이 콘텐츠를 보려면 JoVE 구독이 필요합니다. 로그인하거나 오늘 무료 평가판을 시작하세요.

방법 논문

장기 수혜자에서 항공여자 HLA 동종항체의 펩타이드 어레이 기반 검출

741 조회수

2025년 7월 8일

이 논문에서

초록

출처: Liu, P., et al. 장기 이식에서 HLA 동질항체 검출을 위한 맞춤형 펩타이드 어레이. J. Vis. 특급. (2017).

이 비디오는 장기 수혜자에서 항기증자 HLA 동종항체를 검출하는 분석을 보여줍니다. 펩타이드 어레이는 항체 매개 장기 거부 반응에 대한 잠재적인 에피토프를 나타내기 위해 합성됩니다. 어레이는 표적 항원결정기에 결합하는 동종항체를 포함하는 수용체의 혈청과 함께 배양됩니다. 항체 결합은 동종 항체 반응을 유발하는 donor specific HLA epitope를 식별하기 위해 chemiluminescence를 사용하여 검출됩니다.

프로토콜

검체 채취와 관련된 모든 절차는 연구소의 IRB 지침에 따라 수행되었습니다.

1. Custom Array Layout 설계 및 제작

  1. 해당 대립유전자 호출이 있는 펩타이드 염기서열의 스프레드시트를 생성합니다. 배열에는 20개의 행과 30개의 열이 있으며 펩타이드에 대해 최대 20x30=600개의 스폿을 보유할 수 있습니다. 한 명의 특정 공여자로부터 1.5단계에서 기록된 총 펩타이드 수와 우리가 시도한 두 가지 예에 대한 과거 경험을 바탕으로 600 스폿 어레이는 ~2개의 개별 이식 사례에서 생성된 모든 염기서열을 보유할 수 있습니다.
    1. 배열의 600개 스펩트 형식 내에 펩타이드 세트를 맞추는 가장 효율적인 방법을 합리적으로 계획합니다.
    2. 둘 이상의 주제가 하나의 전체 배열에 들어갈 수 있는 경우 첫 번째 기증자의 시퀀스 뒤에 빈 행을 삽입하여 30으로 나눌 수 있는 총 행 수(배열의 행에 있는 스폿 수)와 일치시킵니다.
    3. 첫 번째 염기서열 세트에 대한 마지막 빈 행 바로 다음에 두 번째 이식 사례의 염기서열 내용의 전체 열을 붙여넣습니다.
    4. 어레이가 채워지고 600개의 스폿을 초과하지 않고 더 이상 케이스를 추가할 수 없을 때까지 이 단계를 반복합니다. 전체 빈 행이 맨 아래에 채워져 남아 있는 경우 빈 행을 "이동"하여 두 기증자 세트 사이에 배치합니다. 케이스 사이에 남아있는이 넓은 공간은 합성 완료 후 멤브레인을 더 쉽게 절단 할 수 있습니다 (2.2 단계에 따라). 아래.
  2. array layout의 컨텍스트에서 펩타이드 염기서열을 프로그래밍합니다. SPOT synthesizer의 프로그램은 시퀀스의 텍스트 형식(1행, 11개의 펩타이드 시퀀스)을 취하며, 이는 1.1.4단계의 결과 스프레드시트를 간단한 텍스트 문서(대립유전자 이름, aa 위치 등에 대한 추가 열 제외)로 저장하여 직접 얻을 수 있습니다.
  3. SPOT 합성기를 통해 자동화된 펩타이드 어레이 합성을 실행합니다. 합성의 전체 작업은 Kudithipudi et al.에 자세히 설명되어 있습니다. 두 어레이의 Fmoc 합성에는 ~ 4-5 일이 걸립니다.

2. 개별 이식 수혜자의 시계열에서 antisera를 조사하고 다시 조사합니다.

참고: 600개의 스폿 멤브레인 어레이의 크기는 ~7cm x 13cm입니다. 합성 후, 어레이는 직사광선으로부터 차폐될 때 최소 2년 동안 건조 멤브레인으로 실온에서 보관할 수 있습니다. 반복 사용을 위해 수명을 보존하기 위해 멤브레인을 과도하게 접히지 마십시오.

