$$\rightleftharpoonup{xx}$$
$$\longleftharp{xx}$$,
$$\longrightharp{xx}$$,
LET OP:. Een schema van de totale protocol hier beschreven wordt gegeven in Fi guur 1 All gebruikt voor de ontwikkeling van deze methode monsters zijn surplus klinische diagnostische monsters en hebben ethische goedkeuring van de London Bloomsbury ethische commissie.

Figuur 1. Schematische illustratie van het totale proces van het creëren van een gerichte CSF MRM LC-MS / MS Assay. Candidate marker peptiden voor de evaluatie zijn geselecteerd uit eiwit targets. Door het gebruik van aangepaste gesynthetiseerde peptiden, is een gerichte LC-MS / MS methode multiplex gemaakt. Na evaluatie kan de test worden gebruikt om de effectiviteit van mogelijke markers van neurodegeneratie te evalueren.
1. Peptide Selection and Design
LET OP: Criteria voor een marker peptide is dat het uniek moet zijn (proteotypic ) en het vertegenwoordigen van de kwantitatieve overvloed van het eiwit (quantotypic). Om te bepalen of een peptide uniek is of niet, de 'blast' search tool op de Uniprot website (http://www.uniprot.org/blast/) kan worden gebruikt.
- Een lijst van doeleiwitten (markers), dwz Define, ApoE (zie tabel 2).
LET OP: Als de markering is geïdentificeerd uit eerdere proteomics profiling experimenten 8, selecteer vervolgens het peptide dat de beste reactie van die data set geeft. - Als deze informatie niet beschikbaar is, gebruik van open source websites, zoals in silico trypsine vertering van doeleiwitten, met behulp van een software tool zoals MS-Digest.
- Kies het peptide dat tryptische en ongevoelig voor translationele modificaties plaatsen.
OPMERKING: Deze informatie kan worden gecontroleerd op de Uniprot website www.uniprot.org. Vermijd peptiden gevoelig voor chemische modificatie tijdens de LC-MS monstervoorbereiding. - Bestel de aangepaste synthese van de gekozen peptiden.
LET OP: Marker peptiden kunnen op maat worden gesynthetiseerd door verschillende commerciële bedrijven. Voor ApoE de quantotypic peptide gebruikt om de totale ApoE te meten was vastbesloten om AATVGSLAGQPLQER zijn. De proteotypic peptide die worden gebruikt om de E2 en E4-varianten te bepalen zijn de tryptische peptiden voor de positie 158 (RLAVYQAGAR en CLAVYQAGAR) en positie 112 (LGADMEDVCGR en LGADMEDVR), respectievelijk.
2. Voorbereiding van Standard Peptiden
Opmerking: Om de beste kwantitatieve overgangen selecteren, de detectie van de matrix (CB) moet worden geoptimaliseerd. De meest efficiënte manier optimaliseren gemultiplexte peptiden om pools van de peptiden te creëren bij bekende concentraties. Deze pools kunnen vervolgens worden gebruikt voor methodeontwikkeling en standaard curves.
- Resuspendeer synthetische peptiden (peptide details worden gegeven in tabel 2) tot 1 mg / ml voorraadoplossingconcentratie volgens de instructies van de fabrikant. Standaard, indien de instructies niet beschikbaar zijn, resuspendeer peptiden in 50:50 (v / v) acetonitril (ACN) / H 2 O.
- Bereid de 1:10 verdunningen van het peptide uit de voorraad concentratie en het zwembad 1000 pmol van elk peptide in een lage bindende microcentrifugebuis. Droog in een speed-vac concentrator de finale zwembad en bewaar bij -20 ° C. Bereid je verschillende zwembaden voor toekomstig gebruik.
- Aliquot 100 ul CSF in een lage binding buizen. Vriesdrogen het CB.
- Resuspendeer een hoeveelheid van gepoolde 1000 pmol peptiden digestie buffer (100 mM Tris HCl, pH 7,8, 6 M ureum, 2 M thioureum, 2% ASB14) om concentraties van 10 en 1 pmol / pl te verkrijgen.
- Spike de samengevoegde peptiden in het gevriesdroogde 100 gl aliquots van CSF op 0, 1, 2, 5, 10 en 15 pM concentraties. Voeg 20 ng verbonden intacte eiwit zoals enolase gist te treden als een interne standaard en controle voor faatontsluitrendement stkypsin.
- Vul de CSF monsters met verteren buffer tot een eindbedrag van 20 pi. Vortex.
- Voeg 1,5 ui dithiothreïtol (30 mg in 1 ml 100 mM Tris HCl, pH 7,8) toe en schud bij kamertemperatuur gedurende 1 uur.
- Voeg 3 ul van joodaceetamide (35 mg in 1 ml 100 mM Tris HCl, pH 7,8) toe en schud bij kamertemperatuur gedurende 45 minuten in het donker.
