Summary

Vasodilatation des vaisseaux isolés et l'isolement de la matrice extracellulaire de souris Tight-peau

Published: March 24, 2017
doi:

Summary

We describe the isolation of cardiac extracellular matrix from C57Bl/6J control mice, tight-skin mice, and tight-skin mice treated with the IRF5 inhibitory peptide. We also describe the vasodilation studies on the isolated vessels from C57Bl/6J, tight-skin mice and tight-skin mice treated with the IRF5 inhibitory peptide.

Abstract

The interferon regulatory factor 5 (IRF5) is crucial for cells to determine if they respond in a pro-inflammatory or anti-inflammatory fashion. IRF5’s ability to switch cells from one pathway to another is highly attractive as a therapeutic target. We designed a decoy peptide IRF5D with a molecular modeling software for designing small molecules and peptides.

IRF5D inhibited IRF5, reduced alterations in extracellular matrix, and improved endothelial vasodilation in the tight-skin mouse (Tsk/+). The Kd of IRF5D for recombinant IRF5 is 3.72 ± 0.74 x 10-6 M as determined by binding experiments using biolayer interferometry experiments. Endothelial cells (EC) proliferation and apoptosis were unchanged using increasing concentrations of IRF5D (0 to 100 µg/mL, 24 h). Tsk/+ mice were treated with IRF5D (1 mg/kg/d subcutaneously, 21 d). IRF5 and ICAM expressions were decreased after IRF5D treatment. Endothelial function was improved as assessed by vasodilation of facialis arteries from Tsk/+ mice treated with IRF5D compared to Tsk/+ mice without IRF5D treatment. As a transcription factor, IRF5 traffics from the cytosol to the nucleus. Translocation was assessed by immunohistochemistry on cardiac myocytes cultured on the different cardiac extracellular matrices. IRF5D treatment of the Tsk/+ mouse resulted in a reduced number of IRF5 positive nuclei in comparison to the animals without IRF5D treatment (50 µg/mL, 24 h). These findings demonstrate the important role that IRF5 plays in inflammation and fibrosis in Tsk/+ mice.

Introduction

La régulation de la croissance cellulaire et les réponses immunitaires de mort cellulaire est essentielle pour le rôle de la famille des facteurs de transcription de facteurs de régulation de l'interféron. IRF5 est soulignée comme étant cruciale pour la régulation des réponses immunitaires entre le type 1, une réponse inflammatoire et la promotion de type 2, une réparation tissulaire réponse immunitaire ciblage. IRF5 est la clé 1 dans le cancer, l' auto – immunité et 2, 3, 4, 5.

La souris étanche peau (Tss / +) est un modèle pour la fibrose tissulaire et la sclérodermie due à une mutation de duplication dans le gène de la fibrilline-1. Cette mutation se traduit par une peau étanche et une augmentation du tissu conjonctif. Ces souris développent une inflammation du myocarde, la fibrose et finalement une insuffisance cardiaque 5, 6, 7,> 8, 9. La sclérodermie est une maladie auto – immune affectant fibrotique environ 150.000 patients aux Etats-Unis 6. Les caractéristiques de cette maladie sont une fibrose d'organes internes , y compris le cœur 7, 8, 9, 10, 11.

La nature de l'étude a demandé la conception d'un peptide inhibiteur. L'approche du logiciel a été choisi sur une approche traditionnelle en utilisant un phage display. L'approche du logiciel est plus facile et moins consommatrice de temps. La banque de données RCSB est utilisé pour identifier les sites de liaison appropriés 12. Pour étudier l'interaction du peptide nouvellement conçu avec la protéine recombinante et de se concentrer sur les paramètres de liaison, une technique appelée interférométrie biocouche a été utilisée. Biocouche interférométrie est un techniq biocapteur baséue qui détermine l'affinité de liaison, d'association et de dissociation en utilisant un biocapteur et un échantillon de liaison. Le biocapteur peut être fluorescence, luminescence, radiométrique et colorimétriquement marqué. La mesure est basée sur l' addition ou l' épuisement de masse ressemblant à l' association et la dissociation 13, 14. Le but de cette étude était de comprendre le rôle de IRF5 dans l'inflammation du myocarde et de la fibrose. L'objectif était de mieux comprendre le rôle de IRF5 dans le développement de la fibrose tissulaire et la sclérodermie.

