Biz endomembran kopma izleme için bir yöntem açıklanmaktadır, hücre içi bakteri tarafından ortaya çıkarılan<em> Shigella flexneri<em></em</em> Ve<em<em><em> Mycobacterium tuberculosis</em></em</em> Konak hücre işgali üzerine. Bizim test CCF4 kullanan, sitoplazmik bir dizi canlı veya sabit hücrelerde prob FRET. Bu muhabir bakteri yüzeyinde bir enzim aktivitesi mevcut tarafından düşer.
Shigella flexneri bir endositik vakuol içine giren ev sahibi hücrelerin istila patojen bakterilerdir. Bundan sonra, bu membran-kapalı bir bölme arasında kopma, bakteri sitoplazmada içinde hareket etmesine olanak sağlar çoğalır ve daha fazla komşu hücreleri istila. Mycobacterium tuberculosis bağışıklık hücreleri tarafından fagositozunu, ve yakın zamanda makrofajlarda kopma phagosomal membran gösterilmiştir. Biz Shigella flexneri veya Mycobacterium tuberculosis konak hücre girmesinden sonra phagosomal membran bozulması izlemek için sağlam bir test geliştirdi. Bu yaklaşım CCF4 kullanan bir ev sahibi hücrelerin sitoplazmasında dengeye β-laktamaz duyarlı muhabir FRET. Bakteri zarının-kapalı bölümlerinde bulunan gibi bakteriyel patojenler host hücreler ile işgal üzerine prob sürece bozulmadan kalır. Anında hücre içi patojen bölmektedir CCF4 yüzeyinde vakuol, β-laktamaz aktivitesinin bozulmasına yol sonrasinyal FRET kaybına ing ve emisyon spektrumu geçiş. Bu sağlam oranlı metrik test işgalci bakteriler tarafından oluşturulan vakuolar rüptürü zamanlaması hakkında doğru bilgi verir, ve en emisyon sinyallerinin tespiti için özel algoritmalar tarafından otomatik mikroskopi ve görüntü işleme için bağlanabilir verici ve alıcı FRET. Bunun da ötesinde, tek bir hücre içinde, gerçek zamanlı olarak hücre içi bakterilerin ortaya çıkardı vakuolar bozulma dinamiklerin incelenmesi sağlar. Son olarak, sahip olduğu önceki yöntemlerden aşan bir uzay-zaman çözünürlüğü ile yüksek verimlilik analizi için de uygundur. Burada, Shigella flexneri yanı sıra, Mycobacterium marinum, Mycobacterium bovis, birden çok mikobakteriyel suşları kullanılarak zaman atlamalı deneyler ve bitiş noktaları deneyler için HeLa hücreleri ve THP-1, makrofajlar üzerindeki CCF4 vakuolar yırtılma testi için örnek teşkil eden protokoller deneysel ayrıntıları sunmaktadır ve Mycobacterium tuberculosis.
Çok sayıda bakteriyel patojenler enfeksiyon ders sırasında ökaryot hücrelerin membran-kapalı bölümlerinde içselleştirilmiş vardır. Makrofajlar tarafından alındığında ya da patojen aktif tipik olmayan fagositik hücreler içine alımı meydana edilir, Mycobacterium tuberculosis için olduğu gibi hücre girişi, özel bir konakçı hücreler tarafından fagositoz yoluyla gerçekleşir. Bağlı alımı durumunda, Shigella flexneri örneğin, patojen diğer hücre fonksiyonlarının bir Endozomal bölgenin 1,2 olan bakteriyel yer belirleme sonuçlanan sıkı bir şekilde düzenlenmektedir endomembran sınıflandırıcı makineler arasında kaçırmak ana sitozolüne efektör protein enjekte eder. Daha sonra, Shigella vakuolar rüptürü ve ev sahibi membran ticareti ve lizozom kaçınılmalıdır teslim müdahale patojenin sitozolik erişim yol açan çevreleyen membran bozar. Daha yakın zamanlarda, phagolysosomal rüptürü da enfeksiyon str olarak bulunmuşturategy Mycobacterium tuberculosis, özel bir zar bağlı bölmesi 3,17 içinde yerelleştirilmesi için uzun bir süre için düşünülen bir patojen tarafından kullanılır.
