Name: Γ-アミノ酪酸受容体をモジュレート新規化合物の探索の方法を入力、神経伝達 (動画) | JoVE Journal
Uploaded: 2018-08-16T13:00:00.000+00:00
Duration: 7 min 16 s
Description: 学ぶGABA_A受容体リガンド探索法。Xenopus卵母細胞と齧歯類脳切片を用いた電気生理学的記録とラジオリガンド結合アッセイを組み合わせたスクリーニングカスケードにより、選択的かつ効力の高い化合物を同定する系統的アプローチを解説します。

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著者は、その優秀な技術支援のジュディス Lengyel、マリア カルク、グルゴワール Friz、レイチェル ハアブとロシュからマリー クレア Pflimlin、Tifany Schaer と HiQScreen からデボラ Paolucci をありがとうございます。

アフリカツメガエルは建物、ジュネーブのカントン動物ガイドラインに従って処理されます。
1. 放射性リガンド結合
<ol><li>
アッセイ プレートの準備
	<ol>
<li>5 mM KCl、1.25 mM CaCl21.25 mM MgCl2, 120 mM, NaCl と 15 mM; トリス アッセイバッファーの 1.5 L を準備します。7.4 に塩酸で pH を調整します。</li>
		<li>(例えば、5 μ L の微量遠心チューブで 980 μ L アッセイバッファーに 10 ミリメートルで化合物) 50.76 μ M でテストする化合物を準備します。まあ 2-5 s の高速で渦マシンを使用してそれらをミックスします。</li>
		<li>アッセイバッファー 1,970 μ に化合物 (10 mM) の 1 μ L 分注参照化合物フルマゼニルの前希釈を準備します。まあ 2-5 s の高速で渦マシンを使用してそれらをミックスします。</li>
		<li>4 に 4 ° c アッセイバッファーで [3H] フルマゼニル原液を希釈 50 mL ポリプロピレン チューブに nM。</li>
		<li>ピペット 50 μ L/ウェル アッセイバッファー列 1 と 3-11 96 ウェル マイクロ プレートの図 2で表されるプレート レイアウトのように。</li>
		<li>50.76 μ M で希釈した化合物の 73.2 μ L をピペット (手順 1.1.2 参照) プレートの 12 列に。</li>
		<li>9 ステップの上の幾何学的な進行を使用してそれぞれの化合物を希釈 (1E-10 -1E-06 M), 23.12 μ L のデータ転送量と塗りつぶし列 3-11。希釈を徹底的にミックスします。すべて希釈後、ヒントを変更します。</li>
	</ol>
</li>
	<li>
細胞膜を希釈します。
	<ol>
<li>以前 HEK293 過剰人間 GABAの受容から分離された細胞膜を融解 (0.025-0.15 mg/mL) 常温 (RT) 80 mL を取得して懸濁液を 4 ° C でアッセイバッファーに移転</li>
		<li>10,000-12,000 rpm で 30-40 s の組織ホモジナイザーを用いた膜液を 4 ° C でまだ再懸濁します。</li>
	</ol>
</li>
	<li>
非特異的結合 (NSB) コントロールの希薄ジアゼパム
	<ol>
<li>5 mL で 40 μ M の濃度にアッセイバッファーで 4 mM ジアゼパム原液を希釈します。</li>
	</ol>
</li>
	<li>
反応を開始します。
	<ol>
<li>96 ウェル プレートの各ウェルに 4 nM [3H] フルマゼニルの 50 μ L をピペットし、氷の水容器で保ちます。</li>
		<li>0.5 mg/mL のタンパク質濃度を持っている GABAAの受容体サブタイプ膜準備の 100 μ L を追加します。</li>
		<li>2 列に 40 μ M のジアゼパムの 50 μ L をピペットします。</li>
		<li>氷の上に 1 時間プレートを孵化させなさい。</li>
		<li>後膜分離と放射能測定のための 96 ウェル フィルター プレートの各ウェルにアッセイバッファーの 50 μ L を追加し、その後の反応を停止します。</li>
	</ol>
</li>
	<li>
反応を停止します。
	<ol>
<li>50 mM トリス-HCl、pH 7.4 に洗浄バッファーを準備します。</li>
		<li>96 ウェルの細胞収穫を使用して、ソリューションをフィルター処理します。3、洗浄 300 μ L/ウェル冷たい洗浄液の x。</li>
		<li>プラスチック フィルムとプレートの底をシールし、シンチレーション液体のカクテルの 40 μ L を追加各シンチレーションも、70% エタノールで拭いてください。</li>
		<li>室温 1 時間少なくともプレートを軽く振る少なくとも別の時間室温放置します。</li>
		<li>シンチレーション カウンターに皿を置くことによって (CPM) の放射能を測定します。ウェルあたり 3 分の測定を許可します。</li>
	</ol>
</li>
	<li>
データ分析
	<ol>
<li>8 の意味を非特異的結合 (NSB) と合計のバインド (TB) も重複またはサンプルのトリプリケートのレプリケートを確認します。次の式に従って各サンプルの平均 % 特定のバインド (SB) を計算します。 <img alt="Equation 1" src="/files/ftp_upload/57842/57842eq1.jpg"> ここは 合計 SB NSB を意味マイナス平均 TB を =。</li>
		<li>横座標 %sb対座標での阻害剤の濃度をプロットします。単一サイトの競争分析数式を使用してデータをフィットします。 <img alt="Equation 2" src="/files/ftp_upload/57842/57842eq2.jpg"> ここは y = sb、% A = yの最小値 B = yの最大値 C = IC50、 X = 競合する化合物の濃度のログ10 D = (ヒル係数) 曲線の傾き。</li>
		<li>半最大阻害濃度 (IC50) を使用して結合親和性 (Ki) を計算 [3H] の濃度とそれぞれの膜9の [3H] フルマゼニルの解離定数 (Kd)次のデータを使用して同等化に従ってアッセイのフルマゼニル: <img alt="Equation 3" src="/files/ftp_upload/57842/57842eq3.jpg">
