모델 유기체인 Caenorhabditis elegans에서 미토콘드리아 억제제의 효과를 생체 내에서 검출하고 잠재적인 강화 화합물을 식별하기 위한 프로토콜이 설명되어 있습니다. 이 프로토콜은 미토콘드리아 기능을 조절하는 화합물에 대한 약물 라이브러리를 스크리닝하는 데 사용할 수 있습니다.
방법 논문
모델 유기체인 Caenorhabditis elegans에서 미토콘드리아 억제제의 효과를 생체 내에서 검출하고 잠재적인 강화 화합물을 식별하기 위한 프로토콜이 설명되어 있습니다. 이 프로토콜은 미토콘드리아 기능을 조절하는 화합물에 대한 약물 라이브러리를 스크리닝하는 데 사용할 수 있습니다.
다세포 모델 유기체인 Caenorhabditis elegans는 성체가 되었을 때 약 1mm 크기의 작은 선충으로 유전적으로 그리고 실험적으로 다루기 쉽습니다. 경제적이고 액체 매체에서 배양 및 분배가 용이하여 중간 처리량 스크리닝에 매우 적합합니다. 당사는 이전에 선충의 ATP 수준에 대한 신속한 생체 내 평가를 제공하기 위해 C. elegans 균주를 발현하는 형질전환 루시퍼라제의 사용을 검증했습니다. 1-3 여기에서는 생물 발광 C. elegans 균주 PE254 또는 PE255(또는 그 파생 균주)를 사용하여 생물 검정을 수행하는 데 필요한 재료와 절차를 제시합니다. 이 프로토콜은 미토콘드리아 독성을 식별할 수 있는 약물의 치사적 영향에 대한 생체 내 검출뿐만 아니라 잠재적인 유익한 약물 효과의 생체 내 검출을 가능하게 합니다. 파라콰트, 로테논, 옥살로아세테이트 및 4가지 반딧불이 루시퍼라제 억제 화합물에 대한 대표적인 결과가 제공됩니다. 이 방법론은 미토콘드리아 기능을 조절할 수 있는 화합물에 대한 약물 라이브러리를 스크리닝하기 위한 플랫폼을 제공하기 위해 확장될 수 있습니다. 약물 독성에 대한 전임상 평가는 대부분 해당작용에서 ATP를 파생하고 종종 미토콘드리아 독성 물질에 내성이 있는 불멸화된 암 인간 세포주에서 수행되는 경우가 많습니다. 4,5 이와는 대조적으로, 예쁜꼬마선충(C. elegans)은 성인기까지 발달을 지속하기 위해 산화적 인산화(oxidative phosphorylation)에 의존하며, 인간과 유사점을 그리며 살아있는 다세포 유기체 전체의 생리학적 맥락에서 화합물 평가를 위한 독특한 기회를 제공합니다.
이 절차의 목적은 전반적인 C.의 에너지 상태의 신속한 계량화 화합물 스크리닝에서 엔드 포인트로 이것을 사용하여 볼 수있는 생체 내에서 간스. 이론적 근거는 선충 C에서 반딧불 루시 페라 제의 유전자 발현을 기반으로 플라스미드 pSLGCV (1 통해 엘레 1-3 https://www.addgene.org/49862 ). 루시퍼 라제 효소 (신호를 표적 루시퍼 페 록시 제거한) 녹색 형광 단백질 GFP 융합되고 세포질에서 구조적 및 보편적으로 발현된다. 루시페린 기질을 외생 제공되는 경우 이는 발광 리드. 웜이 투명하기 때문에, 광은 상대적 광 단위 (RLU)로서 루미 측정 될 수있다. 생물 발광 반응과 가용성 셀룰러 ATP 연료 생산 빛 수준을 결정합니다. 따라서, luminometry은 모든 편의를 제공합니다ATP를 생산하는 미토콘드리아에서 주로 일어나기 때문에 t는 상대적 ATP 수준을 평가 및 미토콘드리아 기능에 의해 확장을 의미한다. 미토콘드리아 기능 및 생물 발광 레벨 사이의 링크는 미토콘드리아 전자 전달계 유전자 및 수반 광 출력의 감소를 통해 이전 사일런 입증되었다. 1
