Summary

글리신/D-떠들고와 조미료에 감도와 NMDA 수용 체를 공부 하는 높은 처리량 칼슘-플럭스 분석 결과

Published: July 10, 2018
doi:

Summary

이 프로토콜의 목표는 더 큰 규모에 NMDA 수용 체 (NMDAR)의 연구를 촉진 하기 위하여 작은 분자의 modulatory 효력의 검사 및 치료 응용 프로그램입니다.

Abstract

N-메 틸-D-aspartate (NMDA) 수용 체 (NMDAR) ionotropic 글루타민 산 염 수용 체로 분류 됩니다 있고 학습과 기억에 중요 한 역할. NMDAR 오작동, 표현으로 어느 이상-또는 아래-activity 돌연변이, 변경된 식, 인신 매매, 또는 지역화로 인 한 수많은 질병, 특히 중앙 신경 조직에에서 기여할 수 있다. 따라서, 화합물 및 작은 분자의 발견을 촉진 뿐만 아니라 이해 하는 수용 체의 생물학 신경 질환에 대처 하기 위해 지속적인 노력에서 결정적 이다. 수용 체를 공부 하 고 현재 접근 제한이 낮은 처리량, 높은 비용과 excitotoxicity NMDAR 중재를 방지 하기 위해 채널 차단제의 필요한 존재로 인해 그것의 기능적인 능력을 공부 하는 무 능력을 포함 하 여. 또한, 기존의 분석 결과 시스템만 조미료에 의해 자극에 민감한 고 글리신은 NMDAR의 다른 공동 ligand에 의해 자극 감도 부족. 여기, 선물이 공동 ligands, 조미료와 D-떠들고/글리신에 감도 NMDA 수용 체를 높은 처리량 힘을 가진 첫 번째 접시 기반 분석 결과. 이 이렇게 다른 NMDAR 소 단위 구성의 연구를 허용 하 고 글리신-또는 조미료에 민감한 모드에서 수용 체의 기능 연구를 허용. 또한, 방법 측정 동안 억제제의 존재를 필요 하지 않습니다. 이 분석 결과 함께 긍정적이 고 부정적인 allosteric 변조기의 효과 검출 될 수 있다 고 NMDAR의 알려진된 약리학 우리의 시스템에 복제 되었습니다. 이 기술은 기존 방법의 한계를 극복 하 고 비용 효율적입니다. 우리는이 새로운 기술은 NMDAR 중재 병 리에 대 한 치료의 발견을 가속화 될 것을 믿습니다.

Introduction

현재 의학의 발전, 수명 크게; 증가 했다 그러나, 그래서 나이 관련 된 질병의 유행이 하고있다. 질병 중앙 신경 조직 (CNS) 정신 분열 증, 루 경화 증 (ALS), 알 츠 하이 머 병, 파 킨 슨 병, 다른 사람, 사이 등의 예외가 있으며 향후 10 년간1, 증가 예상 2 , 3. N-메 틸-D-aspartate 수용 체 (NMDAR)로 알려진 ionotropic 글루타민 산 염 수용 체의 고장 Alzheimer의 질병, 정신 분열 증, 외상 성 뇌 손상, 뇌졸중, 당뇨병, 및 보증, 녹 내장에 연결 되어있다는 효과적인, 질병 수정 요법4,5,,67의 개발에 대 한 그들의 생물학을 공부 해야 합니다.

NMDARs는 4 개의 단위체 또는 소 단위4,,89의 구성 됩니다. NMDAR의 구조 구성 뇌7,10발달 및 지역 다양성을 보여줍니다. NMDARs는 시 냅 스가 소성, 인식, 그리고 리듬의 세대에서 호흡, 운동11,,1213에서 포함 된다. 주로 휴식 막 잠재력에 비 전도성은 전압-개폐 통로 (-70 mV) 마그네슘 이온의 투과 방지에 의해 차단 됩니다. 채널 두 ligands, 조미료 및 글리신/D-떠들고의 바인딩에 의해 활성화 되 고 시 냅 스 막에 동시 도발은 AMPA 수용 체, ionotropic 글루타민 산 염 수용 체의 다른 서브 클래스에 의해 중재. 도발은 양이온, 특히 칼슘14,,1516의 유입 활성화 NMDAR의 마그네슘 막힘을 제거 합니다. NMDAR 활성화 세포 생존을 위해 필수적 이다, 비록 과도 한 활성화 세포 죽음17,,1819 excitotoxicity 통해 발생할 수 있습니다. 수용 체의 복잡 한 자연 뿐만 아니라 게 연구를 수행 하기 위해 도전 효과적인 치료 개발에 필요한.

다른 메서드는 NMDAR 연구 개발 되었습니다. 그러나, 각자 주의 동반 했다. 예를 들어 하나의 널리 사용 기법 항생물질을 유도할 수 있는 발기인 (Tet에)20의 통제 안정적인 셀 라인에서 세포내 칼슘에서 NMDAR 중재 변화를 측정 하는 형광 기반 분석 결과 이다. 그러나이 시스템에 필요한 ligands의 supramaximal 농도 NMDAR 억제제는 측정 중에 존재 하는 요구는 그것 경쟁 길 항 근의 활동을 검출 하기 거의 불가능. 다른 유사한 시스템에서 기능 수용 체의 식이 발생 독성, 셀 문화를 보존 하기 위해 마 취 제21,22 같은 채널 차단제를 요구 합니다. 이러한 채널 차단제는 수용 체의 코어에 앉아서 그들은 수용 체의 기능 연구 방해 플레이트 기반 포맷에 (서) 특히, 밖으로 세척 하기 어려운. 마지막으로, 패치 죄 같은 electrophysiological 측정에서 제한 된 처리량, 그리고 대규모 연구는 매우 비싼23. 도 불구 하 고, 위의 시스템은 민감한 글리신 자극; 따라서, 글리신 종속 활동은 NMDAR의 공부는 도전 된다.