</li>
	</ol>
</li>
</ol>2 受容体の発現とアフリカツメガエル卵母細胞での録音
<ol><li>収穫の卵巣と卵の準備
	<ol>
<li>88 mM の NaCl、KCl 1 mM、2.4 mM NaHCO3、10 mM HEPES、0.82 mM MgSO4.7H2O、0.33 mM Ca (3)2.4H2O、0.41 mM CaCl2.6H2O、pH 7.4 でと滅菌バルト ソリューションを準備します。、0.25 μ g/mL アムホテリシン b の 100 μ g/mL ストレプトマイシン、ペニシリンの 100 単位/ml を添加しました。</li>
		<li>88.5 mM NaCl、KCl 2.5 mM、5 mM HEPES、1 ミリメートル MgCl2.6H2O、pH 7.4 で x OR2 1 (CaCl2) 培地を準備します。</li>
		<li>アフリカツメガエルの冷却 (pH 7.4 に調整 150 mg/L の濃度) でトリカインメタネスルフォネイトと炭酸水素ナトリウム (300 mg/L) で 20 分間の深麻酔によって女性に続いて斬首の犠牲。</li>
		<li>きれいなハサミ、鉗子で急激に卵巣を収穫し、40 ml バルト ソリューションと抗生物質/抗真菌薬 x 1 の 2 ペトリ皿 (10 cm) でそれらを置きます。</li>
		<li>4 ° C でバルト ソリューション内に最大 2 週間の非解離卵巣を格納します。</li>
		<li>解離、小さな分数 (1-2 cm3) できれいなかみそりの刃で卵巣をカットし、CaCl2 (OR2 noCaCl2) なし OR2 媒体の 50 mL で 0.2% コラゲナーゼを含んでいるそれらを孵化させなさい (I 型) 100 mL スピナーで 17-19 ° c4-5 磁気棒は確認のため低速撹拌フラスコでは、卵母細胞を粉砕避けるためにスピナー フラスコの下に上記の約 3-5 cm に配置されます。</li>
		<li>4-5 時間後、卵胞から卵母細胞のほとんどが開放されていることを確認 (すなわちのまわりで泳ぐ個別に)。洗って OR2 1.8 mm CaCl2補足の 200 mL の 5 倍。</li>
		<li>ペトリ皿 (10 cm) に卵いっぱいバルト ソリューションと抗生物質/抗と cDNA または mRNA の注入前に 17 ° C で一晩、少なくともそれらを維持 defolliculated を転送します。</li>
		<li>次の日は、双眼鏡、健康卵植物極 (植物極の淡黄色対動物極の暗いブラウン)、はっきりと明確な動物対提示することで、選択。きれいなパスツール ピペットを使用し、滅菌円錐形 96 インジェクションのウェル プレートに 1 つずつ卵を処分します。 注: 特別なケアは必要ありません; mRNA 注射用の卵子の配置の一方、cDNA 注射用じゃはない上向き動物極と卵母細胞の向きに必要不可欠であります。</li>
	</ol></li>
	<li>mRNA または cDNA の自動注入
	<ol>
<li>次の推奨手順市販のキットを使用して Mrna を合成します。楽器と RNase とテーブルをきれいにし、適切な保護手袋を着用します。 注: mRNA の品質は良い式をもたらすための決定要因と射出中の mRNA 分解を防ぐために不可欠です。</li>
		<li>市販のキットを使用して Cdna を準備し、0.2 μ g/μ L の濃度で bidistilled 水に希望の金額を解散します。</li>
		<li>CDNA 液 0.02-0.2 に至る濃度での 0.2 μ g/μ L、または 10 nL の濃度で mRNA ソリューションの 10-50 nL を注入できれば 95 卵母細胞のバッチで、μ g/μ L。</li>
		<li>膜蛋白質 (すなわち、テキサスサンゴヘビ α1β2γ2 GABAAの受容器)、複数のサブユニットが必要なミックス対応する Mrna または任意の比率で Cdna (すなわち1:1:1 または 1時 10分: 1)。</li>
		<li>卵母細胞の熱ショック蛋白質の発現を防ぐために 17 ° C で卵母細胞を保つマイクロ プレートを熱制御ストレージ領域に格納します。</li>
		<li>0.1-1000 で OR2 の結合の試金に陽性を示した試験化合物を溶かす電気生理学的記録の μ M 96 ウェル平底ポリプロピレン板にそれらを処分し、。</li>
	</ol></li>
	<li>式のプラスミド
	<ol>
<li>細菌の T7 または T6 の休眠打破による mRNA 合成のための市販キットの取扱説明書に従ってください、ソリューションの 20 μ L で 0.2 μ g/μ L RNase 自由な水にします。</li>
		<li>通常は 0.2 μ g/μ L bidistilled 水に溶解し、cDNA 表現の真核生物発現ベクターを含むソリューションの少なくとも 20 μ L を準備します。</li>
	</ol></li>
	<li>マイクロインジェクション卵子とその品質の可視化
	<ol>
<li>10-50 nL プラスミド溶液を注入 (2.3.1 又は 2.3.2 手順参照) 圧力放出システムまたは自動注入システム設置しておりますマイクロマニピュレーターにマウントされているガラス マイクロ注射針を用いた先端径最大 100 μ m に至るまで。 注: ここで説明した例では、卵母細胞は自動システムにより cDNA または mRNA の使用に適した 95 のバッチによって挿入されます。</li>
		<li>1% メチレン ブルーなどの色素の 1 μ L で注射針を入力し、(または cDNA の核または mRNA の細胞質で) 標準的な手順を使用して卵を注入します。</li>
		<li>沸騰したお湯で約 1 分の注入された卵を破棄します。卵母細胞を双眼鏡でかみそりの刃で半分にカットします。 注: 染料の図 3E射出の正確な観察のようにローカライズされたまま。</li>
	</ol></li>
	<li>2 電極電圧クランプ録音
	<ol>
<li>図 4に示す原則を使用して自動システムで卵母細胞を含むウェル プレートを配置します。 注:図5 パッチ クランプ システムと対照をなして、セルの真の膜電位は、電圧電極によって読み取られます。</li>
		<li>集中活動関係の決定のための図 6に示す方式などでアイコン ベースのインターフェイスを使用して自動録音システムをプログラムします。</li>
	</ol></li>
	<li>曲線のあてはめ
