ここでは、死誘導シグナル伝達複合体(DISC)で直接カスパーゼ-8処理を検出し、この複合体の組成を決定する実験的ワークフローを提示する。この方法論は、細胞死経路の分子機構の解明からアポトーシスネットワークの動的モデリングまで幅広い応用を有する。
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ここでは、死誘導シグナル伝達複合体(DISC)で直接カスパーゼ-8処理を検出し、この複合体の組成を決定する実験的ワークフローを提示する。この方法論は、細胞死経路の分子機構の解明からアポトーシスネットワークの動的モデリングまで幅広い応用を有する。
外因性アポトーシスは、CD95/Fas/APO-1または腫瘍壊死因子関連アポトーシス誘導リガンド(TRAIL)受容体1/受容体2(TRAIL-R1/R2)などの死受容体(DR)の活性化によって媒介される。これらの受容体を同一性リガンドで刺激すると、死を誘発するシグナル伝達複合体(DISC)の組み立てにつながる。DISCはDR、アダプタータンパク質Fas関連タンパク質と死ドメイン(FADD)、プロサスアーゼ-8/-10、および細胞FADD様インターロイキン(IL)-1β変換酵素阻害タンパク質(c-FLIP)を含む。DISCは、プロカスパス8の処理とアクティベーションのプラットフォームとして機能します。後者 は、DISC で組み立てられたデスエフェクタードメイン(DED)フィラメントにおける二量体化/オリゴマー化によって生じる。
procaspase-8 の活性化は、その処理が続いて、いくつかのステップで発生します。本研究では、この複合体におけるDISC形成およびプロアスパス8の処理を測定することを可能にする確立された実験ワークフローについて説明する。このワークフローは、ウェスタンブロット分析でサポートされている免疫沈降技術に基づいています。このワークフローは、DISCとその処理に対するprocaspase-8採用の異なるステップを注意深く監視することを可能にし、外因性アポトーシスの分子メカニズムを調査するために非常に関連性が高い。
最もよく研究された死の受容体(DR)の1つはCD95(Fas、APO-1)である。外因性アポトーシス経路は、DRと同結合リガンドとの相互作用から始まり、CD95LはTRAIL-Rsに結合するCD95またはTRAILと相互作用する。この結果、対応するDR. DISC での DISC の形成は、CD95、 FADD、 プロカスラーゼ-8/-10、および c-FLIP タンパク質1,2からなる 。さらに、DISCは、CD95やFADDなどの死ドメイン(DD)含有タンパク質、およびFADD、プロカスパス-8/-10、およびc-FLIPなどのDED含有タンパク質との相互作用によって組み立てられる(図1)。Procaspase-8は、そのDEの関連付けを介してオリゴマー化を行い、その結果、DEDフィラメントの形成、続いてプロカスパス8の活性化および処理を行う。これは、カスパーゼカスケードをトリガーし、細胞死(図1)3、4につながる。従って、プロカスパス症−8は、CD95またはTRAIL−Rsによって媒介される外因性アポトーシス経路の中心イニシエーターカスパーゼであり、対応する高分子プラットフォームDISCで活性化される。
プロカスパスゼ-8の2つのアイソフォーム、すなわちプロカスパス-8a(p55)および-8b(p53)は、DISC5に採用することが知られている。両方のアイソフォームは、2つのDEを含む。DED1およびDED2は、触媒p18およびp10ドメインが続く、プロアスパス症-8a/bのN末端部分に位置する。プロアスパス症-8DEの詳細なクライオ電子顕微鏡(cryo-EM)分析は、プロサスパス8タンパク質のDEDフィラメント4,6と呼ばれる糸状構造への組み立てを明らかにした。驚くべきことに、リニアプロアスパス8鎖は、最初は二量体化に従事し、続いてDISCでプロスパパス8活性化に従事することが示唆された。さて、これらの鎖は、プロカスパス-8DEDフィラメントの一部構造に過ぎず、後者は三重らせん3、4、6、7に組み立てられた3つの鎖を含むことが知られている。
