高い脊髄液タンパク質レベルは、変化した血液脳関門または細胞内合成を横切る血漿タンパク質の拡散の結果であり得る。この記事では、両方のケースを判別するのに役立ち、インテコール内合成タンパク質の定量的測定を提供する最適化されたテストプロトコルを紹介します。
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高い脊髄液タンパク質レベルは、変化した血液脳関門または細胞内合成を横切る血漿タンパク質の拡散の結果であり得る。この記事では、両方のケースを判別するのに役立ち、インテコール内合成タンパク質の定量的測定を提供する最適化されたテストプロトコルを紹介します。
脳と脊髄に見られる液体である脳脊髄液(CSF)は、基礎科学と臨床科学の両方にとって非常に重要です。CSFタンパク質組成物の分析は、基本的な神経科学研究や神経疾患において重要な情報を提供します。1つの注意点は、CSFで測定されたタンパク質は、血清からの細胞内合成とトランスダクションの両方から得られ得ることであり、CSFのタンパク質分析は、これら2つの成分の合計のみを決定することができるということです。動物モデルおよびヒトにおける血液およびインテカリー産生タンパク質からのタンパク質のトランスレーションを区別するには、従来のタンパク質解析ツールを用いたCSFタンパク質プロファイリング測定には、アルブミンCSF/血清商法(Qアルブミン)、血液脳界面の完全性のマーカー(BBI)、およびタンパク質指数(Qタンパク質/Qアルブミン)の計算を含める必要があります。このプロトコルは、CSFおよび血液採取から商および指標計算まで、神経障害のマウスモデルにおける細胞内タンパク質合成およびBBI障害の定量的測定のための手順全体を示す。
脳と脊髄を取り巻く透明で無色の液体である脳脊髄液(CSF)は、臨床的かつ基本的な科学的重要性を有する。CSFは、中枢神経系(CNS)の電解環境を維持し、全身酸基在状態のバランスをとり、神経細胞およびグリア細胞に栄養を供給し、CNSのリンパ系として機能し、CNS1全体でホルモン、神経伝達物質、サイトカインおよび他の神経ペプチドを輸送する。したがって、CSF組成物はCNSの活性を反映するように、この流体は、CNSの生理学的および病理学的状態を特徴付けるために、間接的であるが、貴重なアクセスを提供する。
CSFは100年以上にわたりCNSに影響を与える状態を診断するために使用されており、この時間のほとんどは、主に診断ツールとして臨床医によって研究されました。しかしながら、近年、神経生物学者は、CNSの病態生理学を研究するためのCSFの可能性を認識している。特に、神経科学分野では、CSFのタンパク質組成の詳細な研究を可能にするいくつかのハイスループットタンパク質解析ツールが導入されており、この解析が動的変化に関する洞察を提供する可能性があることを期待しています。CNS 内で発生します。
ルミネックスやシモア技術2、3などの多重免疫測定技術の技術開発は、今日、研究者に非常に低濃度で何百ものタンパク質を検出する能力を提供します。さらに、これらの同じ技術は、小さなサンプル量の使用を可能にし、それによって、CSFの限られたサンプル量が最近まで流体の詳細な特徴を排除しているマウスを含む小動物の研究を促進する。
それにもかかわらず、CSFで測定されたタンパク質は、血液脳界面(BBI)の損傷による血清からの細胞内合成および/またはトランスデュースに由来する可能性が1つの注意点である。残念ながら、CSF単独のタンパク質分析は、これら2つの成分の合計のみを決定することができます。トランスデートとインテカリー生産タンパク質を区別するには、利用可能なタンパク質分析ツールを使用したCSFタンパク質測定は、血清濃度およびバリア完全性の個々の変動性に合わせて調整する必要があります。しかしながら、この調整は臨床現場で一般的に用いられているが、例えば、心内IgG合成を検出する感度が高いCSF IgG指数4、5、6、血清濃度およびバリア完全性に対するCSFタンパク質濃度を補正した研究はこれまでにほとんどない。
