Opisano natywną metodę Western blot do analizy dimeryzacji endogennego czynnika regulacyjnego interferonu 5 w linii komórek dendrytycznych plazmocytoidu CAL-1. Protokół ten można również zastosować do innych linii komórkowych.
Artykuł metodologiczny
Opisano natywną metodę Western blot do analizy dimeryzacji endogennego czynnika regulacyjnego interferonu 5 w linii komórek dendrytycznych plazmocytoidu CAL-1. Protokół ten można również zastosować do innych linii komórkowych.
Czynnik regulacyjny interferonu 5 (IRF5) jest kluczowym czynnikiem transkrypcyjnym regulującym odpowiedź immunologiczną. Jest aktywowany poniżej szlaku sygnałowego genu odpowiedzi pierwotnej 88 receptora szpikowego Toll-like (TLR-MyD88). Aktywacja IRF5 obejmuje fosforylację, dimeryzację, a następnie translokację z cytoplazmy do jądra, co z kolei indukuje ekspresję genów różnych cytokin prozapalnych. Test detekcji aktywacji IRF5 jest niezbędny do badania funkcji IRF5 i jego odpowiednich szlaków. W tym artykule opisano solidny test do wykrywania endogennej aktywacji IRF5 w linii ludzkich plazmocytoidalnych komórek dendrytycznych (pDC) CAL-1. Protokół składa się ze zmodyfikowanego testu elektroforezy niedenaturującej, który może odróżnić IRF5 w postaci monomerów i dimerów, zapewniając w ten sposób niedrogie i czułe podejście do analizy aktywacji IRF5.
Czynnik regulacyjny interferonu 5 (IRF5) jest ważnym regulatorem transkrypcji, który odgrywa znaczącą rolę w regulacji odpowiedzi immunologicznej, szczególnie w uwalnianiu cytokin prozapalnych i interferonów typu I (IFN)1,2,3. Nieprawidłowa regulacja IRF5 jest czynnikiem przyczyniającym się do wielu chorób autoimmunologicznych, o czym świadczą różne polimorfizmy w locus IRF5, które są związane z toczniem rumieniowatym układowym, stwardnieniem rozsianym, reumatoidalnym zapaleniem stawów itp.4,5,6,7,8,9,10. W związku z tym solidny test wykrywania endogennego stanu aktywacji IRF5 ma kluczowe znaczenie dla zrozumienia szlaków regulacyjnych i dalszych skutków IRF5 w fizjologicznie istotnym kontekście komórkowym.
IRF5 ulega konstytutywnej ekspresji w monocytach, komórkach dendrytycznych (DC), komórkach B i makrofagach1,11. Podobnie jak w przypadku innych czynników transkrypcyjnych z rodziny IRF, IRF5 znajduje się w cytoplazmie w stanie utajonym. Po aktywacji IRF5 ulega fosforylacji i tworzy homodimery, które następnie przemieszczają się do jądra i wiążą się ze specyficznymi elementami regulatorowymi genów kodujących IFN typu I i cytokiny prozapalne, ostatecznie indukując ekspresję tych genów1,2,11,12,13. IRF5 reguluje wrodzone odpowiedzi immunologiczne za różnymi receptorami Toll-podobnymi (TLR), takimi jak TLR7, TLR 8 i TLR 9, które są zlokalizowane w endosomach i wykorzystują MyD88 do sygnalizacji1,11,14. Te TLR rozpoznają przede wszystkim obce gatunki kwasów nukleinowych, takie jak jednoniciowy RNA (ssRNA) i niemetylowane DNA CpG, które są objawami infekcji15,16,17,18. Wykazano, że IRF5 reguluje odpowiedź immunologiczną przeciwko infekcjom bakteryjnym, wirusowym i grzybiczym19,20,21. Biorąc pod uwagę wpływową i zróżnicowaną rolę IRF5 w układzie odpornościowym, wzmacnianie lub tłumienie aktywności IRF5 może służyć jako nowa droga do rozwoju środków terapeutycznych22. W związku z tym tak ważne jest opracowanie protokołu monitorowania stanu aktywacji endogennego IRF5, aby umożliwić dokładne zbadanie szlaków i mechanizmów regulujących aktywność IRF5 w różnych typach komórek.
