Summary

Purificazione delle proteine ​​superficiali delle cellule biotinilate da<em> Rhipicephalus microplus</em> Cellule epiteliali delle ghiandole

Published: July 23, 2017
doi:

Summary

Una metodologia basata sulla gradiente di centrifugazione a densità modificata è stata utilizzata per isolare le cellule epiteliali del tessuto intestinale di Rhipicephalus microplus . Le proteine ​​legate alle superfici sono state biotinilate e purificate mediante perline magnetiche di streptavidina per l'utilizzo nelle applicazioni a valle.

Abstract

Rhipicephalus microplus – il bestiame bestiame – è l'ectoparasite più significativo in termini di impatto economico sul bestiame come vettore di diversi agenti patogeni. Gli sforzi sono stati dedicati al controllo del bestiame da bere per diminuire i suoi effetti deleteri, con particolare attenzione alla scoperta di candidati vaccinali, come BM86, localizzati sulla superficie delle cellule epiteliali delle ghiandole. La ricerca attuale si concentra sull'utilizzo di cDNA e librerie genomiche, per la ricerca di altri candidati vaccinali. L'isolamento delle cellule gutricole costituisce un importante vantaggio nell'individuare la composizione delle proteine ​​superficiali sulla membrana delle cellule gutiche. Questa carta costituisce un metodo nuovo e fattibile per l'isolamento delle cellule epiteliali, dal contenuto di gocce del polmone R. microplus semiaffuso. Questo protocollo utilizza TCEP e EDTA per rilasciare le cellule epiteliali dai tessuti di supporto subepitheliali e una gradi di centrifugazione a densità discontinuaNt per separare le cellule epiteliali da altri tipi di cellule. Le proteine ​​superficiali delle cellule sono state biotinilate e isolate dalle cellule epiteliali delle ghiandole, usando branelli magnetici legati alla streptavidina, che consentono applicazioni a valle in analisi FACS o LC-MS / MS.

Introduction

Rhipicephalus microplus , il segno del bestiame, è l'ectoparasite più significativo in termini di impatto economico sull'industria del bestiame delle regioni tropicali e subtropicali in quanto vectors bovine tick-tick (babesiosis), anaplasmosis e piroplasmosis equestre 1 , 2 , 3 , 4 . Gli sforzi sono stati dedicati al controllo dei bovini da bestiame, per diminuire l'effetto deleterio, tuttavia i metodi convenzionali come l'uso di acaricidi chimici hanno inconvenienti impliciti, come la presenza di residui chimici nel latte e la carne e l'aumento della prevalenza di zecche chimicamente resistenti 5 , 6 , 7 . Di conseguenza, è stato studiato lo sviluppo di metodi alternativi di controllo del bersaglio, come l'uso di bovini di resistenza naturale, il controllo biologico (biopesticidi) e il vaccinoInes 4 , 5 , 6 , 7 , 8 , 9 .

Nel perseguimento di proteine ​​in grado di essere utilizzate come candidati per il vaccino, la ricerca attuale è incentrata sul guscio del timo. La parete midgut è costruita da un unico strato di cellule epiteliali che poggiano su una sottile lamina basale, con l'esterno della lamina basale che forma una rete muscolare. Le osservazioni del microscopio della luce e dell'elettronica indicano che il midgut è costituito da tre tipi di cellule: riserva (indifferenziata), secrezione e digestione. Il numero di tipi di cellule varia notevolmente a seconda della fase fisiologica. Le cellule di secretory e digestive sono entrambe originate dalle cellule di riserva 18 , 19 , 20 .

