우리는 기본 실험실 장비만을 사용하여 마우스 Myelin Oligodendrocyte Glycoprotein을 포함하는 대량의 융합 단백질을 생성하고 정제하는 간단한 프로토콜을 설명합니다. 이 단백질은 T 세포와 B 세포 모두에 의해 유발되는 실험적인 자가면역 뇌척수염을 유도하는 데 사용할 수 있습니다.
방법 논문
우리는 기본 실험실 장비만을 사용하여 마우스 Myelin Oligodendrocyte Glycoprotein을 포함하는 대량의 융합 단백질을 생성하고 정제하는 간단한 프로토콜을 설명합니다. 이 단백질은 T 세포와 B 세포 모두에 의해 유발되는 실험적인 자가면역 뇌척수염을 유도하는 데 사용할 수 있습니다.
다발성 경화증(MS)은 중추신경계(CNS)의 만성 염증성 질환으로, 미엘린을 표적으로 하는 자가면역 반응의 결과로 발생하는 것으로 생각됩니다. 실험적 자가면역 뇌척수염(EAE)은 중추신경계 자가면역질환의 가장 흔한 동물 모델이며, 일반적으로 미엘린 단백질의 면역우성 CD4+ T 세포 항원결정기를 나타내는 짧은 펩타이드를 사용한 면역을 통해 유발됩니다. 그러나 B세포는 가공되지 않은 단백질을 직접 인식하며, 쇼트 펩타이드를 이용한 면역은 네이티브 단백질을 인식하는 B세포를 활성화하지 않습니다. 다발성경화증에 대한 B세포 고갈 치료제에 대한 최근 임상시험에서 B세포가 인간의 질병을 유발하는 역할을 한다는 사실이 밝혀짐에 따라, 자가항원의 B세포 인식을 통합한 동물모델에 대한 시급한 필요성이 대두되고 있습니다. 이를 위해 마우스 버전의 미엘린 희소돌기아교세포 당단백질(MOG)의 세포외 도메인과 정제 목적의 His-태그의 N-말단 융합체, 용해성 향상을 위한 티오레독신 단백질(MOG태그)을 포함하는 새로운 융합 단백질을 생성했습니다. 담배 에칭 바이러스(TEV) 프로테아제 절단 부위를 통합하여 순수한 MOG1-125 세포외 도메인만 남기고 모든 태그 염기서열을 제거할 수 있도록 했습니다. 여기에서는 표준 실험실 장비만 사용하여 대량의 순수 MOG태그 또는 MOG1-125를 생산하는 간단한 프로토콜에 대해 설명합니다. 이 프로토콜은 200mg 이상의 MOG태그 단백질을 지속적으로 생성합니다. MOG태그 또는 MOG1-125를 사용한 면역은 네이티브 마우스 MOG를 인식하는 병원성 B 세포를 포함하는 자가면역 반응을 생성합니다.
MS 만성 염증과 미엘린 향하는자가 면역 반응에 의해 구동되는 것으로 생각되는 CNS의 신경 퇴행을 특징으로하는 인간의 질병이다. 시간이 지남에 따라 수초와 축색 돌기의 손실은인지 및 모터 기능을 하나의 점진적 감소가 발생. "실험자가 면역 뇌척수염은"중추 신경계의 수초 지향자가 면역 질환의 동물 모델에 대한 포괄적 인 용어이다. 인간의 MS와 마찬가지로 EAE는 일반적으로 어떤 경우에는 CNS의 면역 세포 침윤을 특징으로하고,이 탈수 초화. 그러나, 임의의 주어진 EAE 모델은 부분적으로 인간의 MS와 유사한 과정에 사용되는 화학 종 또는 균주 및 하부 반 미엘린 면역 반응의 복잡성에 좌우된다.