	<ol>
<li>図解濃度活性化曲線を使用して、適切なソフトウェアを使用して結果を分析、現在の振幅をアゴニスト濃度の対数の関数としてプロットします。</li>
		<li>形で経験的なヒルの式とその後に合うことができる s 字型のカーブを観察します。 <img alt="Equation 4" src="/files/ftp_upload/57842/57842eq4.jpg"> ここは Y= 誘発電流の割合 EC50 = 50% の活性化のため濃度 x = 化合物の濃度 nH = ヒル係数または明白な協同性。</li>
		<li>各応答に対する一連のセルから得られたデータを分析する最も高い濃度で記録された値の振幅を割って統一へ電流を正常化します。</li>
		<li>平均と標準誤差を決定し、標準利用可能なソフトウェアを使用してカーブ フィットを実現します。</li>
	</ol></li>
</ol>3. 脳スライスの記録
注: ラット海馬スライスは、国および教育機関の指針に則って準備されました。
<ol><li>
海馬スライスの準備
	<ol>
<li>124 mM NaCl 124、2.5 mM KCl、1.25 mM KH2PO4O2MgSO4.7H 2 mM、2.5 mM CaCl2 2 H2O、26 mM NaHCO3、10 mM グルコース 4 mM と郭清人工脳脊髄液 (dACSF) を準備します。庶糖 95% O2と 5% CO2の混合物をボトルに毒ガスします。</li>
		<li>124 mM の NaCl、5 mM KCl、1.25 mM KH2PO4O2MgSO4.7H 2 mM、2.5 mM CaCl2 2 H2O、25 mM NaHCO3、10 mM グルコースと記録人工脳脊髄液 (rACSF) を準備します。95% O2と 5% CO2の混合物をボトルで毒ガスで死亡。</li>
		<li>2.5% イソフルランと純酸素の混合物を用いたラットを麻酔し、それらの首をはねます。</li>
		<li>はさみの罰金ペアで正中線に続く頭皮をカットします。基になる組織を損傷することがなく正中線に沿って頭蓋骨をカットします。ピンセットで頭蓋骨を外し脳をえぐり細かいヘラを使用します。</li>
		<li>脳が RT で包まれた dACSF ソリューション、そして高級ヘラで左の海馬を解剖します。</li>
		<li>組織チョッパーと海馬の中の部分から横スライス (400 μ m 厚) をカットし、ペイント ブラシを使って記録室に転送します。45 分の RT でスライスを保持します。</li>
		<li>35 ° C で包まれた rACSF とスライスを灌流し、1.5 mL/分の速度でバブル 95% O2と 5% CO2の混合物ソリューション。 注: この手順の後、スライス、電気生理学的実験のための準備ができています。</li>
	</ol>
</li>
	<li>
単一の母集団のスパイクの記録
	<ol>
<li>顕微鏡に取り付けられた室に脳のスライスを配置します。</li>
		<li>RACSF 3 mL/分の割合でスライスを灌流します。</li>
		<li>〜 2 MΩ の抵抗を持つピペット引き手とホウケイ酸ガラス ピペットを引き出します。 注: このマイクロ ピペットは記録電極として使用され、電気アンプに接続されています。</li>
		<li>2 M の NaCl を含む溶液をマイクロ ピペットを埋めるし、アンプのピペット ホルダーに入れます。</li>
		<li>右マニピュレーターを使用して海馬の ca1 における地層属三角骨に記録マイクロ ピペットを配置します。 注: 場所は図 7で潰した。</li>
		<li>左のマイクロマニピュレーターのホルダーに絶縁バイポーラ プラチナ/イリジウム電極を配置します。 注: この電極は刺激電極として使用され、電気的刺激発生器に接続されています。</li>
		<li>右のマニピュレーターを用いた海馬スライスの ca1 でシャファー担保に刺激電極を配置します。 注: 場所は図 7で潰した。</li>
		<li>すべて 30 刺激発生器を用いた刺激電極に電流パルスを配信 s (100 μ 秒の期間、10 μ A で始まる) 人口の急増 (PS) が表示されるまで徐々 に刺激強度を増加。</li>
		<li>45% 得ることができる最大の振幅に対応する PS を喚起する刺激の強さを調整します。PSs は 2.4 KHz でフィルターされ、信号増幅器を用いた 20 KHz でデジタル化します。</li>
	</ol>
</li>
	<li>
ペアパルス抑制
	<ol>
<li>脳スライス (ステップ 3.1) を準備し、前述のように進む (ステップ 3.2.1–3.2.7)。</li>
		<li>すべて 30 刺激電極に 2 つの電流パルス (20 ms 間隔で 100 μ 秒の期間) を配信 s 刺激発生器を使用して。最大振幅の 45% に対応する PS を喚起する刺激強度を設定します。</li>
	</ol>
</li>
	<li>
化合物のテスト
	<ol>
<li>熟れたアプライドでテストされる化合物の希釈液を作るので、最終濃度 DMSO 0.1% より高くないです。</li>
		<li>複合ソリューションよりも同じ濃度で制御ソリューションに DMSO を追加します。</li>
		<li>シングル (ステップ 3.2) を記録またはすべて 30 シャファー担保刺激により誘発される対パルス (ステップ 3.3) PS、少なくとも 30 分のための s。PS 形は、この基準期間中に安定する必要があります。</li>
		<li>酔った rACSF 固定テストする化合物濃度とビーカーを準備します。</li>
		<li>シングルまたはペア パルス PS を記録しながらこのソリューションで海馬スライスを灌流します。</li>
		<li>酔った rACSF 化合物なしでスライスを灌によって化合物の影響からの回復を評価します。 注: リバーシブルの効果のため、PS は複合アプリケーションの前に基準期間中に観察された初期形に戻ります。</li>
	</ol>
</li>
	<li>
データ分析
	<ol>
<li>平均 PS トレース データ解析ソフトウェアを使用して 4 ブロックで実験中に記録されます。</li>
		<li>平均のトレースの PS 変換波の振幅を測定します。</li>
		<li>化合物を灌前に 10 分を記録された基準計画の値の割合として振幅を正規化します。</li>
		<li>± SEM. を意味データを表現します。</li>
	</ol>
</li>
</ol>