Invaziv patojenlerin hücre içi membran kaçakçılığı dinamiğini incelemek için, büyük gelişmeler 4,5 1980'lerin çalışmaları göre transmisyon elektron mikroskobu (TEM) beri elde edilmiştir. Örneğin, boyalar kullanarak floresan mikroskop tabanlı yöntemler, bakteriyel yüzey bileşenler veya hücre içi bölmeli co-lokalizasyon için işaretleri karşı antikor 6,7 devraldı. Ancak, yine de hassas uzaysal çözünürlüğü ve kantitatif bakteriyel patojenler tarafından vakuolar rüptürü ölçmek için sağlamlık verim yok.
Bu engel ilk gen ekspresyon 8 incelemek için kullanılan sefalosporin FRET CCF4-AM elde muhabiri dayalı bir test ile ele alınmıştır. Daha sonra, bu inf bağlamında kullanılanection biyoloji efektör salgı araştırmak ve ev sahibi hücrelerin 9,10,11 içine Neisseria alımını takip etmek. Biz Shigella flexneri 12 ve Mycobacterium tuberculosis 17 ile oluşturulan vakuolar rüptürü çalışmak için bu muhabir yararlanarak bir test geliştirdi. Bizim metodun prensibi Shigella flexneri ile Şekil 1 'de tarif edilmektedir. İlk olarak, konak hücreler ve AM esterden kapalı parçalama sonrasında sitoplazması içine sıkışmış FRET CCF4-AM, alt-tabaka ile yüklenir. Daha sonra, hücreleri Shigella flexneri bulaşmış. bakteri yüzeyinde β-laktamaz mevcut en kısa sürede vakuolar kopma meydana gibi tutunmaya CCF4 yüzey yapabiliyor. Bu 405 nm'de prob uyarım üzerine 450 nm 535 nm emisyon pik anahtarlama FRET sinyal kaybına yol açar. 450/535 nm yoğunluklarının oranlı metrik ölçüm vakuoler bütünlüğünü vurgulamaktadır: düşük oranları membran-en yansıtacakyüksek oranda ise kapalı ya da hücre dışı bakteriler ve bakteri ana sitosol arasındaki temas yansıtmaktadır. Ayrıca THP-1 makrofaj içinde Mycobacterium tuberculosis tarafından uyarılan phagosomal rüptürü çalışmak için bu yöntemin bir uyum raporu. Sekansı CCF4-AM yükleme sadece bakteriyel enfeksiyon sonrası uygulanır, tersine çevrilir, ancak deney prensipler aynı kalır.
Böylece, tek hücre düzeyinde nicel rasyometrik floresan ölçümleri ile, Shigella flexneri en vakuolar rüptürü gerçek zamanlı olarak ve farklı hücre tipleri 12,13,14 gelen sabit örneklerinde izlenebilir. Ayrıca, bu yöntem, Mycobacterium bovis ve Mycobacterium tuberculosis kullanılarak bu çalışmada gösterildiği gibi, diğer invaziv patojenlerin bir dizi adapte edilebilir. Son olarak, iyi 96 (veya iyi 384) için protokol biçimleri minyatür yüksek kapasiteli çok sayıda koşulları tarama sağlar.
CCF4-AM/β-lactamase testi hücre içi Shigella flexneri ve farklı hücre tiplerinde micobakteriyumlar neden vakuolar bozulma izlemek için basit bir yöntemdir. Bu bakteri yüzeyi üzerindeki aktif bir enzim tarafından parçalanabilen bir laktamaz duyarlı sitoplazmik FRET raportör kullanır.
