Proteasen zijn strak gereguleerde enzymen die betrokken zijn bij de fundamentele biologische processen en dysregulated protease-activiteit stations progressie van complexe ziekten zoals kanker. Doel van deze methode is het creëren van nanosensors die door het produceren van een decollete-signaal dat is aantoonbaar uit host urine en discrimineert ziekte protease activiteit in vivo meten.
Een abonnement op JoVE is vereist om deze inhoud te bekijken. Log in of start vandaag met uw gratis proefperiode.
Methodenartikel
Nanosensors om te detecteren Protease activiteit In Vivo Noninvasive Diagnostics
In dit artikel
Samenvatting
Samenvatting
Proteasen zijn multifunctionele enzymen die zijn gespecialiseerd in de hydrolyse van peptide-obligaties en brede biologische processen, met inbegrip van homeostase en allostasis te controleren. Bovendien dysregulated protease-activiteit drijft pathogenese en is een functionele biomarker van ziekten zoals kanker; Daarom kan de mogelijkheid om te detecteren protease activiteit in vivo klinisch relevante informatie voor biomedische diagnostische gegevens bevatten. Het doel van dit protocol is het creëren van nanosensors die voor protease activiteit in vivo sonde door overlegging van een meetbare signaal in de urine. Deze protease-nanosensors bestaan uit twee onderdelen: een nanoparticle en substraat. De functies van de nanoparticle te verhogen omloop half-life en substraat levering naar doel ziekte sites. Het substraat is een opeenvolging van korte peptide (6-8 AA), die is ontworpen om specifiek voor een doelgroep protease of de protease-groep. Het substraat is geconjugeerd met het oppervlak van de nanoparticle en wordt beëindigd door een verslaggever, zoals een TL marker, voor de detectie. Zoals dysregulated proteasen het peptide substraat klieven, wordt de verslaggever gefilterd in de urine voor kwantificering als een biomarker van protease-activiteit. Hierin beschrijven we de bouw van een nanosensor voor matrix metalloproteinase 9 (MMP9), die geassocieerd met tumor progressie en metastase, voor de opsporing van colorectale kanker in een muismodel wordt.
Inleiding
Proteasen zijn multifunctionele enzymen die zijn gespecialiseerd in de hydrolyse van peptide-obligaties en aanzienlijke controle hebben over vele biologische processen, met inbegrip van homeostase, allostasis en ziekte1. Een veranderde staat van protease-activiteit heeft zijn gecorreleerd aan een verscheidenheid van ziekten, waaronder kanker en hart-en vaatziekten, proteasen aantrekkelijke kandidaten voor ontwikkeling in klinische biomarkers2,3te maken. Protease-activiteit is bovendien functioneel gekoppeld aan verschillende pathogeneses, patiëntenoutcomes en prognose van de ziekte
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Protocol
Institutionele goedkeuring van institutionele Animal Care en gebruik Comité (IACUC) bij van de onderzoeker instelling is nodig voor het uitvoeren van de volgende dierproeven. Bovendien zijn standaard dierenverzorgers voorzieningen (bijvoorbeeld huisvesting chambers, steriele dierlijke kappen, isofluorane kamers voor afstomping en CO2 kamers voor ethische eindpunt euthanization) naar behoren uit te voeren die nodig experimenten. Speciale opleiding en bijstand met deze faciliteiten kunnen worden verstrekt door de fysiologische onderzoek laboratorium (PRL) bij iemands instelling. Alle dierlijke werk werd goedgekeurd door IACUC in Georgia Tech (protoco....
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Resultaten
De meerderheid van de bevolking van de IONPs is rond de gemiddelde diameter, die van 40-50 nm varieert. Na pegylation, deze groottewaaier een omloop halveringstijd heeft van ongeveer 6 uur13 in vivo (Zie Figuur 2a). Als men wil selecteren voor het bereik van een bepaalde grootte, kunt een grootte uitsluiting chromatografie te isoleren IONP breuken met verschillende diameters. De nanodeeltjes door TEM verschijnt als individuel.......