DEDフィラメントでの二量体化の際、プロカスパス8a/bの立体構造変化は、プロアスパス-8の活性中心の形成と、その活性化3、8を導く。これに続いて、2つの経路を介して媒介されるprocaspase-8処理が続きます:最初のものはp43 / p41切断産物の生成を介して行き、2番目のものはp30切断産物の初期生成を介して行きます。p43/p41経路はAsp374でのプロスパパス-8a/bの切断によって開始され、p43/p41およびp12切断産物を生じる(図2)。また、これらの断片は、Asp384およびAsp210/216で自動触媒的に切断され、活性カスパーゼ-8ヘテロトラマーの形成を生じさせる、p10 2/p1829、10、11。また、p43/p41処理経路と並行して、プロカスパス-8a/bもAsp216で切断され、C末端切断生成物p30の形成につながり、続いてp10およびp1810に対するタンパク質分解が行われることが示された(図2)。
DEDフィラメントにおけるプロカスパス症-8a/b活性化はc-FLIP12というタンパク質によって厳密に調節される。c-FLIPタンパク質は、c-FLIPLong (c-FLIP L)、c-フリップショート(c-FLIPS)、c-FLIPラジ(c-FLIPR)の3つのアイソフォームで発生します。3 つのアイソフォームはいずれも、N 端子領域に 2 つの DE を含んでいます。c-FLIPLはまたC末端触媒的に不活性なカスパーゼ様ドメイン12、13を有する。c-FLIP-c-FLIPSとc-FLIPRの両方の短いアイソフォーム-DISC6、14、15でDEDフィラメント形成を妨害することによって抗アポトーシス的な方法で作用する。さらに、c-FLIPLは濃度依存的な方法でカスパーゼ-8の活性化を調節することができる。これは、プロと抗アポトーシス効果16、17、18の両方をもたらすことができます。触媒活性プロアスパスを形成することによって-8/c-FLIPLヘテロダイマー、c-FLIPLは、プロアスパス8の活性中心の安定化とその活性化をもたらす。c-FLIPLのプロまたは抗アポトーシス関数は、DEDフィラメントにおけるその量および後に組み立てられたプロスパパス症-8/c-FLIPLヘテロダイマー19の量に直接依存する。DISCでのC-FLIPLの低濃度または中間濃度は、カスパーゼ-8の活性化をサポートするDEDフィラメントで十分な量のプロスパパス酵素-8/c-FLIPLヘテロ二量体をもたらす。対照的に、c-FLIPLの増加量は、直接DISC20でその抗アポトーシス効果につながります。
まとめると、DISCでのprocaspase-8a/bの活性化と処理は、いくつかのステップを伴う高度に規制されたプロセスです。本論文では、DISCにおけるプロカスパス8処理の測定と、この複合体の組成の分析について議論する。これは、例示的なDR複合体としてCD95 DISCを使用して提示されます。
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T細胞実験は、倫理協定42502-2-1273 Uni MDに従って行った。
1. 実験用の細胞の準備
注: この免疫沈降の平均細胞数は 1 × 107です。 被着細胞は実験の日に107 個の細胞×されるように、実験の1日前に播種する必要があります。
2. CD95L刺激
3. 細胞の収穫とリシス
4. 免疫沈降(IP)
5. ウェスタンブロット
6. ウェスタンブロット検出
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本論文では、CD95 DISCにおけるDISCへのカスパーゼ-8の採用と処理を分析するために、CD95 DISCのIPとウェスタンブロット分析を組み合わせた古典的なワークフローについて説明する。これにより、CASPASE-8活性化の複数の主要な機能をDISCで検出できます:カスパーゼ-8活性化高分子プラットフォームの組み立て、PROCASAS-8のDISCへの採用、およびこのイニシエーターカスパーゼの処理(図1 および 図2)。このワークフローは、時間依存的な方法でCD95Lを有する感受性細胞の治療を含み、その後、それらのリシス、抗CD95(抗APO-1)抗体を用いた免疫沈降、およびそれに続くウェスタンブロット分析(図3)を用いた。
子宮頸癌HeLa-CD95細胞をDISC形成26を解析する例として用いた。CD95Lによるこれらの細胞の刺激は、CD95-免疫...