PE254 (feIs4)를 지정하고 생성 된 생물 발광 균주 및 PE255 (feIs5) 1 (자료 목록 참조) 3. 상호 교환 사용할 수있는 다수의 연구는 아 지드 화 나트륨 (1), 카드뮴 (2), 하수 등의 다양한 생체 이물 화학 물질에 노출 된 후 생체 내에서 세포의 ATP 수준에보고 이러한 센서 균주를 활용 한 슬러지 추출물 3, 5'- 플루오로 -2- 데 옥시 우리 딘 (6), 및 담배 특이 니트로사민 7. 균주는 또한 C 자외선 방사선에 대한 노출의 효과를 모니터링하는 데 유용했을 (8)과 미토콘드리아의 호흡 쇄 기능을 방해의 효과. 1,9-는 GFP 융합 (PE39)없이 루시퍼 라제 유전자를 발현 발광 센서의 초기 버전은 또한 중금속 효과 조사 및 호흡기 사용되고 . uncoupler 10 균주 PE254과 PE255은 루시 페라 제를 수행 : GFP 융합 GFP의 형광 발광 값의 정상화를위한 편리한 수단을 제공하고, 선충 질량에 비례하여 증가 할 것으로 나타났다 6,9 잘 당 벌레의 차동 양의 효과도 될 수 있습니다. 분석 (조건 당 5 우물의 최소)에서 여러 기술 복제를 포함하여 고려. (3)
프로토콜은 에너지 수준의 생체 모니터링의 가능성을 제공한다 (반대로 더 기술적 힘드는 체외 ATP의 결정) 화합물의 스크리닝을 가능하게하고 전체 MU의 생리적 환경에서 재배치lticellular 유기체. 절차 및 / 또는 RNA 간섭에 의한 유전자 사일런 하시어 변이주에 형질 전환 유전자를 염색체에 통합 건너 유전 다양한 배경으로 확장 될 수있다; 따라서, C의 최대한 활용 모델 생물로 간스. 이 방법에 의한 미토콘드리아 독성 약물 후보의 후기 실패를 줄이고 더 높은 동물 실험의 감소를 향해 기여를 할 수 있도록해야한다.
참고 : (126 ° C, 11 분 오토 클레이브에 의해) 멸균 조건 (층류 캐비닛)에서 사전 살균 물질과의 모든 단계를 수행합니다. 아웃 줄무늬 E.와 LB 플레이트 대장균 OP50 매월, 위에 밖으로 행진 신선한 LB 플레이트를 요구하고 restreak 4 ° C로 유지.
1. 세균성 식품 (대장균 OP50) 준비
96 웰 플레이트 형식으로 의약품 표준 2. 준비
참고 : 약물 라이브러리를 사용하는 경우, 약물 플레이트가 하나 설치되어있다DMSO의 화합물의 농도. 차 심사는 하나의 농도로 화합물을 테스트합니다. 설명은 10 μM에서 통계적 유의성 선택한 후, 0-160 사이 μM 농도 범위에서 확증 시험 화합물에 대한 약물 판의 제조에 따른다. 다음 단계는 다른 농도를 테스트하도록 구성 될 수있다.
주의! 약물을 처리하기위한 필요한 예방 조치를 따르십시오 (일반적으로 마스크, 안전 고글에 직면, 장갑이 필요합니다).
3. 선충 실험
참고 : 모든 단계 U을 수행파인더 무균 조건, 무균 및 사전 살균 물질 및 시약. C를 유지 엘레은 E.와 NGM 판에 정기적으로 균주 다른 프로토콜 단계에 대한 대장균 OP50. (12)하기 권장 타이밍은 표 1에 제공된다.
4. 데이터 분석
방법을 설명하는 대표 결과 로테 논 (도 1), 파라콰트 (도 2), 옥 살로 아세테이트 (도 3), 및 약물 라이브러리 (13) (도 4)의 선별 과정으로서 반딧불 루시퍼 라제 억제제로 선택하고 4 화합물에 대해 수득 하였다. 약물 노출은 모든 경우에 L4 단계에서 시작하고, 음식이 제하지만 다른 화합물에 비하여 45 ~ 46 시간에 제공 한 후 선충 파라콰트 노출 실험은 41 시간에 시작 하였다. 프로토콜은 약물 노출의 개시 및 노광 시간 길이를 선택하는 데있어서 유연성의 정도 허용한다. 그러나, 검사 목적, 설정 시간은 한 번 실험 사이의 재현성을 위해 선택하는 준수해야합니다. 엔드 포인트는 넓은 달걀 누워 우물에서 자손의 부화를 방지하기 위해 66 ~ 67 시간 개발 시간으로 측정해야한다. 타이밍에 대한 지침은 T에서 제공됩니다(1) 수.