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Discussie
Deze methode beschrijft de ontwikkeling van activity based nanosensors bestaande uit protease substraten geconjugeerd met een kern van nanoparticle. De gebeurtenis van Proteolytische decolleté is dubbed the "farmacokinetische switch", omdat gekloofd peptide producten kleiner dan de maximale filtratie renale grootte van 5 nm23 en filter in de urine zijn te produceren een noninvasive signaal. Daarom is het belangrijk om te gebruiken van nanodeeltjes of dragers met een hydrodynamische straal die grot.......
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Openbaarmakingen
Dr. Kwong is mede-oprichter en fungeert als consultant aan Glympse Bio, dat is het ontwikkelen van producten in verband met de in dit artikel wordt beschreven. Deze studie kan zijn persoonlijke financiële toestand beïnvloeden. De bepalingen van deze overeenkomst zijn herzien en goedgekeurd door het Georgia Tech overeenkomstig haar beleid belangenconflicten
Dankbetuigingen
Dit werk werd gefinancierd door van de directeur van een NIH New Innovator Award (Award nr. DP2HD091793). Q.D.M. wordt ondersteund door de NSF Graduate Research Fellowships Program (Grant nr. DGE-1650044). B.A.H wordt ondersteund door de nationale instituten van gezondheid GT BioMAT Training subsidie onder Award nummer 5T32EB006343, evenals de Georgia Tech President's Fellowship. G.A.K. houdt een Career Award aan de wetenschappelijke Interface uit de Burroughs Welcome Fonds. De inhoud is uitsluitend de verantwoordelijkheid van de auteurs en vertegenwoordigt niet noodzakelijk de officiële standpunten van de National Institutes of Health.
....Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Materialen
| Naam | Bedrijf | Catalogusnummer | Opmerkingen |
|---|---|---|---|
| 0.2 µm syringe filters | VWR | 4652 | |
| 18G needle | VWR | 89134-024 | |
| 15 mL conicals | VWR | 89039-670 | |
| 250 mL Erlenmeyer flask | VWR | 89000-362 | |
| Stir bar | VWR | 58949-006 | |
| Hot Plate/Magnetic Stirrer | VWR | 97042-634 | |
| Glacial acetic acid | VWR | 97064-482 | |
| Albumin from Bovine Serum (BSA) | Thermo Fisher | A13100 | |
| Iron (III) chloride hexahydrate | Sigma | 236489 | |
| Iron (II) chloride tetrahydrate | Sigma | 44939 | |
| Epichlorohydrin | Sigma | 45340-500ML-F | |
| DMF | Sigma | D4551 | |
| Ammonium Hydroxide | Sigma | 320145-500ML | |
| Sodium Hydroxide pellets | Sigma | 221465-500G | |
| EDTA | Sigma | E9884 | |
| Sodium Borate | Sigma | B9876 | |
| L-Cysteine | Sigma | 168149-100G | |
| Tris-HCl | Sigma | T5941 | |
| Tris base | Sigma | T6066 | |
| PBS tablets | Sigma | P4417 | |
| Dextran | Pharmacosmos | 5510 0020 9006 | |
| Amicon 15 mL 10k filters, 24 pk | Millipore | UFC901024 | |
| Amicon 15 mL 30k filters, 24 pk | Millipore | UFC903024 | |
| Amicon 15 mL 100k filters, 24 pk | Millipore | UFC910024 | |
| Zetasizer Nano ZS | Malvern Panalytical | NanoZS | |
| Slide-A-Lyzer Dialysis Cassette | LifeTech | 66130 | |
| Dynabeads MyOne Tosylactivated | LifeTech | 65501 | |
| SIA | Life Tech | 22349 | |
| PEG 20k | Laysan Bio | MPEG-SH-20K-1g | |
| Fluorescein Antibody [2A3] | GeneTex | GTX10257 | |
| Hiload 16/600 superdex 200 | GE Healthcare | 45-002-490 | |
| Plate Reader | Fisher | BTCYT5M | |
| BD Insulin Syringes | Fisher | NC0872854 |
Referenties
- Lopez-Otin, C., Bond, J. S. Proteases: Multifunctional enzymes in life and disease. Journal of Biological Chemistry. 283 (45), 30433-30437 (2008).
- Hua, Y., Nair, S. Proteases in cardiometabolic diseases: Pathophysiology....
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Herprints en machtigingen