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このアプローチは、Kischkelら27 によって最初に記述され、それ以来いくつかのグループによって開発されました。この複合体における効率的なDISC-免疫沈降およびモニタリングカスパーゼ-8処理に関しては、いくつかの重要な問題を考慮する必要があります。
まず、免疫沈降の間に全ての洗浄工程に従う必要があります。特に重要なのは、セファロースビーズの最終洗浄工程とセファロースビーズの乾燥です。これは、免疫沈降のシグナル/ノイズ比を高めるために正しく行われ、DISCでカスパーゼ-8の採用と処理を検出することを可能にする必要があります。しかし、いくつかの研究は、この事前清算ステップは、ウェスタンブロッティング7、23によるDISCへのカスパーゼ-8募集の検出には不可欠ではないことを示している。しかしながら、前述のように、免疫沈降の終わりにビーズの洗浄は信頼できる結果を得るために不可欠である。豊富な細胞タンパク質のセファロースビ...
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著者らは開示する利益相反はない。
我々は、ウィルヘルム・サンダー財団(2017.008.02)、EUプログラムERDF(欧州地域開発基金)、DFG(LA 2386)が資金を提供するダイナミックシステムセンター(CDS)が当社の活動を支援することを認めます。私たちの実験を支援してくれたカリーナ・グテクに感謝します。私たちは、私たちに原発性T細胞を提供したダーク・クラインホルド教授(OvGU、マクデブルク)を認めます。
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| 名前 | 会社 | カタログ番号 | コメント |
|---|---|---|---|
| 12.5% SDS ゲル | セルフ メイド | 2 つの分離ゲル用: 3.28 mL 蒸留 H2O 2.5 mL トリス; pH 8.8; 1.5 M 4.06 mL アクリルアミド 100 µL 10% SDS 100 & マイクロ;L 10% APS 7.5 & マイクロ;L TEMED 2 つの収集ゲル用: 3.1 mL 蒸留 H2O 1.25 mL Tris;pH 6.8;1.5 M 0.5 mL アクリルアミド 50 µL 10% SDS 25 & マイクロ;L 10% APS 7.5 & マイクロ;L TEMED | |
| 14.5 cmの細胞皿 | Greiner | 639160 | |
| のアクリルアミド | のカールRoth | A124.1 | |
| のエーロゾル フィルター高い回復フィルターおよび広いオリフィス | VWR | 46620-664 (北アメリカ)または732-0559 (ヨーロッパ) | にピペットで餌を分けるために使用されて ライセート |
| の反アクチンAb | Sigma Aldrich | A2103 | :PBSTの1:4000 + 1:100 NaN3 |
| 実験でP.クラマー教授によって提供されたsub | anti-APO-1 Ab | 沈降にのみ使用される | ALX-805-038-C100 |
| 抗カスパーゼ-10 Ab | Biozol | MBL-M059-3 | 希釈:PBSTで1:1000 + 1:100 NaN3 |
| -anti-caspase-3 Ab | 細胞シグナル伝達 | 9662 S | 希釈:PBSTで1:2000 + 1:100 NaN3 |
| これらの実験でP.Krammer教授によって提供された | 抗カスパーゼ-8 Ab C15 | ALX-804-242-C100 | 希釈率:PBSTで1:20 + 1:100 NaN3 |
| anti-CD95 Ab | Santa Cruz | sc-715 | 希釈:PBSTで1:2000 + 1:100 NaN3 |
| >anti-c-FLIP NF6 Ab | P.Krammer教授によってこれらの実験で提供され、またはENZO | ALX-804-961-0100 | で購入できます希釈:PBSTで1:10 + 1:100 NaN3 |
| anti-FADD 1C4 Ab | これらの実験でP.Krammer教授によって提供されたか、ENZO | ADI-AAM-212-E | 希釈:PBSTで1:10 + 1:100 NaN3 |
| anti-PARP Ab | 細胞シグナル伝達 | 9542 | 希釈:PBSTで1:1000 + 1:100 NaN3 |
| APS | Carl Roth | 9592.3 | |
| β-メルカプトエタノール | カール・ロス | 4227.2 | |
| ブラッドフォード solution タンパク質アッセイ 染料試薬濃縮物 450ml | バイオ ラッド | 500-0006 | メーカーの指示に従って使用 |
| CD95L | . Krammer教授によるこれらの実験で提供された、またはENZO | ALX-522-020-C005 | |