Zgodnie z naszą najlepszą wiedzą, przed opracowaniem tego protokołu nie opublikowano żadnego biochemicznego lub żelowego testu elektroforetycznego dla endogennej aktywacji IRF5. Wykazano, że fosforylacja jest ważnym pierwszym etapem aktywacji IRF5 i opracowano fosfospecyficzne przeciwciało IRF5, które doprowadziło do odkrycia i potwierdzenia reszty seryny ważnej dla aktywności IRF513. Jednakże, podczas gdy przeciwciało wyraźnie wykrywa fosforylowany IRF5, gdy jest immunoprecypitowany lub nadmiernie eksprymowany23, nie wykrywa fosforylacji IRF5 w lizacie całego komórkowego w naszych rękach (dane nie pokazane). Dimeryzacja jest kolejnym krokiem aktywacji IRF5, a wiele ważnych badań do tej pory badających ten etap opierało się na nadekspresji IRF5 znakowanego epitopem, często w nieistotnych typach komórek, które normalnie nie wyrażają IRF511,12,24,25. Wcześniejsze badania wykazały, że dimeryzowany IRF5 nie zawsze może translokować się do jądra, a zatem niekoniecznie jest w pełni aktywowany25,26. Opracowano test endogennej lokalizacji jądrowej IRF5 w celu oceny aktywacji IRF5 za pomocą obrazowania cytometrii przepływowej27. Test ten został zastosowany w badaniach, które miały kluczowe znaczenie dla zrozumienia aktywności IRF5, zwłaszcza w pierwotnych lub rzadkich typach komórek28,29 i znacznie poszerzyły wiedzę w tej dziedzinie. Jednak test ten opiera się na specjalistycznym instrumencie, który nie jest powszechnie dostępny dla badaczy. Co więcej, często konieczne jest zbadanie początkowych etapów aktywacji podczas analizowania szlaków regulacyjnych IRF5 i identyfikowania regulatorów i komponentów szlaku. Badanie to zapewnia solidny i wiarygodny test biochemiczny dla wczesnych zdarzeń aktywacji IRF5, który można przeprowadzić w laboratoriach wyposażonych w narzędzia biologii molekularnej. Opisany tutaj protokół będzie bardzo przydatny w badaniu ścieżek i mechanizmów działania IRF5, zwłaszcza w połączeniu z testami ortogonalnymi, takimi jak obrazowa analiza cytometryczna przepływu lokalizacji jądrowej IRF523,27,28,30.
Natywna elektroforeza w żelu poliakrylamidowym (natywna STRONA) jest powszechnie stosowaną metodą analizy kompleksów białkowych31,32. W przeciwieństwie do elektroforezy w żelu poliakryloamidowym dodecylosiarczanu sodu (SDS-PAGE), natywna PAGE rozdziela białka na podstawie ich kształtu, wielkości i ładunku. Zachowuje również natywną strukturę białka bez denaturacji31,33,34,35. Prezentowany protokół wykorzystuje te cechy natywnego PAGE i wykrywa zarówno monomeryczne, jak i dimeryczne formy IRF5. Metoda ta jest szczególnie ważna w wykrywaniu wczesnych zdarzeń aktywacji, ponieważ nie ma odpowiedniego dostępnego na rynku przeciwciała, które mogłoby wykryć endogenny fosforylowany IRF5. Wcześniej w kilku opublikowanych badaniach wykorzystano natywną PAGE do oceny dimeryzacji IRF5. Jednak większość tych badań opierała się na nadekspresji egzogennego IRF5 znakowanego epitopem w celu analizy stanu aktywacji2,13,24,36,37. W niniejszej pracy przedstawiono krok po kroku protokół analizy endogennej dimeryzacji IRF5 za pomocą zmodyfikowanej natywnej techniki PAGE w linii ludzkich plazmocytoidalnych komórek dendrytycznych (pDC), w której wykazano, że aktywność IRF5 jest kluczowa dla jej funkcji1,38,39,40. Ta sama technika została zastosowana do innych linii komórkowych23.
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
UWAGA: Opisany tutaj protokół wykorzystuje linię komórkową pDC CAL-1 potraktowaną resikwimodem (R848), agonistą TLR7/8. Protokół ten został zastosowany do innych typów komórek ludzkich i mysich, w tym RAW 264.7 (mysia linia makrofagów), THP-1 (ludzka linia komórek monocytowych), BJAB (ludzka linia komórek B), Ramos (ludzka linia komórek B) i MUTZ-3 (ludzka linia komórek dendrytycznych)23.
1. Stymulacja komórek CAL-1
2. Ekstrakcja białek komórkowych
3. Analiza dimeryzacji IRF5 według natywnej STRONY
4. Analiza immunoblot IRF5
| Rozcieńczenie | Bufor rozcieńczający | Inkubacja | Komentarze | |
| Przeciwciało pierwszorzędowe (anty-IRF5) | 1/1 000 | Bufor blokujący TBS | Noc w temperaturze 4 °C lub 2 h w temperaturze pokojowej | Rozcieńczone przeciwciała mogą być ponownie użyte kilka razy, jeśli są przechowywane w temperaturze 4 °C w obecności 0,02% azydku sodu. |
| Przeciwciało drugorzędowe (anty-królik) | 1/10 000 | Bufor blokujący TBS | 45 min w RT | Rozcieńczone przeciwciała mogą być ponownie użyte kilka razy, jeśli są przechowywane w temperaturze 4 °C w obecności 0,02% azydku sodu. |
| UWAGA: Rozcieńczanie musi być zoptymalizowane, ponieważ różni się w zależności od producenta. | ||||
Tabela 1: Specyfikacja przeciwciał stosowanych w procedurze immunoblottingu.