로테 논, 내가 억제제 미토콘드리아 복합체는, 농도 범위에 모두 비교적 짧은 (2 시간)과 더 이상 노출 (24 시간) (그림 1) 이후 생물 발광을 감소시켰다. 이때, 어떠한 GFP 측정치가 수행되지 않았지만 기술적 복제 수가 사용 (N = 6)에 웰 (3) 사이에 웜 번호 차이를 고르게하기에 충분하다. 24 시간 노출이 생물 발광의 감소에 기여할 것으로 기대되었다 복잡한 I 억제의 결과로서 선충이 성장하는 동안의 시간 윈도우와 느린 개발이다. 이는 특히 상기와 20 μM의 농도에서, 본 발달 지연과 입체경 하에서 육안으로 확인 하였다; 또한 일부 치사율은 (질적 관찰 정량화되지 않음) 40 μM에서 발견되었다. 어떤 치사율은 2 시간 노출 후 관찰되지 않았다하지만 웜 운동에 효과가 관찰되었다. 제어 occu에 생물 발광 상대적으로 급락로테의 가장 낮은 농도로 rred 효과가 쉽게 2 시간 노출에 빠른 육안으로 검출되지 않았다하는 2.5 μm의를 테스트했다. 생물 발광에있는이 감소는 감소 된 세포의 ATP와 일치한다. 최대 억제가 특이 로테 타겟팅 후속 실험은 0, 5 μM [농도 범위 0-160 μM 사이에 수행되는 것을 나타내는 사용 로테의 최저 농도 (2.5 μM)에 의해 달성 된 다른 약물과 비교의 대상으로 선정 처음에 10 μm의에 심각한 영향이있는 것으로 확인 된 (다른 곳에 게시 할).
제초제 파라콰트는 활성 산소 종의 증가를 통해 미토콘드리아의 기능에 영향을 미친다. 여기, 우리는 C의 생물 발광에 미치는 영향을 보여 24 시간 (그림 2)에 대한 농도의 범위에 노출 된 후 간스 변형 PE254. 변형 루크 :: GFP 융합을 수행으로, GFP의 형광은 루게릭 병이었다O 정규화하는 수단으로 측정 하였다. 6,9- 파라콰트 크게 생물 발광, GFP 형광 정규화 생물 발광을 감소시켰다. 둔넷 (Dunnet) 사후 시험 차량 제어와 관련하여 상당한 차이 파라콰트의 농도를 생물 발광과 정규화 생물 발광 4 및 8 mm로했다뿐만 아니라 정규화 생물 발광 2 mM의 것으로 나타났다. 크게 GFP의 형광을 줄일 수있는 유일한 농도는 mM의 성장 효과와 가끔 죽은 웜 (질적 관찰) 관찰되었다되는 농도 (8)이었다. 생물 발광 (정규화 생물 발광)의 감소, 미토콘드리아의 기능과 ATP 생산에 대한 영향 감소와 일치 형광보다 더 컸다.
C. 테스트 시트르산 회로 중간 옥 살로 아세테이트 8 mm의 단일 농도 간스 변형 PE254은 생물 발광의 증가 (그림 3)되었다. 아니 GFP의 형광 없습니다NCE 측정치가 얻어 또는 추가 육안 관찰을 행 하였다; 그러나 하나의 농도에 이러한 반응은 더 농도 범위에 확증 노출 효과의 자세한 관찰을받을만한 것이다. 그것은 그럼에도 그것이 GFP 형광을 평가하여 루시페라아제 수준에 어떤 효과를 제어하는 것이 바람직 할 것이다 ATP (궁극적으로 더 생산, 시트르산 사이클의 더 큰 활성을 이끌어 가정 될 수있는이 화합물에 의한 생물 발광의 향상은 놀라운 일이 아니다 후속 실험에서). 옥 살로 아세테이트 데이터 세트는 루시퍼 기초 실험에서 본 응답 변동의 정도를 나타내 도시. 경험상 이러한 가변성은 특히 덜 해로운 노광 조건에 대한 테스트 시스템의 기능이다.
반딧불이 루시퍼 라제 저해 화합물 DDD00001434는 DDD0001477, DDD00000635과 DDD00023047는 폴리 우레탄에 효과를보고 시험관 모두를 시험 하였다rified 및 생체 내에서 효소를 사용하여 C. 엘레의 루크 : GFP 변형을 표현. 시험 화합물 중 노광 조건 하에서 선충 사멸을 초래한다는 증거는 없었다. 모든 4 화합물 (25) 및 100 μM (도 4a)를 테스트 2 농도에서 시험 관내에서 루시페라아제 활성에 영향을 미쳤다. DDD00001434는 생체 내 생물 발광 (그림 4B)의 큰 감소를위한 신뢰할 수있는 명분을 제공하는, 거의 완전히 정제 된 루시 페라 제의 활성을 죽였다. 직접 비교하지 않지만, 시험 관내 및 생체 내 분석에서 DDD00023047에 응답하여 두 분석에서 유사했다. DDD0001477과 DDD00000635는 체외보다 생체 내에서 더 큰 감소를 일으키는 원인이되었다. 이들 화합물은 22 시간 전에 루시페린 기판 라이브 웜에 제공하고, 결과 루시페린이되었을 때 그들이 쉽게 루시퍼 라제 활성 부위에서 변위되지 않은 것을 반영 available가. 또한, DDD0001477 및 DDD00000635 셀룰러 ATP 수준에 추가적인 영향을 미칠 수 있습니다. 이 반딧불 루시 페라 제를 포함하지 않는 방법에 의해 평가되어야 할 것이다. 참고로 DDD00000635을 화합물에 노출 라이브 웜에 GFP 신호의 강한 강화했다. 이는 이하에서 논의 될 것이다.

