Waiting
Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove
Click here for the English version

Biology

הקרנת תפוקה גבוהה למאפנני מולקולה הקטנה של ערוצי אשלגן מיישרים פנימה

Published: January 27, 2013 doi: 10.3791/4209

ERRATUM NOTICE

Summary

שיטות לפיתוח והאימות של assay פלואורסצנטי כמוני למדידת פעילותם של אשלגן rectifier פנימה (קיר ') ערוצים להקרנת מתחם תפוקה גבוהה מוצגות.

Abstract

חברים מסוימים של המשפחה פנימה מיישר אשלגן (קיר ') הערוץ הם הניחו מטרות תרופה למגוון של הפרעות, כולל יתר לחץ דם, פרפור פרוזדורים, ו1,2 כאב. ברוב המקרים, עם זאת, התקדמות לקראת הבנת הפוטנציאל הטיפולי שלהם או הפונקציות פיסיולוגיות בסיסיות אפילו הואטה על ידי המחסור בכלים פרמקולוגיים טובים. אכן, פרמקולוגיה המולקולרית של משפחת המיישר פנימה כבר פגרה הרחק מאחורי זו של superfamily S4 של אשלגן ערוצי מתח מגודר (KV), שעבורו מספר של זיקת nanomolar ומאפנני הרעלן פפטיד סלקטיבית מאוד התגלו 3. Tertiapin דבורת ארס הרעל ונגזרותיו הם מעכבי עצמה של Kir1.1 וKir3 ערוצים 4.5, אבל הפפטידים של שימוש המוגבל טיפולי, כמו גם בניסוי בשל מאפייני antigenic והזמינות הביולוגיות ירודה, יציבות מטבולית וחדירנות רקמות. הפיתוח של עצמהובדיקות, במולקולה קטנה סלקטיבית עם תכונות פרמקולוגיות משופרות תהיינה מפתח להבנת הפיסיולוגיה והפוטנציאל טיפולי של ערוצי קיר 'באופן מלא.

מולקולרי ספריות בדיקות הפקת מרכז הרשת (MLPCN) הנתמכת על ידי המכון הלאומי לבריאות (NIH) קרן משותפת יצרה הזדמנויות למדענים אקדמיים ליזום קמפייני בדיקת גילוי מטרות מולקולריות ולמסלולי איתות בצורך לפרמקולוגיה הטובה יותר 6. MLPCN מספק חוקרי גישה למרכז הקרנת התעשייה בקנה מידה ובכימיה ואינפורמטיקה רפואית תומכות לפתח חלליות מולקולה קטנה שתסברנה את הפונקציה של גנים ורשתות גנים. השלב הקריטי בהשגת הכניסה לMLPCN הוא הפיתוח של היעד או מסלול הספציפי assay החזק שהוא נוח לתפוקה גבוהה הקרנה (HTS).

כאן, אנו מתארים כיצד לפתח פלואורסצנטי מבוסס תליום (Tl +) שטף אסאy של פונקצית קיר 'ערוץ להקרנת מתחם תפוקה גבוהה 7,8,9,10. assay מתבסס על החדירות של K + ערוץ הנקבובי לK + + Tl משלימתו. זמין מסחרי ניאון Tl + כתב צבע משמש לאיתור שטף הטרנסממברני של Tl + הדרך הנקבובית. ישנן לפחות שלושה צבעים זמינים מסחרי שמתאימים לTl + מבחני שטף: BTC, FluoZin-2, וFluxOR 7,8. פרוטוקול זה מתאר פיתוח assay באמצעות FluoZin-2. למרות שפותח במקור ושווק כמחוון אבץ, FluoZin-2 מוצגי גידול יציב ותלוי במינון בפליטת פלואורסצנטי על Tl + כריכה. התחלנו לעבוד עם FluoZin-2 לפני FluxOR היה זמין 7,8 וממשיך לעשות זאת 9,10. עם זאת, בשלבים בפיתוח assay הם למעשה זהים בכל השלושה הצבעים, והמשתמשים צריכים לקבוע איזה צבע מתאים ביותר עבור n הספציפי שלהםeeds. כמו כן, אנו דנים את מדדי ביצועים של assay שיש להגיע אליה כדי להיחשב לכניסה לMLPCN. מאז Tl + + בקלות מחלחל ערוצים רוב K, assay צריך להיות להתאמה מרבית היעדים + K הערוץ.

Protocol

1. דור של שורות תאי polyclonal יציבות

  1. הקמת קו איכות גבוהה יציב תא המבטא את ערוץ הקיר 'של ריבית היא צעד ראשון חשוב לקראת פיתוח assay הקרנת תפוקה גבוהה וחסון. המכונן K + overexpression הערוץ יכול להוביל הפעלה של מסלולים סלולריים מוות, ניוון משורת תאים יציב ואובדן ביצועי assay. כדי למנוע בעיות פוטנציאליות אלה ולספק בקרה פנימית נוחה לפיתוח assay (ראה בהמשך), מערכת ביטוי טטרציקלין-מושרה מומלצת 8.
  2. תרבות הורי T-Rex-HEK293 תאים באמצעות טכניקות סטנדרטיות בB-בינוני (מדיום גידול DMEM המכיל 10% FBS, 50 U / מיליליטר פניצילין, סטרפטומיצין 50 מיקרוגרם / מ"ל ​​ו 5 מיקרוגרם / המ"ל Blasticidin S). השתמש בתאי מעבר מוקדמים (קטעים 3-4 כגון מאז הפשרה מאחסון חנקן נוזלי) עבור transfection ובחירת שיבוט יציבה.
  3. T-Rex-HEK293 לוח 4 מיליון תאים ב2 בקבוק הסנטימטר 75 כך שהבקבוק הוא כ 80% confluent ביום המחרת. תרבות הלילה בCO 2 חממה 5% ב 37 ° C.
  4. Transfect התאים באמצעות 10-15 מיקרוגרם של ה-DNA ומגיב pcDNA5/TO-Kir Lipofectamine LTX / פלוס פי הפרוטוקול של היצרן. אחרי 5 שעות, החלף את מדיום transfection עם B-בינוני.
  5. 24 שעות לאחר transfection, החלף את B-בינוני עם בלימת B-בינוני 250 מיקרוגרם / המ"ל Hygromycin (BH-בינוני) להתחיל בבחירת שיבוט יציבה. מזין את התאים כל 2-3 ימים עם טרי BH-בינוני.
  6. יותר מ 90% מהתאים צריכים למות במהלך 7 ימים הקרובים, והשאירו מאחורי מושבות קטנות של תאי transfected ביציבות. אפשר המושבות לגדול לכ 10-14 ימים נוספים לפני פיצול ל2 בקבוק 175 סנטימטרים להרחבה.
  7. להקפאה קריוגנית, להקפיא 3 x 10 6 תאים / מ"ל בתקשורת המכילה 45% התנה BH-בינוני, 45% אנטיביוטיקה ללא DMEM, סרום המכיל 10% וDMSO. להקפיאתאי הלינה ב-80 מעלות צלזיוס בתא הקפאת מכל ולאחר מכן לעבור לחנקן נוזלי לאחסון לטווח ארוך. הפשר תאים מחנקן נוזלי באמצעות הפרוטוקול המומלץ של Invitrogen. שים לב שיכולת הקיום של התאים תהיה נמוכה יותר אם הם קפואים מבקבוק שעולה confluent 75% בעת העיבוד.

