本稿では、ヒト卵巣癌組織からミトコンドリアを分離し、定量プロテオミクス解析のために卵巣組織を制御する密度勾配遠心分離と組み合わせた微分速度遠心分離のプロトコルを提示し、ヒト卵巣癌ミトコンドリアプロテオメの高品質なミトコンドリアサンプルと高スループットで再現性の高い定量プロテオミクス解析を行う。
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本稿では、ヒト卵巣癌組織からミトコンドリアを分離し、定量プロテオミクス解析のために卵巣組織を制御する密度勾配遠心分離と組み合わせた微分速度遠心分離のプロトコルを提示し、ヒト卵巣癌ミトコンドリアプロテオメの高品質なミトコンドリアサンプルと高スループットで再現性の高い定量プロテオミクス解析を行う。
卵巣癌は、死亡率は高いが分子機構が不明確な一般的な婦人科癌である。ほとんどの卵巣癌は進行期に診断され、治療を深刻に妨げる。ミトコンドリアの変化はヒトの卵巣癌の特徴であり、ミトコンドリアはエネルギー代謝、細胞シグナル伝達、酸化ストレスの中心である。対照卵巣組織と比較した卵巣癌におけるミトコンドリアプロテオームの変化に関する深い洞察は、卵巣癌の分子機構の深い理解と、効果的で信頼性の高いバイオマーカーおよび治療標的の発見に役立つ。ヒト卵巣癌を解析し、ミトコンドリアプロテオメを制御するために、相対および絶対定量(iTRAQ)定量のための等圧タグと組み合わせた有効なミトコンドリア調製方法がここに提示され、 差動速度遠心分離、密度勾配遠心分離、ミトコンドリアサンプルの品質評価、トリプシンによるタンパク質消化、iTRAQ標識、強カチ交換分画(SCX)、液体クロマトグラフィー(LC)、タンデム質量分析(MS/MS)、データベース分析、ミトコンドリアタンパク質の定量分析。多くのタンパク質は、ヒト卵巣癌ミトコンドリアプロテオームのカバレッジを最大化し、ヒト卵巣癌における微分発現ミトコンドリアタンパク質プロファイルを達成するために正常に同定された。
卵巣癌は、死亡率は高いが分子機構が不明確な一般的な婦人科癌である1、2.卵巣癌のほとんどは進行期に診断され、治療を深刻に妨げる。ミトコンドリアの変化はヒト卵巣癌の特徴であり、ミトコンドリアはエネルギー代謝、細胞シグナル伝達、および酸化ストレス3、4、5、6、7の中心である。対照卵巣組織と比較した卵巣癌におけるミトコンドリアプロテオームの変化に関する深い洞察は、卵巣癌の分子機構の深い理解と、効果的で信頼性の高いバイオマーカーおよび治療標的の発見に役立つ。ミトコンドリア代謝が提案され、癌治療の標的として認識されており、抗ミトコンドリア療法は最終的には癌8の再発および転移を予防するために非常に有益であり得る。個々の代謝プロファイリングは、癌階層化および予測戦略9、10のための有用なツールとしても既に実施されている。
本研究の長期的な目標は、卵巣癌と対照卵巣組織との間のミトコンドリアプロテオム改変を解明するための卵巣癌を研究するための定量的ミトコンドリアプロテオミクス法を開発し、使用することであり、その分子ネットワーク変化は、系統的多項角11、12からの分子ネットワーク変化、これはミトコンドリア標的分子バイオマーカーの発見をもたらす予測、および卵巣癌患者のパーソナライズされた治療。相対および絶対定量のための等位タグ(iTRAQ)標識3、4は、ミトコンドリアタンパク質変化を定量する有効な方法である。ヒト卵巣癌および対照卵巣組織からの高品質のミトコンドリアサンプルの調製は、ミトコンドリアプロテオメ3のiTRAQ定量分析の前提条件である。iTRAQ定量プロテオミクスと組み合わせたミトコンドリア製剤は、ミトコンドリアプロテオーム基準マップ3の確立を含むヒト卵巣癌ミトコンドリアプロテオームに関する長期研究プログラムで成功しており、微分発現ミトコンドリアプロファイル4、14およびリン酸化を含む翻訳後修飾の分析は、すでに重要なシグナル経路の発見に至っているヒト卵巣癌におけるネットワーク変化5、エネルギー代謝4の変化を含む、脂質代謝、およびミトファジー経路系3。