미토콘드리아 복합체 I은도 1은 C. 로테의 에너지 상태를 감소 억제제 엘레 스트레인 PE254의 생물 발광에 의해 측정. 동기화 L4 스테이지 웜 0, 2.5, 5, 10, 20, 40, 80, 2, 1 % DMSO 내의 160 μM 로테 노출 (45-46 시간 L1 유충에 제공 음식 후) 시간 (짧은) 또는 각각 48에서 24 시간 (긴 노출) 생물 발광의 사전 판독 및 웜 개발의 69 시간 음식을 제공 한 후. 생물 발광 단위 (상대 라이트 유니트, RLU)을 차량 (1 % DMS의 백분율로 나타내었다O) 값. 오차 막대는 각각의 농도에서 로테 복제 기술의 SEM을 도시한다 (N = 6). 테스트 한 모든 농도는 비히클 대조군 (p <0.001)에 관하여 매우 유의 한 차이의 결과.

산화 적 스트레스에 파라쿼트도 2는 C.의 에너지 상태를 감소 (생물 발광 측정) 농도 의존적으로 간스 스트레인 PE254. (L1 유충에 제공 음식 후 41 시간에서이 경우에 편리) 동기화 L4 스테이지 웜은 0, 0.25, 0.5, 1, 2, 4 또는 8로 노출시켰다 24 시간 동안 MM의 파라쿼트. GFP의 형광 (단위 상대 형광 단위, RFU)는 생물 발광 데이터 (단위 RLU), 65 시간 개발에서 얻은 두 엔드 포인트를 정상화하는 데 사용되었다. 컨트롤 데이터의 비율 (1 % DMSO)로 표현된다. 오차 막대는 기술 복제의 SEM을 묘사(N = 서로 다른 농도 5, N = 18 컨트롤). 일원 분산 분석 : *** P <차량 제어 0.001 상대.

그림 3. TCA 회로의 중간 옥 살로 아세테이트 (8 mM)을 C의 생물 발광을 강화 엘레 변형 PE254. 동기화 L4 무대 웜 (L1 유충에 제공 음식 후 45 ~ 46 시간)을 갓 30 분 ± 18 시간 동안 8 MM의 옥 살로 아세테이트 준비에 노출되었다. 생물 발광도 (RLU)을 ± 63.5 시간 1 시간의 발달시 판독하고, 차량 제어의 백분율로 표현 하였다 (DDH 2 O). 다른 열은 동일한 실험에서 서로 다른 96 웰 플레이트에 분배 8 기술 복제의 다른 데이터 세트를 나타낸다. 오차 막대는 기술 복제의 SEM을 묘사 (N = 8). 이 방법-ANOVA '설정'과 '집중'요소로와 : ̵6; 설정 'P> 0.05,'농도 'P <0.001과 상호 작용 용어 P> 0.05.

(B) 
반딧불 루시 페라 제 발광에 알려진 억제 활성 (DDD00023047 : DDD00001434, C2 : DDD0001477, C3 : DDD00000635 및 C4 C1) 던디 신약 화합물 라이브러리 (13) 4 화합물에 대한 응답 그림 4. 테스트. 정제 된 반딧불 루시퍼 라제의 활성에 대한 화합물 (A) 효과, (빛 단위로 측정 RLU) 비히클 대조군에 대한 백분율로 나타냈다. ATP 생물 발광 CLSII 키트 (로슈, 만하임, 독일)의 웰 (96-w 백색에 분주 루시퍼 라제 효소의 동일한 양의 지시에 따라 사용 하였다엘 마이크로 타이 터 플레이트). 10 μM ATP 및 화합물 1 μL의 최종 농도를 제공 하였다 (최종 농도를 나타냄) 또는 DMSO (1 %)를 첨가 하였다. 발광 신호는 10 초 동안 통합되었습니다. 오차 막대는 기술 복제의 SEM을 묘사 (N = 4). 분석 : 일원 분산 분석; * p <0.05 *** p <차량 제어에 대하여 0.001. 및 C2와 C3 상당한 (각각 DDD0001477 및 DDD00000635; P <0.05). GFP의 형광에 (B) 생물 발광의 생체 측정, 표준화 된 생물 발광하고, C1 (P <0.001 DDD00001434)에 매우 중요한 25과 100 μm의 차이점 C.의 GFP 형광 22 시간 동안 시험 화합물에 노출 된 후 67 시간 개발시 엘레 변형 PE254. 오차 막대는 기술 복제의 SEM을 묘사 (N = 8). 통계 분석 (편도-ANOVA)는 3 데이터 세트 (3 XN = 8)에서 풀링 된 데이터에 대해 수행. * p <0.05 *** p <각 차량 제어에 대하여 0.001. DifferenC4 (DDD00023047)에 노출 된 다음 정규화 된 생물 발광에 대한 25 100 μM 만 통계적으로 유의 한 (P <0.05) CES.
