프로 테아 제는 기본적인 생물학 과정 및 암과 같은 복잡 한 질병의 dysregulated 프로 테아 제 활동 드라이브 진행에 관련 된 단단히 규제 효소. 이 방법의이 목표 호스트 소변에서 감지 하 고 질병을 차별 분열 신호를 생산 하 여 효소 활동에서 vivo에서 측정 하는 nanosensors를 만드는 것입니다.
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프로 테아 제는 기본적인 생물학 과정 및 암과 같은 복잡 한 질병의 dysregulated 프로 테아 제 활동 드라이브 진행에 관련 된 단단히 규제 효소. 이 방법의이 목표 호스트 소변에서 감지 하 고 질병을 차별 분열 신호를 생산 하 여 효소 활동에서 vivo에서 측정 하는 nanosensors를 만드는 것입니다.
프로 테아 제는 다기능 효소 펩 티 드 결합의 가수분해에서 전문 및 항상성 등 allostasis 광범위 한 생물 학적 과정을 제어. 또한, dysregulated 프로 테아 제 활동 pathogenesis 드라이브 이며 암;과 같은 질병의 기능 바이오 마커 따라서, 효소 활동에서 vivo에서 감지 하는 능력은 생물 의학 진단에 대 한 임상 관련 정보를 제공할 수 있습니다. 이 프로토콜의 목표 조사 효소 활동에서 vivo에서 소변에서 정량 신호를 생산 하 여 nanosensors를 만드는 것입니다. 이러한 효소 nanosensors의 두 가지 구성 요소 구성: 나노 및 기판. 대상 질병 사이트에 순환 반감기 및 기판 납품 증가를 나노 기능. 기판은 짧은 펩 티 드 순서 (6-8 AA), 대상 효소 또는 프로 테아의 그룹에 구체적으로 설계 된입니다. 기판은 나노 입자의 표면에 활용 하 고 탐지를 위한 형광 표식 같은 기자에 의해 종료 됩니다. Dysregulated 프로 테아 제 펩 티 드 기질 다니엘로 기자 프로 테아 제 활동의 한 biomarker로 정량화에 대 한 소변으로 필터링 됩니다. 여기는 매트릭스 metalloproteinase 9 (MMP9), 종양 진행 및 전이, 대 장 암 마우스 모델에서의 검출에 대 한 관련 된에 대 한 nanosensor의 건설에 설명 합니다.
프로 테아 제 펩 티 드 결합의 가수분해를 전문화 하 고 항상성, 질병1, allostasis, 등 많은 생물 학적 과정을 중요 한 통제가 다기능 효소는. 프로 테아 제 활동의 변경된 상태 질병, 암 및 심장 혈관 질병, 프로 테아 제 임상 생체2,3으로 개발을 위한 매력적인 후보자를 만드는 등의 다양 한 상관 되었다. 또한, 프로 테아 제 활동은 별개에 기능적으로 연결 된 pathogeneses, 환자 결과 및4질병 예 후. 넓게, 바이오 센서 개발 되었습니다 다양 한 생물 학적 현상을 감지 하 고 질병, 암, 신경 질환, 전자 등 처리5,6,,78 , 9. 좀 더 구체적으로, 기판 기반 효소 센서 프로 테아 제 활동을 감지 하 여 진단 이미징10 fluorogenic 프로브 포함 개발 되었고 isotopically 펩 티 드 기질에 시험관 에 대 한 표시 질량 분석11탐지입니다. 또한, 활동 기반 프로브 개발 되었습니다, 바인딩하거나 대상 프로 테아 제12수정 기판 같은 영역을 포함 하는. 이 방법으로 활성 사이트 수정 하며 분석 조직, vivo에서 응용 프로그램을 제한의 수확 때 대상 효소 저해 irreversibly는. 그러나, 효소 활동의 규칙은 내 생 억제제의 존재와 같은 다른 생물 학적 활동의 문맥에 크게 의존 하기 때문에 효소 활동을 vivo에서, 감각을 중요 하다.