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</ol>

著者フレデリック ・ Knoflach、マリア ・ Clemencia ・ ヘルナンデス F. ホフマン ・ ラ ・ ロシュ AG、4070 バーゼル、スイス連邦共和国、製薬会社の従業員であります。著者ダニエル ベルトランは HiQScreen Sàrl 6、rte の従業員・ デ ・ Compois、1222 Vésenaz ジュネーブ、スイス、検診施設を製薬会社に提供すること。

GABAAの受容体などのリガンド依存性イオン チャネルでアクティブな新規化合物の開発には、複数のアプローチが必要です。通常、最初のステップはしばしば用いて結合の試金;しかし、そのような測定は、化合物またはその正確な薬理学の生理活性の特性を十分ではありません。特に、受容体に結合する化合物が強化またはその機能を阻害するまたはも効果がない機能 (静かになる) (すなわち、その機能を変更することがなく受容体にバインド)。したがって、機能テストは、フル コンパウンドの特性評価のため必要です。
結合アッセイを: 結合の試金の主な利点は数千までのサンプル数が多いに効率的に行うことができる、アクティブな分子の結合親和性を提供すること。ここに記載されている、必要な受容体サブタイプの評価手法を確立する最初のステップで構成されます。すなわち、分数または全体の脳からネイティブ受容体の結合を行うことができる、そのようなメソッドが特定の受容体サブタイプで親和性の定量を防ぐ。したがって、目的のターゲットに画面分子組換えシステムを使用する必要は。今日では、一時的または安定したトランスフェクション細胞に必要な受容体サブユニット Cdna の目的 (例えばGABAA α5β3γ2) の受容体サブタイプを表現する効率的かつ信頼性の高い方法を提供しています。伝統的な結合の試金作るイメージングに関する基礎的、しかし最近の技術を使用可能であり、処理 (例えば、定量的蛍光ベースのリガンド) 放射能の不便を避けるため。
ホスト システムの機能発現は: ホスト システムの遺伝子を表現するため十分な休眠打破を含むプラスミドに興味のコーディング シーケンスを挿入する必要があります。通常、mRNA 合成培養で細菌の T7 または T6 休眠打破が使用されます。CDNA 表現の興味の遺伝子の転写は、CMV (サイトメガロ ウイルス) などと同じ真核生物プロモーターによって調整されなければなりません。今日 2 つの休眠打破 (すなわちpUNIV、pCMV 6AC、psf CMV/T7、pCI ネオ、pcDNA) を含むいくつかのプラスミド mRNA の体外で合成または cDNA 式図 15に示すように、利用できるようにしています。細胞やアフリカツメガエル卵母細胞における GABAAの受容器の表現が忠実に得られます。後者の主な利点は、内因性受容体式、操作のシンプルさとマイクロ注射と録音のための自動化されたシステムの可用性の欠如です。このプロトコルで説明する手順は、約 7 分で 96 卵母細胞の注入が可能し、顕微操作スキルを必要としない自動システムの効率を示しています。アフリカツメガエルから単一の子房が 10,000-30,000 卵母細胞間含まれていることを思い出し、単一の準備の多数のセル測定を行うことができるは明らかです。また、cDNA の注射を使用して、式を行うことができる、バインドの実験用に開発された興味の遺伝子を含んでいる同じプラスミッド使用できますさらに分子生物学を必要とせず機能解析のため操作。
その大きさと高い表面表現を与え、単一卵子は約 35 mm ペトリ皿の合流のセルに相当する受容体の数を得られます。ただし、卵母細胞の準備と注入は、実験は、特定の文化媒体と無菌操作を必要としない、細胞ラインのコストのほんの一部を表します。単一の GABAAチャネルの活性化をもたらす数 picoamperes (10-12) と最大数万アンペア (10-6) に至るまでの流れが簡単の数百万の併用の活動を確認する 1 つの卵子に記録されます。1 つの応答の中に受容体。
リガンド依存性イオン チャネルの特性の最初のステップは、受容器の見かけの親和性の決定である頻繁。実施する必要がある実験は、一連の簡単なアゴニスト テスト パルスを適用して、振幅、誘発の現在や、場合によっては、アゴニスト濃度の対数の関数として (AUC) 曲線の下の領域をプロットで構成されます。異なるプラスミド濃度と卵母細胞の同じバッチの比 microinject を簡単に実現可能な式のこのシステムはそのような特性に特に適した。さらに、バッチ間の比較は別の EC50s の安定性を高度を明らかにしました。受容体の見かけの親和性サブユニット組成の影響は、図 10に例示としてスパイダー プロットを使用して容易に視覚化します。
アフリカツメガエル卵母細胞で得られた 2 電極電圧クランプの結果はしばしばパッチ クランプ電極を使用した録音と比較されます。一方、それは、これらの 2 つのシステム間の詳細な比較に行くにこの仕事の範囲を超えて行くだろう、いくつかのポイントを調べることができます。細胞パッチク医薬品迅速アプリケーション生物物理特性のための利点を提供しています、その要件、アフリカツメガエル卵母細胞に 2 つ電極の録音のものよりも複雑です。最初と無視できない難易度安定のトランスフェクションや一時的な細胞培養の必要性と目的の構造を表現しているセルの識別特定の蛋白質の表現であります。さらに、考えられる細胞の内因性表現の貢献の可能性を調べるため欠かせません。また、パッチク ランプはその人も、シールの質を評価するのに実験中に十分な分析を実行する必要がある高倍率顕微鏡下におけるマイクロマニピュレーションを実施する熟練者を必要とします。アクセス抵抗など対照的に、2 電極電圧クランプ記録、特に 1 つの自動化された電気生理学的システムを使用して任意の特定のスキルを必要としないし、検査技師が行うことができます。
、電気生理学的設定を取得する際、コスト意識は確かに慎重に分析する必要がある重要な要素です。たとえば、自動化されたシステムのコストは比較的高いが、詳しく比較を明らかに完全な電気生理学的リグのインストールは良いマイクロマニピュレーター、両眼のレンズ、アンプ、血流などの機器を購入、システムともデータの取得と分析を実行しながら、防振テーブル。2 電極電圧クランプ セットアップ対パッチ クランプ セットアップのコスト比較では、さらに矛盾を明らかにします。また、自動化されたシステムは完全に自動化された装置の利点を提供しています、昼と夜無人実行されます。
化合物の薬理学的特性は、受容体の処置のモードによって決まります。たとえば、競争の抑制剤はアゴニスト自体が競争を原因として同じ結合ポケット、または orthosteric サイトが入力できる分子であります。非競争の抑制剤は、入力でき、たとえばイオンの毛穴をブロック別サイトと、リガンド依存性イオン チャネルの場合の相互作用によって受容体を阻害する化合物です。それは、相互作用のさまざまなメカニズムを調べるためこの作業の範囲を超えて行くだろうが、薬理の教科書または Bertrand とベルトランの22など他の作業からさらに情報を入手できます。
アロステリック変調器の場合は、化合物の結合分子の存在は orthosteric サイトとは異なるサイトではアクティブなその他の状態の間のエネルギー障壁を変更します。正のアロステリック変調 (Pam) は、アクティブ状態に休んでからエネルギー障壁を軽減する化合物であるし、したがって、アゴニストの効果を高めます。PAM の影響を評価するには、必要がある、したがって、化合物への露出を高めるアゴニストへの応答、および、どの濃度で、それを判別図 11 図 14に示した実験は、GABAAの受容器の PAMs の特性が正しく使用できるプロトコルを示しています。
場合によっては、単独での PAM への露出受容器をアクティブにするための十分な可能性があります。このような活動は、ここで提示された実験的プロトコルのわずかな変更によって決定できます。すなわち、GABA に露光中に変調器の共同アプリケーションを使用する代わりにプロトコル変更できます最初のアプリケーションのだけと、GABA 存在下での化合物。化合物自体によって誘発し、GABA 誘発電流と比較して応答の振幅の測定による直接アゴニスト活性の評価になります。
図 7に示すよう脳切片での実験は、動物モデルや臨床試験に向けての経路に沿ってさらに行く前に明確な抑制性回路でネイティブの受容器の複合アクティビティを確認する使用されます。比較的単純なデータの記録と解析プロトコルは、PS 振幅差動変調効果を評価することによって複数の化合物のランキングをできます。GABA のシステムに関連していない化合物の非特異的効果は検出された (例えばPS 形の変化が観察されるとき) もあります。直接、Gaba 神経伝達によって評価されるこれらのケースで全細胞パッチ クランプ技術8を使用して抑制性シナプス電流 (Ips) の化合物の効果を測定します。