2. דור של שורות תאים חד שבטיות יציבות

  1. שטוף 2 סנטימטר בקבוק תת confluent 75 תאי polyclonal יציבים עם HBSS divalent חינם. הוסף 1 מ"ל של טריפסין ודגירה במשך 3-5 דקות בCO 2 חממה 5% ב 37 ° C. הוסף 5 מ"ל של מדיום BH לבקבוק כדי לעכב פעילות טריפסין וtriturate שוב ושוב (למשל, 5 פעמים) לנתק את התאים באופן מלא. בזהירות לבדוק את התאים תחת מיקרוסקופ כדי להבטיח את ההשעיה מורכבת כמעט לחלוטין של תאים בודדים. זה יגביר את הסיכוי לקבלת שורות תאים חד שבטיות.
  2. לקבוע את צפיפות התאים ולדללההשעיה לריכוז של 0.7 תאים לכל 20 μl. שימוש רב ערוצית pipettor, 20 μl פיפטה של ​​השעית התא לתוך כל קידוח של BD (או פולי-D-ליזין שווה ערך מצופה) צלחות PureCoat האמין מצופה 384 כן. בעיקרון, 70% מבארות צריכים לקבל תא אחד עם תנאי ציפוי אלה. לכן, צלחת 384 היטב צריכה להכיל יותר מ 200 שיבוטים לניתוח. המשך culturing התאים בCO 2 חממה 5% ב 37 ° C.
  3. אחרי שבוע, לבדוק את הצלחות מתחת למיקרוסקופ לבארות המכילות מושבות בודדות. שים לב המיקום שלהם על המכסה עם סמן קבוע לשימוש עתידי. הקפד גם לציין ואינן כולל בארות המכילות מושבות מרובות. אלה מוכרים בקלות על ידי הופעתו של גידול מושבות מצדדים מרובים של המים מהבאר. להיות מודע לכך שהאידוי נוטה להתרחש במהירות רבה יותר מבארות ליד הקצה של הצלחת. הוסף BH-מדיום לבארות בי אידוי משמעותי התרחש. אחרת, זה לא מיותרo מזין את התאים.
  4. לפקח על הבארות בתדירות גבוהה יותר במהלך 7-10 ימים הקרובים. התאים יהיו מוכנים לפצל כאשר בארות עניין הן לפחות 50% confluent.
  5. פיצול התאים לשכפל צלחות 384 היטב; צלחת אחת לassaying עם Tl + שטף ואחר להמשך הקווים חד השבטיים בתרבות. לשאוב את המדיום מהבארות המכילות את שורות תאים של עניין. לשטוף את התאים עם HBSS divalent חינם, להוסיף 20 μl של טריפסין לכל באר ולהעביר את הצלחת ל37 מעלות צלזיוס חממת 15-20 דקות. אחרי שהעביר את הצלחת למכסת מנוע תרבית התאים, להוסיף 20 μl של BH-בינוני לכל באר וtriturate מספר פעמים כדי לנתק את התאים. בדוק את הבארות תחת מיקרוסקופ כדי להבטיח את התאים הם ניתקו באופן מלא. זה עשוי לדרוש סבבים רבים של pipetting, כמו התאים יהיו חסיד בחוזקה. ברגע שהתאים הם מנותקים, להעביר 10 μl של כל השעית תא כדי לשכפל את הבארות של BD PureCoat החדש האמין מצופה 384-גם צלחת. הקפד לציין את הקשר בין המקור טוב ולשכפל את בארות יעד כך שהשיבוטים מציגים פעילות ערוץ קיר 'חזקה (ראה בהמשך) יכולים להיות נעוצים גם המקורי. הוסף 20 μl של BH-בינוני למקור גם המזין את התאים שנותרו ולהמשיך אותם בתרבות ב5% CO 2 חממה ב 37 ° C.
  6. אפשר התאים בצלחת היעד לדבוק ולגדול עד שבוע. ברגע שרוב השיבוטים להגיע מפגש לפחות 50%, שהם יכולים להיות מוערכים לפעילות קיר 'ערוץ באמצעות Tl + assay השטף מתואר להלן.
  7. היום לפני הבדיקה, לשאוב את מדיום התרבות ולהחליף אותו במדיום המכיל BH FBS דיאליזה 10%. זה מונע ביטוי ערוץ מכוון שיכול לנבוע מסרום מזוהם טטרציקלין. לגרום לביטוי ערוץ קיר 'רק באחת מהבארות הכפולות עבור כל שיבוט על ידי כולל מיקרוגרם 1 / טטרציקלין מ"ל. לשכפל uninduced גם ישמששליטה "רקע". בצע Tl + מבחני שטף כמתואר הבא.