CCF4-AM substrat kaybı kolayca tabaka yükleme yapılmasından sonra tüm çözümler probenesid eklenmesi ile önlenebilir. Gösterildiği gibi, tahlil, birden fazla hücre tipleri (epitel hücreleri, fagositik hücreler) ve format (96, 35 mm ebadındaki bir cam alt yemekler, 6/12/24 kuyucuğu) adapte edilebilir. 6/12/24 plakanın kullanımı için, steril lamelleri hücreleri ekim önce her bir alt kısmında dağıtılmaktadır. Deneyin sonunda, lamelleri Altın Antifade Reaktifi (Invitrogen) uzatmak gibi, montaj orta slaytlar üzerine aktarılır. Bu şekilde sinyal tahlil sonra uzun süreler için kararlıörnekleri tespit sonra PBS içinde korunur 96 kuyu biçimine göre. CCF4-AM substrat yüksek maliyetli numune hacminin belirlenmesi önce dikkate alınmalıdır. Biz onları ölçeklendirme tavsiye nedeni budur. Deneyler 6/12/24 iyi biçimde daha pahalı ama sinyalleri gün boyunca stabildir. Aksine, deney 96 kuyulu formatta ucuzdur, ancak örnekler deney gününde analiz edilmesi gerekir. Bu canlı deneyler de 96 veya 384 formatında yapılabilir dikkat çekicidir. Bu iyi başına pozisyonların numaraları ile aynı zamanda (mutant bakteri, İçişleri Bakanlığı, plazmid veya siRNA transfeksiyon, kimyasal maddeler vb) de koşullar onlarca kullanarak canlı deney performans sağlar. Shigella flexneri için uygun olsa da, biz enfeksiyon döngüsü sitoplazmada muhafaza edilebilir CCF4 ölçülebilir konsantrasyonları yüksek olması nedeniyle "gerçek" gerçek zamanlı ya da hızlandırılmış deneyler mikobakteriler çalışmaları için uygun olmadığını vurgulayın. IçinBu nedenle, CCF4-AM tabaka elde edilir işgal ettikten sonra hücreler üzerinde uygulanır.
MetaMorph yazılım toplama ve analiz için kullanılır durumda, biz de başına resim belirli bir sayıda ile bütün bir 96/384 plaka edinme sağlar modülü "ekran satın alma" kullanmanızı öneririz. Ayrıca, modül "yorum ekran veri" sağlar (i) büyük bir "et" aynı zamanda herhangi bir kanal için de her birinin dikişli resmi mozaik görselleştirme ve (ii) 535 yılında yoğunlukları ölçmek için özel bir algoritma döngü ve 450 nm kanalları. Olsa da, biz zaman atlamalı mikroskopi kullanılarak tek bakterilerin vakuolar rüptürü ölçmek mümkün olmuştur, biz render bireysel bakteri yüzeyinde enzimatik aktivite zor tam hücre içi bakteri ve vakuolar etkinliğinin sayısı ilişkilendirmek için değişir dikkatli istiyorum rüptürü.
Tahlil sağlamlığı göz önüne alındığında, bu h için uygundurüksek üretilen 96 veya 384 biçimlerde yaklaşır. Ayrıca, başarılı bir süspansiyon 16, hücrelerin enfeksiyonu incelemek için FACS analizi için bu protokol adapte edilmiştir. Deney, aynı zamanda, geniş bir uygulama aralığı için lider, kendi yüzeyi üzerinde laktamaz sunan diğer bakteri veya taşıyıcıların incelenmesi için de kullanılabilir. Örneğin, bu yaklaşım, β-laktamaz ifade Legionella pneumophila, Listeria monocytogenes veya Salmonella typhimurium 12 gibi diğer patojenlerin neden olduğu vakuolar rüptürü incelemek için kullanılabilir. Listeria monocytogenes Shigella flexneri karşılaştırılabilir kısa bir enfeksiyon döngüsü vardır bu yana, zaman atlamalı deneyler mümkündür. Buna karşılık, çünkü Legionella pneumophila ve Salmonella typhimurium ekran uzun enfeksiyonu döngüleri, biz son nokta deneyler öneririz.
Olası uygulamalar çeşitli CCF4-AM/β-lactamase tahlil bir yaparsabit örneklerinde ya da gerçek zamanlı olarak hücre içi patojenlerin neden vakuolar rüptürü izlemek için ilginç florometrik yöntemi.
The authors have nothing to disclose.
Bu çalışma Agence Nationale pour la Recherche ve Avrupa Araştırma Konseyi tarafından finanse edildi.
Name of the reagent | Company | Catalogue number | Comments (optional) |
LiveBlazer FRET-B/G Loading Kit (CCF4-AM) | Invitrogen | K1089 | Protect from light, stock in – 80 ° aliquots |
Draq5 | Biostatus | DR50050 | |
Poly-L-lysine | Sigma | P9155 | |
μCLEAR-PLATE, BLACK, 96 well | Greiner Bio-One | 655090 | |
35 mm glass bottom dishes | MatTek corp. | P35G-1.5-10-C | |
Probenecid | Sigma | P8761 | |
β-lactamase | Sigma | P0389 |