| 化学発光検出器 Chem Doc XRS+ | Bio Rad によって購入できます。 | ||
| cOmplete Protese Inhibitor Cocktail (PIC) | Sigma Aldrich | 11 836 145 001 | 製造元の指示に従って調製 |
| DPBS (10x) w/o Ca, Mg | PAN Biotech | P04-53500 | 希釈 1:10、H2O で希釈、冷蔵庫での保管 |
| 相 | 自作 | 10倍電気泳動バッファー: 60.6 g Tris 288 g グリシン 20 g SDS ad 2 L H2O 1:10 希釈前 | |
| グリシン | カール・ロス | 3908.3 | |
| ヤギ抗マウス IgG1 HRP | SouthernBiotech | 1070-05 | 希釈率 1:10.000 in PBST + 5% |
| ミルク ヤギ抗マウス IgG2b HRP | SouthernBiotech | 1090-05 | 希釈率 1:10.000 inPBST + 5% ミルク |
| ヤギ アンチウサギ IgG-HRP | SouthernBiotech | 4030-05 | 希釈 1:10.000 PBST + 5% ミルク |
| インターロイキン-2 ヒト (hIL-2) | メルクグループ/ロシュ | 11011456001 | T 細胞の活性化 |
| KCl | カール ロス | 6781.2 | |
| KH2PO4 | カール ロス | 3904.1 | |
| ローディングバッファー 4x Laemmli サンプルバッファー、10 mL | Bio Rad | 161-0747 | メーカーの指示に従って調製 |
| Luminata Forte Western HRP 基質 | Millipore | WBLUFO500 | |
| 溶解バッファー | 自作 | 13.3 mL Tris-HCl; pH 7.4; 1.5 M 27.5 mL NaCl; 5 M 10 mL EDTA; 2 mM 100 mL Triton X-100 960 mL H2 | |
| 軟体細胞用培地 DMEM F12 (1:1) w 安定型グルタミン、 2,438 g/L | PAN Biotech | P04-41154 | 10% FCS、1% ペニシリン-ストレプトマイシン、0.0001% ピュロマイシン |
| 初代 T 細胞用培地 | gibco by Life Technologie | 21875034 | 10% FCS と 1% ペニシリン-ストレプトマイシンを中 |
| 程度粉乳 | Carl Roth | T145.4 | |
| に添加Na2HPO4 | Carl Roth | P030.3 | |
| NaCl | Carl Roth | 3957.2 | |
| PBST | 自作 | 20x PBST: 230 g NaCl 8 g KCl 56.8 g Na2HPO4 8 g KH2PO4 20 mL Tween-20 ad 2 L H2O 希釈 使用前 1:20 | |
| 前 PBST + 5% | 牛乳自作 | 50 g 粉乳 + 1 L PBST | |
| PHA | T 細胞活性化のための | サーモフィッシャーサイエンティフィック | R30852801 |
| Power Pac HC | Bio Rad | ||
| Precision Plus Protein Standard All Blue | Bio Rad | 161-0373 | 3-5 とマイクロの間で使用。L |
| プロテインAセファロース CL-4B ビーズ | Novodirect/ Th.Geyer | GE 17-0780-01 | アフィニティー樹脂ビーズ メーカーの指示に従って調製 |
| スクレーパー | VWR | 734-2602 | |
| SDS | カールロス | 4360.2 | |
| シェーカー | ハイドルフ | ||
| アジ化ナトリウム | カールロス | K305.1 | |
| TEMED | Carl Roth | 2367.3 | |
| Trans Blot Turbo ミニサイズトランスファースタック | Bio Rad | 170-4270 | メーカーの指示に従って使用 |
| TransBlot Turbo 5x トランスファーバッファー | Bio Rad | 10026938 | メーカーの指示に従って調製 |
| TransBlot Turbo ミニサイズニクロセルロースメンブレン | Bio Rad | 170-4270 | メーカーの指示に従って使用 |
| Trans-Blot-Turbo | Bio Rad | ||
| Tris | Chem Solute | 8,08,51,000 | |
| Triton X-100 | Carl Roth | 3051.4 | |
| Tween-20 | Pan Reac Appli Chem | A4974,1000 |
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