2 augustus 2018
Antilichamen die zich aan target receptoren van het celoppervlak binden kunnen verlenen bevleesdheid en clustering wijzigingen. Deze dynamische veranderingen hebben gevolgen voor het karakteriseren van Geneesmiddelenontwikkeling in de doelcellen. Dit protocol maakt gebruik van de confocal microscopie en afbeelding correlatie spectroscopie via ImageJ/FIJI te kwantificeren van de omvang van de receptor clustering op het celoppervlak.
Het algemene doel van dit beeldcorrelatiespectroscopieprotocol is om een toegankelijke methodologie te bieden voor de kwantificering van clusteringgebeurtenissen die optreden op het celoppervlak. Antilichamen die zich binden aan receptoren op het celoppervlak kunnen bevestiging en clusteringveranderingen veroorzaken. Analyses van deze dynamische processen zijn belangrijk voor de karakterisering van doelwitten voor geneesmiddelen.
Het grote voordeel van deze techniek is dat het een toegankelijke methodologie biedt voor de kwantificering van clusteringgebeurtenissen op het celoppervlak met behulp van eenvoudig toegankelijke beeldvormingsapparatuur. Om te beginnen, zaai 10.000 A431 epidermoid-carcinoomcellen in elke put van een achtkamerige beeldvormingsslide. Voeg de volgende dag 100 nanogram per milliliter EGF-ligand direct toe aan de cellen om EGF-receptoraggregatie te stimuleren.
Incubeer de cellen met de ligand bij kamertemperatuur gedurende 10 minuten voordat u ze fixeert. Volg vervolgens het immunocytochemie- en confocale beeldvormingsprotocol in de bijbehorende tekstprotocol, let goed op de instellingen die tijdens het verzamelen worden gebruikt, en laad de verworven datasets in Fiji. Oververzadiging moet worden vermeden.
De uiteindelijke beelden moeten pixels van minder dan 1 micron vierkant bevatten. Vang bovendien een vlakke oppervlakte op het apicale of basale oppervlak evenals een celvrije regio voor latere monsternormalisatie. Begin met het identificeren van het apicale of basale celoppervlaktemembraangebied van belang in de eerste afbeelding.
Selecteer een pixelgrootte van 2 tot de n in het bereik van 256 bij 256, 128 bij 128 of 64 bij 64. Ga vervolgens naar het afbeeldingsmenu en selecteer duplicaat. Ga vervolgens naar analyseren en naar metingen.
Bereken de gemiddelde intensiteit van het bijgesneden gebied van belang. Identificeer nu een achtergrondgebied van dezelfde grootte van de originele afbeelding. Kopieer het zoals eerder.
En bereken de gemiddelde intensiteit van het bijgesneden achtergrondgebied van belang. Met zowel het gebied van belang als de achtergrond gemeten, ga naar verwerken en selecteer afbeeldingscalculator. Plaats het gebied van belang als Afbeelding 1 en de achtergrondafbeelding als Afbeelding 2, en selecteer aftrekken als de bewerking.
Ga vervolgens naar het procesmenu. Ga naar FFT en selecteer FD Math. Selecteer in het FFT-wiskundedialoogvenster de afbeeldingen invoeren zoals hier getoond en stel de bewerking in op correleren.
Zorg ervoor dat de inverse transformatie is ingeschakeld. Normaliseer het resulterende beeld door proces te selecteren, naar wiskunde te scrollen, delen te selecteren en het totaal aantal pixels in te voeren in het dialoogvenster. Normaliseer vervolgens opnieuw door te delen door de gemiddelde intensiteit van het genormaliseerde bijgesneden gebied in het vierkant.
Teken vervolgens een lijn door de puntspreidingsfunctie. Plot het profiel van deze lijn om de piekwaarde te berekenen door naar analyseren te gaan en profielplot te selecteren. Bereken de clusters per balkoppervlakte door de piekwaarde over te brengen naar een spreadsheet.
Stel vervolgens de clusters per balkoppervlakte gelijk aan één gedeeld door de piekwaarde minus één. Om de afbeeldingen batchverwerkt te kunnen verwerken, is het aan te raden een Fiji-macro te maken. Dit maakt een consistente en snelle analyse van meerdere confocale afbeeldingen mogelijk voor beeldcorrelatiespectroscopieanalyse.