이 작품의 목표는 소변에서 측정 신호를 생산 하 여 효소 활동에서 vivo에서 검색 활동 기반 nanosensors의 공식 설명. 이 플랫폼 기능 biomarker로 dysregulated 프로 테아 제 활동을 사용 하 여 암과 같은 복잡 한 질병을 판별 하는 비 침범 성 진단으로 사용 됩니다. 산화 철 나노 입자 (IONP) 효소 기질에 활용 된 nanosensor 플랫폼에 의하여 이루어져 있다. 이러한 기판 프로 테아 제 쪼개 기판 때 출시 되는 형광 기자에 의해 종료 됩니다. 이러한 IONPs vivo에서순환, 질병 사이트, 지역화 및 기판 활성 질병 관련 된 프로 테아 제에 노출. 분열, 후 형광 기자 출시 되 고, 그들의 작은 크기로 인해 필터링 됩니다 소변에는 IONP에 uncleaved 기판 시체에 남아 있는 동안. 따라서, 효소 활동에서 vivo에서 증가 소변 (그림 1)에서 리포터의 높은 농도 발생 합니다. 우리의 플랫폼 소변 검사 이기 때문에, 아무 이미징 플랫폼 필수 이며 진단 신호는 소변에서 풍성 하 게.
이 플랫폼은 다양 한 질병 암, 섬유 증, 혈전 증13,14등을 감지 하 설계 될 수 있다. 여기 우리가 설명 하는 매트릭스 metallopeptidase 9 (MMP9)에서 고도 검색 하기 위해 nanosensors의 디자인 활동으로 대 장 암의 바이오 마커. 대 장 암은 약된 136,800 새로운 사례와 2014 혼자1550,300 죽음, 미국에서 암 사망의 두 번째 주요 원인이. 대 장 종양 세포 생성 MMP9 전이16뿐만 아니라 악성 진행, 매트릭스 저하, 운전 표시 되었습니다. 또한, 우리 문학17에서 MMP9에 대 한 적합 한 펩 티 드 기질 (PLGVRGK) 확인. 조기 암 발견 및 저가 포인트의 케어 진단13,,1418,19,20,21이 플랫폼을 사용할 수 있습니다.

그림 1: Nanosensor 활동 비보의 도식. Nanosensors는 본문을 통해 순환 하 고 질병의 사이트 지역화. 다음, 질병 관련 된 프로 테아 제 펩 티 드 기질 IONPs를 제시한 다니엘. 쪼개진된 파편의 크기 신장 클리어런스, 그들이 소변에서 지역화 하는 원인에 대 한 수 있습니다. 동물 소변 후 그들의 기자 분자에 의해이 펩 티 드 파편을 분석할 수 있습니다. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.
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연구원의 교육 기관에서 기관 동물 관리 및 사용 위원회 (IACUC)에서 기관 승인 다음 동물 실험을 수행 하는 데 필요한입니다. 또한, 표준 동물 보호 시설 (예를 들어, 챔버, 무 균 동물 후드, anesthetization, isofluorane 챔버 및 윤리적인 끝점 euthanization에 대 한 공동2 챔버)는이 제대로 수행 하는 데 필요한 실험입니다. 특별 한 교육 및 이러한 시설 지원 하나의 기관에 생리 연구 실험실 (PRL) 하 여 제공할 수 있습니다. 모든 동물 일 조지아 공대에 IACUC에 의해 승인 되었다 (프로토콜: A14100).
1. 산화 철 나노 입자 (IONP) 합성
참고: 안전: 전체 산화 철 나노 입자 합성 개인 보호 장비를 사용 하 여 수행 해야 합니다 및 아래 화학 증기 두건.
2. 펩 티 드 디자인, IONP, 및 생체 외에서 유효성 검사를 활용
공식 1
공식 2
식 3
와
는 IONP와, fluorophore의 어 금 니 absorptivities는 각각. 이 입자에 대 한
x 106 M-1c m-1 와 FITC 2.06 =
= 72000 M-1c m-1, 그래서의 값
28.75 이어야 한다. 전형적인 펩 티 드: IONP 비율 50: 1 20: 1의 범위에 있어야 합니다.3. Nanosensors 및 소변 감지 암 관리
참고:에 대 한 자세한 내용은 예제 모델, 우리의 이전 보고서13참조.
Λ, 버퍼 및 37 C에서 밤새 품 어. 다음 워시 버퍼와 3 번 세척 하 고 1.25 mL 워시 버퍼에 저장.액세스가 제한되었습니다. 이 콘텐츠를 보려면 로그인하거나 체험판을 시작하세요.
대부분의 인구는 IONPs의 평균 직경 40-50 nm에서 범위는 주위에 이다. Pegylation, 후이 크기 범위는 약 6 시간13 생체 내에서 의 순환 반감기 ( 그림 2a참조). 특정 크기 범위에 대 한 선택 하 고 싶다면 하나 하나 다른 직경을 가진 IONP 분수 분리 하 크기 배제 크로마토그래피를 사용할 수 있습니다. 가장 하 여 나노 입자 dextran의 외부 층에 의해 함께 개별 구형 철 산화물 나노 입자 가교 된으로 표시 됩니다. 13 IONPs의 솔루션 없이 촉진 하 고 가벼운 브라운 컬러로 반투명 표시 됩니다. 성공적인 펩 티 드 활용 후 흡 광도 스펙트럼 분석 형광 기자의 최대 여기 파장에서 독특한 흡 광도 피크를 발표할 예정 이다. FITC, 경우이 것 가운데...
