March 3rd, 2011
ここでは、骨形成タンパク質(BMP)固定された細胞のシグナル伝達を可視化する抗体の組み合わせで近接ライゲーションアッセイ(PLA)を、使用する方法を示します。このテクニックは、私たちは、内因性BMP活性化エフェクター複合体の核内蓄積を追跡し、BMP4刺激下で時間をかけて自分のレベルを定量することができました。
次の実験の全体的な目標は、組織培養細胞におけるBMPシグナル伝達を視覚化し、定量化することです。BMPは細胞表面の受容体に結合し、3つのリン酸化、3つのエフェクター、1つのエフェクター、5つのエフェクター、8つのSMADに結合します。これらはスマドフォーと複合体を形成し、核に移動して転写をオーケストレートします。
ここでは、PLAを使用して、BMP刺激の有無にかかわらず、組織培養細胞内の内因性SMAエフェクターとsmad Fourとの間に形成される複合体を視覚化します。これは、2つの一次抗体を並行して使用することから始まり、そのうちの1つは3つのリン酸化、smma、エフェクターをすべて認識し、もう1つは、それぞれが固有の短いDNA鎖が結合したPLAプローブと呼ばれるsmadの4つの二次抗体を認識し、PLAプローブが近接している一次抗体に結合します。DNA鎖は、その後にDNAオリゴヌクレオチドを形成する2つの円が付加されることで相互作用します。
これらは酵素ライゲーションによって結合され、増幅反応後にローリングサークルレプリケーションによって増幅される円を形成します。標識された相補的オリゴヌクレオチドプローブのハイブリダイゼーションは、各環状化の増幅に関連する製品の蛍光スポットを強調します。DNA製品は簡単に見ることができます。
蛍光顕微鏡で見ると、スポットはエフェクター、seds、およびsmad fourの間の複合体に対応しており、細胞内の活発なBMPシグナル伝達を示しています。既存の方法と比較した場合のPLAの主な利点は、使いやすく、感度が高く、バックグラウンドがなく、活性BMPシグナル伝達をin situで定量化するために使用できることです。BMP経路は、いくつかの臓器や組織の発達、および幹細胞の増殖や分化などのプロセスに不可欠です。
PLAは、BMPシグナル伝達のダイナミクス、レベル、および細胞内局在に関する主要な問題に対処するために使用できますが、診断にも使用できます。この経路はいくつかの疾患の根底にあるため、BLAはBMPの他のシグナルトランザクション成分や他の経路の研究に使用でき、組織切片または全胚での作業に適応させることができます。in situ近接ライゲーションアッセイを開始するには、Neuro 2つのA細胞をGMEMで培養し、10%FBSを1×非必須アミノ酸、1×ピルビン酸、1×Lグルタミンを添加して
培養します。トリプシンを使用して細胞を分割し、ウェルあたり15、000〜20、000個の細胞をプレート化します。16ウェルチャンバースライドで、加湿した5%二酸化炭素インキュベーターで細胞を摂氏37度で24時間インキュベートします。24時間後。
培養培地をサプリメントを添加した無血清GMEMに交換し、コントロールのためにさらに2〜3時間インキュベートします。細胞を含む3つのウェルを、2回目のインキュベーション後も通常の培養および条件下で保管します。細胞を2マイクロモルタル背モルヒネで処理することによりBMP経路を阻害するか、または細胞をBMP 4で10〜60分間処理することによりシグナル伝達を誘導します。
細胞刺激後、ウェルから培地を吸引し、細胞の剥離を避けるためにPBSで細胞を穏やかに洗浄します。PBSを細胞に直接ピペットで移さないでください。次に、PBSを吸引してチャンバーを取り外しますが、シリコンはウェルの周りに残します。
新たに調製してろ過した50マイクロリットルの4%パラホルムアルデヒドをウェルに加え、攪拌せずに室温で10分間インキュベートします。固定後、細胞をPBSで室温で5分間洗浄し、コピンジャーで攪拌します。洗濯を2回繰り返し、合計3回の洗濯をします。
次に、0.5%Triton X 100のPBS溶液をコピンジャー中で細胞を透過させ、室温で10分間攪拌せずにインキュベートします。次に、カップリングジャー内で攪拌しながら、細胞を0.05%tween 20およびTB S3で5分間洗浄します。スライドをタップしてブロッキング手順を開始し、最終的な洗浄液を取り出します。
細胞が乾燥しないように注意してください。それぞれにブロッキングソリューションへのDUOリンクを1ドロップ追加します。蒸留水が入った空のピペットチップボックスからなる予熱された加湿チャンバー内で、ブロッキング溶液中で37°Cで30分間細胞をインキュベートします。
一次抗体溶液を調製するには、抗リン酸化smad 1、5、8および抗SMAD 4、1〜100をデュオリンク2抗体希釈液で希釈します。各抗体を単独で、または組み合わせて使用してください。次に、スライドをタップしてスライドからブロッキング溶液を除去し、40マイクロリットルの抗体溶液を適切なウェルに加え、ネガティブコントロールと希釈剤のみを含めることができます。
この手順は、細胞が乾燥しないようにすばやく行ってください。次に、スライドを摂氏37度で予熱した加湿チャンバーで1時間インキュベートします。インキュベーション中に、2つのPLAプローブを希釈液で希釈します。
各反応について、各プローブの8マイクロリットルと希釈剤の24マイクロリットルを混合し、プローブが溶液中で1〜5に希釈されるようにします。1時間のインキュベーション後、一次抗体溶液をタップオフし、Duo link to Wash Buffer aでスライドを2回、室温で5分間ずつ、カップリングジャー内で攪拌しながら洗浄します。洗浄が完了したら、スライドから残りの洗浄バッファーAをタップオフし、それぞれに40マイクロリットルのPLAプローブ溶液を追加します。