| 하루의 시간 | 1 일 | 2 일 | 3 일 | 4 일 | 5 일 | 6 일 | 7 일 | 8 일 |
| 9 ~ 10 | 5 단계 | |||||||
| 10-11 | 5 단계 | |||||||
| 11 ~ 12 | 4 단계 | 5 단계 | ||||||
| 12 ~ 13 | 4 단계 | |||||||
| 13 ~ 14 | ||||||||
| 14 ~ 15 | ||||||||
| 15 ~ 16 | ||||||||
| 16-17 | 1 단계 | 3 단계 | ||||||
| (17 ~ 18) | ||||||||
| 18-19 | 2 단계 |
프로토콜 단계 표 1. 개요 선충 실험의 각 날에 (3 절)을 수행하고 타이밍을 제안한다.
모델 생물 C. 엘레은 강력한 실험 시스템을 제공합니다. 그것은 문화가 용이하고 (L4까지 청소년 애벌레 단계 (L1)을 통해) 성인의 재생에 계란에서 3.5 일 라이프 사이클과 풍부한 유 전적으로 동일한 자손을 생산하고 있습니다. 그것의 작은 크기 때문에, 이것은 편리 화합물 스크리닝을 용이하게, 96- 웰 플레이트에서 성장 될 수있다. 우리는 C의 변종에 따라 표현형 검사 프로토콜을 제시 96 웰 플레이트 루미 및 멸균 캐비넷이 요구되지만 에너지 수준의 생체 센서로서 작용 간스. 14 프로토콜은, 모든 실험에 적용 할 수있다. 이 우수 실험실 기술을 이용하여 분석에서 오염을 방지하는 것이 중요하다. 수동으로 작동하는 경우, 달성 가능한 선충 플레이트의 최대 수는 2 × 96- 웰 플레이트의 약물 검사를 허용하고 두 차량 번호판을 포함한 실험 당 13이다. 대표 결과는 내가 rotenon 억제제 미토콘드리아 복잡한 제시된다즉, 슈퍼 옥사이드 발생 파라콰트, 시트르산 회로 중간 옥 살로 아세테이트와 공지 반딧불이 루시퍼 라제 저해 활성을 갖는 화합물 네. 옥 살로 아세테이트는 향상에 ATP의 더 큰 발전에 기인 할 가능성이 주도하는 반면 예측으로 처음 두 화합물은 생물 발광의 감소되었다. 옥 살로 아세테이트 데이터 세트는 또한 리포터로서 개똥 벌레 루시퍼 라제에 기초 실험에서 고유 변화를 보여준다. 3 개의 독립적 인 실험의 최소 알 수없는 화합물에 대한 응답의 안정성을 확인하는 것이 바람직하다.
개똥 벌레 루시퍼 라제 활성의 억제는 시험 관내 분석 상업용 키트를 사용으로 식별 하였다. (3) 화합물 중 하나의 수준을 증가 억제와 일치 GFP 형광의 실질적인 증가를 초래 GFP 표지 된 루시퍼 라제 효소의 활성에 결합함으로써 반딧불 루시퍼 사이트하고 렌더링 더 안정적이다. 어떤 경우에는 15억제제 과량 기판에 의해 변위되면 (되지 특히이 경우) 이는 생물 발광 수준 증가로 이어질 수있다. 15 그것은 것이 중요 반딧불 효소와 상호 작용하는 화합물로부터 잘못하여 결과를 해석되지 ATP 수준을 감소 또는 증가함에 / 미토콘드리아 기능. 발광 신호의 변화는 매우 자주 운동, 발전과 성장으로 건강의 추가 측정과 상관 관계. 생물 발광 신호의 급격한 감소가 검출되지만 웜 현미경 관찰에 의해 대조군과 구별되는 경우 예를 들어, 화합물은 용의자 루시퍼 라제 억제제이다. 하지 성장 또는 자기 형광 화합물에 의해 설명 GFP 형광의 증가는 또한 억제제를 가리킬 수있다. 루시퍼 라제 억제제 (15)의 개수는 알려져 있고 PubChem에 입력되었다. 따라서 첫 번째 인스턴스에서, 그것은 PubChem 보유 루시퍼 라제 억제제에 대한 정보를 참조하는 것이 좋습니다이다; T 다음추가에 의해 미토콘드리아 기능에 대한 효과의 정제 된 효소 3 및 / 또는 확인과 시험 관내 시험 법의 복합 효과 esting. (16, 17)
GFP 형광 측정 가능한 생물 발광과 함께이 엔드 포인트를 측정하기위한 강한 케이스를 만들기 반딧불이 루시퍼 라제의 레벨을 검출 (및 전술 한 바와 같이 일부 루시페라아제 효소 저해제의 전위 검출)을 가능하게한다. GFP에 생물 발광 수치의 정상화는 (이 여러 기술의 복제를 포함함으로써 달성 될 수 있지만) 웰 사이 웜 번호의 변화를 차지하기위한 수단이다. 민감도를 들어, 측정에서 배경 형광을 빼는 것이 중요하다. 이 프로토콜은 그러나 선충의 형광도가 현재 분석의 (제한, 어떤 노화 스투에 특히 중요한 회계 처리하지 않은 배경 형광에 세균 현탁액의 공헌을 평가) 나이가 선충의 형광도 증가 주어진 죽는다. 시험 화합물의 자기 형광도 병렬로 평가되어야한다. 연구원 생물 발광 유전자의 발현 수준에서 어떤 변형 차이를 제어하기 위해, 서로 다른 유전 적 돌연변이 또는 다른 유전자의 침묵 후 세포 ATP 풀을 비교하는 프로토콜을 적용하도록 할 때 GFP 정규화 불가결 보인다.