안티 미엘린 실험적자가 면역은 여러 가지 방법으로 유도하지만, 현재 사용되는 가장 일반적인 방법은 면역 CD4 흉내 아미노산의 짧은 펩타이드 마우스 면역화 될 수있다 + T 세포 에피토프입니다. 이 병원성 반응을 유도 할 수있는 최소 요구 사항을 나타냅니다. 아마도 이들 중 가장 일반적인 C57BL / 6 마우스 3 EAE를 유도하기 위해 사용된다 (MOG 35-55) 미엘린 희소 돌기 아교 세포의 당 단백질에서 유래하는 21 개의 아미노산 펩타이드이다. 그러나 일부 실험 목적이 큰 단백질 항원 실제로 짧은 펩타이드와 예방 접종을 통해이 몇 가지 장점이와 예방 접종하는 것이 바람직 심지어 필요가있다. 전체 단백질 또는 특정 도메인의 어느 쪽인지를 표현하는 더 큰 단백질 항원이 다른 종에서도 여러 근친 마우스 변종에 프리젠 테이션을 위해 정상적으로 처리하거나 할 수 있지만 먼저, MHC의 제한 때문에, 짧은 펩티드는, 일반적으로 균주의 매우 제한된 범위에서만 유효하다 4. 둘째로, 더 큰 단백질 항원은 항원 인식 림프구 종 이상을 포함하는보다 복잡한 면역 반응을 유도하기보다는 limitin 할CD4 + T 세포에 항원 g 인식. 예를 들어, 그들의 B 세포 수용체 (BCR)을 통해 B 세포는 전체 단백질보다는 처리와 직접 상호 작용한다. 우리와 다른 MOG 단백질 (5)을 인식하지 못하는 MOG 35-55 예방 접종에 의해 활성화하는 B 세포를 보여 주었다. B 세포는 인간 최근 MS 6에서 병원성 역할을하는 것으로 입증 되었기 때문에,자가 면역 병리에서 B 세포를 포함 EAE 모델은 점점 중요하다.
EAE를 유도하는 큰 단백질 항원을 사용하는 장점에도 불구하고, 단백질에 대한 몇 시판 소스가 남아있다. MOG 35-55 같은 짧은 펩티드가 매우 빠르고 상대적으로 낮은 비용으로 합성 할 수 있지만 실제로, MOG 단백질 상업 옵션을 구입 제한 및 비용 실질적으로 더 있습니다. 그럼에도 불구하고, MOG 세포 외 도메인을 생성하는 연구 그룹에 사용할 수있는 여러 가지 발현 벡터 (MOG 1-125) 자신이있다. HoweveR, 우리는 문헌에서 확인 하였다 발현 시스템의 모든 사람보다 효율적인 발현 시스템 (7)로 대체 한 이전 기술에 기초한다. 또한, 대부분의 쥐 또는 인간의 MOG 8을 기반으로합니다. 마우스에서자가 면역 반응의 일부 수사 마우스 MOG의자가 항원에 기초하여 항원이 바람직하다. 마지막으로, 상업적 또는 발현 벡터와 같은 하나 우리가 식별 된 모든 MOG 계의 단백질은 상기 MOG 1-125 기재에 추가적인 아미노산을 포함하는 융합 단백질이다. 다음은 우리가 식별 할 수 없습니다 많은 기능이있는뿐만 아니라 정화 및 일반적으로 다른 시퀀스에 대한 태그를 포함한다.
이러한 한계를 해결하기 위해, 우리는 MOG 단백질 5의 공지 불용성 싸우는 오레 독신을 포함하는 태그에 융합 된 마우스 MOG 외 도메인에 기초하여 신규 한 융합 단백질을 생성. 태그 시퀀스는 정화와 TEV 프로테아제 CLE에 대한 6xHis 시퀀스를 포함원하는 경우, 모든 태그 서열의 완전한 제거를 허용 avage 사이트. 이것은 우리가 순수 MOG 1-125 단백질을 생성 할 알고있는 유일한 방법입니다. 단백질의 대량 생산을 용이하게하기 위해, MOG 1-125 서열은 박테리아 발현 코돈 - 최적화하고, MOG 태그 융합 단백질 애완-32 발현 시스템 내로 삽입되었다. 여기서는 가장 면역학 연구실 사용할 비 특수 장비를 사용하여 생산 MOG 태그 단백질 순수 MOG 1-125를 정화 상세히 프로토콜을 설명한다.
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1. 단백질 유도
참고 : 다음 단계에서는 BL21 대장균 박테리아 MOG 태그 융합 단백질에 대한 서열을 포함하는 애완 동물-32 벡터로 형질 전환 된 고밀도로 성장하고 MOG 태그 단백질을 발현하도록 유도된다 (문헌 5 및도 1 참조) . 일 대략적인 대체 정지 점 프로토콜에 설명되어 있습니다 참고 - 전체 타임 라인 그림 2를 참조하십시오. 정제 애완 32 MOG 태그 벡터 DNA로 시작하는 경우, 화학적 능력 BL21 E.로 변환 할 필요가있다 9 잘 설명 된 바와 같이, 암피실린 선택하여 대장균 박테리아. 성공적인 변환이 제한로 소화 한 다음 표준 상업용 키트를 사용하여 선택된 박테리아 DNA의 정제에 의해 확인 될 수있다 Age1과 SAC1은 아가 로스 겔 10에서 424 bp의 밴드를 생성하는 효소.
