프리온 질병의 종간 전염에 대한 장벽을 측정하는 것은 까다로우며 일반적으로 동물 챌린지 또는 생화학적 분석이 포함됩니다. 여기에서는 종 장벽을 예측할 수 있는 능력을 가진 체외 프리온 단백질 전환 분석을 제시합니다.
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프리온 질병의 종간 전염에 대한 장벽을 측정하는 것은 까다로우며 일반적으로 동물 챌린지 또는 생화학적 분석이 포함됩니다. 여기에서는 종 장벽을 예측할 수 있는 능력을 가진 체외 프리온 단백질 전환 분석을 제시합니다.
전염성 해면상뇌증(TSE, 프리온 질환)의 종간 전염을 이해하기 위한 연구는 일반적으로 장시간이 걸리고 비용이 많이 드는 생체 내 동물 도전 연구에 의존한다는 점에서 어렵습니다. 프리온 종 장벽을 측정하는 데 도움이 되는 많은 체외 분석법이 개발되어 동물 사용을 줄이고 동물 생물 분석보다 더 빠른 결과를 제공합니다. 여기에서는 CER(conversion efficiency ratio) 분석이라고 하는 신속한 체외 프리온 전환 분석을 위한 프로토콜을 제시합니다. 이 분석에서 감염되지 않은 숙주 뇌의 세포 프리온 단백질(PrPC)은 pH 7.4와 3.5 모두에서 변성되어 두 개의 기질을 생성합니다. pH 7.4 기질에 TSE 제제를 배양하면 단백질 분해 효소 K (PK) 내성 상태로 전환되는 PrPC의 양이 TSE 제제에 대한 원래 숙주의 종 장벽에 의해 조절됩니다. 대조적으로, pH 3.5 기질의 PrPC는 TSE 제제에 의해 잘못 접힙니다. 두 기질에 있는 PK 내성 프리온 단백질의 양을 비교함으로써 숙주의 종 장벽을 평가할 수 있습니다. 우리는 CER 분석이 실험실 마우스의 알려진 프리온 종 장벽을 정확하게 예측한다는 것을 보여주고, 예를 들어 살쾡이(Lynx rufus)가 흰꼬리사슴(Odocoileus virginianus) 만성 소모성 질병 병원체에 취약할 수 있음을 시사하는 몇 가지 예비 결과를 보여줍니다.
전염성 해면상 뇌증 (TSEs, 프리온 질환) 동물과 인간의 다양한 영향을 확장 배양 기간이 치명적인 신경 퇴행성 질환의 그룹입니다. TSEs의 추정 병인 제는 감염, 질병 - 관련에 PRP PRP (C)의 정상 세포 형태의 템플릿 기반의 변환에 의해 자기 전파 할 수있는 호스트 프리온 단백질 (PRP)의 미스 폴딩 이성체로 구성되는 감염된 호스트 1의 중추 신경계 조직에 축적 형태 PRP (TSE). 전염성 프리온은 일반적으로 포유 동물 종간 송신이 제한 이벤트 「TSE 종 장벽 "이라는 개념이 탄생했다 종 특이 방식으로, 호스트 간에서 송신한다. 프리온 종 장벽의 생물학적 결정은 잘 이해되지 않습니다. 감염성 PRP TSE 호스트 PRP C C 사이의 아미노산 서열 유사성강력 변환 3-5 일어난다하지만, 생체 내 6,7에서 관찰 된 모든 프리온 전송 이벤트를 설명하기에 불충분 남아 있는지에 영향을 미친다.
