、我々 は正常に選択され、HTS11,...
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著者が明らかに何もありません。
我々 は博士マーク E. Schurdak に感謝し、ピッツバーグ大学創高コンテンツ イメージャと初期研修を提供する研究所します。博士クシシュトフ ・ Palczewski (ケース ウェスタン リザーブ大学) は寛大 B630 反ロドプシン抗体と 1 4 を共有しました。マウス ロドプシン-金星コンストラクトの cDNA を含んでいるプラスミッド博士ネビン ・ ランバート (オーガスタ大学) で共有されていました。この仕事は、健康からの助成金 EY024992 YC と P30EY008098 にピッツバーグ大学ビジョン研究コア付与の国立研究所によって支えられました。
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| 名前 | 会社 | カタログ番号 | コメント |
|---|---|---|---|
| U2OS(rhodopsin-Venus)細胞 | NA | U2OS細胞から生成された安定細胞 | |
| U2OS(T4R-rhodopsin-Venus)細胞 | NA | NA | U2OS細胞から生成された安定細胞 |
| U2OS(P23H-rhodopsin-Venus)細胞 | NA | NA | U2OS細胞から生成された安定細胞 |
| U2OS(P53R-rhodopsin-Venus)細胞 | NA | U2OS細胞から生成された安定細胞 | |
| U2OS(C110Y-rhodopsin-Venus)細胞 | NA | U2OS細胞から生成された安定細胞 | |
| U2OS(D190N-rhodopsin-Venus)細胞 | NA | NA | U2OS細胞から生成された安定細胞 |
| U2OS(P267L-rhodopsin-Venus)細胞 | NA | NA | U2OS細胞から生成された安定細胞 |
| DMEM高グルコース | ジェネシーサイエンティフィック | 25-500 | L-グルタミン、ナトリウムピルビン酸 |
| ウシ胎児血清 (FBS) | Gibco | 16140071 | 熱不活性化 |
| プラスモシン | InvivoGen | ant-mpt | マイコプラズマ除去試薬 |
| ペニシリン-ストレプトマイシン (100X) | Gibco | 15140122 | 100X 濃縮抗生物質溶液で細胞培養の細菌汚染を防止 |
| トリプシン-EDTA | Genesee Scientific | 25-510 | 0.25%, 1mM EDTA HBSS中 カルシウムおよびマグネシウムを含まない |
| ポリ-L-リジン溶液 | Sigma-Aldrich | P4707-50ML | Mol wt 70,000-150,000, 0.01%, 滅菌ろ過済み、BioReagent、細胞培養に最適 |
| CellCarrier-384 Ultra Microplates | PerkinElmer | 6057300 | 384ウェル組織培養処理マイクロプレート、黒いウェル壁と光学的に透明な環状オレフィン底部を備えたハイコンテント解析 |
| で細胞をイメージング滅菌済み96ウェルプレート | エッペンドルフ | 30730119 | 蓋を平底にして処理した組織培養液は、検出可能なパイロジェン、Rnase、DNase、DNAを含まない無菌です。非細胞毒性 |
| リン酸塩緩衝液 Sailine (PBS) | Invitrogen | AM9625 | 10 x PBS Buffer, pH 7.4 |
| DMSO | Sigma-Aldrich | D4540 | >99.5%, 細胞培養試験済み |
| 9-cis-retinal | Sigma-Aldrich | R5754 | |
| 試験済み Compounds | Selleckchem/Life Chemicals/Custom synthesized | NA | Compoundsは、異なるベンダーまたはカスタム合成 |
| B6-30抗ロドプシン抗体 | Novus | NBP2-25160 | からの贈り物 Krzysztof Palczewski |
| Cy3-標識ヤギ抗マウス二次抗体 | Jackson ImmunoResearch Laboratories, Inc | 115-165-146 | |
| 16%パラホルムアルデヒド | サーモフィッシャーサイエンティフィック | 28908 | メタノール |
| フリー10%ノーマルヤギ血清 | サーモフィッシャーサイエンティフィック | 50062Z | ブロッキングバッファーHoechst |
| 33342、Trihydroch | Invitrogen | H3570 | 核染色溶液 |
| ハイコンテントイメージャー | ImageXpress | ImageXpress®マイクロコンフォーカルハイコンテントイメージングシステム | |
| MetaXpress ハイコンテント画像取得・解析ソフトウェア | Molecular Devices | メタエクスプレス | ハイコンテント画像取得・解析ソフトウェア |
| マルチチャンネルピペット (0.5-10 & micro;L) | レイニン17013802 | 手動8チャンネルピペット、0.5-10 &L | |
| マルチチャンネルピペット (0.5-10c | レイニン | 17013805 | 手動 8チャンネルピペット、20-200 µL |
| 電動マルチチャンネルピペット (10-200 μL) | Thermo Scientific | 14-3879-56BT | 96ウェルおよび384ウェルマイクロプレートピペッティングタスク用電子マルチチャンネルピペット |
| 50ml 試薬リザーバー | ジェネシーサイエンティフィック | 28-125 | マルチチャンネルピプテ分注用試薬リザーバー |
| 8チャンネル吸引器 | ABCサイエンティフィ | EV503 | 96ウェルまたは384ウェルプレートから液体を吸引するための8チャンネルステンレス製アダプター |
| エクセル表計算ソフト | Microsoft | Excel2016 | データ分析とヒートマップ生成のためのスプレッドシートソフトウェア |
| Origin2018 科学データ分析とグラフ作成ソフトウェア | OriginLab | Origin2018 | 線量反応曲線を生成するためのデータ分析ソフトウェア |
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