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이 방법은 나노 코어를 활용 하는 프로 테아 제 기판으로 구성 된 활동 기반 nanosensors의 개발을 설명 합니다. 쪼개진된 펩 티 드 제품은 5 nm23 및 비 침 투 적인 신호를 생성 하는 소변으로 필터의 신장 크기 여과 한계 보다 작은 때문에 분해 분열의 이벤트 "pharmacokinetic 스위치", 불리는. 따라서, 그것은 유체역학 반경 5 보다 큰 나노 입자 또는 운반대를 사용 하는 것이 중요, 아무것도 작은 신장으로 빠르게 삭제 됩니다 및 소변 신호를 혼동. 때문에 그들은 FDA 승인, 잘 용납 하 고 3-5 시간 순환 반감기 pegylated IONPs 사용 합니다. 13 nanosensors 공식화에서 또 다른 중요 한 고려 사항은 펩 티 드 기질 어 금 니 비율을 못. 24 , 25 오프 대상 프로 테아 제 펩 티 드...
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박사 Kwong 공동 설립자 이며 Glympse 바이오, 제품 개발은 컨설턴트가이 문서에서 설명 하는 연구와 관련 된 역할을 한다. 이 연구는 그의 개인 재정 상태에 영향을 수 있습니다. 이 계약 조건 검토 되었고 조지아 공대의 상충 정책에 따라 승인
이 작품은 NIH 감독의 새로운 혁신 상 수상 (제에 의해 투자 되었다 DP2HD091793)입니다. NSF 대학원 연구 장학 프로그램 (보조금 번호 Q.D.M.는 지원 DGE-1650044). B.A.H는 국립 연구소의 건강 GT BioMAT 훈련 그랜트 보너스 번호 5T32EB006343에서 조오지 아 기술 대통령의 친교에 의해 지원 됩니다. G.A.K.는 버로우즈 환영 기금에서 과학적인 인터페이스에서 경력 수상을 보유 하고있다. 내용은 전적으로 저자의 책임 이며 반드시 국립 보건원의 공식 의견을 대표 하지 않는다.
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| 이름 | 회사 | 카탈로그 번호 | 댓글 |
|---|---|---|---|
| 0.2 & 마이크로; m 주사기 필터 | VWR | 4652 | |
| 18G 니들 | VWR | 89134-024 | |
| 15 mL 원추형 | VWR | 89039-670 | |
| 250 mL 삼각 플라스크 | VWR | 89000-362 | |
| 교반 막대 | VWR | 58949-006 | |
| 핫 플레이트/마그네틱 교반기 | VWR | 97042-634 | |
| 빙초산 | VWR | 97064-482 | |
| 소 혈청 (BSA)의 알부민 | Thermo Fisher | A13100 | |
| 철 (III) 염화물 육수화물 | 시그마 | 236489 | |
| 철 (II) 염화물 테트라 하이드레이트 | 시그마 | 44939 | |
| 에피클로로히드린 | 시그마 | 45340-500ML-F | |
| DMF 시그마 | D4551 | ||
| 암모늄 수산화물 | 시그마 | 320145-500ML | |
| 수산화 나트륨 펠릿 | 시그마 | 221465-500G | |
| EDTA | 시그마 | E9884 | |
| 붕산 나트륨 | 시그마 | B9876 | |
| L-시스테인 | 시그마 | 168149-100G | |
| 트리스 HCl | 시그마 | T5941 | |
| 트리스 베이스 | 시그마 | T6066 | |
| PBS 정제 | Sigma | P4417 | |
| Dextran | Pharmacosmos | 5510 0020 9006 | |
| Amicon 15 mL 10k 필터, 24 pk | Millipore | UFC901024 | |
| Amicon 15 mL 30k 필터, 24 pk | Millipore | UFC903024 | |
| Amicon 15 mL 100k 필터, 24 pk | Millipore | UFC910024 | |
| Zetasizer Nano ZS | Malvern Panalytical | NanoZS | |
| Slide-A-Lyzer 투석 카세트 | LifeTech | 66130 | |
| Dynabeads MyOne Tosylactivated | LifeTech | 65501 | |
| SIA | Life Tech | 22349 | |
| PEG 20k | Laysan Bio | MPEG-SH-20K-1g | |
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