3. הכללי Tl + נוהל Assay שטף

  1. היום לפני Tl + ניסוי שטף, לנתק את התאים ולכמת את הצפיפות של השעית התא כמתואר בסעיפי 2.1 ו -2.2. 20,000 תאי צלחת חד שבטיים transfected ביציבות עם גן ערוץ קיר 'של עניין בכל אחד גם מצלחת BD PureCoat האמין מצופית 384 גם באמצעות קומבי Multidrop Thermo או pipettor רב ערוצית. השתמש בינוני BH המכיל 10% FBS דיאליזה לציפוי. שים לב שחלק מהתאים יהיו בתרבית הלילה עם מיקרוגרם 1 / טטרציקלין מ"ל כדי לגרום לביטוי ערוץ קיר, לפני ואילו אחרים לא. המיקום של תאים מושרים וuninduced יהיה שונה לכל סוג של ניסוי ומוצגים באיור 1.
  2. למחרת, לבדוק את הצלחות מתחת למיקרוסקופ כדי לוודא שהתאים באופן שווה הם חסיד והפיץ על פני חלק התחתוןמהבארות. הבארות צריכות להיות confluent 80-90%.
  3. השתמש במכונת כביסת Microplate ELx405 להחליף את מדיום תרבית תאים עם 20 μl לטוב של חיץ assay HBSS המכיל 20 HEPES המ"מ וופר ל-pH 7.3 עם NaOH. לחלופין, אפשר להשתמש בשיטה "קפיצית וטריקה", שבו צלחת היא הפוך ונשברה מטה בחדות כדי להוציא את המדיום לתוך מכולת אשפה, ואז טפח על מגבות נייר נערמו להסיר את המדיה הנותרת. מייד להוסיף חזרה חיץ assay HBSS לצלחת כדי למנוע מהתאים desiccating.
  4. הכן FluoZin-2, AM פתרון טעינת צבע. לאחר צנטריפוגה הצינור בקצרה, לפזר 50 מיקרוגרם של FluoZin-2 באבקה 100 μl של DMSO נטול מים. בשלב זה, aliquots של פתרון 1000 x המניות ניתן לאחסן ב -20 ° C לשימוש מאוחר יותר. כאשר יהיו מוכן לשימוש, להוסיף 50 μl של משקל 20% לפתרון F-127/DMSO Pluronic נפח לצבע ולערבב עם pipetting העדין. אין להקפיא את הצבע הפעם Pluronic F-127 נוסף, כטמפרטורה נמוכה עלולה לגרום לפעילי השטח כדי להקדים מתוך פתרון. הוסף נפח 150 μl של FluoZin-2, AM/Pluronic-F127 ל100 מ"ל של חיץ assay HBSS ולערבב בעדינות על מנת להפוך את חיץ טעינת הצבע. שימוש קומבי Multidrop או pipettor רב ערוצית, להוסיף 20 μl של חיץ טעינת צבע לכל 20 μl היטב כבר מכיל מאגר של assay HBSS. דגירת התאים בטמפרטורת חדר למשך כ 1 שעות (בדרך כלל דגירה נעשתה בחושך, למרות שאין ראיות ישירות לכך שיש צורך).
  5. בעוד תאי טעינה עם צבע, להכין + צלחת גירוי Tl. טרי להמס 0.5 גרם של סודה לשתייה ב50 מ"ל של 5x חיץ גירוי Tl + מכיל סולפט 1 מ"מ מגנזיום, סידן גופרתי mM 1.8, גלוקוז 5 מ"מ, 10 מ"מ וHEPES mM Tl 12 + סולפט. לחלופין, סודה לשתייה יכולה להיות מוחלפת עם gluconate נתרן אם, למשל, יש לשמור על רמת חומציות הפתרון בטווח צר מאוד והפסד של דו תחמוצת הפחמןהיא דאגה. מכסה את הצינור בחוזקה כדי להגביל את הבריחה של דו תחמוצת הפחמן ולהפוך כמה פעמים עד שהסודה לשתייה עם ההתרככות. שימוש pipettor רב ערוצית, להוסיף 50 μl של פתרון לכל באר של פוליפרופילן צלחת 384 היטב (טבלה 1).
  6. לאחר שהתאים היו עמוסים FluoZin-2, בבוקר, שוטף את הכלים במכונת כביסת Microplate ELx405 או באמצעות "הקפיצי וטריקה" שיטה, כפי שתואר לעיל בסעיף 3.3. בהתאם לסוג של Tl + ניסוי שטף להתבצע, להוסיף חזרה 20 או 40 μl μl של חיץ assay HBSS לכל באר. הצלחות מוכנות כעת לניסויים.
  7. הסלולרית וTl + צלחות לתוך מערכת Hamamatsu פונקציונלי תרופות הקרנה (FDSS) או שווה ערך קורא הקינטית הדמית צלחת עם יכולות משולבות נוזל חלק. השתמש במסננים מתאימים לצבעים מבוססי fluorescein fluorescein / כגון Fluo-4.
  8. הגדרת פרוטוקול יחיד, כך שתוספת 10 μl Tl 5x +סדרה מתווספת לבארות המקבילות של צלחת התא המכילה 40 μl של חיץ assay HBSS. פלואורסצנטי שיא הבסיסי בתדר דגימת הרץ 1 עבור לפחות 10 שניות. פלואורסצנטי אמיד גם צריך להיות אחיד ויציב על פני הצלחת פעם אחת תנאי העמסת תא ציפוי אופטימלי, שטיפה וצבע מבוססים. משולב 384 ערוץ pipettor משמש בו זמנית כדי להוסיף + חיץ גירוי Tl לכל באר.
  9. שיא של לפחות 2 דקות, כדי שהשיעור והשיא של Tl העלייה +-מושרה בפלואורסצנטי הוא נתפס לניתוח מצב לא מקוון.

4. קביעת הריכוז אופטימלי + ​​Tl

  1. Tl + קלות מחלחל פנימה ביותר rectifier K + ערוצים. כדי להבטיח שTl + ריכוזים לא יעלו על הטווח הדינמי של Tl + כתב לצבוע FluoZin-2, יש לקבוע באופן אמפירי האופטימלי Tl + ריכוז כדי לשמש גבוה tמסך hroughput. אנו ממליצים + ריכוז Tl שמעורר 80% מתגובת פלואורסצנטי המקסימלי (EC 80) בתנאים שבו הערוץ המופעלת מקסימאלי.
  2. פלייט, עומס לצבוע ולשטוף את התאים ב BD PureCoat צלחות אמינות מצופים או שווות ערך פולי-D-ליזין מצופים 384 היטב כפי שתואר לעיל בסעיף 3, והשאיר 40 μl של חיץ assay HBSS בכל אחד גם. כפי שניתן לראות במפת הצלחת באיור 1 א ', עמודת 1 ושורות A1-A23 צריך מכיל תאים שלא היה מושרים עם טטרציקלין ולכן אינו מבטאים את ערוץ הקיר' של עניין. FluoZin-2 את אותות הקרינה מבארות uninduced ישמשו כדי לקבוע את הרמה של Tl + שטף דרך מסלולים אנדוגניים, כגון Na + K - משאבה +-ATPase ו-K + מתח המגודר ערוצים, אשר בדרך כלל באים לידי ביטוי בHEK- 293 תאים.
  3. השתמש בפלטפורמת Agilent ראבו אוטומטי נוזלית או הוראות טיפול pipetting להכין11 נקודות + סדרת Tl ריכוז דילול במאגר assay HBSS. בדרך כלל, סדרת דילול סדרה 3-לקפל נעה בין 100% ל - 0.002% Tl + מוערכת בבדיקה. הסדרה צריכה להיות מורכב בריכוז 5x כי ידוללו את פתרוני Tl + 01:05 בassay הסופי. הכן את סדרת הדילול על ידי דילול Tl 5x + החיץ הרגיל מתואר בסעיף 3 עם Tl 5x חיץ +-חינם המכיל סולפט 1 מ"מ מגנזיום, סידן גופרתי mM 1.8, גלוקוז 5 מ"מ ו 10 המ"מ HEPES. שוב, טרי להמס 0.5 גרם של סודה לשתייה ב50 מ"ל של החיץ הסופי Tl + מייד לפני הציפוי בצלחת פוליפרופילן 384 גם לפי המפה שמוצגת בצלחת 2A איור.
  4. טען + צלחות גירוי Tl תא ולתוך FDSS. הגדרת פרוטוקול יחיד, כך שתוספת 10 μl 5x Tl + הסדרה מתווספת לבארות המקבילות של צלחת התא המכילה 40 μl של HBSחיץ assay S. בסיס-2 FluoZin פלואורסצנטי השיא 10 שניות לפני הוספת Tl + לצלחת. חזור על הניסוי על 3 ימים נפרדים להקמת השחזור של התוצאות.