Protocol

Cette étude a été réalisée en stricte conformité avec les recommandations du Guide pour le soin et l'utilisation des animaux de laboratoire des National Institutes of Health. Le protocole a été approuvé par le Institutional Animal Care et utilisation Comité (Protocole: AUA # 1517). Toute recherche impliquant des souris a été réalisée en conformité avec la politique du PHS. 1. Conception de Decoy Peptide Trouver la structure 3D de la IRF5 et baser la conception sur elle. Concevoir un…

Representative Results

Les résultats ont démontré à la figure 1 montrent comment concevoir un peptide. La figure 1, en haut à gauche montre la zone (entre les 2 flèches jaunes, les acides aminés (aa) 425-436) dans IRF5 qui est phosphorylée par un certain nombre de kinases. Figure 1, en haut à droite, montre un ovale jaune où domaine phosphorylée de IRF5 lie. La structure dimérique de 3DSH a été mis en rotation pour observer une fente ou une vall?…

Discussion

L'objectif était de concevoir un inhibiteur de IRF5 pour élucider le rôle de IRF5 sur l'inflammation, la fibrose et la fonction vasculaire dans le cœur des Tsk / + souris. Les conclusions sont que IRF5D n'a pas induit la prolifération ou l'apoptose. En outre, l'inflammation a été réduite et la fonction vasculaire améliorée. Ces données suggèrent que IRF5 joue un rôle mécanistique important dans le développement de l'inflammation et de la fibrose dans le cœur de souris + / Tsk, et …

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

This work was supported by NIH grants HL-089779 (DW), HL-112270 (KAP) and HL-102836 (KAP) and Cimphoni Life Sciences (part of DW salary). The authors thank Meghann Sytsma for editing the manuscript.

Materials

 Triton X 100 Sigma Aldrich X100- 100ml
Alexa 488-labeled goat anti-mouse IgG antibody  Thermo Fisher A11001
Bardford reagent Thermo Fisher 23200 Pierce 
Biosensors Forte-Bio MR18-0009
CD64 (H-250) Santa Cruz Biotechnologies sc-15364
CellEvent Caspase-3/7 Substrate Thermo Fisher/Life Technologies C10427
CellTiter AQueous One Solution Cell Proliferation Assay kit Promega G3580 Promega
DAPI (4′,6-diamidino-2-phenylindole) Thermo Fisher D-1306 1:1000 dilution in PBS
donkey anti rat Alexa 488 Thermo Fisher A-21208 1:1000 dilution in PBS
ECL plus GE healthcare/Amersham RPN2133 After a lot of trial and error we came back to this one
Eclipse TE 200-U microscope with EZ C1 laser scanning software Nikon
goat anti rabbit Alexa 488 Thermo Fisher A-11008 1:1000 dilution in PBS
HRP  anti-goat Santa Cruz Biotechnologies sc-516086 !:10000 dilution in TBS
HRP donkey anti-mouse Santa Cruz Biotechnologies sc-2315 1:10000 dilution in TBS
ICAM-1 antibody Santa Cruz Biotechnologies sc-1511 1:200 dilution in PBS
IRF5 antibody (H56) Santa Cruz Biotechnologies sc-98651
Micro plate reader Elx800 Biotek
NIMP neutrophil marker Santa Cruz Biotechnologies sc-133821 1:200 dilution in PBS
Octet RED Forte Bio protein-protein binding
Peptide design  Medit SA software RCSB.org
Recombinant IRF5 protein synthesis TopGene Technologies protein expression, synthesis service
sodium dodecyl phosphate Sigma Aldrich 436143 detergent
Ketamine Pharmacy Schedule III controlled substance, presciption required 
Xylazine MedVet
3.5X-45X Trinocular Dissecting Zoom Stereo Microscope with Gooseneck LED Lights Am Scope SKU: SM-1TSX-L6W
Zeba Desalting Columns Thermofisher 2161515
Endothelial Basal Media EBM Bullet kit Lonza CC-3124 kit contains growth supplemets
VIA-100K  Boeckeler Instruments
4-15% TGX gel Bio-Rad 5671081
MedSuMo software Medit, Palaiseau, France
Laemmli Buffer BioRad

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Cite This Article
Weihrauch, D., Krolikowski, J. G., Jones, D. W., Zaman, T., Bamkole, O., Struve, J., Pagel, P. S., Lohr, N. L., Pritchard, Jr., K. A. Vasodilation of Isolated Vessels and the Isolation of the Extracellular Matrix of Tight-skin Mice. J. Vis. Exp. (121), e55036, doi:10.3791/55036 (2017).

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