여기, 우리가 NMDAR 논의 한계를 극복 하는 공부에 대 한 새로운 접근 방식을 설명 합니다. 우리의 기술은 작은 16 시간에는 소 단위의 최적의 비율로 기능 수준에서 수용 체를 표현 하는 잠재 식 시스템에 대문자로 바꿉니다. 또한, 잠재를 사용 하 여 고유 재조합 NMDAR의 광범위 한 특성을 제공 하는 간단 하 고 조합 접근 수 있습니다. 다른 분석 실험, 달리이 프로토콜은 약한 길 항 제를 사용 하는 채널 차단제를 필요 하지 않습니다. 방법의 가장 강한 장점은 약한 길 항 근의 그 후 유실, 수용 체는 글리신/D-떠들고와 조미료의 듀얼 변조 뿐만 아니라 개별 글리신 및 글루타민 산 염 바인딩 사이트의 ligand 바인딩 사이트입니다. 분석 결과 NMDAR 수용 체의 알려진된 약리학 및 그것의 알려진된 양수와 음수 변조기의 효과. 마지막으로,이 체 외에서 세포 분석 결과의 발생 과도 한 칼슘 유입으로 인 한 세포 독성을 극복 하 고 NMDAR 변조기의 발견을 가속 수 있습니다 높은 처리량 패션에 수용 체의 기능 연구에 대 한 허용 에 질병 상태.

Protocol

1입니다. 셀의 준비 참고:이 프로토콜을 데이터 생성을 포함 하 여 잠재 인코딩 NR1 및 NR2A 세포로 불리고 HEK293 세포를 사용 합니다. HEK293 세포의 적절 한 수 씨 하 고 적절 한 최종 농도 (1.00 µ L 각)에서 NR1 / NR2A 바이러스를 추가 합니다. 384-잘 접시를 사용 하 여 10, 000 셀/잘 30 µ L의 최종 볼륨. 또는 적절 한 휴대폰 번호와 (384-잘 접시, 10, 000 사용 하 여 셀/잘 30 µ L?…

Representative Results

작은 분자의 효과 테스트 하기 전에 하나 NMDARs 최적의 ligand 농도의 최적의 식 수준을 결정 해야 합니다. 설명, HEK293 세포 384-잘 접시에 잘 당 10000 셀에서 시드 했다 5 µ M의 CGP060667, 다음 불리고 NR1 및 NR2A의 다양 한 양의 바이러스. 인큐베이션 하룻밤, ligand 유도 된 칼슘 후 유량 측정 되었다 (그림 1). 이러한 실험의 결과 공개 최고의 수량 및 각 소 단위…

Discussion

이 분석 결과의 성공 사용 HEK 세포의 건강에 따라 달라 집니다. 지 수 성장을 겪고 세포와 낮은 통로 번호와 함께 사용 해야 합니다. 이 분석 결과 많은 전송 고 추가 그렇게 주의 사용 하 여 솔루션의 결과에 더 높은 정확도 보장 합니다. 화합물 및 다른 모든 시 약의 농도 또한 오류를 최소화 하기 위해 크로스 체크 해야 합니다. 칼슘 유출 분석 결과 대 한 분석 결과 버퍼와 셀 미디어를 교체할 때 ?…

Offenlegungen

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

저자는이 연구 자금에 대 한 전체 게시물 학위 학자 프로그램 사무실과 노바 티 스 연구소 생물 의학 연구에 대 한 감사 하 고 싶습니다.

Materials

HEK-293 ATCC CRL-1573
Human NMDA (NR1/NR2A) Receptor Cell Line ChanTest Corporation CT6120
pFastBac Dual Expression Vector ThermoFisher Scientific 10712-024
Corning 384-well Clear Flat Bottom Microplate Corning Life Sciences 3844
FLIPR Calcium 6-QF Assay Kit Molecular Devices R8192
Glycine Sigma-Aldrich G7126
Glutamate Sigma-Aldrich 49621
D-serine Sigma-Aldrich S4250
L701,324 Tocris 907
HEPES Buffer Boston Bio Product BB-103
Magnesium Chloride Solution Sigma-Aldrich 63069
Calcium Chloride VWR E506
HBSS ThermoFisher Scientific 14025-092
Probenecid ThermoFisher Scientific P36400
DMEM/F-12, GlutaMAX media ThermoFisher Scientific 10565018
MDL105,519 NIBR Synthesized in house
NVP-AAM077 NIBR Synthesized in house
CGP070667 NIBR Synthesized in house

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Yeboah, F., Guo, H., Bill, A. A High-throughput Calcium-flux Assay to Study NMDA-receptors with Sensitivity to Glycine/D-serine and Glutamate. J. Vis. Exp. (137), e58160, doi:10.3791/58160 (2018).

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