5. קביעת רגישות Assay לDMSO

  1. המולקולות הקטנות נחקרו במסך תפוקה גבוהה הם מומסים בממס האורגני sulfoxide דימתיל (DMSO), שעצמו יכול להשפיע על הביצועים של assay. לכן, הרגישות של הבדיקה לDMSO חייבת להיות ראשון בחנה להקים ריכוז DMSO הגבוה ביותר המוותר במסך.
  2. פלייט, עומס לצבוע ולשטוף את תאי הצלחות בBD-384 גם אמין מצופה PureCoat כמתואר לעיל בסעיף 3, והשאיר 20 μl של חיץ assay HBSS בכל אחד גם. כל הצלחת צריכה להכיל תאים זה היו יכול להיגרם בטטרציקלין (איור 3 א).
  3. השתמש בפלטפורמת ראבו אוטומטית נוזלית או הוראות טיפול pipetting להכין 11 נקודתי Dסדרת MSO ריכוז דילול במאגר assay HBSS. בדרך כלל, סדרת דילול 2-לקפל נעה בין 10% ל 0.01% v / v DMSO מוערכת לפעילות בבדיקה. הסדרה צריכה להיות מורכב בריכוז 2x כי ידוללו את פתרוני DMSO בחצי בבדיקה הסופית. סדרת הדילול צריכה להיות מצופית בפוליפרופילן צלחת 384 היטב, על פי מפת הצלחת מוצגת באיור 3 א.
  4. הכן Tl 5x + צלחת גירוי מבוססת על EC 80 או Tl האופטימלי + הריכוז נקבע בסעיף 4.
  5. טען תא, DMSO וTl + צלחות תמריצים לFDSS. הגדר את פרוטוקול שתי תוספות, כך ש20 μl של ריכוז 2x DMSO הסדרה מתווספת לבארות המקבילות של צלחת התא המכילה 20 μl של חיץ assay HBSS. השאר את DMSO על התאים לאותו פרק הזמן יהיו חשופים לתאי רכב מולקולה קטנה במסך. בסיס-2 FluoZin פלואורסצנטי שיא בלפחות 10 שניות לפני הוספת 10 μl של Tl 5x + חיץ לכל אחד גם מצלחת התא. חזור על הניסוי על 3 ימים נפרדים להקמת השחזור של התוצאות.
  6. הבדיקה צריכה להיות סובלנית לDMSO ריכוזים של לפחות 0.1% v / v למסך טיפוסי תפוקה גבוהה שבתרכובות נבדקו בריכוז של 10 מיקרומטר.

6. קביעת רגישות Assay למאפננים תרופתיים מוכרים

  1. לאחר קביעה האופטימלית + הסובלנות וריכוז DMSO Tl של assay, ההשפעות של סוכנים פרמקולוגית ידועות פעילים בקיר 'ערוץ תיווך Tl + שטף יש לבחון. זו סדרה של ניסויים תהיה להעריך את הרגישות של assay, יכולת תרכובות דרגה מסדר המבוססים על העצמה, יכולתם לקטלג תרכובות המבוססות על המצב של יעילותם (למשל activator, מעכב), ולזהות תרכובות בקרה ממושמעים לשימוש מאוחר יותר ב assay דevelopment ומסך.
  2. פלייט, עומס לצבוע ולשטוף את תאי הצלחות בBD-384 גם אמין מצופה PureCoat כמתואר לעיל בסעיף 3, והשאיר 20 μl של חיץ assay HBSS בכל אחד גם. טור 1 ושורות A1-A23 צריך להכיל תאים שלא היה מושרים בטטרציקלין (איור 4 א).
  3. השתמש בפלטפורמת ראבו אוטומטית נוזלית או הוראות טיפול pipetting להכין סדרת דילול ריכוז 11 נקודות של מאפננים ידועים בחיץ assay HBSS. בדרך כלל, סדרת דילול 3-לקפל נעה בין 100 מיקרומטר עד 2 ננומטר היא הערכה לפעילות בבדיקה. הסדרה צריכה להיות מורכב בריכוז 2x כי ידוללו את פתרוני DMSO בחצי בבדיקה הסופית. סדרת הדילול צריכה להיות מצופית בשלושה עותקים בפוליפרופילן צלחת 384 היטב, על פי מפת הצלחת שמוצגת באיור 4 א. הקפד שהדילולים עשויים כך שריכוזי DMSO הסופיים הם זהים בין טיפולים תרופתיים ופחות tha n או שווה לריכוז המרבי המוותר DMSO הגדרתו בסעיף 5.
  4. הכן Tl 5x + צלחת מבוססת על גירוי האופטימלי Tl + הריכוז נקבע בסעיף 4.
  5. טען את התא, ומתחם + צלחות גירוי Tl לFDSS. הגדר את פרוטוקול שתי תוספות, כך שμl סדרת מתחם ריכוז 2x 20 מתווספת לבארות המקבילות של צלחת התא המכילה 20 μl של חיץ assay HBSS. הוסף את התרכובות לצלחת התא ודגירה לתקופה של עד 20 דקות. שים לב שזמן הדגירה האופטימלית למתחמים כדי לזהות את האות הטוב ביותר יחס ברקע ניתן לקבוע על ידי הפעלת סדרה של ניסויים בו כמה פעמי דגירה שונות שנבחרו. בסיס-2 FluoZin פלואורסצנטי השיא במשך לפחות 10 שניות לפני הוספת 10 μl של Tl 5x + חיץ לכל אחד גם מצלחת התא. חזור על הניסוי על 3 ימים נפרדים להקמת השחזור של התוצאות.
_title "ניתוח> 7. שחמט

  1. בניסויים הבאים, האחידות והשחזור של assay תיבחן באמצעות ניתוח "לוח שחמט". בדרך כלל, מעכב שליטה מצופה בכל באר האחר של כל טור ושורה של צלחת 384 היטב, כפי שמוצג באיור 5 א. בקפדנות על מנת להעריך את הרעש בassay, 80 EC ריכוז של מעכב צריך להיות בשימוש. DMSO מתווסף לבארות האחרות כמו שליטה ברכב. Tl + שטף בDMSO ותאים שטופלו בתרופה משמשים לחישוב ערך עבור Z ממשלה, מדד סטטיסטי של השתנות אמידות היטב בקרב שתי האוכלוסיות של בארות. Z הממשלה מחושבת באמצעות נוסחה:
    Z ממשלה = 1 - (עמ 3SD + 3SD n) / | מתכוון P + פירוש n |
    בי SD הוא סטיית תקן, עמ 'הוא שטף חסר מעצורים ועכבות n הוא מלא ערכי שטף. בדיקה עם הערכים הגדולים או שווים ל 0.5 Z '3 ימים הנפרדים של נחשבתuitable לתפוקה גבוהה הקרנה.
  2. פלייט, עומס לצבוע ולשטוף את תאי הצלחות בBD-384 גם אמין מצופה PureCoat כמתואר לעיל בסעיף 3, והשאיר 20 μl של חיץ assay HBSS בכל אחד גם. שים לב שכל הצלחת צריכה להיות מושרה בטטרציקלין.
  3. הפוך צלחת מתחם / DMSO ידי pipetting לתוך צלחת פוליפרופילן 384 גם שימוש רב ערוצית pipettor, 80 μl / גם של מעכב ידוע של ערוץ יעד הקיר 'בריכוז שנקבע בסעיף 6.5, ו -0.1% v / v DMSO רכב כפי שמוצג באיור 5 א. הוסף מעכב הידוע מתחיל בA1 גם באמצעות ערוץ מרובה pipettor והחלופי לטובים B2 וכן הלאה עד גם B24. חזור על תהליך זה עם DMSO מתחיל בB1 היטב וכך הלאה עד היטב A24. הפריסה הסופית של הצלחת צריכה להתאים את זה של לוח שחמט.
  4. הכן 5x + צלחת Tl גירוי מבוססת על Tl האופטימלי + נקבעה בסעיף 4.
  5. טען תא, המתחם ו-Tl + גירוי צלחות לFDSS. הגדר את פרוטוקול שתי תוספות, כך שμl סדרת מתחם ריכוז 2x 20 מתווספת לבארות המקבילות של צלחת התא המכילה 20 μl של חיץ assay HBSS. הוסף את התרכובות לצלחת התא ודגירה של עד 20 דקות בטמפרטורת חדר. בסיס-2 FluoZin פלואורסצנטי השיא במשך לפחות 10 שניות לפני הוספת 10 μl של Tl 5x + חיץ לכל אחד גם מצלחת התא. חזור על הניסוי על 3 ימים נפרדים להקמת השחזור של התוצאות.