ここでは、生理学や薬理学へのバインドから GABAAの受容器のアクティブな化合物の検出のためのプロトコルを提案します。新規分子 GABAAの受容器の特定の検索では、定義することが重要、できるだけ正確に、関心と新たに同定された化合物の特異性の評価のサブタイプ (例えばレビューのルドルフを見るとKnoflach1または Sieghart2)。創薬の実現に必要な手順の一般的なパスは、図 1で示されます。
結合の試金はされているし、まだほとんど創薬における最初のステップとして使用されます。GABAAの受容器の場合に、治療上有用で安全な薬が結合受容体のベンゾジアゼピン結合部位に結合する化合物を同定に最適化されています。蛍光イメージング プレート リーダー (FLIPR) 膜潜在的な赤い色素に基づく試金3を使用して他の技術は、不要な副作用のプロフィールのためにより少なく好ましいが他のサイトに結合するバルビツール酸のような化合物を検出します。さらに、使用染料は直接 GABAAの受容器、従って薬物発見4のこれらのアッセイの有用性を疑問をアクティブ化できます。結合アッセイのみ与えられた化合物が特定の受容体クラスにバインドできるという証拠を提供できます。培養細胞膜の試金を使用して人間の選択の GABAA α5β3γ2 受容体リガンドを識別します。一時的に transfected HEK293 細胞人間の GABA、 α5β3γ2、α1β3γ2、α2β3γ2、α3β3γ2 受容体は、これらの試金のための膜を準備する使用されます。リガンドの効果は、膜受容体 ([3H] フルマゼニル結合阻害) するバインド [3H] フルマゼニルのシンチレーションを測定することによって検出されます。この手法の主な利点は、関心の受容体に結合化合物の迅速かつ効率的な測定が関心の受容体に用意されていることです。
化合物の機能的活動を評価し、受容体に化合物の結合によって引き起こされる機構の生理学的および薬理学的説明を提案する機能の研究が欠かせない。今日、イオン間隙と 5 つの同一サブユニットのアセンブリから結果によって形成される pseudosymmetry の軸線のまわりの 5 つのサブユニットのアセンブリに起因機能 GABAAの受容器は良く知られています。GABAAの受容器のほとんどは、2 つ以上の異なるサブユニットで構成されます。主要な脳のGABA 受容体、例えば、される α 1、β 2、γ2 2、2、および 1 の化学量論のサブユニットのそれぞれ5,6。アフリカツメガエル卵母細胞 HEK293 細胞などのホスト システムの再構築では、急速に受容体の薬理学的特性を探索の可能性を提供しています。
化合物の薬理学的特性は、脳スライス7で細胞外記録で検討されます。このメソッドにより、神経伝達に及ぼす化合物の探査と全体のネイティブ受容体のレベルでの異種発現システムで決定された化合物の機能の効果を確認する効果的な方法を提供します神経細胞の環境。Gaba 作動性神経伝達は、抑制性シナプス電流 (Ips)8化合物の効果を測定することにより分子レベルで評価できます。しかし、ここで使用され、脳スライスにおける全細胞パッチ クランプ録音に基づいてプロトコルはより精巧な低いスループットが得られます。
最後に、長所と短所の in vitroスクリーニング カスケード α5β3γ2 選択的リガンド識別に使用されるは、さまざまなテクニックと本質的な制限の観点から説明します。この作品は、専門家と非専門家がこれらのリガンド依存性イオン チャネルの新しい変調器の発見に取り組むために使用される別の in vitroアプローチの組み合わせの参考になったレビュー GABAAの受容器の分野で提供しなければなりません。

