Оптимизированный протокол для извлечения белков из митрального клапана человека

Недавние данные изменили понимание роли многих регуляторных механизмов, которые возникают после синтеза мРНК. Действительно, трансляционные, посттранскрипционные и протеолитические процессы могут регулировать количество и функцию белка. Догма – в которой говорится, что концентрации мРНК являются проксимидами, соответствующими концентрациям соответствующих белков, предполагая, что уровни транскрипции являются основным фактором, определяющим количество белков, – были частично пересмотрены. В результате уровни транскрипции лишь частично предсказывают обилие белка, предполагая, что посттранскрипционные события Происходят для регулирования белков в клетках ^{1 , 2} .

Кроме того, белки в конечном счете диктуют функцию клетки и, следовательно, диктуют ее фенотип, который может подвергаться динамическим изменениям в ответ на аутокринную, паракринную и эндокринную факторы; Кровные посредники; температура; Лечение наркозависимости; И болезни развиваютсяМент. Таким образом, анализ экспрессии, сфокусированный на уровне белка, полезен для характеристики протеома и разгадать критические изменения, которые происходят с ним как часть патогенеза болезни ³ .

Таким образом, возможности, которые протеомика представляет для выяснения состояния здоровья и болезней, являются грозными, несмотря на существующие технологические проблемы. Особенно перспективные области исследований, к которым могут вносить протеомики: идентификация измененной экспрессии белка на любом уровне ( т . Е. Целые клетки или ткань, субклеточные клетки и биологические жидкости); Идентификация, верификация и валидация новых биомаркеров, полезных для диагностики и прогнозирования болезни; И, мы надеемся, идентификация новых белковых мишеней, которые могут быть использованы в терапевтических целях, а также для оценки эффективности и токсичности препарата ⁴ .

Захват сложностиПротеом представляет собой технологическую проблему. Существующие протеомические инструменты дают возможность проводить крупномасштабный высокопроизводительный анализ для идентификации, количественной оценки и проверки измененных уровней белка. Кроме того, внедрение методов фракционирования и обогащения, направленных на предотвращение интерференции, вызванной наиболее распространенными белками, также улучшило идентификацию белка путем включения наименее распространенных белков. Наконец, протеомика дополнена анализом посттрансляционных модификаций, которые постепенно появляются как важные модуляторы функции белка.

Однако подготовка проб и восстановление белка в анализируемых биологических образцах по-прежнему остаются предельными стадиями протеомического рабочего процесса и увеличивают потенциал возможных ловушек ⁵ . Действительно, в большинстве методов молекулярной биологии, которые необходимо оптимизировать, первыми шагами являются гомогенизация тканиИон и клеточный лизис, особенно при анализе белков с низким уровнем обилия, для которых методов амплификации не существует. Кроме того, химическая природа белков может влиять на их собственное выздоровление. Например, анализ высокогидрофобных белков очень сложный, поскольку они легко осаждаются во время изоэлектрической фокусировки, тогда как транс-мембранные белки почти нерастворимы (см. Ссылку 5). Кроме того, изменчивость состава ткани создает значительный барьер для разработки универсального метода экстракции. Наконец, поскольку почти все клинические образцы имеют ограниченное количество, необходимо обеспечить подготовку белка с максимальным восстановлением и воспроизводимостью из минимальных количеств проб ⁶ .

В этой работе описывается оптимизированный протокол экстракции белка из нормального митрального клапана сердца человека, который представляет собой очень сложный образец для протеомического анализа. Нормальный митральный клапан представляет собой компLex, лежащей между левым предсердием и левым желудочком сердца ( рис. 1 ). Он играет важную роль в контроле кровотока из атриума в желудочек, предотвращении обратного потока и обеспечении надлежащего уровня подачи кислорода всему телу, что обеспечивает адекватный сердечный выброс. Однако он часто считается «неактивной» тканью с низкой клеточностью и несколькими компонентами, главным образом в внеклеточной матрице. Это связано с тем, что в нормальных условиях резидентные клапанные интерстициальные клетки (VIC) представляют собой покоящийся фенотип с низкой скоростью биосинтеза белка ⁷ .

Однако было продемонстрировано, что в патологическом состоянии количество VIC в спонгиозе увеличивается, а их синтез белка активируется вместе с другими функциональными и фенотипическими изменениями ⁸ . Поэтому неудивительно, что минимальные данные, имеющиеся вВ литературе основное внимание уделяется анализу патологических митральных клапанов ^{9 , 10} , в которых увеличение числа активированных ВИП может объяснить относительно большое количество идентифицированных белков.

В заключение, настоящий протокол может служить для развития понимания патогенных механизмов, ответственных за болезни митрального клапана, путем изучения компонентов белка митрального клапана. Действительно, более глубокое понимание лежащих в основе патологических процессов могло бы помочь улучшить клиническое лечение клапанных заболеваний, чьи текущие показания к вмешательству в основном основаны на гемодинамических соображениях.