该协议能够优化和随后有效地从原发性慢性淋巴细胞白血病细胞中生成核质和细胞质部分。这些样本用于确定蛋白质定位以及细胞刺激和药物治疗后核质室和细胞质室之间的蛋白质贩运变化。
大分子的核出口在癌细胞中经常被解除管制。肿瘤抑制蛋白,如p53,由于细胞定位异常,破坏其作用机制,可以变得不活动。慢性淋巴细胞白血病(CLL)细胞(CLL)细胞的生存,以及其他癌细胞,通过放松对细胞质的管制,至少部分通过放松对转移受体XPO1的管制和组织活化PI3K 介导信令通路。了解单个蛋白质在其细胞内位置中的作用至关重要,以便更深入地了解这些蛋白质在疾病病理生物学中的作用。此外,在亚细胞蛋白贩运的背景下,确定细胞刺激的基础过程和特定药理抑制剂的作用机制,将使人们更全面地了解行动。此处描述的方案能够优化并随后有效地从原发性慢性淋巴细胞白血病细胞中生成核质和细胞质部分。这些分数可用于确定细胞刺激和药物治疗时核质和细胞质馏分之间的蛋白质贩运变化。数据可以量化,并与免疫荧光图像并行呈现,从而提供可靠和可量化的数据。
核和细胞质之间的大分子的传递早已确立为在正常细胞功能中起着关键作用,并且经常在癌细胞1、2中解除调节。这种放松管制可能是由于控制核出口的蛋白质的过度表达/突变造成的。其中一种蛋白质出口-1(XPO1),是一种运输受体,从细胞核2向细胞质出口>200核出口信号(NES)中含有蛋白质。XPO1货运包括第53页,FOXO家庭成员和IB,通过抑制其行动机制1,2,3,促进其灭活。当微环境信号冲击癌细胞时,可能发生进一步的蛋白质错位,导致细胞内信号通路(如磷脂酰-肌醇-3-激酶(PI3K)/Akt通路激活,导致FOXO家庭成员的失活,随后从核心4,5出口。这种肿瘤抑制蛋白的错位与一些血液和实体肿瘤1、2、6的进展有关。
开发用于血液恶性肿瘤临床使用的小分子抑制剂(急性骨髓性白血病(AML)/CLL),它与XPO1功能结合并选择性地抑制,强调开发适当技术解决药理剂对核质和细胞质室6、7、8之间蛋白质穿梭的影响。成像技术已经显著地推进了在药物治疗的外部刺激下识别亚细胞腔中的蛋白质,然而,强健和支撑性平行技术的重要性对于可靠告知科学观众结果的有效性。
从患者血液样本中分离出的休息淋巴细胞和恶性CLL-B细胞,由于高核质比,在核和细胞质分数的生成方面是一个挑战。优化实验条件以生成可靠可靠的实验数据,对于规划未来的实验方案当然至关重要。此处描述的方法能够定量核质和细胞质馏分中的蛋白质,并确定这些蛋白质如何受到细胞刺激和/或药物治疗的影响。
所述协议为从原质CLL细胞生成核质和细胞质分数,以及随后在细胞刺激时核质和细胞质分数之间的蛋白质贩运定量提供了一种快速而有效的方法和药物治疗。所提供的数据表明,在存在/不存在BCR交叉链接通过F(F) 的情况下,使用双mTOR抑制剂AZD8055进行治疗时,能够检测特定蛋白质(例如FOXO1)在核和细胞质馏分之间的贩运。ab’)2片段刺激 (图 3和图4)。将这些实验与从单个 CLL 患者样本中量化的西方造血位相结合,能够对生成的数据进行客观分析,并演示所描述的测定的鲁棒性,以量化蛋白质定位的全球变化。从患者群群分离出的CLL细胞(图4)。从数据中可以明显看出,细胞质分数中平均有5个患者样本达到接近意义。鉴于CLL患者11的临床异质性,这些分析通常将在较大的患者群组进行,和/或侧重于患者的特定预后子组,以更全面地了解CLL的细胞反应细胞到特定的药物治疗。
所提供的数据表明,选择完全存在于细胞质或核馏分中的蛋白质标记物非常重要,因为这些标记将确认分馏的纯度。β-图布林被选作细胞质分数确认,拉明A/C作为核标记。常用的其他蛋白质是GAPDH和β-图布林,用于识别细胞质分数或Brg1(SMARCA4)、TFIID和RNA聚合酶II,用于核馏纯度4,5。然而,在选择特定分数中高度富集的蛋白质时,必须小心谨慎,而两个馏分中不存在的蛋白质(例如,β-图布林)(图2C)9。事实上,GAPDH和actin,而一般认为是细胞质蛋白可以本地化到细胞核12,13,强调选择分数标记的重要性,当刺激或治疗是应用于单元格。此外,通过运行WCL与亚细胞分馏一起,确认所选蛋白质标记在感兴趣的细胞中表达也是很重要的。
在显示的代表性实验中,每种情况(刺激/药物治疗)都使用相同数量的CLL细胞,然后立即制备分馏样本。加载 10 μg 的分馏蛋白/通道为检测感兴趣的蛋白质提供了足够的材料。由于这些样品只进行短期药物治疗和刺激(长达4小时),假定每个样本中的蛋白质水平保持不变,并且未进行蛋白质检测。然而,如果细胞治疗延长(18-72小时),细胞死亡或细胞增殖水平可能会显著改变提取的蛋白质的质量和数量,这取决于药物/细胞刺激应用,从而改变治疗中的蛋白质水平/刺激样品。在这些长期药物治疗中,建议在西方印迹之前使用布拉德福德测定或等效进行蛋白质定量,以确保在免疫液的每个通道运行相同量的蛋白质。洗涤剂的存在可能会干扰特定的蛋白质测定14,这种干扰可以通过稀释细胞分量蛋白样品来减少。此外,使用完整的莱沙缓冲液作为空白,使用与被测试样品相同的稀释。
为了为本文所述的发现提供支持证据,可以使用荧光显微镜进行平行实验,以分析FOXO1在CLL细胞中的位置,使这些发现可视化5。此外,产生的亚细胞分数也可用于酶活性测定或蛋白质组学分析,用于进一步的下游分析。