現在、ライバーグラムアプローチは、タンパク質のバリア機能と内体合成を決定する最良の方法です。これは、排他的に血液由来タンパク質9、10を指す、組み込み方法で、バリア(dys)機能と細胞内タンパク質合成の両方を分析するCSF/血清商量図におけるグラフィカル評価である。非常に豊富なタンパク質アルブミンは、通常、肝臓でのみ産生され、その大きさは約70kDaが小さいタンパク質と大きなタンパク質11の間の中間であるため、通常参照タンパク質として選択される。分析図は、1987年にライバーとフェルゲンハウアーによって最初に定義された免疫グロブリン(Igs)11の主要なクラスについて、何千ものヒトサンプル9の分析から得られた結果に基づいて経験的に示されている。このアプローチは、その後、分子拡散/流量12の理論における拡散の2つのフィックの法則の適用によって確認された。このような理論は、バリアを介したタンパク質の拡散が双曲線分布を有し、CNS9、13におけるタンパク質のダイナミクスを定量的に説明できることを示す。全体的に、皮内タンパク質合成を実証するためにライバーグラムを使用する利点は、血清からCSFに入るタンパク質画分と、局所生産のためにCSFに見られるタンパク質の量を同時に同定することである。
本稿及び関連プロトコルは、CSF及び血液採取からCSFタンパク質レベルを補正する最終計算まで、神経学的マウスモデルにおける細胞内タンパク質合成の定量的測定のための手順全体を記述する。障害。この手順は、(1)任意のCSFタンパク質の病態生理学的起源および(2)バリア完全性の安定性および機能的意義を評価するためのベースラインを提供する。この手順とプロトコルは、マウスCSFサンプルを評価するのに有用であるだけでなく、神経疾患およびヒト患者の多数の動物モデルにおけるCSFの分析にも有用である。
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すべての動物の仕事はダートマスのガイゼル医学部の制度動物ケアと使用委員会(IACUC)によってレビューされ、承認されたプロトコルを利用しています。
1. 流体の回収
メモ:血清とCSFの両方が必要です。生存と壊死には、流体回収ごとに2つのプロトコルが必要です。
2. タンパク質分析
3. インテカル指数計算


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この代表的な実験は、多発性硬化症(MS)の2つの臨床的に関連するげっ歯類モデルにおけるIgGの細胞内合成を比較することを目的とした:PLP139-151-誘発性再免疫性脳脊髄炎(R-EAE)と慢性進行性、テイラーのマウス脳脊髄炎ウイルス誘発性デミエリン症(TMED)。R-EAE は再発を制御する MS を理解するのに役立つモデルですが、TMEV-IDD モデルは慢性進行性 MS19を備えています。
本研究では、R-EAE(n=12)及びTMEV-IDD(n=28)における心内IgG合成の定量分析が行われている。両方のグループは、彼らの病気のピーク時に分析されました。10匹のマウスの追加グループをシャム処理し、年齢に一致した対照群(cR-EAE n=4、cTMEV-IDDシャムn=6)として機能した。
市販キット(材料表)を用いた磁気ビーズベースのアプローチを用いて、一致した血清およびCSF検体中の合計IgGを測定した。合計 ...
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増加したCSFタンパク質濃度の評価のための定量的方法は、CNSの生理学的および病理学的状態の特徴付けに有用なツールである。しかし、CSFタンパク質レベルの信頼性の高い定量を超えて、CSFタンパク質の検出には、CSFにおける血液およびCNS由来画分を区別する結果の発現が必要です。しかし、現在までに、一般的に使用されるタンパク質定量アッセイは、ハイスループットツールの助けを借りても、2つのタンパク質成分間の判別を可能にしません。従って、CNS室内で合成されたタンパク質と血液由来のタンパク質を区別するために、タンパク質測定に対する特異的な補正が提案されている。このような補正は、血清濃度およびバリア完全性の両方における個々の変動性を補償する。全体的に、これらの補正はCSF/血清商(Qタンパク質)の計算に基づいており、血清タンパク質の個々の濃度の違いによる変動性を低減します。バリア機能の個人差に関連するQタンパク質のバリエーションは、Qタンパク質をCSF/血清アルブミン商(Qアルブミン)に関連させることによりさらに低下させることができる。両方の補正の組み合わせ...