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Immunoblot (IB) z przeciwciałem anty-IRF5 został przeprowadzony na komórkach CAL-1 niestymulowanych lub stymulowanych 1 μg/mL R848 przez 2 godziny (Rysunek 1). Przygotowano lizaty komórkowe i wykonano natywną PAGE. W niestymulowanych komórkach CAL-1 IRF5 wykryto jako pojedyncze prążko na natywnej PAGE, odpowiadające jego formie monomerycznej. Po potraktowaniu komórek CAL-1 R848 przez 2 godziny, poziom monomeru IRF5 zmniejszył się przy jednoczesnym wzroście akumulacji powoli migrującego pasma, które od...
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Opisany tutaj protokół jest zmodyfikowaną natywną STRONĄ, która rozróżnia zarówno monomeryczne, jak i dimeryczne formy endogennego IRF5. Przeprowadzono niewiele badań donoszących o wykryciu endogennej aktywacji IRF5 przy użyciu specjalistycznej techniki obrazowania cytometrii przepływowej 23,27,28,30. Protokół ten wykorzystuje powszechną technikę oraz powszechne odczynniki i narzędzia do oceny ...
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Autorzy nie mają nic do ujawnienia.
Praca była wspierana przez fundusze Fundacji Crouchera i funduszy start-upowych Uniwersytetu Miejskiego. Dziękujemy wszystkim członkom laboratorium Chow za pomoc w eksperymencie i krytyczną lekturę manuskryptu.
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
| Nazwa | Firma | Numer katalogowy | Komentarze |
|---|---|---|---|
| 2-Merkaptoetanol | Life Technologies, HK | 21985023 | |
| Zasilacz 300 W/250 V 230 V AC | Life Technologies, HK | PS0301 | |
| Przeciwciało anty-IRF5 | Bethyl Laboratories, USA | A303-385 | |
| BIOSAN Rocker Shaker (bezpieczny w chłodniach) | EcoLife, HK | MR-12 | |
| EDTA Buffer, pH 8, 0,5 M 4x 100 mL | Life Technologies | ||
| Glicerol 500 ml | Life Technologies | 15514011 | |
| Glycine | Life Technologies, HK | 15527013 | |
| Kozie przeciwciało przeciw mysim IgG DyLight 800 Sprzężone przeciwciało | LAB-A-PORTER/Rockland, HK | 610-145-002-0,5 | |
| Kozie przeciwciało anty-królicze IgG DyLight 800 | LAB-A-PORTER/Rockland, HK | 611-145-002-0,5 | |
| Koktajl inhibitorów proteazy Halt (100x) | Thermo Fisher Scientific, HK | 78430 | |
| HEPES | Life Technologies, HK | 15630080 | |
| LI-COR Odyssey Blocking Buffer (TBS) | Gene Company, HK | 927-50000 | |
| Zestaw modułów Mini Tank blot; Moduł transferowy, akcesoria | Life Technologies, HK | NW2000 | |
| NativePAGE 3-12% żele, zestaw 10 dołków | Life Technologies, HK | BN1001BOX | |
| NativePAGE Running Buffer 20x | Life Technologies, HK | BN2001 | |
| NativePAGE Sample Buffer 4x | Life Technologies, HK | BN2003 | |
| NP-40 Alternative, Nonylphenyl Polyethyle Glycol | Tin Hang/ Calbiochem, HK# | 492016-100ML | |
| PBS 7.4 | Life Technologies, HK | 10010023 | |
| Biogen z membraną z polifluorku winylidenu (PVDF) | /Merck Millipore, HK | IPFL00010 | |
| Zestaw do oznaczania białek II (BSA) | Bio-Rad, HK | 5000002 | |
| R848 | Invivogen, HK | tlrl-r848 | |
| RPMI 1640 | Life Technologies, HK | ||
| Chlorek sodu | ThermoFisher | BP358-1 | |
| Deoksycholan sodu ≥ 97% (miareczkowanie) | Tin Hang/Sigma, HK | D6750-100G | |
| Tris | Life Technologies, HK | 15504020 | |
| TWEEN 20 | Tin Hang/Sigma, HK | #P9416-100ML |
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Poproś o pozwolenie na ponowne wykorzystanie tekstu lub ilustracji tego artykułu JoVE
Poproś o pozwolenie