В этой статье подробно описывается мониторинг потока аутофагии для идентификации новых молекул с помощью клеточного визуализирующего скрининга.
Методическая статья
В этой статье подробно описывается мониторинг потока аутофагии для идентификации новых молекул с помощью клеточного визуализирующего скрининга.
Аутофагия является центральным механизмом регуляции гомеостаза. Изменения аутофагии способствуют развитию заболеваний, связанных со старением. Фенотипические методы идентификации регуляторов аутофагии могут быть использованы для идентификации новых терапевтических средств. В данной статье описывается процесс скрининга на основе клеточной визуализации, разработанный для мониторинга аутофагического потока с использованием LC3 в качестве репортера аутофагического потока (mCherry-EGFP-LC3B) в хондроцитах человека. Сбор данных осуществляется с помощью автоматизированного микроскопа High Content Imaging Screening System. Был разработан и проверен протокол автоматизированного анализа изображений на основе алгоритма для идентификации молекул, активирующих аутофагический поток. Сообщается о критических шагах, пояснительных записках и улучшениях по сравнению с текущими протоколами мониторинга аутофагии. Физиологически значимые фенотипические подходы к скринингу целевых признаков старения могут способствовать более эффективным стратегиям разработки лекарств для возрастных заболеваний опорно-двигательного аппарата.
Многие хронические заболевания связаны с признаками старения, в том числе дефектная аутофагия1. Остеоартрит (ОА) является наиболее распространенным заболеванием суставов и оказывает значительное влияние на ограничение повседневной деятельности у стареющего населения, но ни профилактические меры, ни модифицирующие болезнь методы лечения пока не доступны2.
Старение суставов и ОА связаны с признаками, определяющими прогрессирование дегенерации хряща, включая дефектную аутофагию и старение 3,4. Нацеливание на аутофагию в костно-мышечных тканях может помочь найти терапевтические инновации для ревматологических заболеваний 5,6. Фармакологическая модуляция аутофагии является многообещающим, актуальным механизмом для вмешательства в доклинические модели заболевания7. При ОА активация аутофагии использовалась для предотвращения дисфункции суставов8. Методы мониторинга аутофагии, основанные на надежных, воспроизводимых протоколах, позволяющих проводить количественный анализ, могут быть использованы для выявления новых агентов и облегчения фармакологического нацеливания на признаки старения, связанные с заболеванием.
Поток аутофагии отражает активность деградации и является важным измерением для идентификации новых молекул, активирующих аутофагию9. В данном исследовании описывается метод, разработанный для определения аутофагического потока путем измерения активности аутофагической деградации с использованием репортерной клеточной линии аутофагии в хондроцитах человека (TC28a2). Транзиторная экспрессия mCherry-EGFP-LC3- позволяет осуществлять одновременный мониторинг процессов формирования и деградации автолизосом путем количественной оценки различий в чувствительности pH между сигналами GFP и mCherry LC3 в лизосомах живых клеток10.
Адаптация данного метода проточной цитометрии к системе мониторинга стабильной экспрессии в живых хондроцитах может позволить идентифицировать молекулы, активирующие аутофагический поток, в контексте биологии хряща.
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
1. Генерация репортерной клеточной линии аутофагии иммортализованных хондроцитов человека
Примечание: Генерация репортерной клеточной линии аутофагии путем стабильной трансфекции pBABE-mCherry-GFP-LC3 путем установления количественного считывания проточной цитометрии была описана ранее11. При ретровирусной трансфекции использовали две клеточные линии: HEK 293-T17 в процессе котрансфекции и T/C28a2 на стадии инфекции.
2. Анализ аутофагического потока на основе изображений в живых хондроцитах
ПРИМЕЧАНИЕ: После выбора клона начните анализ для количественной оценки аутофагического потока.
3. Сбор и анализ данных об аутофагическом потоке
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Аутофагический поток может контролироваться в клетках с помощью фармакологической модуляции или реакции клеток на стресс. Инмортализированные хондроциты человека (T/C28a2) были использованы для создания репортерной клеточной линии аутофагии с использованием LC3 в качестве флуоресцентного репортера (mCherry-EGFP-LC3B) для аутофагии. На рисунке 1 показан схематический рабочий процесс скринингового анализа, начиная с разработки репортерной клеточной линии аутофагии в хондроцитах человека (mCher...
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Дефектная аутофагия является важным признаком возрастной дегенерации суставов, но ни профилактические, ни модифицирующие болезнь методы лечения, направленные на аутофагию, пока не доступны для лечения хрящевой дегенерации2. Учитывая ее актуальность и клиническое значение, аутофагия стала объектом интереса для поиска и разработки лекарств, хотя методы прямого мониторинга изменений в этом ключевом механизме гомеостаза оказались сложными.
...
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Авторам нечего раскрывать.