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著者たちは何も開示する必要はない。
著者らは、ダートマスの比較医学研究センター(CCMR)のスタッフに、これらの研究に使用されるマウスの専門的なケアに感謝する。ボルンスタイン研究基金は、この研究に資金を提供しました。
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| 名前 | 会社 | カタログ番号 | コメント |
|---|---|---|---|
| 1 mLインスリン注射器 | BD | 329650 | |
| 1 mLシリンジ | BD | 329622 | |
| 25ゲージ針 | BD | 305122 | |
| 3 mLシリンジ | BD | 309582 | |
| 30ゲージインスリン針 | BD | 305106 | |
| 吸収パッド | ブランドの | ||
| アセプロマジン | Patterson Vet Supply Inc | ||
| BioPlex ハンドヘルド磁気ワッシャー | BioRad | 171020100 | マグネット |
| BioPlex MAGPIX マルチプレックスリーダー | BioRad | 171015001 | |
| BioPlex Pro フラットボトムプレート | BioRad | 171025001 | |
| Biotinilated 検出抗体 | 任意の適切なソース | 抗体は、の種に対して向けられる必要があります。目的のタンパク質。 | |
| ウシ血清アルブミン(BSA) | シグマ | A4503 | |
| ブプレノルフィン塩酸塩 | PAR Pharmaceutical | NDC 42023-179-05 | |
| 毛細管 | サッター器具 | B100-75-10 | 外径:1.0 mm、内径:0.75 mm ホウケイ酸ガラス 10 cm; ブンゼンの上に引かれて内径を小さくします。 |
| 遠心分離管、0.2 mL | VWR | 20170-012 | |
| 遠心分離管、0.5 mL | VWR | 87003-290 | |
| 遠心分離管、1.5 mL | VWR | 87003-294 | |
| クロルヘキシジン ジアセテート | ノルバサン | E004272 | |
| 使い捨てピペットのヒント | 任意の適切なブランド | ||
| イヤーバー | KOPF インスツルメンツ | 1921 または1922 | |
| タノール | コプ | ターV1001 | |
| 冷凍庫VWR | |||
| ガーゼ | メドライン | NON25212 | |
| 加熱パッド | サンビーム | XLキングサイズSoftTouch、自動オフ付き4つのヒート設定、ティール、12インチx 24インチ | |
| 誘導 | チャンバーVETEQUIP | ||
| イソフルラン | パターソンVet Supply Inc | NDC 14043-704-06 | |
| Ketamine (KetaVed) | Patterson Vet Supply Inc | ||
| MagPlex Microspheres (抗体結合) | BioRad | 抗体結合磁気ビーズ | |
| マイクロプレート シェーカー | Southwest Scientific | SBT1500 | |
| Microretractors | カーフィル品質 | ACD-010 | 鈍器 - 1 mm |
| マイクロソフトOffice (Excel) | Microsoft | ||
| MilliPlex MAP Mouse Immunoglobulin Isotyping Magnetic Bead Panel | EMD Millipore | MGAMMAG-300K | マウス液中の免疫グロブリンアイソタイプおよびサブクラスのパネルをLuminexで定量するための市販キットです。 |
| マウスアルブミン捕捉 ELISAキット | Novus Biological | NBP2-60484 | マウス液中のアルブミンをELISAで定量するための市販キットです。 |
| マルチチャンネルピペット | エッペンドルフ | 3125000060 | |
| 非滅菌スワブ | MediChoice | WOD1002 | 無菌のためにオートクレーブ滅菌する必要があります |
| 酸素 | AIRGAS | OX USPEA | |
| パスツールピペット | フィッシャー | 13-678-20A | 5 & 3/4インチ |
| PDS 縫合糸 使い捨て針付き、6-0 Prolen | Patterson Vet | 8695G | P-3リバースカッティング、18インチ |
| PE-ストレプトアビジン | BDバイオサイエンス554061 | ||
| ピペッター | エッペンドルフ | リサーチシリーズポリエチレン | |
| チューブ | |||
| 冷蔵遠心分離機 | ベックマンコールター | ALLEGRA X-12R | |
| スケール | Uline | H2716 | |
| メス | フェザー | EF7281 | |
| シェーバー | ハーバード装置 | 52-5204 | |
| 標準タンパク質 | 任意の適切な供給源 | 参照標準品の最良の選択は、目的のタンパク質の精製された既知の濃度です。 | |
| 脳定位固定装置 | KOPFインスツルメント | モデル900LS | 標準付属品 |
| 滅菌 1 x PBS | Corning Cellgro | 21-040-CV | |
| 滅菌生理食塩水 | バクスター | 0338-0048-02 | 0.9 塩化ナトリウム 灌漑 USP |
| 外科用鉗子 湾曲、7 (2) | ファインサイエンスツール | 11271-30 | デュモン |
| 外科用ハサミ | ファインサイエンスツール | 14094-11 | ステンレス25x |
| 気化器+流量計 | Moduflex Anhestesia機器 | ||
| ボルテックス | フィ | ッシャー02-215-414 | |
| 暖パッドケン | トサイエンティフィックコーポレーション | RT-JR-20 | |
| ウォーターソニケーターコール | パーマーEW-08895-01 | ||
| キシラジン | パターソン獣医供給株式会社 |
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