8. מסך טייס

  1. בשלב הסופי של פיתוח assay, לבצע מסך פיילוט של כמה אלף תרכובות כדי להעריך את הביצועים של הבדיקה בתנאים שישמשו סופו של דבר במסך רחב היקף התפוקה גבוהה.
  2. פלייט, עומס לצבוע ולשטוף את התאים ב BD PureCoat צלחות גם 384-אמינות מצופות כפי שתואר לעיל בסעיף 3), והשאיר 20 μl של חיץ assay HBSS בכל אחד גם.שים לב שכל הצלחת צריכה להיות מתורבתת לילה עם טטרציקלין לגרום לביטוי ערוץ קיר '.
  3. בחר כ -2,000 עד 3,000 תרכובות מבניות שונות שנבדקה. זה בדרך כלל מתאים ונוח לשימוש באוספי תרכובות עם פעילות ידועה המועשרת פוטנציאלית למאפנני ערוץ יון. אוספים אלה כוללים אוסף הספקטרום (MicroSource) וLOPAC האוסף (סיגמא). בנוסף, זה נבון לכלול מאפננים ידועים של הקיר 'של עניין במסך טייס. באופן אידיאלי תרכובות אלו תתווספנה לבארות באופנה עיוורת כדי לאפשר בדיקה משוחדת משיטות הקטיף פגע תפורטנה בהמשך. הכן את התרכובות בצלחות פוליפרופילן 384 (גם צלחות יעד) באמצעות הנדלר Labcyte אקו נוזל סיכה או כלי מתאים להעברת נפח מתאים של תרכובות שנבחרו בDMSO מאוסף MLPCN (צלחות מקור) לצלחות היעד שימו לב שבדיקה הן תרכובות רק בעמודים 3-22;בכל באר האחר של עמודות 1, 2, 23, 24 להוסיף מעכב ידוע בריכוז הידוע כמדכא את הקיר 'באופן מלא כפי שנקבע בסעיף 7. בבארות הנותרות של עמודות 1, 2, 23, 24 ולהוסיף נפח המתאים של DMSO לייצר פקדי רכב ריכוז בהתאמת DMSO. לדלל את כל הבארות במאגר Assay באמצעות קומבי Multidrop. בדרך כלל תרכובות מבחן תהיינה 20 מיקרומטר, 2-לקפל מעל ריכוז הקרנת היעד שלהם.
  4. הפוך + צלחות גירוי Tl מבוססים על אופטימלי Tl + הריכוז נקבע בסעיף 4.
  5. הפעל את מסך טייס. תשמרו על עצמך כדי להתנודד מדרגות הביצוע של הפרוטוקול לשמור על תזמון עקבי בין צלחות בטווח הקרנת הטייס.
  6. ברגע שמסך הטייס הושלם, לנתח את בארות דמקה מעמודות 1, 2, 23, 24 ובאמצעות משוואת Z-הממשלה. בדוק צלחות שמראות ערכי Z-prime של פחות מ -0.5 כדי לקבוע את המקור של פרדה של אוכלוסיות עניה בקרה. להיטים יכולים bהדואר נבחר תוך שימוש במספר השיטות. למסכי פיילוט המקובל לחשב את הסטייה הממוצעת וסטנדרטית של אוכלוסיית השליטה ברכב ולאסוף להיטים מבוססים על בארות מפיקות ערכים> / = 3 סטיות תקן מהממוצע של פקדי הרכב.
  7. לאחר קטיף להיט, להיטים נבחרים חוזרים בשני עותקים ב2 סטים של צלחות. קבוצה אחת של צלחות מכילה תא הקיר 'היציב בהיעדר טטרציקלין והשני מכיל שורת תאים היציבה הקיר' בנוכחות טטרציקלין. להיטים שחוזרים חיובי בלפחות אחד משתי הצלחות החוזרות ולא מצליחין להראות פעילות משמעותית בצלחות uninduced עשוי להיחשב אומתו להיטים. בדוק את רשימת החיסול אימת כדי לקבוע כמה מהדגימות "הנסתרות" הבקרה אותרו. כישלון כדי לזהות את הפקדים במסך הטייס מצביע על הצורך באופטימיזציה נוספת של הקרנה או להיט קטיף פרמטרים.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