これまでの研究では、密度勾配遠心分離と組み合わせた差動速度遠心分離は、ヒト卵巣癌からミトコンドリアを単離および精製し、卵巣組織3、4、5、14を制御する有効な方法である。iTRAQ標識と強いカチオン交換(SCX)-液体クロマトグラフィー(LC)-タンデム質量分析(MS/MS)は、調製されたミトコンドリアサンプルからタンパク質を検出、同定、定量するための重要な技術です。
ここでは、iTRAQ定量プロテオミクスと組み合わせたミトコンドリア調製のための詳細なプロトコルについて説明する。これらは、ヒト卵巣癌組織ミトコンドリアプロテオムの解析に正常に使用されている。プロトコルには、サンプルの調製、微分速度遠心分離、密度勾配遠心分離、ミトコンドリアサンプルの品質評価、トリプシンによるタンパク質消化、iTRAQ標識、SCX分画、LC、MS/MS、データベース検索、ミトコンドリアタンパク質の定量分析が含まれます。さらに、このプロトコルは、他のヒト組織ミトコンドリアプロテオメを分析するために容易に変換する。
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卵巣癌組織(n=7)および正常対照卵巣組織(n=11)を含む卵巣組織サンプルがこのプロトコルに使用された。本議定書3、4、5は、中国中南大学の仙陽病院医療倫理委員会によって承認されている。
1. ヒト卵巣癌組織からのミトコンドリアの調製
2. ヒト対照卵巣組織からのミトコンドリアの調製
3. 精製組織ミトコンドリア試料の品質検証
4. iTRAQ-SCX-LC-MS/MS分析
メモ:セクション4の詳細な手順は、iTRAQの手順(材料表)を参照してください。
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卵巣癌組織および対照卵巣組織からのミトコンドリアの調製に違いがあった。この研究は、対照卵巣組織3、4からよりも卵巣癌組織からミトコンドリアを調製する方がはるかに簡単であることを発見した。コントロール卵巣組織からのミトコンドリアの調製のためのプロトコルにいくつかの改善を行う必要がありました.まず、組織均質化の前に、ミンチ対照組織に添加したPBS溶液に0.05%トリプシン/20 mM EDTAの8mLを加え、続いて室温で30分間消化し、5分間200gで遠心分離する必要があった(プロトコルステップ2.5参照)。これは、ミトコンドリアの調製を改善しました.第2に、不連続密度勾配は、対照卵巣組織および卵巣癌組織からのミトコンドリアの調製に対して異なっていた(図1)。卵巣癌組織の場合は、34%の5mL、30%の8mL、25%の12mL(粗ミトコンドリアを含む)、8mL23%、および20%密度...
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ミトコンドリアの変化は卵巣癌の特徴である。ヒト卵巣癌からの高品質なミトコンドリアサンプルの調製と大規模な定量プロテオミクスの対照組織は、卵巣癌病因におけるミトコンドリア機能の詳細な理解とミトコンドリア分子ネットワークの変化に利益をもたらし、ミトコンドリア4、5、8に基づく標的治療および有効なバイオマーカーのその後の発見のための分子メカニズムを明らかにするのに役立つ。密度勾配遠心分離と組み合わせた微分速度遠心分離は、ヒト卵巣癌および対照卵巣組織から効果的に単離および精製されたミトコンドリアを単離および精製した。調製されたミトコンドリアサンプルは非常に高品質であり、さらなる定量プロテオミクス分析に適していた。
調製したミトコンドリア試料には、少量のペルオキシソーム3、17、18およびサ...