2. 수확 MOG 태그 단백질
주 :이 단계에서, 박테리아 MOG 태그 단백질의 대량 생산된다. MOG 태그를 수확, 박테리아 먼저 초음파 다음에 트리톤 X-100 버퍼에 용해된다. MOG 태그는 다음 MOG 태그 단백질을 함유하는 조 단백질 용액 결과 봉입체로부터 방출 이미 다졸 및 구아니딘으로 변성된다.
3. 단백질 정제
참고 : MOG 태그 단백질이 용출 (그분의 태그를 통해) 충전 니켈 수지에 흡수 4 라운드를 통해 정제 될 것입니다 다음 단계에서.
4. 단백질 농도 측정
주 : 제 3 절에서 생성 된 정제 된 MOG 태그 단백질의 양을 계량 할 필요가 더 진행하기 전에이 값은 프로토콜의 마지막에 단백질을 집중 최종 부피를 결정하는 데 사용된다. 우리는 여기서 표준 브래드 포드 분석에 대해 설명합니다. 정제 MOG 태그 단백질의 농도는 연속적 dilut의 스펙트럼의 흡광도를 비교하여 판단공지 된 농도의 소 혈청 알부민 (BSA)을 표준 곡선 ED MOG 태그 단백질.
(5)에게. 투석
주 : 투석 서서히 단백질 접힘 수 있도록 정제 변성 MOG 태그를 함유하는 용액으로부터 구아니딘을 제거한다. MOG 자체가 매우 불용성이며, 이는 티 오레 독신 태그의 존재에 의해 개선되지만, 여전히 용액 나올 경향이 있으므로주의가이 단계에서 수행되어야한다. 따라서, 리 폴딩은 점진적으로 수행 상대적으로 낮은 MOG 태그 농도해야합니다.
6. 집중 MOG 태그 단백질
주 : 최종 단계에서, 폴딩 MOG 태그 단백질 수납 작업 희석 농축 하였다. MOG 태그 매우 불용성으로, 5 ㎎ / ㎖를 초과하지 않아야한다. 완전한 프로 인트 adjuv 1 :이 농도는 일반적으로 1 혼합 된 마우스 (에 EAE를 유도하는 데 사용되는 0.4 ㎎ / ㎖ MOG 35-55 펩타이드, 대략 몰입니다개미 (CFA)). 단백질 소량의 백색 침전물의 형태로 용액으로부터 올위한 농축 과정 중에 드물지 않다. 과도한 석출하지만, 문제가된다.
TEV 단백질 분해 효소를 사용하여 MOG 태그 7. 생성 MOG 1-125 (선택 사항)
주 :이 단계는 선택적 단계 여분 태그 서열없이 MOG 1-125이 필요한 경우, 태그 서열 TEV 단백질 분해 효소를 사용하여 제거 할 수 4 (도 4)의 끝에서 계속된다. 지금까지 우리가 알고있는 바와 같이, 순수한 MOG 1-125을 생성 할 수있는 다른 발현 시스템이 없습니다. 그러나, 티 오레 독신 태그없이 MOG 1-125 매우 불용성 인 것을 유의해야하고이 정화 처리 중에 문제를 야기하고, 이러한 이유로 실험 이유로 반드시 필요한 경우 태그를 제거 할 수있다. 몇 가지 단계가 순수 MOG 1-125을 생성해야합니다. MOG 태그 제 TEV 단백질 분해 효소 절단 완충액으로 투석한다. TEV 단백질 분해 효소로 소화 후, 볼륨은 나중에 정제 성 돕기 위해 감소EPS 후 완충액 B로 투석 한 다음, 그 태그 함유 태그 서열은 니켈 계 수지를 사용하여 제거된다. 마지막으로, 단백질 정량화, 순수 MOG 1-125 최종 농도로 농축된다.
8. SDS-PAGE 젤 MOG 태그 생산 및 순도를 확인하기
참고 : 샘플 단계 1.4, 2.1, 3.4에서 촬영하고, 6.4 MOG 태그 생산 및 순도를 확인하기 위해 표준 SDS-PAGE에 의해 분석된다. 이 단계는 MOG 태그 또는 MOG 1-125 하나의 최종 정제 한 후 수행해야합니다.
