$$\rightleftharpoonup{xx}$$
$$\longleftharp{xx}$$,
$$\longrightharp{xx}$$,
Połączenia szczelinowe (GJ) działają jak kanały międzykomórkowe, umożliwiając dyfuzję małych cząsteczek o <1 kDa, takich jak składniki odżywcze, metabolity i cząsteczki sygnałowe między sąsiednimi komórkami. Elementy połączeniowe obejmują półkanał lub konekton w każdej komórce, a każde połączenie składa się z sześciu połączeń (Cxs)1. GJ i Cxs zostały użyte w testach toksykologicznych czynników rakotwórczych, takich jak wielopierścieniowe węglowodory aromatyczne (WWA), które są inhibitorami GJ2,3,4. Zakłócony GJIC jest związany z niegenotoksyczną kancerogenezą5,6. Jako potencjalny cel terapeutyczny, udział GJ został zgłoszony w określonych podtypach napadów7,8, ochrona przed niedokrwieniem serca i mózgu/uszkodzeniem reperfuzyjnym9, migrena z aurą10, polekowe uszkodzenie wątroby6,11 i gojenie się ran12. Wysokoprzepustowe testy przesiewowe (HTS) są wymagane do identyfikacji substancji chemicznych lub przeciwciał modulujących GJ w celu odkrycia leków, testów toksykologicznych oraz identyfikacji nowych komórkowych regulatorów aktywności GJ. Testy HTS mogą być również wykorzystywane do badania zależności struktura-aktywność modulatorów GJ2,13,14,15.
Niektóre testy GJIC obejmują techniki transferu barwnika lub podwójnego zacisku punktowego. Żółcień lucyferowa CH (LY) i ester acetoksymetylowy kalceiny (calceina-AM) były stosowane w testach transferu barwnika. Ogniwa nie są przepuszczalne dla LY, który jest wprowadzany przez mikroiniekcję, ładowanie skrobaniem lub elektroporację. Po wejściu do komórki LY rozprzestrzenia się na sąsiednie komórki za pośrednictwem GJ, a aktywność GJ jest oznaczana na podstawie zakresu migracji LY16. Testy Calcein-AM zwykle obejmują odzyskiwanie fluorescencji szczelinowej po fotowybielaniu17,18. Calcein-AM to barwnik przenikający komórkę, który jest przekształcany wewnątrzkomórkowo w nieprzepuszczalną kalceinę przez wewnętrzną esterazy. Test wymaga mikroskopu konfokalnego, aby zaobserwować transfer kalceiny-AM do komórki z otaczających ją osób po laserowym fotowybielaniu. Jeśli obecne są funkcjonalne GJ, kalceina-AM w sąsiednich komórkach dostaje się do komórek wybielonych fotometrycznie i fluorescencja zostaje odzyskana. Aktywność GJ jest oznaczana na podstawie stopnia odzysku fluorescencji komórek wybielonych fotodynamicznie. Testy transferu barwnika są pracochłonne i czasochłonne lub mają niską czułość. Mocowanie z podwójną łatą to metoda elektrofizjologiczna, która mierzy przewodność złącza. Jest stosunkowo czuły, z bezpośrednią zależnością przewodności od liczby otwartych GJs19; Jest to jednak technicznie wymagające, czasochłonne i kosztowne20. Test I-YFP-GJIC został opracowany do stosowania w HTS.
Rysunek 1 ilustruje komponenty i etapy testu I-YFP GJIC, który wykorzystuje komórki akceptorowe wyrażające wrażliwy na jodek wariant YFP o cechach H148Q i I152L (YFPQL) oraz komórki dawcy wyrażające transporter jodku (SLC26A4)21. Dwie mutacje przenoszone przez YFPQL pozwalają na wygaszanie fluorescencji przez jodek22. Jodyki są dodawane do współhodowanych komórek akceptorowych i donorowych; Nie dostają się one do komórek akceptorowych, ale są pobierane przez SLC26A4 transportery obecne na komórkach dawcy. Jodki w komórkach dawcy dyfundują przez funkcjonujące GJ do sąsiednich komórek akceptorowych, gdzie wygaszają fluorescencjęYFP QL. Jeśli GJ są zamknięte lub zablokowane przez inhibitory, jodek nie może dostać się do komórek akceptorowych w celu wygaszenia fluorescencji. Szybkość hartowaniaYFP QL odzwierciedla aktywność GG. Procedura testowa I-YFP GJIC nie jest ani skomplikowana, ani czasochłonna. Jest kompatybilny z HTS i może być stosowany do badania wpływu dużej liczby związków na aktywność GJ w stosunkowo krótkim czasie. Wymaga tylko komórek akceptorowych i donorowych oraz dwóch zrównoważonych roztworów soli. Opisany poniżej protokół jest oparty na komórkach LN215, których głównym Cx jest Cx4321. Receptor LN215-YFPQL i komórki dawcy LN215-I− zostały wygenerowane przez transdukcję z lentiwirusami eksprymującymi YFPQL lub SLC26A421,23.