La costruzione di librerie cDNAPer esaminare la composizione dell'intestino del guscio ha portato all'identificazione di proteine ​​antigeniche, come Bm86, come candidati potenziali per la vaccinazione 2 , 3 , 4 . La glicoproteina Bm86 è localizzata sulla superficie delle cellule gutiche del tick e induce una risposta immunitaria protettiva contro il bestiame bovino ( R. microplus ) nei bovini vaccinati. Le IgG anti-Bm86 prodotte dall'host immunizzato vengono ingerite dal ticchettio, riconoscono questo antigene sulla superficie delle cellule intestinali, e quindi disturbano la funzionalità e l'integrità del tessuto intestinale. I vaccini basati sugli antigeni Bm86 hanno mostrato un controllo efficace di R. microplus e Rhipicephalus annulatus, riducendo il numero, il peso e la capacità riproduttiva delle femmine incurvando, con conseguente riduzione delle infestazioni di larvali nelle successive generazioni di ticchetti 4 . Tuttavia, i vaccini basati su Bm86 non sono efficaci contro tutte le fasi del tick e hannoHa dimostrato un'efficacia insoddisfacente nei confronti di alcuni ceppi geografici di R. microplus , di conseguenza le industrie bovine e lattiero-caseari hanno adottato male questi vaccini 2 , 4 .

La capacità di isolare le cellule epiteliali dall'intestino è una innovazione significativa che consentirebbe la progressione della ricerca a determinare la composizione della membrana proteica, compresa la morfologia e la fisiologia in condizioni ambientali differenti. Il metodo qui descritto utilizza l'agente chelante acido etilendiamintetraoacetico (EDTA) e l'agente riducente tris (2-carbossiletil) fosfina (TCEP) per rilasciare l'epitelio dai suoi tessuti di supporto sub-epiteliali 10 . L'epitelio viene recuperato a seguito di scosse meccaniche dei tessuti agitando, seguita da centrifugazione a gradiente discontinua in Percoll. Questo articolo descrive una tecnica fattibile e novella per l'isolamento di epi di zuccheroCellule teliali. Le proteine ​​superficiali delle cellule biotinilate, isolate dalla superficie di queste cellule epiteliali, possono successivamente essere analizzate in applicazioni a valle come FACS e / o analisi LC-MS / MS.

Protocol

1. Dissezione dell'epitelio di Gut da R. microplus Raccogli le zecche semi-inguine dal bestiame nel giorno dell'esperimento. Disseccare le zecche entro 24 ore dopo la rimozione dall'ospite. Aderire una striscia di nastro adesivo alla parte inferiore del piatto di Petri da 92 mm x 16 mm. Aggiungere una goccia di colla super al nastro. Posizionare il ticchettio, lato ventrale verso il basso sulla colla super, lasciare asciugare per 2 minuti. Versare 100 ml …

Representative Results

Le cellule epiteliali sono state isolate dai tessuti intestinali di R. microplus secondo lo schema presentato in Figura 1 . Le rappresentazioni rappresentative di microscopia a fluorescenza delle cellule epiteliali delle ghiandole del guscio preparate usando questo protocollo sono mostrate nella Figura 2A E 2B. Poiché l'isolamento delle cellu…

Discussion

Le infestazioni di zootecnia costituiscono un grave problema per l'industria del bestiame nelle regioni tropicali e subtropicali del mondo, con il metodo più comune di controllo dipendente dall'uso degli acaricidi 1 , 4 . Bm86 è stato precedentemente individuato all'interno della superficie epiteliale della ghiera di zecca come antigene protettivo contro l'infestazione di R. microplus 10 , con un successo limita…

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

Gli autori vogliono ringraziare la Biosecurity Tick Colony (Queensland Department of Agriculture & Fisheries, Australia) per la fornitura di Rhipicephalus microplus ticks utilizzati per questo studio e Lucas Karbanowicz per l'assistenza con la ripresa video.