  1. 멤브레인 어레이를 에탄올로 재수화하고 Ponceau S로 염색된 펩타이드 스펏을 시각화합니다.
    1. Li et al.에서 최적화된 단계적 절차에 따라 펩타이드를 운반하는 멤브레인 어레이를 재수화합니다.
      1. 어레이 멤브레인을 100% 에탄올 20mL에 담그십시오.
      2. 증류수 20mL를 첨가하여 용액을 50% 에탄올로 희석하고 실온에서 15분 동안 배양합니다.
      3. 침지 용액을 100% 물 40mL로 3회 변경하고 매번 15분씩 배양합니다.
      4. 적절하게 작동하는 완충액(예: TBST 20mL(트리스 완충 식염수 0.1%))에서 각각 5분씩 3회 세척합니다.
    2. 합성 펩타이드를 시각화하기 위한 어레이의 Ponceau S 염색
      1. 사전 제형화된 Ponceau S 용액 20mL를 수화 어레이에 직접 첨가하고 진탕하면서 ~30초 동안 배양합니다.
      2. 증류수를 멤브레인 위에 지속적으로 흐르게 하여 배경 Ponceau S 색상의 얼룩을 제거합니다. 이 과정에서 붉은 색의 펩타이드 반점이 보일 수 있습니다.
      3. 개별 사례에 대해 어레이 섹션 사이를 조심스럽게 잘라 각 기증자에 대한 어레이 부분을 분리합니다. 각 배열의 방향을 표시합니다.
  2. 사전 블록 배열.
    1. TBST 완충액에 용해된 20% 무지방 우유 5mL에서 멤브레인을 차단합니다. 이 우유 기반 용액은 Ponceau S 색상의 염색을 더욱 제거합니다. 가장 선명한 펩타이드 이미지를 얻기 위해 우유 버퍼를 여러 번 교체하십시오.
    2. 기록 보관을 위해 핸드헬드 카메라를 사용하여 어레이의 Ponceau S 이미지 사진을 찍습니다(예: 그림 1).
    3. 5% 무지방 우유의 멤브레인을 4°C에서 하룻밤 동안 또는 실온에서 흔들면서 2시간 동안 계속 차단합니다.
  3. 이식 항혈청으로 어레이를 배양합니다.
    메모: 프로존(prozone) 또는 훅 효과(Hook effect)로 알려진 현상은 혈청 항체 분석에서 보체 의존적 간섭으로 인해 발생할 수 있다는 점에 유의해야 합니다. 이 문제를 피하기 위해 에틸렌디아민테트라아세트산(EDTA) 또는 혈청 샘플의 열 비활성화를 사용하여 선택적 혈청 전처리 단계를 고려할 수 있습니다.
    1. 차단 버퍼를 제거하고 TBST 20mL로 멤브레인을 다음날 3회 5분씩 세척합니다.
    2. TBST 완충액에 2.5% 우유 20mL에 투여인의 조혈청 20μL를 첨가하고 실온에서 2-3시간 동안 멤브레인과 함께 배양합니다. 이 초기 프로빙 라운드에서는 시계열에서 마지막 이식 후 혈청(또는 가장 민감할 가능성이 있는 혈청)을 먼저 사용하는 것이 좋습니다. 이는 시리즈의 초기 검체, 특히 이식 전 시점의 검체가 시간이 지남에 따라 발생하는 경향이 있는 동종 항체의 다양성이 적다는 가정에 근거합니다. 이러한 방식으로, 프로빙 라운드 사이의 "캐리오버(carry-over)"로 인한 신호 간섭 가능성은 이식편에 대한 면역 반응으로 인해 실제로 개발된 동종 항체 반응과 명확하게 구별될 수 있습니다.
  4. TBST 20mL를 사용하여 어레이를 세척하고 2차 항체로 배양합니다.
    1. 매번 10분 동안 멤브레인을 세 번 세척합니다.
    2. 염소 항-인간 IgG-HRP(양고추냉이 과산화효소) 2차 항체를 1:10,000 희석한 TBST 완충액에 1% 우유로 2시간 더 배양합니다.
  5. 얼룩을 씻고 개발하십시오.
    1. 매번 10분 동안 TBST로 멤브레인을 세 번 세척합니다.
    2. 멤브레인을 개발하기 위해 5mL의 과산화물 용액과 갓 혼합한 5mL의 루미놀 용액을 사용하여 향상된 화학발광(ECL)을 수행합니다(1분 동안).
    3. 적절한 이미저(예: ChemiDoc Imaging Systems 또는 Azure C600)를 사용하여 ECL 신호를 시각화합니다.
  6. 블롯을 스캔하고 정량화합니다.
    1. 현상된 이미지(그림 2, 아래 이미지)를 저장하고 스폿 강도의 정량화를 수행합니다.