- Voeg 165 ul van DDH 2 O.
- Voeg 10 ul van 0,1 ug / ul sequentie rang gemodificeerd trypsine oplossing geresuspendeerd in 50 mM ammoniumbicarbonaat, pH 7,8. Incubeer in een waterbad bij 37 ° CO / N en de vertering stop bevroren monsters. Store verteert bij -20 ° C tot klaar om te analyseren.
3. Optimalisatie van MS Peptide Detection
- Kopieer en plak de sequentie van het peptide worden geoptimaliseerd, in een geschikte software, bijvoorbeeld, Skyline 9. Op de peptidesequentie de informatie te verkrijgenverwachte precursorion massa en productionen.
- Verdun de peptiden uit voorraad concentratie (zie paragraaf 2.1) verder tot 1 ng / ml concentratie MS methode ontwikkeling.
- Direct trekken de peptiden in de massaspectrometer op optimale stroomsnelheid (gewoonlijk 0,1-0,8 ml / min) en met 0-5% botsingsenergie.
- Verwerven MS spectrum om de experimentele meervoudig geladen ionen precursor 8 identificeren. Kies de voorloper ion (m / z) die de meeste intensiteit (doubly- of drievoudig geladen ionen voorloper wordt geadviseerd) geeft.
- Reinfuse het peptide en toepassing botsingsenergie aan het peptide door botsing geïnduceerde dissociatie (CID) fragment. Optimaliseren van de kegel en botsing energieën om de beste fragmentatie patroon te verkrijgen (fragment ionen enkelvoudig of dubbel geladen, en de massa van fragment ion bij voorkeur groter zijn dan ouder ion, wordt geadviseerd).
- Controleer of de experimenteel verkregen overgangen overeenkomen met overgangen gegenereerd in silico </ Em> (zoals beschreven in stap 3.1). Sla de overgang lijst in het MRM methode bestand met minstens 2 meest intense overgangen per precursor ion. 2 overgangen omvatten: 1 kwantificatie en 1 bevestiging in de uiteindelijke assay.
OPMERKING: Sommige MS fabrikanten hebben een functie (dat wil zeggen, Waters IntelliStart) voor geautomatiseerde MRM of SRM-analyse optimalisatie. Indien mogelijk bezielen peptiden met een gecombineerde mobiele fasen bij 50-70% ACN met 0,1% FA.
4. LC-MRM Method Development
OPMERKING: Analyseer het mengsel van synthetische peptiden met een Ultra Performance Liquid Chromatography (UPLC) gekoppeld met drievoudige quadrupool massaspectrometer. Zorg ervoor dat de bron is schoon. Oplosmiddel A is DDH 2 0 met 0,1% FA; Oplosmiddel B is ACN met 0,1% FA.
- Gebruik het LC-MS systeem voorzien van een UPLC kolom gepakt met C-18-fase (1,6 urn diameter, 90 Å poriën, 2,1 mm x 50 mm lengte) en bevestigd aan een pre-kolom van dezelfde fase.
- Ontdooien CSF verteert op ijs, centrifuge bij 16.000 g gedurende 10 min en de overdracht 60 ul in 300 ul glazen insert flesjes en bewaar de rest heen bij -20 o C.
- Spuit de hoogste concentratie van de standaard curve punt met behulp van 10 min 1-40% ACN lineair verloop (zie tabel 1 voor het verloop instellingen)
- Open het resulterende chromatogram en retentie note tijd en top twee meest intense (kwantitatief) overgangen per peptide met alle overgangen gemaakt in stap 3.
- Op basis van deze informatie, werkt een 10 min MRM methode (gemaakt in stap 3.6) met getimed kanalen om peptiden (zie figuur 2 voor een voorbeeld) te meten. Gevoeligheid behouden blijven elk kanaal punten per piek groter dan 8 en tijd groter dan 0,01 seconden voor tenminste één overgang per peptide wonen.
- Onder 'oplosmiddel vertragingen in de MRM methode: een aan het begin tot 10 seconden voordat de eerste piek elutie eneen aan het einde van de werkwijze, 20 seconden na de laatste piek elutie. Doe dit door te kiezen voor "solvent vertragingen" in methode gebeurtenissen in MS methode bestand.
- Voer de standaard curve door de getimede MRM-methode en ervoor zorgen dat er geen storende niet-specifieke pieken met overgangen (gegenereerd in stap 3.6) door te controleren op lineariteit.
- Bepalen of de peptiden gedetecteerd door het uitvoeren van non-spiked samengevoegde en ziekte CSF door de methode.
- Verwijder de peptiden die onder de detectiegrens van de assay.