따라서, TSE 종 장벽 특성은 주로 동물 도전 연구에 의존했다 : 서로 프리온에 주어진 종으로부터 나이브 동물을 노출시키고 질병 발병과 전송 효율의 지표로서 공격 속도로 얻어진 배양 시간을 측정. 이종 종에서 PRP C를 발현하는 마우스는 연구 8 이런 종류의에 사용됩니다. 트랜스 제닉 마우스의 제작 및 프리온 장기화 생물 검정뿐만 아니라 동물의 윤리적 사용과 관련된 비용은 TSE 종 장벽 실험 조사 장애물이다. TSEs에 대한 인간 종 장벽의 평가는 인간의 PRP C를 발현하도록 유전자 조작 된 생쥐에 의존한다. 이 마우스는 인간의 TSEs 또는이 t 수정에 굴복 긴 배양 기간을 필요로빠른 질병 발병 9 그가 인간의 PRP C 분자. 이 마우스에서 인간이 아닌 TSEs에 대한 배양 기간은 도전 부정적인 결과의 해석을 정상 마우스의 수명을 넘어 연장 할 수있다. 비 - 인간 영장류는 인간 종 장벽을 연구하기위한 프록시로서 사용되었지만, 그것은 인간 숙주에 진행됨에 따라 이러한 연구 정확하게 질병 요점을 되풀이되지 않을 동물 실험과 인간이 아닌 영장류의 다른 유형과 같은 문제점을 내포한다.
동물 생물 검정은 TSE에 종의 감수성을 측정하기위한 "금 표준"방법 남아 있지만, 장애물, 비용이 살아있는 동물 실험의 윤리 대안의 조사를 강요했다. PRP TSE에 의해 시드 단백질 분해 효소 K (PK)에 내성 상태 PRP (입술)에 호스트 PRP C의 변환을 평가에 따라 체외 분석,의 숫자는 개발 TSE 특검팀을 조사하기 위해 사용되어왔다ecies 장벽 10-12. 시험 관내 분석법의 예로는 무 세포 분석법 변환, 증폭 단백질 환상 (PMCA)를 미스 폴딩 및 변환 효율을 율 (CER) 10-14 분석을 포함한다. 이러한 분석 중 어느 것도 자연 감염 후 종 장벽에 관련된 계정 주변 요인을 고려하지 않지만, 모든 TSEs 잠재적으로 취약 호스트를 식별하는 데 유용 할 수 있습니다.
여기에서는 정상 뇌 균질 액으로부터 유도 두 변성 PRP C 기판이 벤치 탑 프리온 전환 반응에 사용되는 CER 분석 용 프로토콜, (도 1) (13)을 제시한다. pH를 7.4로 변성 기판 PRP C 만 종 장벽 (14)의 부재 하에서, 반응에 의해 시드 PRP TSE PRP 해상도로 전환시킬 수있다. 대조적으로, pH가 3.5에서 다른 기판에 PRP C 변성은 PRP 입술 다음 배양으로 변환 될 수 있도록어떤 종에서 PRP TSE로 변환을위한 제어 역할을합니다. pH가 3.5 기판의 pH가 7.4에 대해 기판의 PRP 입술에 PRP C의 변환의 비율은 종 장벽의 측정치를 제공한다. 우리는 CER 분석 다양한 TSEs에 실험실 쥐의 종 장벽 알려져을 예측 및 만성 소모성 질환 (CWD) 및 기타 TSEs 14 뿔양 등 다양한 포유 동물 종의 종 장벽을 예측하기위한 노력의 분석을 사용한 것을 발견했다 15. 유용이 방법을 찾을 수 TSE 종 장벽 또는 PRP C -to-PRP 해상도 변환의 평가를 신속하게 검사를 허용하는 도구에 관심 수사관.
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USGS 국립 야생 동물 보건 센터에서 실시 동물 연구는 실험 동물 복지 가이드 라인의 NIH 사무실에 따른 제도적 동물 관리 및 사용위원회 프로토콜 # 1 EP080716에서 수행되었다. 수렵 채취 동물의 조직은 위스콘신 또는 천연 자원의 미시간 부서에서 선물했다.
1. 솔루션 준비
참고 : 아래에 나열된 솔루션은 아래 제 2의 CER 분석 기판의 준비가 필요합니다. 높은 농도의 원액에서 각 솔루션을 준비; 원액에 대한 권장 농도는 나열된 각각의 화학 물질 이름 뒤에 괄호 안에 표시됩니다. 사용까지 4 ° C에서 기판 준비 및 저장시 신선한 모든 솔루션을 준비합니다.