השימוש במערכת ביטוי טטרציקלין-מושרה מספק בקרה פנימית נוחה להבחנת Tl + שטף דרך מסלולים אנדוגניים וערוץ הקיר 'של עניין. איור 1 מציג מספר דוגמאות של מפות ציפוי סלולרי בשימוש בסוגים שונים של ניסויים. העמדות של בארות המכילות תאי uninduced או טטרציקלין מושרים מסומנות בצבעים שונים. 2A האיור מציג את מפת צלחת המקור משמשת לקביעה האופטימלית Tl + הריכוז לפיתוח assay והקרנת מתחם. שיפוע הצבע מייצג את סדרת הדילול 3-לקפל נעה בין 100% ל - 0.002% Tl +. מפת עוצמת קרינת נציג מוצגת באיור 2B, עם צבעים מגניבים לחמים מעידים Tl הנמוך עד גבוה + ערכי שטף, בהתאמה. מפת ציפוי התא שמוצגת באיור 1C שמשה לניסוי זה. התקף של פונקציה לוגיסטית 4-פרמטר tהוא Tl + CRC (האיור 2C) משמש לקביעת שווי 80 EC של 15% + Tl. איור 3 א מציג את מפת צלחת המקור משמשת כדי לקבוע את סובלנות DMSO של assay. עמודות 1 ו 24 מכילים מאגר assay בלבד, ואילו שיפוע הצבע מציין סדרת הדילול 2-לקפל נעה בין 10% ל DMSO 0.01%. מפת עוצמת קרינת נציג מוצגת באיור 3B, עם Tl נמוכים + ערכי שטף מצוינים עם כחול כהה. מפת ציפוי התא שמוצגת בתרשים 1B הייתה בשימוש בניסוי זה. + את הערכים הממוצעים Tl השטף נרשמו מבארות המכילות ריכוזים המצוינים של DMSO מסוכמים באיור 3C. הנתונים זממו כאחוז מTl + השטף נרשם בהעדר DMSO. לערוץ הקיר 'המסוים הזה, ריכוזים של עד 2.5% לDMSO לא הייתה השפעה על Tl + שטף ולכן יכולים לשמש בניסויים. איוריור 4A מציג את מפת צלחת המקור שמשה להקמת עקומות ריכוז בתגובה למעכבים ידועים של ערוץ קיר '. כל מתחם מסומן בצבע שונה ובדרך כלל מצופה כסדרת דילול 3-קיפול. מפת עוצמת קרינת נציג מוצגת באיור 4 ב. מפת ציפוי התא שמוצגת באיור 1C שמשה לניסוי זה. ניסוי נציג מראה עיכוב תלוי במינון של Tl + שטף ידי מעכב מוצג באיור 4C. החוסן של assay נקבע במבחנים שנקראו "לוח השחמט", אשר סכמו באיור 5. במפת צלחת המקור שמוצגת באיור 5A, ריכוז מקסימאלי יעיל של מעכב או 0.1% DMSO כשליטה ברכב מצופים בלסירוגין בארות. 5B האיור מראה מפת עוצמת קרינת נציג. עלילת פיזור של השיא Tl + שטף נרשמה מindividuאל בארות זממו באיור 5 ג. ערכי הקרינה הממוצעים מסומנים בקו מוצק, ואילו 3 סטיות תקן מסומנים בקו מקווקו. Z ממשלת הערך, מדד סטטיסטי של אופן מופרד היטב את שתי אוכלוסיות תאים מופרדות, שמחושב לצלחת זו הוא 0.75, שזה הרבה מעל 0.5 הסף הנדרש לתפוקה גבוהה הקרנה.

איור 1
איור 1. מפות סלולריות המשמשות לציפוי Tl + פיתוח assay שטף. () מפת ציפוי סלולרי להשתמש כדי לקבוע את assay האופטימלי Tl + הריכוז. הבארות בעמודת 1, השורות A1-23, K1-12, F13-23, וP13-23 מכילות תאי uninduced (-ט). הבארות הנותרות מכילות תאים שטופלו בטטרציקלין (+ ט) כדי לגרום לביטוי ערוץ קיר '. (ב) Cell-PLAטה המפה משתמשת כדי לקבוע את סובלנות DMSO assay ולבצע ניתוח לוח שחמט. שים לב שכל בארות מטופלים בטטרציקלין (+ ט). (ג) מפת צלחת סלולרית משמשת כדי לקבוע את רגישות הבדיקה למאפננים תרופתיים מוכרים. הבארות בעמודת 1 והשורה A1-23 מכילות תאי uninduced (-ט). הבארות הנותרות מכילות תאים שטופלו בטטרציקלין (+ ט). לחץ כאן לצפייה בדמות גדולה.

איור 2
איור 2. קביעת assay האופטימלי Tl + ריכוז. () מפת צלחת מקור משמשת לקביעת הריכוז + Tl שמעורר כ 80% מעליית FluoZin-2 פלואורסצנטי המקסימלי (EC 80). השורה וקולום1 ns ו24 (צהוב) מכילים ריכוז 5x של 12 המ"מ Tl 2 SO 4. השורות נותרות מכילות סדרת דילול 3-לקפל נעה בין 12 מ"מ (100%) ל0.024 מ"מ (0.002%) Tl 2 SO 4. הסדרה חוזרת בעמודות 2-12 ו13-23. (ב) מפת עוצמת קרינה המתארת ​​Tl + שטף לכל גם כ 1 דקות לאחר Tl + תוספת. הבר פסאודו הצבע בצד הימין מצביע על מידת Tl + שטף, עם צבעים קרים יותר וחמים יותר המייצגים ערכי שטף נמוכים וגבוהים, בהתאמה. שימו לב שהצבעים הקרירים בעמודה 1, שורות A1-23, K1-12, F13-23, וP13-23 הם תוצאה של Tl + שטף נמוך בתאי uninduced. את הבארות שנותרו, כולל אלה בעמודה 24, מכילות תאים שטופלו בטטרציקלין לגרום ביטוי ערוץ קיר '(ראה מפת ציפוי תא באיור 1 א). (ג) Mean ± SEM CRC עבור Tl שינויים +-תלויים בפלואורסצנטי (n = 3). התאמת תפקוד לוגיסטי ארבעה פרמטרtion לנתונים הניב 80 שווי IC של 15% + Tl. לחץ כאן לצפייה בדמות גדולה.

איור 3
איור 3. סובלנות assay לDMSO. () מפת צלחת מקור משמשת לקביעת סובלנות assay לDMSO. עמודות 1 ו 24 מכילים מאגר assay HBSS. השורות מכילות ריכוז 2x של סדרת דילול 2-לקפל DMSO נע בין 10% ל 0.01% v / נ (ב) מפת עוצמת קרינת נציג מתארת ​​Tl + שטף בכל אחד כ 1 דקות נרשמו גם לאחר Tl + תוספת. הבר פסאודו הצבע בצד הימין מצביע על מידת Tl + שטף, עם צבעים קרים יותר וחמים יותר המייצגים ערכי שטף נמוכים וגבוהים, בהתאמה. (ג) Mean ±; SEM (n = 9) + Tl שטף מנורמל לזה שנרשם בנוכחות של חיץ assay HBSS לבד. לחץ כאן לצפייה בדמות גדולה.

איור 4
איור 4. רגישות assay לתרכובות פרמקולוגית פעילות ידועות. () מפת צלחת המקור שמשה להערכת הפעילות של תרכובות פעילות פרמקולוגית ידועות בTl + assay שטף. השורה ועמודות 1 ו 24 מכילות 0.1% v / v DMSO. פריסת הצלחת מאפשרת בדיקה של 10 תרכובות בשלושה עותקים בעמודים 2-23. השורות מכילות ריכוז 2x של סדרת דילול סדרה 3-קיפול של תרכובות הנעות בין 100 מיקרומטר לננומטר 2 (ב) מפת עוצמת קרינה המתארת ​​Tl + שטף עבור כל approximatel גםדקות y 1 לאחר Tl + תוספת. הבר פסאודו הצבע בצד הימין מצביע על מידת Tl + שטף, עם צבעים קרים יותר וחמים יותר המייצגים ערכי שטף נמוכים וגבוהים, בהתאמה. שים לב שבארות בעמודה 1 והשורה A1-23 מכילות תאי uninduced. הבארות הנותרות מכילות תאי טטרציקלין מושרים מבטאים את ערוץ הקיר 'של עניין (ראה מפת צלחת תא בתרשים 1C). (ג) הנציג Tl שינויים +-מושרים בFluoZin-2 פלואורסצנטי בבארות מראש שטופל עם ריכוז המצוין של מעכב ערוץ קיר '. לחצו כאן לצפייה בדמות גדולה.