프로토콜 내에서 중요한 매개 변수는 노출이 시작되는 발달 단계, 노출의 길이, 다른 우물에서 선충의 비슷한 번호를 얻기를 포함한다. 노출하지만, 선충의 발달의 모든 단계에서 L3 단계를 시작할 수 이상이 바람직하다. 미토콘드리아 DNA 콘텐츠, 산소 소비와 ATP 수준에서 매우 유의 한 증가에 의해 입증에이 단계에서, 선충은 성인으로 개발을위한 산화 적 인산화에 따라 달라집니다. 18,19,20 본 프로토콜은 박람회를 시작합니다L4 단계에서 URE. (오히려 먼저 L1 단계에서 음식을 구비 한 경우보다) 만이 단계에서 96 웰 플레이트에 선충을 분취하는 이유는, 판이 증발을 최소화하기 위해 습한 챔버에 배치되어 있지만, 증발의 정도가 여전히 발생한다는 것이다 뚜껑에 형성 아주 작은 방울로 볼 우리의 진동 인큐베이터, (이것은 다른 떨고 인큐베이터에 문제가되지 않을 수 있습니다). 단지 표준 약물의 첨가 전에 플레이트에 선충을 분취하여, 실제 약물의 농도로 인해 증발 부피의 임의의 작은 변화에 의해 영향을받지 않는다. 차량 선충 판 넣기 만 선충이 고르게 우물 사이에 분포되어 있는지 확인하는 데 유용합니다. 차량 만 판을 위해 발견 된 유의 한 차이가 우물에 선충을 분배 가난한 기술을 나타내는 것입니다.
노광 길이는 고려해야 할 중요한 요소이다. 독립적으로 성장의 에너지 상태에 대한 효과는 관심, 프로 경우로토콜은 (예를 들면, 거의 즉시 반응에서, 2 시간)보다 짧은 노광을 수용하도록 변경 될 수있다. C.으로 화합물 한편, 엔트리 엘레 조직은 약간의 시간이 걸릴 수 있습니다. 예를 들어 12 ~ 24 시간이 레스베라트롤 및 5- 플루오로 -2'- 데 옥시 우리 딘 (FuDR)의 최대 내부의 농도를 달성하기 위해 요구된다. (21) 따라서, 긴 노출 (18 시간 내지 24)는 노출 레벨을 최대화하기 위해 정당화 될 수있다. 노출 시간은 상당한 수준의 재생이 잘 일어날 수 있도록하지 않는 시간으로 제한되어야한다. 우리는 선충의 총 개발 시간이 66 ~ 67 시간에서 유지하는 것이 좋습니다. 편리하지만, 선충은 그때까지 임신하는하고 egglaying을 시작했다. 그럼에도 불구하고, 우리는 무시할 수 달걀 제제에서 생물 발광 측정하는 결과 (도시 생략). 쉬르 5 프로모터 구동 트랜스 진 발현은 먼저 전용 1시 58분 시간 반 100 세포 단계 22 ℃에서 수정 후 검출hitinous 달걀 껍질은 루시페린의 항목을 제한 할 가능성이있다. 다른 사람은 유정란이 임신하는 성인의 대사에 크게 기여하지 않은 것으로 나타났습니다. (23) 그러나, 중요한 자손의 생산을 가능하게 조건을 피할 수 있습니다. 선호하는 경우, 실험 시간 척도 다시 이동 할 수 있습니다 : 우리는 이전에 늦게 L3 애벌레 단계 (36 시간)에서 환경 독소에 노출을 시작하고 55 시간에서 생물 발광 및 GFP 측정을 수행 한 조건부 멸균 2 또는 유전 적 배경. 예 FER-15 (B16) II에 관해서는, 자손의 생산을 방지하기 위해 사용될 수있다; 15 ℃로 유지 될 수있다 (hc17) IV 이중 돌연변이-1 FEM하지만, 25 ℃에서 멸균한다. (24) 불임을 유도하는 FuDR를 사용하는 것은 그 자체로 선충의 신진 대사에 영향을 미칠 수있는이 권장되지 않는다. (25) 분석 할 수 또한 부분 상실 (SECURITY) 기능을 비활성화로 더 투과 손톱과 균주에서 수행 될 수약제에 민감한 약물의 투과성을 증가 할 예정. (26)이다 이온 버스 8 돌연변이이 짧은 노출과 낮은 화합물 농도를 촉진 할 것이다. 이 선충 루시페린을 추가하는 조건은 또한 발광 버퍼에 1 % DMSO 및 0.05 % 트리톤 X100은 루시페린 가용성을 향상시키기 위해 필요하지 않을 수있다, 즉, 조정 필요가있다.