3. 임상 시계열 전반에 걸친 항혈청 반응성 비교.

  1. 배열을 스트립합니다.
    1. 이 시점에서 멤브레인을 항상 젖은 상태로 유지하십시오.
    2. 시판되는 스트리핑 버퍼 20mL를 37°C에서 20분 동안 배양하여 멤브레인을 벗긴 다음 TBST로 멤브레인을 각각 10분 동안 3회 세척합니다. 그런 다음 다른 시점에서 채취한 환자의 다른 혈청을 사용하여 차단(3.2단계) 및 프로빙(3.3단계) 단계를 반복합니다.
  2. 블록이 벗겨진 멤브레인.
    참고: 스트리핑 후, 멤브레인은 시계열에서 동일한 환자의 다른 혈청에 대한 또 다른 프로빙에 재사용할 수 있습니다.
    1. 이전과 같이 5% 우유 완충액을 사용하여 멤브레인을 차단합니다(2.2단계 참조).
  3. 동일한 시계열에서 다른 항혈청을 다시 프로브합니다(2.3-2.6의 단계 반복, 그림 2, 상단 이미지의 예).
    메모: 그런 다음 스트리핑된 어레이를 사용하여 다른 혈청 검체를 다시 프로브할 수 있습니다. 펩타이드는 멤브레인의 지지 매트릭스에 공유 결합되기 때문에 어레이가 성능 저하 없이 최대 20라운드의 스트리핑 및 회수 주기 동안 재사용될 수 있음을 보여주었습니다.

액세스가 제한되었습니다. 이 콘텐츠를 보려면 로그인하거나 체험판을 시작하세요.

결과

figure-results-1
그림 1. Ponceau S로 염색된 어레이 섹션 이미지

색상 강도의 차이는 펩타이드 간의 아미노산 조성 차이로 인한 것이지만 모든 스펩티 영역의 펩타이드 농도는 동일합니다. (이 이미지는 예시이며, 이 실제 연구의 예시가 아닙니다.)

figure-results-2
그림 2. PTN#4에서 일치하지 않는 에피토프에 대한 공여자 특이적 HLA-A, B, C, DQ, DR 어레이 연구.

액세스가 제한되었습니다. 이 콘텐츠를 보려면 로그인하거나 체험판을 시작하세요.

공개 사항

선언된 이해 상충이 없습니다.

재료

이 논문에 사용된 재료 목록
이름회사카탈로그 번호댓글
펩타이드 어레이INTAVIS 바이오분석 기기
에탄올시그마-알드리치E7023
Ponceau S 솔루션시그마-알드리치P7170
무지방 우유바이오 라드 연구소1706404
미정산타 크루즈 생명 공학10711454001
염소 항 인간 IgG-HRP써모피셔 사이언티픽A18811
Clarity 웨스턴 ECL 기판바이오 라드 연구소1705061
웨스턴 블롯 스트리핑 버퍼 복원써모 사이언티픽(Thermo Scientifics)21059
ChemiDoc 겔 이미징 시스템바이오 라드 연구소1708265

태그

2