Figuur 2. Voorbeeld van een Dynamic MRM MS-methode. Timed kanalen van peptide overgangen kunnen worden gegroepeerd op basis van vastgestelde retentietijden. Het inschakelen van mrms in een getimede mode te worden opgenomen als de geselecteerde markering peptiden elueren uit de chromatografiekolom, minimaliseert het aantal transitions gedurende een tijdsperiode en verhoogt de gevoeligheid van de test. Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.
5. Toevoeging van interne standaarden
OPMERKING: Zoals eerder 10 beschreven, kunnen stabiele isotoop gemerkte interne standaarden in de test worden opgenomen. Als gevolg van de kosten van deze normen, is het raadzaam om eerst de peptiden in de matrix te beoordelen.
- Bepaal het ideale peptiden geoptimaliseerd voor detectie in CSF: Kies de peptiden die de meest voorkomende zijn, met de hoogste intensiteit onder tussenkomst pieken.
- Ontwerp overeenkomend peptiden aan zware 13 C 15 N aminozuur labels die de massa van het peptide met tenminste 6 Da opzichte van endogene peptide omvatten. Ook, voeg een tag van 4-6 additionele aminozuren aan ofwel het N- of C-uiteinde van de zware peptide te controleren voor tryptische digestie.
- Verdun stabiele isotoop gemerkte interne standaarden bij de spijsvertering buffer (zie stap 2.4). Bepaal de ideale hoeveelheid van stabiele isotoop gemerkte interne standaard die in CSF zal worden verrijkt door spiking op verschillende niveaus, afhankelijk van de abundanties eerder waargenomen tijdens de ontwikkeling. Doel te bereiken ongeveer 1: 1 verhouding van stabiele isotoop gemerkte standaard endogeen peptide.
OPMERKING: Stabiele isotoop gemerkte interne standaarden kunnen worden gesynthetiseerd door diverse commerciële bedrijven.
6. LC-MRM Assay van CSF patiëntenstalen
- Spike geoptimaliseerde hoeveelheid stabiele isotoop gemerkte standaarden in 100 ul CSF en vriesdrogen van het mengsel.
- Resuspendeer de CSF in 20 ul van digest buffer en de spijsvertering te voeren, zoals beschreven in de punten 2,7-2,10.
- Analyseer de monsters met behulp van LC-MRM methode ontwikkeld in stap 4.
- Voor kwantitatieve analyse uitvoeren van de standaard pepgetijden in concentraties van 0 -15 pmol in een standaardcurve. Zie stap 2,5 voor de bereiding van standaardcurve.
7. Data Analysis
OPMERKING: Kwantitatieve gegevens is gebaseerd op de intensiteit verhouding van de baseline piek interne standaarden (zwaar gelabelde peptiden). Gedetailleerde informatie over SRM / MRM data-analyse werd eerder beschreven 10. Verhouding gegevens kunnen vervolgens worden gebruikt in een standaardcurve absolute te bepalen of berekenen ze van de toegevoegde concentratie van zware-gemerkt peptide.
- Analyseer LC-MRM gegevens met behulp van standaard software van de massaspectrometers fabrikant 10. U kunt ook gebruik maken van de Horizon van software om kwantitatieve MRM data 10 te analyseren.
- Controleer de gevoeligheid van de run door het controleren van de respons van een interne standaard, zoals het verrijkte gist enolase of een stabiele isotoop gemerkte standaard in elke run. Zorg ervoor dat de variatiecoëfficiënt (CV) niet groter is dan25%.
- Handmatig controleren van de gegevens annotatie om de nauwkeurigheid te waarborgen. Analyseer elk peptide en de verhouding een geschikte stabiele isotoop gemerkte interne standaard, dat wil zeggen, de stabiele isotoop gemerkte versie van de peptide te gebruiken zo beschikbaar.
- Om absolute waarden van pmol per 100 ul CSF te verkrijgen, voert u de verhouding data door middel van passende standaard curven die tegelijk werden uitgevoerd.
- Bereken de variatiecoëfficiënt (CV). CV voor elk peptide moet onder 25% en minder dan 15% hoge overvloedige peptiden.
OPMERKING: Absolute waarde pmol per 100 ul CSF waarden kunnen gebruikt worden in de daaropvolgende downstream statistische analyse.
8. apolipoproteïne E Isoform Status
OPMERKING: ApoE isoform ervan te bepalen, kan de aanwezigheid van de overeenkomstige peptiden worden uitgevoerd door het bepalen van de aanwezigheid van elke isovorm.
- Denk aan de ApoE in 100 ul CSF drempel van> 1000 signaal-to-noise als positief voor dat peptide. Zie Figuur 5 voor de gewenste peptiden / afwezig isovorm status van een patiënt te bepalen. Bepaal de allelische expressie door het berekenen van het% van elke isovorm tot totaal ApoE.