Om een macro voor het beeldcorrelatiespectroscopiewerkstroom op te zetten, stelt u het programma in om elke menuopdracht in het protocol op te nemen. Ga hiervoor naar plug-ins, naar marcos, en selecteer opnemen. Ga vervolgens terug naar het hoofdvenster en voer het protocol uit dat in het vorige deel van deze video is beschreven.
Wanneer u klaar bent, keert u terug naar het macrovenster en selecteert u maken om een macro te genereren. Zorg er in het macrobewerkingsvenster voor dat u de taal als LJ1-macro selecteert. Als deze niet is geselecteerd, kan het programma niet worden uitgevoerd.
Bewaar ten slotte de macro. De optische overdrachtsfunctie van een microscoop zorgt ervoor dat zelfs moleculargemeten objecten als beelden tussen 200 en 300 nanometer in het XY-vlak verschijnen. Door sub-resolutie fresin-kralen op dezelfde manier te beeldvormen als cellen zoals beschreven in dit protocol, kan het gebied van de puntspreidingsfunctie van de microscoop worden berekend.
Deze afbeeldingen vertegenwoordigen EGF-geïnduceerde en niet-geïnduceerde adherente A431 epidermoid-carcinoomcellen die zijn gelabeld met een cetuximab primaire antilichaam die zich richt op EGF-receptor op het celoppervlak. De gele vakken vertegenwoordigen celmembranen die cropgebieden bevatten met pixeldimensies van 64 bij 64. Deze afbeeldingen werden gebruikt om beeldcorrelatiespectroscopie-analyse uit te voeren.
Na normalisatie van de autocorrelatiefunctie kan de puntspreidingsfunctie worden gemeten met behulp van de lijntool. Het profiel van deze lijnfunctie wordt uitgeplot om de piekwaarde te detecteren. Met behulp van deze methoden werd waargenomen dat EGF-stimulatie een 2,56-voudige afname van gedetecteerde EGFR-clusters per balkoppervlakte induceerde in vergelijking met niet-geïnduceerde cellen.
Nadat u deze analyse eenmaal onder de knie hebt, duurt de analyse van uw confocale afbeeldingen slechts enkele minuten per afbeelding. Tijdens het uitvoeren van deze procedure is het belangrijk om meerdere replica's van elke experimentele voorwaarde te verzamelen met behulp van de in dit protocol beschreven instellingen. Door deze procedure te volgen, kan beeldcorrelatiespectroscopie worden uitgebreid om de temporele veranderingen van clusteringgebeurtenissen in levende cellen te onderzoeken met behulp van tijdsverloopmicroscopie.
Na de ontwikkeling ervan heeft deze techniek onderzoekers de weg gebaand om hogere orde aggregatietoestanden te onderzoeken met behulp van fotobleeking ICS, terwijl de colocalisatie van twee membraangebaseerde eiwitten met beeldcrosscorrelatiespectroscopiemethodologieën. Na het bekijken van deze video, zou u een goed begrip moeten hebben van hoe u de clusteringtoestand van uw cel
Bekijk het volledige transcript en krijg toegang tot duizenden wetenschappelijke video's
Dit protocol beschrijft een methodologie voor het kwantificeren van receptorclustering aan het celoppervlak met behulp van beeldcorrelatiespectroscopie. De techniek is cruciaal voor het begrijpen van de karakterisering van geneesmiddeldoelwitten.
Quantifying receptor aggregation on the cell surface provides critical insights into target engagement and mechanism of action for antibody-based therapeutics. This methodology enables preclinical assessment of receptor dynamics, supporting target validation and lead optimization by linking ligand-induced clustering to functional outcomes. Accessible confocal-based image correlation spectroscopy offers a scalable approach to de-risk therapeutic candidates through quantitative, reproducible measurements of membrane protein organization.
This method fits within the discovery continuum from target engagement assessment to lead identification, providing quantitative receptor clustering data that informs hit-to-lead progression and preclinical candidate selection.