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정화가 완료되면, 샘플 단계 1.4, 2.1, 3.4에서 수집하고, 단계 6.4의 최종 생성물은 단백질 겔 (도 3A)에서 실행되어야한다. MOG 태그 먼저 T O / N 샘플에서 31.86 kDa의 밴드로 나타날 수 있지만 0 T, 최종 순수한 생성물의 유일한 밴드되어야한다. 모그 태그 단백질이 올바르게 접혀 여부를 테스트하기 위해, MOG 태그 단백질 FACS로 MOG 단백질 특정 B 세포를 라벨 할 수있다. 1과 라벨링 마우스 림프구에 의해 다음 그의 태그와 형광 표지 차 방지의 IgG1 항체에 대한 감독 차 항체와 함께 MOG 태그의 1,000 희석, MOG 특정 B 세포 (그림 3B)에서 확인할 수 있습니다. 대안 적으로, 태그 MOG 직접 배경...
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여기서는 MOG 태그 단백질 및 방법 MOG 태그 단백질 순수한 MOG 1-125을 생성하는 생산을위한 프로토콜을 기술 하였다. 이 프로토콜은 표준 그의 태그 기반의 단백질 정제 방법뿐만 아니라 이전 MOG 단백질 계 (15)의 생성을위한 전술 한 두 프로토콜에 기초한다. 그것은 여기에서 설명되지 않지만, MOG 태그 단백질의 주 사용은 단백질 항원을 면역 EAE를 유도하는 것이다. EAE는 MOG 태그 단백질과 호환되는 마우스, 유도하는 방법을 설명하는 프로토콜은, 참조 3에서 찾을 수 있습니다. 우리는 이전에 MOG 태그에서 파생 된 MOG 태그 또는 MOG 1-125와 예방 접종뿐만 아니라 표준 MOG 35-55 펩타이드에 비해 큰 척수의 염증과 탈수 초화와 CNS자가 면역 질환뿐만 아니라, 그 병원성 IGH...
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저자는 경쟁하는 재정적 이해관계가 없음을 선언합니다.
이 연구는 캐나다 다발성 경화증 협회(Multiple Sclerosis Society of Canada)의 보조금으로 지원되었습니다. RWJ는 Waugh Family MS Society of Canada Doctoral Studentship Award를 수상했습니다.
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| BL21 E. coli- pet32-MOGtag | Kerfoot lab | 이 박테리아는 MOGtag 단백질을 만드는 데 필요합니다. 이러한 박테리아의 글리세롤 재고는 요청 시 제공됩니다. | |
| LB 육수 밀러 | Bioshop | LBL407.1 | |
| 암피실린 | 바이오 베이직 | AB0028 | 100mg/ml에서 분말을 50% 에탄올/50% H2O로 재결합. -20°C에서 보관하십시오. |
| IPTG | Bioshop | IPT002.5 | 분말을 1M에서 H2O로 재응축하고 -20°C에서 보관합니다. |
| 닭-달걀 라이소자임 | Bioshop | LYS702.10 | H2O에서 50mg/ml로 재구성하고 -80°C에서 보관합니다. |
| Triton-X100 | Sigma | T-8532 | |
| 인산염 완충 식염 | 수명 기술 | 20012-027 | 상업용 인산염 완충 식염수는 필요하지 않으며 표준 실험실에서 만든 인산염 완충 식염수로 충분합니다. |
| 염화나트륨 | Bioshop | SOD004.1 | |
| Tris-HCl | Bioshop | TRS002.1 | |
| 이미다졸 | Bioshop | IMD508.100 | |
| 구아니딘-HCl | 시그마 | G3272 | 품질은 순도 98% 이상이어야 합니다. |
| 0.5 M EDTA | 바이오샵 | EDT111.500 | |
| 니켈 (II) 황산염 | Bioshop | NIC700.500 | |
| 그의 바인드 수지 | EMD Millipore | 69670-3 | 20 % 에탄올 80 % H2O 4 ° C |
| 무수 에탄올 | 상업용 알코올 | P016EAAN | 필요에 따라 물로 희석합니다. |
| 빙초산 | Bioshop | ACE222.1 | |
| 아세트산나트륨 트리하이드레이트 | Bioshop | SAA305.500 | |
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