איור 5
איור 5. קביעת התאמת בדיקה לHTS. () צלחת מקורהמפה משמשת להערכת שונות אמידות היטב בקרב בארות המכילות 0.1% DMSO (רכב) או ריכוז מקסימאלי יעיל של מעכב ידוע. (ב) מפת עוצמת קרינה המתארת ​​Tl + שטף בכל אחד גם כ 1 דקות לאחר Tl + תוספת. שים לב כי כל הבארות מכילות תאי טטרציקלין מושרים להביע את ערוץ הקיר 'של עניין (ראה מפת צלחת תא בתרשים 1B). (ג) עלילת פיזור נציג של ערכי קרינת מצב יציב שהתקבלה מבארות רכב או מעכב שטופל. המשרעת פלואורסצנטי הממוצעת של כל אוכלוסיית מדגם מסומנת בקו מוצק, 3 סטיות תקן מהממוצע מוצגות עם קו מקווקו, ודגימות לסירוגין לרכב (VHL) ומעכבים (INH) שנמצאים בגרף כנקודות בודדות. לחצו כאן ל להציג דמות גדולה.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

טיפול נתונים: לאחר שהנתונים נאסף, צעד נפוץ בניתוח כרוך בנרמול התגובה של כל גם פלואורסצנטי, F, לשווי הראשוני שלה בתחילת הניסוי, נ 0. זה נפוץ המכונה "יחס סטטי" וסמל "F / F 0". במקרים בי F 0 נשלטים על ידי צבע חיווי פעולת יחס סטטי משמעותי תתקן לגורמים רבים, כגון disuniformities בתאורה, אוסף אות, ומספר תא. במקרים בם את אות הצבע חלשה או קרינת רקע או השתקפויות במערכת הן גבוהה, יחס סטטי לא יהיה יעיל, אלא אם כן ברקע ניתן לטפל כראוי בלפני חישוב יחס סטטי. לאחר נורמליזצית נתונים, זה אופייני לצמצום גל פלואורסצנטי לערך יחיד שישמשו לפעילות לכמת ולאסוף להיטים. ברוב המקרים זה ייעשה על ידי התאמת הנתוניםנקודות ב 10 השניות הבאות תוספת של Tl + להשיג מדרון ראשוני של עליית פלואורסצנטי עורר. לקטיף להיט, גישה פופולרית היא להניח שהרוב המכריע של תרכובות באוכלוסיית המבחן אינו פעיל (השערת האפס היא בכוח). סטייה ממוצעת והתקן מחושב לאוכלוסיית המבחן והלהיטים נבחרים ששלוש סטיות תקן מהממוצע.

פיצול לפרוטוקול incubations המתחם ארוך: לאיתור מעכבי קיר 'ערוץ, בעיקר אלו המתנהגים באתרי קישור תאיים, זה עשוי להיות בעל ערך לדגירת התאים עם תרכובות מבחן לתקופה ממושכת של זמן (20 דקות לדוגמה) לפני התוספת של Tl +. אם התרכובות הוסיפו "לא מקוון" לפני הבדיקה הוא הציג לקורא הצלחת, את התכונות האופטיות של תרכובות בדיקה (למשל פלואורסצנטי) לא ניתן לזהות בקלות ויכולות להשפיע לרעה על שימוש נפוץנורמליזצית נתונים מתקרבת כגון "יחס סטטי" F / F 0 תוארו לעיל וכתוצאה מכך תוצאות חיוביות שגויות ו / או שלילי שווא. כדי להימנע מבעיה זו תוך ההימנעות מהצורך לשמור על צלחת assay בקורא לדגירה ארוכה, פתרון אחד הוא לנצל "2 קריאה" פרוטוקול. הקריאה הראשונה היא (לדוגמה 30 שניות) ניסוי קצר שבו המתחם הוא הוסיף לאחר 10 שניות כדי לאפשר לכידה בנוסף מראש מתחם F 0 ולהעריך אפקטים האופטיים של התרכובות במערכת. אז הצלחת היא להסיר את הקורא דגרה ולתקופה הרצויה וחזרה לקורא לתוספת תליום. אחרי שתי כניסות סקרים, קרא 1 F 0 ניתן להשתמש כדי לנרמל את הנתונים מהשניים ובכך להימנע מלקרוא בנושאים רבים הקשורים להוספת תרכובות "מחובר", ובמקביל לאפשר את ההזדמנות כדי לשמור את הקורא עסוק באיסוף נתוני תפוקת הקרנה ובכך לשפר. הגישה דו הקריאה היא בקלות implemented כאשר משתמשים במערכת סינון אוטומטית. חשוב לציין כי גישת שתי קריאה לא לחסל את הבעיות שנגרמו על ידי תרכובות ניאון שלהרוות גלאי ו / או לגרום לקריאה מתוך חפצים במצלמת CCD.

הגדרת assay למפעילים: לא כל ערוצי הקיר 'מופעלים מקסימאלי תחת תנאי מנוחה, ובכך ייתכן שניתן לעצב assay שיכול לזהות מפעילי מולקולה קטנה. במקרים אלה, בחירת 80 ריכוז EC של Tl + לא יכולה לספק "מרווח" מספיק לבדיקה אמינה לגילוי activators. לכן, אחד יכול לבחור להשתמש ריכוז נמוך של Tl + (למשל 20 EC) במבחנים משפעל. במקרים מסוימים, הבדיקה עשויה להראות מספיק שונות נמוכות שיאפשר את השימוש בריכוז 50 EC של Tl + ועדיין לספק פתרון מתאים לשניהם מופעלים ועכבות אוכלוסיות ערוץ. במקרה זה, מ 'assayay להתנהל במצב כפול activator / מעכב. כניסה, activator ידוע יכול לשמש כדי לעזור לקבוע המתאים Tl + הריכוז על מנת למקסם את סיכויי גילוי מפעילי ערוץ.

מגבלות: יש כמה מגבלות שיש לשקול בעת הפיתוח והביצוע של Tl + מסך שטף מבוסס תפוקה גבוהה. לדוגמה, הבדיקה מסתמכת על מדד עקיף של פעילות ערוץ קיר 'באמצעות חללית ניאון שתכונות אופטיות יכול להיות מושפעות באופן ישיר על ידי תרכובות במסך. לכן, חשובות מתצפיות Tl + ניסויי שטף יש לאשר באמצעות המהדק electrophysiology מתח, הנחשב לשיטה "זהב הסטנדרטית" לפרמקולוגיה ערוץ היון. יתר על כן, מולקולות קטנות עשויות להיות השפעה ישירה על Tl אנדוגניים + מסלולי שטף לידי ביטוי ב- 293 HEK תאים, מובילים לזיהוי של להיטים חיוביים שגויים. Tetracyclinמערכת דואר מושרה היא שימושית במיוחד להבחנת להיטים חיוביים שגויים מקיר 'ערוץ ביים מאפננים כי יכולים להיות מוקרנים הלהיטים במהירות בתאי uninduced להשפעות על מסלולים אנדוגניים. לבסוף, המסיסות הנמוכה של Tl + במאגרים המכילים כלוריד להגביל את הריכוז של Tl + שניתן להשתמש בבדיקה, המחייב את השימוש במאגר שאינו פיסיולוגי Tl + גירוי שעלול להגדיל את פרמקולוגיה של יעד 11. התאימות של מאגרים שונים עם היעד של עניין צריכה להיבדק בזהירות במהלך פיתוח assay. ניתן לעשות זאת על ידי הקמת CRCS למאפננים ידועים באמצעות תמריצים שונים + חוצצי Tl ובחירת תנאים שבי פרמקולוגיה הקרובה ביותר לזה שנצפה באמצעות מאגרים פיסיולוגיים.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

אין ניגודי האינטרסים הכריזו.