이 프로토콜은 화합물 배달을위한 차량으로 1 % DMSO를 사용합니다. 우리가 이전 책에서 논의 된 것처럼 치명적인 것은 아니지만, DMSO의 농도는 약간의 생물학적 효과가 있습니다. 가능한 약물 라이브러리의 많은 3 차량의 희석 후 세포 기반 분석에 적합 할 것 농도에서, DMSO 100 % 준비되어있다 0.1 %이다. 높은 화합물 농도에서 C. 반응을 유도하는 데 필요한 엘레가 1 % 미만인 DMSO에서 분석을 수행하는 것이 불가능하도록 인간 세포와 비교할 때. 다시 말하지만, 균주의 사용과더 투과성 손톱은 차량의 낮은 농도로 시험 발생할 수 있습니다. DMSO보다 높은 1 %의 농도는 사용하지 않는 것이 좋습니다.
이전 수치에 루시페린과 세트 배양 시간을 준수해야합니다. 이전에 나타낸 바와 같이, 발광이 다음 30 분에 1 이상의 발광 느린 점진적인 감소이어서, 루시페린 첨가 처음 5 분 동안 비교적 안정 남은 초 후에 분 이내에 최대 농도에 도달한다. 특정 화학 물질에 대한 운동 반응은 루시페린의 초기 분배 후 30 분의 초기 단계에서 수행 할 수있다.
프로토콜 선충 인구의 동기화를 달성하기 위해 계란을 수집 기아 다음 단계를 포함한다. 다른 발달 단계는 세포의 ATP 수준에 차이 및 시험 화합물에 다르게 반응 할 수 있기 때문에 우리는 선충 테스트 인구의 동기화를 권장합니다. S의 전체의 굶주림을 수행함으로써M9에 반대하는 매체로, 부화 선충은 그 애벌레 개발하지 않도록, 탄소원 (에탄올)와 함께 제공되지만 완전히 고갈되지 않습니다. (27, 28) 또한 L1 체포의이 음식에 대한 신속한 대응을위한 준비가 끝났다하고 그 표시되었습니다 정상 L1 증가율 음식 사용할 수있게 한 후 3 시간 내에 달성된다. (29) 그러나, 그것을 가능성 기아 단계 C.의 신진 대사를 변경시킬 수 있음 엘레 배제 할 수 없다. 기아의 길이가 24 시간을 초과하지 않아야이 때문에 30 (18 시간 동기화에 충분하다). 특정 실험실 완전히 고갈 단계를 우회 나이 동기화 COPAS Biosorter를 사용할 수있는 가능성을 가지고있다. 다른 실험실 전에 표백에 (OP50와 NGM 플레이트) 고체 배지에 (단계 3.1) 선충 인구 확대를위한 환경 설정을 가질 수 있으며,이 너무 잘 작동합니다. 우리는 선충의 배양을위한 표준 매체 등의 화합물에 노출시 S 매체를 사용 howeveR 다른 매체 예를 K 매체 또는 EPA 적당히 하드 물, 선택할 수는 종종 생태 독성 연구에 사용됩니다. (31, 32)
프로토콜은 수단 선별하고 미토콘드리아의 기능에 미치는 영향의 측면에서 더 테스트를 위해 후보를 식별 할 수를 제공합니다. 차 심사의 단계에서 그것은 몇 가지 화합물 따라서 약물 화면은 철저한 간주되어서는 안됩니다 때문에 하나의 농도를 테스트 할에 누락 된 가능성이 높습니다. 히트 예컨대 산소 소비 C. 위해 미토콘드리아 기능의 다른 양태를 평가하는 기법의 사용에 의해 확인 될 수있다 엘레는 GFP 표현 미토콘드리아와 균주, 미토콘드리아 막 잠재력 및 / 또는 ROS 측정을위한 얼룩. 16,33,34 방법론의 가장 큰 의미는 다세포 유기체 수준에서 화합물 및 / 또는 조건의 많은 수를 스크리닝하는 방법을 가지고있다, 그리고 중요한 일을 활용 할 수 있도록C의 전자 유전 취급 용이성 행동의 메커니즘을 조사하기 위해 엘레 간스. 이 기술은 가속화하고 흥미로운 화합물 및 대상의 발견에 새로운 경로를 발견하는 데 도움이 될 수 있습니다. 그것은 질병 관련 맥락에서 화합물 라이브러리의 심사에 대한 인간의 질병과 관련된 유전 적 배경을 가진 센서의 조합이 제공하는 많은있을 것이라는 점을 예상한다.
