Summary

ビオチン化細胞表面タンパク質の精製<em> Rhipicephalus microplus</em>上皮腸細胞

Published: July 23, 2017
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Summary

Rhipicephalus microplus腸組織から上皮細胞を単離するために、改変密度遠心分離勾配に基づく方法論を利用した。表面結合タンパク質をビオチン化し、下流の用途に利用するためにストレプトアビジン磁気ビーズで精製した。

Abstract

Rhipicephalus microplus – 家畜ダニ – いくつかの病原体のベクターとしての家畜への経済的影響の観点から、最も重要な外部寄生生物である。ダニ腸管上皮細胞の表面上に位置するBM86などのワクチン候補の発見に焦点を当てて、その有害な影響を減少させるための牛ダニ制御に努力が払われてきた。現在の研究は、他のワクチン候補をスクリーニングするために、cDNAおよびゲノムライブラリーの利用に焦点を当てている。ダニ腸細胞の単離は、ダニ腸細胞膜上の表面タンパク質の組成を調べる上で重要な利点を構成する。この論文は、半エンボスされたR. microplusのダニの腸内容物から、上皮細胞を単離するための新規かつ実行可能な方法を構成するこのプロトコルは、上皮細胞を上皮支持組織から放出させるためにTCEPおよびEDTAを使用し、不連続密度遠心分離グラジエント他の細胞型から上皮細胞を分離することができる。 FACSまたはLC-MS / MS分析での下流の適用を可能にするストレプトアビジン結合磁気ビーズを用いて、細胞表面タンパク質をビオチン化し、ダニ消化管上皮細胞から単離した。

Introduction

それはウシダニ熱(バベシア症)、アナプラズマおよびウマピロプラズマ病1、2、3、4ベクターとして牛がダニリピセファルスmicroplusは 、熱帯及び亜熱帯地域の家畜産業上の経済的影響の点で最も重要な外部寄生虫です。化学殺ダニ剤の使用のような従来の方法は、ミルクおよび肉の化学的残留物の存在、化学的に耐性のあるマダニの有病率の増加などの暗黙の欠点を有するが、有害作用を減少させるために、ウシのダニ防除に努力が払われてきた5、6、7。その結果、耐性牛、生物学的防除(バイオ農薬)およびワクチンの使用など、ダニ防除の代替法の開発が研究されているINES 4、5、6、7、8、9。

ワクチン候補として利用できるタンパク質の追求において、現在の研究はダニの腸に焦点が当てられている。中腸壁は、基底板の外側が筋肉のネットワークを形成しながら、薄い基底板上に載っている上皮細胞の単一層から構築される。光および電子顕微鏡観察は、中腸が予備細胞(未分化細胞)、分泌細胞および消化細胞の3つのタイプからなることを示している。細胞型の数は、生理学的相によってかなり異なる。分泌及び消化細胞は予備セル18、19、20に由来両方。

cDNAライブラリーの構築ダニ腸の組成物は、潜在的なワクチン候補2、3、4のように、そのようなBm86などの抗原性タンパク質の同定につながっている調べました。糖タンパク質Bm86はダニ腸細胞の表面に局在し、ワクチン接種された牛のウマダニR. microplus )に対する防御免疫応答を誘導する。免疫された宿主により産生された抗Bm86 IgGは、ダニによって摂取され、ダニ腸細胞の表面上でこの抗原を認識し、その後ダニ腸組織の機能および完全性を妨げる。 Bm86抗原に基づくワクチンは、萌芽雌の数、体重および生殖能力を低下させることにより、 R. microplusおよびRhipicephalus annulatusの効果的な防除を示し、その後のダニ世代において幼虫の蔓延を減少させる4 。しかし、Bm86ベースのワクチンはすべてのティックステージに対して有効ではなく、R.のmicroplusのいくつかの地理的な株に対する不満足な有効性を示し、その結果、牛肉及び酪農産業が乏しいこれらのワクチン2,4採用しています。

ダニの腸から上皮細胞を単離する能力は、異なる環境条件下での形態学および生理学を含むタンパク質膜組成を決定する研究の進行を可能にする重要な革新である。本明細書に記載の方法は、キレート剤エチレンジアミン四酢酸(EDTA)および還元剤トリス(2-カルボキシエチル)ホスフィン(TCEP)を利用して、その上皮支持組織10から上皮を放出させる。上皮は、振盪による組織の機械的破壊、続いてPercollにおける不連続勾配遠心分離の後に回収される。本稿では、ダニ腸内分泌腺の単離のための実現可能かつ新規な技術について述べる。真菌細胞。これらの上皮細胞の表面から単離されたビオチン化細胞表面タンパク質は、その後、FACSおよび/またはLC-MS / MS分析などの下流の用途で分析され得る。

Protocol

1. R. microplusからのGut上皮の解剖実験の日に牛の半虫歯のダニを集める。宿主から取り出した後24時間以内にダニを解剖する。 92 mm×16 mmのペトリ皿の底にダクトテープのストリップを貼り付けます。スーパーグルーをテープに追加してください。ティックを腹側をスーパーグルーの上に置き、2分間乾燥させる。 100mLのリン酸緩衝生理食塩水(PBS)をペト…

Representative Results

R. microplusの腸組織から上皮細胞を単離した( 図1) 。 このプロトコールを用いて調製したダニ腸上皮細胞の代表的蛍光顕微鏡画像を図2Aに示す 2B。 セミエンゴールR.マイクロプラスで細胞単離を行うと、細胞は、特異的、球状、平滑な表面形態およ?…

Discussion

蔓延をチェック牛が殺ダニ剤1、4の使用に頼るコントロールの最も一般的な方法で、世界の熱帯・亜熱帯地域で家畜産業にとって大きな問題となります。 Bm86は、以前に起因するBm86地理的配列変異と通常は4を昇圧する要件へのワクチン戦略として限られた成功を収め、R.のmicroplusの侵入に対する保護10抗原?…

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

著者らは、この研究に利用されたRhipicephalus microplus ticksとLucas Karbanowiczのビデオ撮影の支援について、Biosecurity Tick Colony(Queensland Agriculture&Fisheries、Australia)に感謝したい。

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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