Materials

0.4% Trypan Blue ThermoFisher Scientific 15250061
1.5 mL microcentrifuge tube Eppendorf 3322
100mM Carbonate Buffer 3.03 g Na2CO3, 6.0 g NaHCO3 1000 ml distilled water pH 9.6
16 mL centrifuge tubes with sealing cap Thermo Scientific 3138-0016 Cool in ice prior to gradient
250 µM cell strainer Thermo Fisher 87791
3,3′,5,5′-Tetramethylbenzidine (TMB) Liquid Substrate System for ELISA Sigma T0440 Stored at 4C
30% Hydrogen Peroxide Labscene BSPA5.500
4-20% Tris-MOPS Gel Gen Script M42015
4-Chloro-1-naphthol tablet Sigma-Aldrich C6788
50 mL Falcon Tube Corning Blue 30 x 115mm style. Polyproplyene conical tube.
70 µM cell strainer BD Falcon 352350
AP15 filter paper Millipore AO1504200
Biotin (Type A) Conjugation Kit Abcam Ab102865
Dissection microscope Olympus SZX7
DP Manager  Olympus 2.2.1.195 Cell imagery software
Duct Tape Home Handyman 48mm x 25mm Duct Tape
Dulbecco’s Modified Eagle Medium Gibco 11995-065 DMEM – ice cold for protocol
EDTA Amresco 0105-500G
F96 Maxisorp Immuno Plate Nunc 439454
Fetal Bovine Serum Sigma-Aldrich 12003C FCS
Fluorescence microscope   Olympus  BX51
Fluoroshield with DAPI Sigma-Aldrich F6057-20ML DAPI
Forceps Dumont #9 Dumont – Switerzland
Glycerol Sigma-Aldrich G5516 Glycerol for molecular biology >99%
Glycine Sigma-Aldrich 410225
Hand-Held Counter Officeworks JA0376230
Hank’s Balanced Salt Solution Sigma Life Sciences H9394 HBSS – ice cold for protocol
Hemacytometer Optik Lakor
L-Glutathione oxidized Sigma-Aldrich G4376
Magnetic Separation Stand Novagen 4-Tube Magnetic Separation Rack
Methanol Sigma-Aldrich 179337
Milli-Q Water Millipore ZRXQ003WW Integral Water Purification System for Ultrapure Water
Nitrocellulose Membrane Life Sciences 66485 30cm x 3M pure nitrocellulose membrane
PageRuler Prestained protein Ladder Thermo-Fisher SM0671
PBS 1.16 g Na2HPO4, 0.1 g KCl, 0.1 g K3PO4, 4.0 g NaCl (500 ml distilled water) pH 7.4
Percoll Sigma-Aldrich P1644-500ML
Peristaltic Pump Masterflex 7518-10
Phosphoric Acid Sigma-Aldrich P6560
Pierce Protein-Free T20 PBS Blocking Buffer Thermo-Scientific 37573 Stored at 4C. Blocking Buffer
Protease Inhibitor Cocktail Sigma-Aldrich P8215-5ML PIC – stored at -20 °C
Quick Start Bradford Dye Reagent 1x Biorad 500-0205 For Bradford Assay
Quick Start BSA Standards Biorad 500-0207 BSA standards for Bradford Assay
Scalpel Lab. Co Size 11 Scalpel
SilverQuest TM Staining Kit Invitrogen LC6070
Simply Blue TM Safe Stain  Invitrogen LC6060
Sorvall C6+ Ultracentrifuge Thermo Scientific 46910
Streptavidin (HRP) Abcam AB7403
Streptavidin Magnetic Beads New England Biolabs S1420S
Super Glue – Ultra Fast Mini UHU UHU Super Glue 1mg. Ultra Fast mini
Table-top Centrifuge Eppendorf 22331
TCEP Thermo Fisher 20490
Triton X-100 Biorad 161-0407
Tween-20 Sigma P2287-500ML
Vortex Mixer Ratek VM1
Water Bath Grant GD100

References

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Cite This Article
Karbanowicz, T. P., Lew-Tabor, A., Rodriguez Valle, M. Purification of Biotinylated Cell Surface Proteins from Rhipicephalus microplus Epithelial Gut Cells. J. Vis. Exp. (125), e55747, doi:10.3791/55747 (2017).

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