2. CER 분석 기판 쌍을 준비
3. TSE 에이전트 씨앗을 준비
4. CER의 분석
주 : CER 분석은 하나의 종 ( "시드"에서 제공) PRP TSE 비교적 소량의 첨가를 포함부분적으로 pH를 3.5 또는 7.4 중 하나에서 변성 된 다른 종 (감염되지 않은 뇌 "기판"에서 제공) PRP C의 상대 초과로. 확장 흔들어 배양 기간 후, 각 반응에 PRP TSE에 의한 PRP C의 템플릿 기반의 변환은 PRP 입술 나머지 PK의 소화와 면역 검출 이후의 농도계 신호에 의해 평가된다. 이전에 pH를 3.5 대 7.4 변성 기판에 PRP 입술 레벨을 비교하는 종 장벽의 측정치를 제공한다. 상기 분석 과정의 실험 개요도 1에 제공된다.
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CER 분석의 성공적인 사용은 전환 반응에 사용 된 기판 쌍의 품질에 크게 의존한다. 이러한 이유로, CER 기판 쌍을 제조 절차에 따라, 품질 관리는 면역 블롯 (도 2)이 수행되어야한다. 양 기판의 경우, 분석 면역에 의해 10 ~ 25 μL. PRP C는 각각의 기판에 용이하게 검출 할 수 있어야하며 PRP C 수준은 둘 사이의 대략 같아야한다. 면역 반응성은 20 kDa의 위 주로 볼 수 있지만, 작은 밴드는 또한 명백하다. 우리의 경험에 의하면, 작은 밴드의 존재는 종 의존한다. 저 분자량 제품이 발견되면, 이들의 존재는 두 기판 쌍으로 확인되어야한다.
그것은 그 CER 기판이 PK로 기판을 처리하여 (그림 2) 내생 PRP 해상도가 없음을 확인하는 것이 중요합니다. PRP 입술이 존재하는 경우, 동물 SUBST 사용속도 준비 T...
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이 프로토콜의 성공적인 완료를 들어, 관심 기판 제조 (단계 2.1.2) 및 전환 반응 (단계 4.4.2)에 대한 비율을 기판에 시드에 사용되는 감염되지 않은 뇌 조직에서 PRP C 수준으로 지불해야합니다. 우리의 경험에 비추어 볼 때, 뇌는 한 PRP C는 면역 (그림 4)에 의해 존재로, 상당한 기간 부검 후 CER 기판으로 사용하기 위해 추출 할 수 있습니다. 실제로 일부는 자기 분해 CER 연구에 사용 샬럿의 뇌에서 관찰되었다. 그럼에도 불구하고, 이들의 뇌에서 파생 된 기판의 배양은 여전히 PRP 고해상도의 형성 결과. 우리는 부분적 CER 분석법 견고성 많은 프로테아제를 불 활성화한다 GdnHCl 1.5 M의 CER 기판 변성에서 유래한다는 추측.
비율 기판하는 종자는 면역에 의해 허용되는 PRP 고해상도 신호를 얻을 경험적으로 결정해야 할 수도 있습니다. ...
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저자는 공개할 것이 없습니다.
조직 획득에 도움을 주신 John Olsen(위스콘신 천연자원부), Tom Cooley, Daniel O'Brien 및 Steve Schmitt(미시간 천연자원부) 및 Daniel Walsh 박사(USGS 국립 야생 동물 건강 센터)에게 감사드립니다. 또한 진단 검사 서비스를 제공해 주신 위스콘신 주립 위생 연구소(Wisconsin State Laboratory of Hygiene)와 장비 사용에 대해 토니 로크(Tonie Rocke) 박사와 그녀의 직원(USGS 국립 야생동물 보건 센터)에 감사드립니다. 상표, 제품 또는 회사 이름의 사용은 설명 목적으로만 사용되며 미국 정부의 보증을 의미하지 않습니다.
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