さて、予熱した加湿チャンバーでスライドを摂氏37度でインキュベートします。1時間、デュオはライゲーションストックにリンクし、ライゲーションミックス用のボリュームを準備します。まず、デュオリンクをライゲーションストックにボルテックスし、高純度水で1倍に希釈します。
リガーゼ酵素は、この溶液中に1〜40を添加し、混合物の40マイクロリットルがウェルごとに必要であることを考慮に入れてください。インキュベーション後、スライドからPLAプローブ溶液を取り出し、Wash Bufferで2回洗浄します。A を室温で5分間、カップリングジャーで攪拌しながら最後の洗浄中に、凍結ブロックでDuo link Ligaseアウトを取り出し、ライゲーション溶液に加えて、最終希釈度を1〜40にし、Vortexします。
次に、スライドからWash Buffer Aの最終容量を取り出し、ライゲーションを40マイクロリットル加えます。それぞれに酵素と混ぜる。スライドを予熱した湿度チャンバーで30分間インキュベートします。
摂氏37度でDUO Link増幅ストックを解凍し、インキュベーション中の増幅ステップに備えるために、DUO Link増幅ストックを高純度水で1倍に希釈します。試薬は光感受性があるため、光を避けてください。ライゲーションステップが完了したら、溶液をタップオフし、スライドをWash Buffer Aで室温で2分間ずつ2回洗浄し、最後の洗浄時にカップリングジャー内で攪拌しながら、増幅溶液にデュオリンクポリメラーゼを添加して最終希釈液1、2、80、ボルテックスにします。洗浄バッファーをタップオフした後、混合した増幅液40マイクロリットルを各ウェルに加え、スライドを暗温予熱した湿度チャンバーで摂氏37度で100分間インキュベートします。
増幅インキュベーションが完了したら、スライドからポリメラーゼ溶液を取り出し、カップリングジャー内の植物と一緒に1回の洗浄につき10分間、Wash buffer Bで2回洗浄し、試薬は光感受性であるため、このステップではスライドを光から遠ざけます。0.1倍の洗浄バッファーB.Nowでディップして2回の洗浄をフォローし、16からシリコンを完全に除去します。その後、デュオの約40マイクロリットルでスライドします。
カバースリップにダッピーで封入剤をリンクし、サンプルの上にそっと置き、カバースリップの下に気泡がないように少し押し、マニキュアを使用してスライド上のカバースリップを固定して密封します。これらは、BMP経路の阻害剤である2マイクロモルタルモルヒネで処理された細胞、またはミリリットルあたり25ナノグラムで処理された細胞の共焦点画像です。BMPを4回、60分間。
リン酸化Smad 1 58およびSmad 4に対する抗体は、活性型smad複合体を検出するために使用され、赤い斑点として見られます。細胞核はdpiによって青を維持しました。PLAシグナルはDUOリンク画像ツールソフトウェアでカウントされ、細胞あたりの核内のスポットの平均数がグラフに示されています。
どちらの一次抗体も単独で使用した場合、染色は見られず、PLAプローブのバックグラウンド所見やその後のオリゴヌクレオチドのライゲーションは見られません。同様に、両方の一次抗体を放出する別のネガティブコントロールではスポットは検出されません。神経2つのA細胞では、SDSページイムノブロッティングにより、未処理およびBMP処理細胞におけるリン酸化関連SMAD 1 5 8が明らかになります。
しかし、リン酸化スマドのレベルは、背側モルヒネで処理された細胞では著しく減少します。PCNAに対する抗体は、ローディング制御を提供します。このビデオを見れば、細胞の固定後6時間以内に結果を得るために推奨される手順とセットアップの進め方について十分に理解できるはずです。
要約すると、ステップは一次抗体のインキュベーションのブロッキング、PLAプロブのインキュベーション、ライゲーション増幅、イメージングのマウントです。
この研究では、固定細胞における骨形成タンパク質(BMP)シグナリングを可視化するために近接リガーゼアッセイ(PLA)の使用を実証します。この技術により、BMP4刺激下での時間経過に伴うBMP活性化エフェクター複合体の定量化が可能になります。
Detection of endogenous BMP signaling effector complexes using in situ PLA provides a sensitive, quantitative readout of pathway activation in fixed cells. This enables mechanistic de-risking of BMP-targeted therapeutic hypotheses by distinguishing between phosphorylation and functional complex formation. The assay supports target validation and assay development in early discovery by delivering spatially resolved, background-free quantification of signal transduction events.
The assay fits within the discovery continuum from target hypothesis testing through lead identification to preclinical validation by providing a quantitative, spatially resolved readout of BMP signal transduction competence.