<table><tbody><tr><td><ストロング>ジェネラル機器</ストロング></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>96ウェルセルハーベスター-(フィルターメイト196)&nbsp;</td><td>パッカード</td><td></td><td>結合した放射性リガンドを持つ膜をろ過するには</td></tr><tr><td>マイクロタイタープレート液体シンチレーションカウンター (Top Count NXT)</td><td>パッカード</td><td></td><td>マイクロプレートシンチレーションおよびルミネッセンスカウンター</td></tr><tr><td>バイアル液体シンチレーションカウンター (ベータクーター 2500 TR)</td><td>パッカード</td><td></td><td>バイアルシンチレーションおよびルミネッセンスカウンター</td></tr><tr><td>液体&nbsp;ハンドラー (Biomek 2000)</td><td>ベックマンコールター</td><td></td><td>化合物希釈液の調製</td></tr><tr><td>には、Vortex(Vortex Genie 2)</td><td>Scientific industries, Inc.</td><td></td><td>化合物ストック溶液を混合するには</td></tr><tr><td>組織ホモジナイザー (Polytron PT1200E)</td><td>Kinematica AG</td><td></td><td>メンブレン製剤を再懸濁するには</td></tr><tr><td>XLfit5 ソフトウェア</td><td>Microsoft Excel &nbsp;IDBS</td><td></td><td>カーブフィッティングソフトウェア</td>によるアドオン</tr><tr><td>Smart Pull</td><td>UniPix</td><td>-</td><td>電極プーラー</td></tr><tr><td>RoboInject MultiChannel</td><td></td> <td>Systems-Automated</td> <td>Injection (Xenopus Oocytes)</td></tr><tr><td>HiClamp</td><td>MultiChannel</td> <td>Systems-Automated</td> <td>Voltage Clamp (Xenopus Ooocytes)</td></tr><tr><td>DataMining</td><td>MultiChannel</td> <td>Systems-Data</td><td>解析ソフトウェア</td></tr><tr><td>DataMerger</td><td>マルチチャンネルシステム</td><td>-</td><td>データ処理ソフトウェア</td></tr><tr><td>Digidata 1550</td><td>Molecular Devices</td><td></td><td>低ノイズデータ収集システム</td></tr><tr><td>CyberAmp 380または同等品</td><td>Axon Instruments</td><td></td><td>プログラマブルシグナルコンディショナ</td></tr><tr><td>pClampプログラムスイート</td><td>Molecular Devices</td><td></td><td>データ取得・解析用ソフトウェアソフトウェア</td></tr><tr><td>Antivibratonテーブル&nbsp;</td><td>TMC</td><td></td><td>微小電極の振動を避けるために&nbsp;</td></tr><tr><td>パッチスター マイクロマニピュレーター</td><td>サイエンティフィカ</td><td></td><td>脳スライスの微小電極を正確に位置決めするために</td></tr><tr><td>ファラデーケージ&nbsp;</td><td>Sutter Instruments</td><td></td><td>ノイズから録音を分離するには</td></tr><tr><td>McIlwain Tissue Chopper</td><td>Campden Instruments LTD&nbsp;</td><td></td><td>脳のスライスを準備するには</td></tr><tr><td>ホウケイ酸ガラスマイクロピペット&nbsp;</td><td>ワーナーインスツルメンツ</td><td>GC150TF-10</td><td>脳スライスの細胞外電位を記録するには</td></tr><tr><td>ツイストペア、プラチナイリジウムワイヤー 刺激電極</td><td>ワールドプレシジョンインスツルメンツ</td><td></td><td>電流で脳スライスを刺激する</td></tr><tr><td>電流および電圧駆動刺激用刺激発生器</td><td>マルチチャンネルシステム</td><td>STG4000</td><td>刺激電極</td></tr><tr><td>に電流を流しますPlasticware</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>マイクロタイタープレート丸底</td><td>Corning</td><td>#3365</td><td>結合アッセイに使用</td></tr><tr><td>GF/C グラスファイバーフィルターボトム 96ウェルマイクロプレート 1.2 & マイクロ;m ポアサイズ、真空マニホールドウェルフィルターを使用した細胞回収アッセイ用&nbsp;</td><td>パッカード&nbsp;</td><td>#6005174</td><td>結合アッセイに使用</td></tr><tr><td>50 mL チューブ</td><td>Falcon&nbsp;</td><td>#352070</td><td>結合アッセイに使用</td></tr><tr><td>Safe-lock tubes 1.5 mL</td><td>Eppendorf</td><td>#0030 120086</td><td>結合アッセイに使用</td></tr><tr><td>Safe-lock tubes 2 mL</td><td>Eppendorf</td><td>#0030 120094</td><td></td></tr><tr><td>Shipping tubes 180 mL&nbsp;</td><td>Semadeni Europe AG&nbsp;</td><td>結合アッセイに使用される</td><td>#3722</td></tr><tr><td>ポニーバイアルポリエチレン6mL&nbsp;</td><td>パーキン・エルマー&nbsp;</td><td>#6013329</td><td>結合アッセイに使用</td></tr><tr><td>トップシール&nbsp;</td><td>パーキン・エルマー&nbsp;</td><td>#60051859</td><td>結合アッセイに使用される</td></tr><tr><td>スピナーフラスコ</td><td></td><td>ベルコ BELLCO #1965-00100</td><td>スピナーフラスコ</td></tr><tr><td>96&nbsp;ウェルプレート(円錐形)</td><td>Thermo Scientific Milian</td><td>56368</td><td>卵子用インジェクションプレート</td></tr><tr><td>96&nbsp;ウェルプレート(平底)</td><td>Corning(Vitaris Switzerland)</td><td>3364-COR</td><td>Compound Plate for the HiClamp</td></tr><tr><td>Glass capillary&nbsp;</td><td>ヒルゲンベルク(ドイツ)</td><td>-</td><td>ホウケイ酸ガラス 1.2 O.D. 0.76 I.D. with filament</td></tr><tr><td>RNA preparation</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Ambion mMessage mMachine</td><td>Thermo Fisher Scientific</td><td></td><td>for the in vitro synthesis</td></tr><tr><td>Chemicals</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>アッセイバッファー:KCl 5 mM;CaCl2 1.25 mM;MgCl<サブ>2</サブ> 1.25 mM;NaCl 120 mM;トリス15 mM pHはHClで7.4に調整します。4°Cで最大3か月保管します。</td><td></td><td></td><td>結合アッセイに使用</td></tr><tr><td>洗浄緩衝液:トリス50 mM -HCl pH 7.4;4°Cで保存。</td><td></td><td></td><td>結合アッセイに使用</td></tr><tr><td>試験化合物のストック溶液 DMSO</td><td></td><td></td>中の10 mM <td>結合アッセイに使用</td></tr><tr><td>フルマゼニル(RO0151788) DMSO</td><td></td><td></td>中の10 mM <td>結合アッセイに使用</td></tr><tr><td>DMSO</td><td></td><td></td>中のジアゼパム4 mM 結合<td>アッセイ</td></tr><tr><td>に使用[3H]-フルマゼニル60-85 Ci/mmol エタノール中; -20°Cで保存;C</td><td></td><td></td><td>結合アッセイに使用</td></tr><tr><td>Microscint 40&nbsp;</td><td>パッカード&nbsp;</td><td>#6013641</td><td>結合アッセイ</td></tr><tr><td>Ultima Goldに使用&nbsp;</td><td>パーキン・エルマー&nbsp;</td><td>#6013329</td><td>結合アッセイに使用</td></tr><tr><td>MS-222</td><td>Sigma</td><td>Sigma # A5040</td><td>MS-222</td></tr><tr><td>AB/AM</td><td>Sigma</td><td>#A5955</td><td>抗生物質/抗真菌薬</td></tr><tr><td>コラゲナーゼ</td><td>Sigma Sigma</td><td># C1030</td><td>コラゲナーゼI型</td></tr><tr><td>RNase</td><td>Sigma Sigma</td><td>#R2020-250 mL</td><td>RNaseZAP</td></tr><tr><td>EndoFree プラスミド マキシキット</td><td>Qiagen</td><td>Qiagen #12362</td><td></td></tr><tr><td>人工脳脊髄液用塩(NaCl、KClなど)</td><td>一</td>過性または安定的にトランスフェクトされたHEK293からのSigma<td></td><td></td></tr><tr><td>Membranes</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Frozenメンブレン調製物は、異なるヒトGABAA受容体サブタイプを過剰発現します。1&ベータ;3&ガンマ;2、およびアルファ;2&ベータ;3&ガンマ;2、およびアルファ;3&ベータ;3&ガンマ;2、およびアルファ;5&ベータ;3&��;2.詳細な方法については、Ballard et al. 2009を参照してください。</td><td></td><td></td><td>結合アッセイに使用</td></tr></tbody></table>