Это исследование было поддержано Instituto de Salud Carlos III - Ministerio de Ciencia, Innovación y Universidades, Испания, Plan Estatal 2013-2016 и Fondo Europeo de Desarrollo Regional (FEDER), "Una manera de hacer Europa", PI14/01324 и PI17/02059, платформой Innopharma Pharmacogenomics, применяемой для валидации мишеней и открытия лекарственных препаратов-кандидатов на доклинических фазах, Ministerio de Economía y Competitividad. Мы также благодарим Фонд исследований в области ревматологии (FOREUM) за поддержку.
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
| Имя | Компания | Каталожный номер | Комментарии |
|---|---|---|---|
| 100 мм Планшет для клеточной культуры | Corning | 430167 | Планшет для клеточных культур |
| 12-луночный многопланшетный | Corning | 353043 | Планшет для клеточных культур |
| 15 мл Центрифуга коническая пробирка | Falcon-Corning | 352095 | Центрифуга коническая пробирка |
| 24-луночная многопланшетная | Corning | 351147 | Планшет для клеточных культур |
| 25 см2 Колба | для клеточных культурFalcon-Corning | 353014 | Колба для клеточных культур |
| 384-луночный мультипланшетный держатель клеток | Perkin Elmer | 6007550 | Планшет для клеточной культуры |
| 6-луночный мультипланшет | Corning | 351146 | Планшет для клеточных культур |
| 96-луночный мультипланшет | Corning | 353077 | Планшет для клеточной культуры |
| Акустическая технология работы с жидкостями | Labcyte | − | https://www.labcyte.com |
| Хлорохин | Sigma-Aldrich | C6628 | ингибитор аутофагического потока |
| Диметилсульфоксид (ДМСО) | Sigma-Aldrich, Сент-Луис, Миссури | D2650 | Дисольвент |
| модифицированной среды Dulbecco's Eagle's (DMEM) | Lonza, Базель, Швейцария | BE-604F | T/C28a2 питательная |
| среда Eagle's Minimum Essential Medium (EMEM) | ATCC | 30– 2003 | HEK 293-T17 питательная среда |
| FACСкалибуровый цитометр | Becton Dickinson, CA | − | https://www.bdbiosciences.com/en-eu |
| Фетальная бычья сыворотка (FBS) | Sigma-Aldrich, Сент-Луис, MO | F9665 | HEK 293-T17 |
| сыворотка Фетальная сыворотка теленка (FCS) | Gibco by Life Technologies, CA | 26010– 074 | Сыворотка |
| FuGene | Promega | E2691 | Нелипосомальная смесь липидов в качестве метода доставки плазмид для создания аутофагии зарегистрированной клеточной линии |
| Портативная электронная 384-канальная пипетка | Integra | − | https://www.integra-biosciences.com/united-states/en/electronic-pipettes/viaflo-96384#downloads |
| Сбалансированный солевой раствор Хэнка (HBSS) | Sigma-Aldrich | H6648 | Buffer |
| HEK 293-T17 | ATCC | CRL-11268 | Линия почечных клеток. Для облегчения ретровирусной упаковки были использованы клетки |
| Content Screening System | Perkin Elmer | − | https://www.perkinelmer.com/es/product/operetta-cls-system-hh16000000 |
| Hoechst 33342 | Thermo Fisher Scientific | 62249 | |
| Программное обеспечение для анализа изображений | Perkin Elmer | − | https://www.perkinelmer.com/es/product/harmony-4-9-office-license-hh17000010 |
| Рабочая станция для работы с жидкостями | Perkin Elmer | − | https://www.perkinelmer.com/es/category/janus-liquid-handler-workstations |
| Робот-мойщик микроплит | Biotek | − | https://go.biotek.com/405tradein |
| Opti-MEM® (1шт.) | Thermo Fisher Scientific | 11058 | Трансфекционная среда |
| Параформальдегид (PFA) | Sigma-Aldrich | 158127 | Fixer |
| pBABE-puro mCherry-EGFP-LC3B | Addgene, Кембридж, Массачусетс | 22418 | Плазмида |
| pCL-Eco | Addgene, Кембридж, Массачусетс | 12371 | Плазмида |
| пенициллин-стрептомицин (P/S) | Sigma-Aldrich | P0781 | Антибиотик |
| Фосфатно-солевой буфер (PBS) | MP Biomedicals | 2810305 | буферным |
| пуромицином | Sigma-Aldrich, Сент-Луис, Миссури | P8833 | Антибиотик |
| рапамицин | Calbiochem, Германия | 5053210 | активатор аутофагического потока |
| Программное обеспечение CellQuestPro | Becton Dickinson | − | https://www.bdbiosciences.com/en-eu |
| Шприцевые фильтры 0,45 мкм; m | Corning | CLS431220 | Стерильный фильтр |
| T/C28a2 | − | &минус; | Клеточная линия хондроцитов человека |
| Трипсин | Gibco от Life Technologies, CA | 15400054 | Трипсин, используемый с клетками T/C28a2 |
| Trypsin | Sigma-Aldrich, St. Louis, MO | SM-2002-C | Трипсин, используемый с клетками HEK 293-T17 |
| VSV. G | Addgene, Кембридж, Массачусетс | 14888 | Плазмида |
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Запросить разрешение на повторное использование текста или иллюстраций этой статьи JoVE
Запросить разрешение