저자는 공개 아무것도 없어
저자는 반딧불이 루시페라제 억제 화합물 DDD00001434, DDD0001477, DDD00000635 및 DDD00023047를 친절하게 기부해 준 던디 약물 발견 부서의 David Gray에게 감사를 표합니다. Tibor Harkani (Medical University of Vienna)는 테스트 화합물로 oxaloacetate를 제안했습니다. 일러스트레이션은 Charlie Dear (University of Aberdeen)입니다. 이 연구는 BBSRC Pathfinder 상(BB/FOF/PF/4/11)과 University of Aberdeen의 지원을 받았습니다.
| 이름 | 회사 | 카탈로그 번호 | 댓글 |
|---|---|---|---|
| 주입기 및 Simplicity 4.2 소프트웨어가 있는 | Orion II Microplate Luminometer | Berthold 감지 시스템 | |
| FLx800 형광계 | Biotek | 은 Gen5 소프트웨어를 사용하며; 플레이트 측정 종료 시 Excel로 데이터를 전송합니다. | |
| Ks 130 기본 쉐이킹 플랫폼 | Ika | #0002980000 | |
| Innova 4349 | New Brunswick Scientific | 냉장 인큐베이터 쉐이커 | |
| Eppendorf centrifuge 5804R | Eppendorf | with eppendorf rotor A-4-44 (50/15 용; Stripette | |
| , Costar | Corning | #4489 | Serological pipette |
| Cellstar 50 ml tubes | Greiner bio-one | #227661 | |
| Cellstar 15 ml tubes | Greiner bio-one | #188261 | |
| Cellstar 60 mm 조직 배양 플레이트 | Greiner bio-one | #628160 | |
| Superfrost 현미경 슬라이드 | VWR | #631-0909 | |
| 멸균 주걱 | Corning | #3007; 화학 | 물질 계량용 |
| 0.22 mM Millex GP 필터 | Millipore | #SLGP033RS | |
| Axygen eppendorf 튜브 1.5 ml | Fisher Scientific | #MCT-150-R | |
| Corning 96 웰 분석 플레이트 | VWR | #3603 | 뚜껑이 있는 검은색 플레이트 투명 바닥 |
| Nunc 96 웰 분석 플레이트 | Fisher Scientific | #236105 | 뚜껑이 있는 흰색 플레이트 |
| 저장소 시약 60ml | Thermo Scientific Finnpipette | #9510027 | 프로토콜 섹션 4.4.1에서 선충의 홈통으로 사용됨 |
| 보관 상자/습기 챔버 | Roche Diagnostics | #10 800 058 001 | 174 x 101 x 56.6mm, 젖은 종이 타월로 습기 찬 챔버로 사용; 뚜껑이 있는 2x 96웰 플레이트는 하나에 들어갈 수 있으며, 하단은 마이크로플레이트 뚜껑 위에 있습니다 |
| 표백제: 차아염소산나트륨 용액 4-4.99% 염소 함량 | Sigma Aldrich | #239305 | 분취량에 4 에 보관; &데그; 씨, 염소 손실을 방지하기 위해 Parafilm으로 밀봉하고 호일 |
| D-Luciferin, Potassium salt | Biotium Inc | # 10101-2 | Molecular Probes도 공급 업체로 사용할 수 있습니다. ddH2O에 20 mM 재고를 준비하고 -20 °로 유지하십시오. C in aliquots |
| [header] | |||
| Tween 20 | Sigma Aldrich | # P9416 | |
| DMSO | CalBiochem | #317275 | 순도 99.99% |
| Triton X100 | Alfa Aesar | #A16046 | ddH2O |
| Nystatin | CalBiochem | #475914< | |
| em>C. elegans bioluminescent strains에서 emC. elegans/em bioluminescent strains | 저자 자신의 실험실 | PE254, PE255 | 는 염색체 V 및 X에 각각 통합 어레이 feIs4>< 및 feIs5 [Psur-5::luc+::gfp; rol-6(su1006)]를 포함하고 있으며, 형광 현미경 검사(><예: 15 웜)에 의한 luc::GFP의 균일하고 강력한 발현을 위해 때때로 선택합니다. |
| E. coli OP50 | CGC | ||
| 일반 화학 물질 | Sigma Aldrich/Fisher Scientific | ||
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