Γ-アミノ酪酸受容体をモジュレート新規化合物の探索の方法を入力、神経伝達

Methods for the Discovery of Novel Compounds Modulating a Gamma-Aminobutyric Acid Receptor Type A Neurotransmission

この原稿では、ガンマ-アミノ酪で化合物のスクリーニングのためのステップバイ ステップのプロトコル酸型 (GABAA) 受容体とその体外遺伝子組換えから前臨床アッセイでアクティブな新規分子の同定への試み受容体齧歯動物脳スライスにおけるネイティブ受容体の薬理学的影響。最初のステップは、化合物が受容体のベンゾジアゼピン系サイトのバインド、GABAAの主要なサブタイプを表現する細胞膜上の放射性リガンド結合アッセイの開発で構成されるプライマリ画面を設定するに。その後、HEK 293 細胞やアフリカツメガエル卵母細胞における齧歯動物および人間 GABAAの受容体の異種表現を活かし、異なる受容体の生理学的性質を電気生理学的アッセイに探索することが可能です。サブタイプと同定された化合物の薬理学的特性。アフリカツメガエル卵母細胞システムは卵母細胞、2 電極電圧クランプを用いた薬理学的解析までの異なる Mrna と彼らのマイクロインジェクションの分離から始まるここでは、表示されます。最後に、明確に定義された神経回路ネイティブ受容体分子の活動を評価するためにセカンダリの生理学的なテストとして使用される齧歯動物の脳のスライスで行われた録音を説明します。人口に対する複数のニューロン細胞外記録は、薬物のアプリケーションと共に示されています。

ここでは、生理・薬理のバインドからの GABAAの受容器のアクティブな化合物を発見するためのプロトコルを提案する.

This manuscript presents a step-by-step protocol for screening compounds at gamma-aminobutyric acid type A (GABAA) receptors and its use towards the ...

このビデオの全体的な目標は、新規のGABA-A受容体リガンドの発見を可能にするスクリーニングカスケードを説明することです。放射性リガンド結合、Xenopus卵母細胞およびげっ歯類の脳切片における電気生理学的記録を文学的な方法で使用する利点は、化合物のプロファイルを改善できることです。最終的に、強力なサブタイプ、選択的で有効な化合物が特定されます。このデモンストレーションは、クミコ・カンバラとジェナ・トニャッチーニ、HiQScreenのソニアとダニエル・ベルトラン、ロシュのマリ・クレール・プスリムリンが行います。圧力噴出システムまたは自動注入システムを備えたマイクロマニピュレーターに取り付けられた先端径100マイクロメートルまでのガラスマイクロインジェクションニードルを使用して、プラスミドを含む溶液を10〜50ナノリットル注入します。この手順を開始するには、卵子を摂氏17度に保ち、熱ショックタンパク質の発現を防ぎます。マイクロプレートは温度制御された保管場所に保管してください。次に、OR2の結合アッセイで陽性と判定された試験化合物を0.1マイクロモルおよび1000マイクロモルで溶解し、電気生理学的記録のために96ウェル平底ポリプロピレンプレートに廃棄します。2電極電圧クランプ記録を行うには、卵子を入れたプレートを自動システム上に置きます。このスキームでは、アイコンベースのインターフェースを使用して自動記録システムをプログラムし、濃度活性の関係を適切に決定します。カーブフィッティングの場合、図示の濃度活性化曲線を使用して、アゴニスト濃度の対数の関数として電流振幅をプロットします。電気生理学的記録のためには、カルボゲンで泡立ったdACSF溶液中の脳を室温で保持します。次に、左の海馬の形成を細かいヘラで解剖します。続いて、海馬の中央部から厚さ400マイクロメートルのスライドを組織チョッパーで横断します。ペイントブラシを使用して、スライスを記録チャンバーに移し、室温で45分間維持します。その後、カルボゲンで35°C、毎分1.5ミリリットルの速度で発泡したrACSFでスライスを灌流します。単一のポピュレーションスパイクを記録するには、顕微鏡に取り付けられたチャンバーに脳スライスを置きます。スライスをrACSFで毎分3ミリリットルの速度で灌流します。ピペットプーラーを使用して、約2メガオームの抵抗でホウケイ酸ガラスマイクロピペットを引っ張ります。マイクロピペットに2モルの塩化ナトリウムを含む溶液を入れ、ピペットホルダーに入れます。右のマイクロマニピュレータを使用して、海馬スライスのCA1領域のピラミッド層に記録マイクロピペットを配置します。その後、絶縁バイポーラ白金イリジウム電極を左側のマイクロマニピュレーターのホルダーに入れます。左マイクロマニピュレータを使用して、海馬スライスのCA1領域にあるSchaffer側副路に刺激電極を配置します。刺激発生器を使用して、30秒ごとに電流パルスを刺激電極に供給し、人口スパイクが現れるまで刺激強度を徐々に増加させます。得られる最大振幅の45%に対応する人口スパイクを呼び起こすように刺激強度を調整します。ペアパルス抑制を実行するには、刺激発生器を使用して30秒ごとに2つの電流パルスを刺激電極に送達します。最大振幅の 45% に対応する人口スパイクを呼び起こすように刺激強度を設定します。化合物をテストするには、ACSFでテストする化合物を希釈して、DMSOの最終濃度が0.1%を超えないようにします。DMSOを化合物溶液と同じ濃度で制御溶液に加えます。Schaffer の側副刺激によって誘発される 1 つまたはペアのパルス人口スパイクを 30 秒ごとに少なくとも 30 分間記録します。母集団のスパイク形状は、このベースライン期間中安定している必要があります。次に、試験対象の化合物の固定濃度を含むカルボゲン化rACSFを含むビーカーを準備し、単一またはペアのパルス集団スパイクの記録中に海馬スライスに溶液を灌流します。また、化合物を含まないカルボゲン化rACSFをスライスに灌流することにより、化合物効果からの回復を評価します。ここに示されているのは、ラットの海馬スライスの概略図であり、CA1錐体ニューロンの樹状突起樹状突起に投影されるCA3錐体細胞軸索に由来するシェーファー側副骨です。マイクロピペットは、個体数の急増を記録するためにピラミッド層に配置され、磁場興奮性シナプス後電位の樹状突起記録のためにラジアタム層に配置されました。刺激電極は、Schafferの担保内に配置されました。この図は、同じ刺激電極を介して20ミリ秒間隔で加えられたペアの刺激によって誘発される人口スパイクを示しています。第2の刺激に対する母集団の反応は、第1の刺激に対する反応の振幅よりも小さい。非選択的GABA A受容体NAMであるβ CCMの存在下と存在下で、集団の急増が記録されました。ベータCCMは、フィードフォワードのガバ作動性阻害を部分的にブロックすることにより、2番目の集団スパイクの振幅を増強しました。この手順に続いて、薬物動態学、受容体占有率、in vivo での有効性、安全性薬理学などの他の方法を実行して、同定された化合物の臨床開発の可能性などの追加の質問に答えることができます。