The authors have nothing to disclose.
作者要感谢娜塔莎·马利克博士对手稿的批判性审查。这项研究由授予AMM(18003)的”血智项目”项目赠款资助。外地资产管制系统分析设施由豪特基金会供资。MWM由保罗·奥戈曼白血病研究中心之友的博士生资助,JC由保罗·奥戈曼白血病研究中心之友资助,JH由血缘项目赠款资助(18003年)。
1.5 mL microcentrifuge Tubes | Griener Bio one | 616201 | |
3 mL Pasteur Pipettes | Griener Bio one | 612398 | |
12 mm x 75 mm FACS Tubes | Elkay | 2052-004 | |
15 mL Tube | Griener Bio one | 188271 | |
50 mL Tube | Griener Bio one | 227261 | |
anti-CD5 FITC antibody | BD Biosciences | 555352 | phenotypic surface marker |
anti-CD19 PE Cy7 antibody | BD Biosciences | 557835 | phenotypic surface marker |
anti-CD23 APC antibody | BD Biosciences | 558690 | phenotypic surface marker |
anti-CD45 APC Cy7 antibody | BD Biosciences | 557833 | phenotypic surface marker |
anti-β-Tubulin antibody | Cell Signaling | 2146 | cytoplasmic marker |
anti-γ-Tubulin Mouse antibody (clone GTU-88) | Sigma-Aldrich | T5326 | |
anti-FoxO1 (C29H4) Rabbit antibody | Cell Signaling | 2880 | |
anti-Lamin A/C antibody | Cell Signaling | 2032 | nuclear marker |
anti-mouse IgG, HRP-linked Antibody | Cell Signaling | 7076 | Secondary antibody |
anti-rabbit IgG, HRP-linked Antibody | Cell Signaling | 7074 | Secondary antibody |
anti-Rpb1 CTD antibody (clone 4H8) | Cell Signaling | 2629 | nuclear marker |
BDFACS Canto II | BD Biosciences | By Request | Flow Cytometer |
DAPI Solution | BD Biosciences | 564907 | live/dead discriminator |
DMSO | Sigma | D2650 | |
EDTA | Sigma | EDS | |
Fetal Bovine Serum | Thermofisher | 10500064 | |
GraphPad Prism 6 | GraphPad Software | Software | |
Histopaque1077 density gradient media | Sigma | H8889 | |
HyperPAGE 10 – 190 kDa protein marker | Bioline | BIO-33066 | Molecular weight marker |
Image Studio Lite (version 5.2.5) | LI-COR | www.licor.com | Software |
Labnet VX100 | Fisher Scientific | Vortex | |
Nucelar Extract Kit | Active Motif | 40010 | |
OneComp eBeads | Thermofisher | 01-111-42 | |
Trypan Blue Solution | Thermofisher | 15250061 | |
PageRuler Plus Prestained Protein Ladder | Thermo Fisher Scientific | 26619 | Molecular weight marker |
PBS Tablets | Fisher Scientific | BR0014G | |
RosetteSep Human B Cell Enrichment Cocktail | Stem Cell Technologies | 15064 | |
Sigma 3-16P | SciQuip | Centrifuge | |
Sigma 1-15PK | SciQuip | Centrifuge |