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著者たちは何も開示する必要はない。
この作品は、湖南省百人タレントプラン(X.Z.)、仙陽病院人材紹介基金(XZ)、中国国立自然科学財団(Grant. 81572278およびXZ)、中国からの助成金「863」計画によって支えられました。プロジェクト(助成金番号2014AA020610-1からXZ)、中国湖南省自然科学財団(グラントNo.14JJ7008からXZ)。X.Z.は、本原稿の概念を考案し、ミトコンドリアサンプルのiTRAQ定量プロテオミクスデータを取得し、原稿を書いて改訂し、関連する作業を調整し、財務支援とそれに対応する責任を負った仕事。H.L.はミトコンドリアサンプルを調製した。SQ.は部分的な作業に参加しました。X.H.Zは英語の執筆と編集に参加しました。N.L.はiTRAQプロテオミクスデータを分析した。すべての著者は最終原稿を承認した。
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| 名前 | 会社 | カタログ番号 | コメント |
|---|---|---|---|
| BCAタンパク質アッセイキット | Vazyme | E112 | BCAタンパク質アッセイキットは、当社の一般的なBCA試薬の特別な3成分バージョンで、希薄タンパク質溶液(0.5 〜 20マイクログラム/ml)の総タンパク質濃度(A562nm)を測定するために最適化されています。 |
| ウシ血清アルブミン(BSA) | Solarbio | A8020-5G | 熱ショック画分、オーストラリア産、プロテアーゼフリー、低脂肪酸、低IgG、pH 7、≥98% |
| 遠心分離機 | XiangYi | TDZ4 - WS | |
| CHAPS | シグマ | C9426-5G | BioReagent、電気泳動に適しています。98% (HPLC) (Sigma-Aldrich) |
| ジアミン四酢酸 (EDTA) | Sigma | 798681-100G | 無水、流動性、Redi-Dri、≥98% |
| DTT | シグマ | 10197777001 | 1,4-ジチオスレイトール |
| Easy nLC | Proxeon Biosystems(現サーモフィッシャーサイエンティフィック) | ||
| エチレングリコールビス(2-アミノエチルエーテル)四酢酸(EGTA) | シグマ | E0396-10G | BioXtra、≥97 .0% |
| ホモジナイ | ザーSilentShake | HYQ-3110 | |
| iTRAQ試薬キット | Applied Biosystems | Applied Biosystems iTRAQ試薬–化学リファレンスガイド、P / N 4351918A | |
| 超高速遠心分離機 | ッペンドルフ | 5424R | |
| マンニトール | マックリンM813424-100G | マンニトールは、甘味料、保湿剤、および増量剤として機能するフルクトースからの水素化から生成されるポリオール(多価アルコール)です。吸湿性が低く、油の溶解性が劣ります。 | |
| MASCOT検索エンジン | マトリックスサイエンス、ロンドン、英国;バージョン2.2 | ||
| Nagarse | Solarbio | P9090 | |
| N-ヒドロキシスクシンイミド(SDT) | シグマ | 56480-25G | ピュラム、≥97.0% (T) |
| Nycodenz | Alere/Axis-Shield | 1002424-1 | |
| フェニルメタンスルホニルフッ化物(PMSF)プロテアーゼ阻害剤 | Solarbio | P0100-1ML | PMSFは、セリン残基と反応してトリプシン、キモトリプシン、トロンビン、およびパパインを阻害するプロテアーゼ阻害剤です。 |
| 塩化カリウム | マックリン | P816354-25G | 塩化カリウム、KCIは、ムリエートカリウムおよびシルバイトとも呼ばれ、776°Cで溶ける塩味の無色の結晶性固体です。C(1420 OF)。水には溶けますが、アルコールには溶けません。塩化カリウムは、肥料、医薬品、写真撮影、および塩の代替品として使用されます。 |
| Proteome Discover 1.4 | Matrix Science, London, UK | ||
| PVDF membrane | Millipore | 05317 | 1ロール、26.5 cm x 1.875 m、0.45 & マイクロです。m細孔サイズ、ウェスタンブロッティング用の低バックグラウンド蛍光を備えた疎水性PVDF転写膜。可視および赤外蛍光プローブと互換性があります。 |
| Q Exactive質量分析計 | サーモフィッシャーサイエンティフィック | ||
| SCXカラム | シグマ | 58997 | 5-μm粒度、長さ5cm×内径4.6mm(Supelco)。 |
| オルトバナジン酸ナトリウム(V) | マックリン | S817660-25G | オルトバナジン酸ナトリウム(バナジン酸塩)は、タンパク質ホスホチロシルホスファターゼの一般的な競合阻害剤です。オルトバナジン酸ナトリウムによる阻害は、EDTAの添加または希釈により可逆的です。. |
| スクロース | マックリン | S824459-500G | Vetec試薬グレード、99% |
| チオ尿素 | シグマ | 62-56-6 | ACS試薬、≥99.0% |
| Tris塩基 | Sigma | 10708976001 | TRIS塩基は、7.0-9.0のpH範囲で有用です。これは、25°Cで8.1のpKaを有する。 |
| トリプシン(細胞培養用) | Gibco | 25200-056 | このトリプシンの液体製剤には、EDTAとフェノールレッドが含まれています。Gibco Trypsin-EDTA は、ブタの膵臓に由来するプロテアーゼの照射混合物であるトリプシン粉末から作られています。トリプシンは、その消化強度により、細胞解離、日常的な細胞培養継代、および初代組織の解離に広く使用されています。 |
| 尿素 | シグマ | U5378-100G | 粉末、BioReagent、分子生物学用、細胞培養に適しています |
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