methods-for-discovery-novel-compounds-modulating-gamma-aminobutyric

Research

JoVE Journal

Neuroscience

神経科学

本稿では、急性単離した脳スライスのニューロンにおけるリガンド依存性イオンチャネルの機能を研究するための有用な方法を説明します。このメソッドは、標準パッチクランプ法を用いて記録された神経細胞への薬物のローカルアプリケーションのための薬剤を充填したマイクロピペットの使用を含む。...

マウスの脳スライスにおけるニコチン性アセチルコリン受容体機能を研究するための薬物のローカルアプリケーション

ここでは、GABA海馬ニューロンにおける受容体表面局在およびエンドサイトーシスを測定するために、ブンガロトキシンをαに結合された蛍光Alexaの色素の使用を示す。 α-ブンガロトキシンに結合する細胞外の短いタグを有する構築物の使用によって、血漿膜タンパク質のエンドサイトーシス輸送の分析を達成することができる。...

GABA A受容体の膜局在化および輸送を研究するために、α-ブンガロトキシン結合部位タグを使用して

個体発生時に抑制性GABA作動性シナプスの形成をコーディネイト分子機構はほとんど不明である。これらの過程を研究するために、我々は、機能的なGABA A受容体を発現する安定にトランスフェクトされたヒト胚腎臓293（HEK293）細胞と共に培養した胚性中型有棘GABA作動性ニューロンを組み込んだ共培養モデル系を開発した。...

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GPCR-β-アレスチン相互作用は、GPCR創薬における新興分野である。このような生きたシステムの相互作用を監視するには、正確で正確で簡単に設定する方法が必要です。我々は、リアルタイム生細胞におけるGPCR-β-アレスチン相互作用を監視する構造補体アッセイを示し、あらゆるGPCRに拡張することができる。...

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プロトコールは、機能的な膜貫通型トロポミオシンキナーゼ受容体Bタンパク質を含む固定化細胞膜断片を用いた細胞膜アフィニティークロマトグラフィー(CMAC)カラムの調製を記載しています。これらの受容体と相互作用し、複雑な天然混合物中に存在する特殊な植物代謝産物の同定におけるCMACカラムの使用についても説明します。...

固定化トロポミオシンキナーゼ受容体Bと相互作用する特殊な植物代謝産物を同定するための細胞膜アフィニティークロマトグラフィーカラム

このプロトコルは、アフリカ ツメガエル・ラエビス 卵母細胞へのシナプス膜の微小移植を行うことによって、α-アミノ-3-ヒドロキシ-5-メチル-4-イソオキサゾールプロピオン酸およびγ-アミノ酪酸受容体の一貫した信頼性の高い応答を記録することが可能であることを実証する。...

機能研究のためのヒトシナプス受容体を再活性化するためのシナプス膜の微小移植

BS3化学架橋アッセイは、慢性心理社会的ストレス条件下でのマウス脳における細胞表面GABAA...

BS3化学架橋アッセイ:げっ歯類の脳における細胞表面GABAA 受容体提示に対する慢性ストレスの影響の評価

ここでは、ヒトγ-セクレターゼを再構成する酵母系について述べる。このシステムにより、活性に影響を与える突然変異の同定と研究、およびγ-セクレターゼ阻害剤(GSI)のスクリーニングが可能になります。家族性アルツハイマー病変異体の機能喪失特性を利用して、γ-セクレターゼモジュレーター(GSM)のスクリーニングが可能です。...

出芽酵母 γ-セクレターゼによるアミロイドベーターゼ産生に影響を与える遺伝子、突然変異、および化学物質をスクリーニングするためのアルツハイマー病のモデル

学ぶGABA_A受容体リガンド探索法。Xenopus卵母細胞と齧歯類脳切片を用いた電気生理学的記録とラジオリガンド結合アッセイを組み合わせたスクリーニングカスケードにより、選択的かつ効力の高い化合物を同定する系統的アプローチを解説します。

Γ-アミノ酪酸受容体をモジュレート新規化合物の探索の方法を入力、神経伝達

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