Acknowledgments

עבודה זו נתמכה על ידי מימון מהמכונים הלאומיים לבריאות מענקי 1R21NS073097-01 ו1R01DK082884 (JSD) וקרן למכוני המענק PIER11VCTR הלאומי.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
pcDNA5/TO Invitrogen V1033-20 Tetracycline-inducible expression vector
T-REx-HEK293 cells Invitrogen R71007 Tetracycline-inducible cell line
Lipofectamine LTX/Plus Reagent Invitrogen 15338100 Transfection reagent
FBS ATLANTA Biologicals S11550 Cell culture media
DMEM Invitrogen 11965 Cell culture media
Hygromycin B Invitrogen 10687-010 Cell culture media
Blasticidin S Invitrogen R210-01 Cell culture media
Penicillin/Streptomycin Invitrogen 15140 Cell culture media
HBSS-divalent free Mediatech 21022CV Cell washing
Trypsin-0.25% Mediatech 25053CI Cell dissociation
Tetracycline-HCl Sigma T9823 Induction reagent
Dialyzed FBS ATLANTA Biologicals S12650 Plating media
FluoZin-2 Invitrogen F24189 Fluorescent dye
Pluronic F-127 Invitrogen P-3000MP Dye loading
HBSS Invitrogen 14175 Assay buffer
HEPES Invitrogen 15630 Assay buffer
NaHCO3 Sigma S6297 Tl+ stimulus buffer
MgSO4 Sigma M2643 Tl+ stimulus buffer
CaSO4∙2H2O Sigma C3771 Tl+ stimulus buffer
D-Glucose Sigma G7528 Tl+ stimulus buffer
Thallium sulfate Aldrich 204625 Tl+ stimulus buffer
HEPES Sigma H4034 Tl+ stimulus buffer
DMSO Sigma D4540 Solvent
Eight-channel electronic pipettor Biohit E300 Cell plating in 384-well plates
BD PureCoat amine-coated 384-well plates BD Biosciences 356719 Assay microplates
Echo qualified 384-Well polypropylene microplate (384PP) Labcyte P-05525 Compound source microplates
384-well polypropylene microplates Greiner Bio-One 781280
Multidrop Combi reagent dispenser Thermo Scientific 5840300
ELx405 microplate washer BioTek ELx405HT Automated cell washing
Echo liquid handler Labcyte Labcyte Echo 550
Bravo automated liquid handling platform Agilent Technologies Standard model
Hamamatsu FDSS 6000 Hamamatsu Kinetic imaging plate reader

Table 1. List of Materials and Reagents.

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Ehrlich, J. R. Inward rectifier potassium currents as a target for atrial fibrillation therapy. J. Cardiovasc. Pharmacol. 52 (2), 129 (2008).
  2. Bhave, G., Lonergan, D., Chauder, B. A., Denton, J. S. Small-molecule modulators of inward rectifier K+ channels: recent advances and future possibilities. Future Med. Chem. 2 (5), 757 (2010).
  3. Swartz, K. J. Tarantula toxins interacting with voltage sensors in potassium channels. Toxicon. 49 (2), 213 (2007).
  4. Jin, W., Lu, Z. A novel high-affinity inhibitor for inward-rectifier K+ channels. Biochemistry. 37 (38), 13291 (1998).
  5. Jin, W., Lu, Z. Synthesis of a stable form of tertiapin: a high-affinity inhibitor for inward-rectifier K+ channels. Biochemistry. 38 (43), 14286 (1999).
  6. Roy, A., McDonald, P. R., Sittampalam, S., Chaguturu, R. Open access high throughput drug discovery in the public domain: a Mount Everest in the making. Curr. Pharm. Biotechnol. 11 (7), 764 (2010).
  7. Weaver, C. D., et al. A thallium-sensitive, fluorescence-based assay for detecting and characterizing potassium channel modulators in mammalian cells. J. Biomol. Screen. 9 (8), 671 (2004).
  8. Lewis, L. M., et al. High-throughput screening reveals a small-molecule inhibitor of the renal outer medullary potassium channel and. 76 (5), 1094 (2009).
  9. Bhave, G., et al. Development of a selective small-molecule inhibitor of Kir1.1, the renal outer medullary potassium channel. Mol. Pharmacol. 79 (1), 42 (2011).
  10. Raphemot, R., et al. Discovery, characterization, and structure-activity relationships of an inhibitor of inward rectifier potassium (Kir) channels with preference for Kir2.3, Kir3.x, and Kir7.1. Front Pharmacol. 2, 75 (2012).
  11. Niswender, C. M., et al. A novel assay of Gi/o-linked G protein-coupled receptor coupling to potassium channels provides new insights into the pharmacology of the group III metabotropic glutamate receptors. Mol. Pharmacol. 73 (4), 1213 (2008).

Tags

ביוכימיה גיליון 71 ביולוגיה מולקולרית כימיה ביולוגיה תאית ביולוגיה כימית פרמקולוגיה פרמקולוגיה מולקולרית ערוצי אשלגן גילוי סמים הקרנת סמים תפוקה גבוהה מולקולות קטנות שטף קרינה תליום ניתוח דמקה DMSO שורות תאים assay מסך

Erratum

Formal Correction: Erratum: High-throughput Screening for Small-molecule Modulators of Inward Rectifier Potassium Channels
Posted by JoVE Editors on 10/10/2017. Citeable Link.

An erratum was issued for: High-throughput Screening for Small-molecule Modulators of Inward Rectifier Potassium Channels. The Protocol section has been updated.

The formula in step 7.1 of the Protocol has been updated from:

Z prime = 1- (3SDp + 3SDn)/|meanp + meann |

to:

Z prime = 1- (3SDp + 3SDn)/|meanp - meann |

הקרנת תפוקה גבוהה למאפנני מולקולה הקטנה של ערוצי אשלגן מיישרים פנימה
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Raphemot, R., Weaver, C. D., Denton, More

Raphemot, R., Weaver, C. D., Denton, J. S. High-throughput Screening for Small-molecule Modulators of Inward Rectifier Potassium Channels. J. Vis. Exp. (71), e4209, doi:10.3791/4209 (2013).

Less
Copy Citation Download Citation Reprints and Permissions
View Video

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
Simple Hit Counter