Hücre-invaziv DISC1 Protein Türlerinin Üretimi, Saflaştırılması, ve Karakterizasyonu

1. Aggresome Donör Hücre Hazırlanması: Monomerik Kırmızı Floresan Protein (MRFP) veya Gelişmiş Yeşil floresan proteini (eGFP) etiketli İnsan Tam Boy (FL) DISC1 transfeksiyonu Tohum 1.5 x 10 6/10 cm çanak insan nöroblastom NLF (NSG, Philadelphia Çocuk Hastanesi, Philadelphia) on 10 cm yemekleri hücreleri ve gecede büyümek. NLF hücreleri% 10 ile takviye edilmiş RPMI-1640 ortamı içinde kültürlenmiştir FBS, penisilin / Strepomycin, L-Glutamin. Ertesi gün hücreler,% 70-80 konfluense olmalıdır. Geçici olarak 15 ug plasmid DNA ile Metafectene transfeksiyon reaktifi (Biontex, Martinsried, Almanya) ile her biri 10 cm tabak transfekte. Kısaca, 10 cm tabak için, 15 ug plazmid DNA ve 30 ul Metafectene, 750 ul Opti-MEM ile karıştırılmış ve 20 dakika boyunca oda sıcaklığında inkübe edildi. 5 yemekleri pcDNA3.1 MRFP / eGFP-plazmid ile yalnız eGFP etiketli insan (FL) DISC1 ve 5 yemekleri ile transfekte edildi. 2. AggresomeTransfekte Donör Hücrelerden Arındırma Burada açıklanan protokol beyin dokusunda 13 ve büyük agrega ve aggresomes 14 yalıtmak için bir protokol Lewy-Oluşumu arındırmak için bir yöntem bir kombinasyonudur. Zaten mevcut olan yöntemler deterjan kullanımı, hücre-invaziv deneylerde uygulama için deterjan içermeyen protein izolasyon dayandığı için kritik önem taşır. Transfeksiyondan 48 saat sonra, eGFP ve mRFP/eGFP-DISC1 ifade izlemek ve flöresanlı bir mikroskop (Şekil 1) altında aggresomes oluşumu teyit. 1X Proteaz önleyici kokteyl eklemek (Roche, Indianapolis, IN) ile bir Precellys24 homojenizör (Bertin teknolojiler, Fransa) kullanılarak hücrelerin bozmak, PBS pH 7.4, 400 ul PBS ile her bir kazıma ile yıkayın hücrelerini. Kısaca, bir 2 ml parçalama tüp 1 ml hücre süspansiyonu ekleyin ve 10 seramik boncuklar ilave edin. 3 x 60 sn darbeleri ile hücrelerin parçalayıcı. Sürecin mekanik kuvvet olabilir37 Yukarıdaki örnek içindeki sıcaklık artışı ° C nedenle bakım lizis işleminden sonra buz üzerinde örnek chill alınmalıdır. Buz üzerinde soğutulur ve 37 hücreleri, 60 dakika boyunca 10 mM MgCl2, 40 U / ml DNase A ve inkübe ° C ekleyin % 80 çözeltileri,% 50, PBS, pH 7.4 (10 ml her biri) içinde% 20 sakaroz (w / v) hazırlayın. En az% 50,% 20, ardından 2 ml% 80 sakaroz ile başlayarak, bir 15 ml tüp içinde şahin sakaroz eğim hazırlayın. Yavaş degrade dökün ve zaten döktü katmanları rahatsız etmemek için dikkatli olun. 4 at Katman 1000 xg'de 15 dakika degrade ve santrifüj üstüne sindirilmiş lizat ° C. Dikkatlice PBS pH 7.4 5 ciltlik bir pipet ve karışımı ile% 50-80 sakkaroz katmanı arasındaki interfaz toplamak. 4 ° C'de 1000 x g'de 15 dakika boyunca santrifüje Iki ek kat çamaşır tekrarlayın. Bu interfaz yılında aggresomes floresan ve UV ışık altında bir mikroskop gözlenebilir. Süpernatantı atın ve250-500 ul PBS pH 7.4 içinde pelet tekrar süspansiyon. Bu topak saflaştırılmış aggresomes (Şekil 2) içerir. 3. MRFP/eGFP-DISC1 Aggresomes ile Alıcı SH-SY5Y Hücreleri Tedavisi Tohum 5 x 10 4 alıcı SH-SY5Y insan nöroblastom hücrelerinde yapısal bir 24 de plakanın her steril cam lameller üzerine GFP-DISC1 (598-854) ifade. SH-SY5Y hücre Penisilin / Streptomisin, non-esansiyel amino asitler (NEAA) ve% 10 FBS ile takviye DMEM/F-12 ortamında kültüre edilir. 24 saat sonra, her bir kuyunun 10 ul ekleyin ve 48-72 saat süreyle inkübe edin. PBS pH 7.4 ile 3 x hücreler yıkanır ve 5 dakika için% 0.04 'Tripan Mavisi ile hücre dışı floresan gidermek. Buz üzerinde 10 dakika süreyle PBS pH 7.4 'de% 4 PFA ile hücreleri saptamak, DAPI montaj orta (Invitrogen, ABD) ile Altın uzattığı steril H 2 O ile bir kez yıkayın ve cam slaytlar lamelleri monte edin. / Alımını onaylaZ-yığın görüntülerde alıcı hücreler tarafından eksprese işe proteinleri ile kolokalizasyon tarafından dışarıdan uygulanan aggresomes işgali. Ancak, eksojen protein alımını / işgali aslında konak hücrenin protein alımı ile paralel olarak tespit edilemeyebilir. Bizim örneğimizde MRFP etiketli DISC1 aggresomes işe çözünebilir GFP etiketli DISC1 (598-854) konak hücre (bkz. Şekil 3) tarafından ifade edilmiş protein. Resimleri bir Zeiss LSM 510 konfokal-veya Zeiss Axiovision Apotome2 Mikroskop alınmıştır. 4. Rekombinant DISC1 Üretimi (598-785) Bir önceki yayında biz öz-örgütlenme alanlarının varlığına dayalı öz-etkileşim için çeşitli DISC1 protein parçalarının yeteneği analiz. Tüm protein arasında insan DISC1 (598-785) (Şekil 4) güçlü multimerization eğilimi 4 görüntülenen test parçaladı. Bu nedenle, insan DISC1 (598-785) (Resim pET15b içine klonlandıvagen, Madison, Wisconsin) olarak ifade E. 6-histidin etiketi bir N-terminal içeren, coli BL21-(lDE3) Rosetta (Novagen, ABD), ve 4 açıklandığı gibi 8 mol / l üre denatüre edici koşullar altında saflaştınldı. Kısaca, protokol aşağıda verilmiştir. BL21-(IDE3) Rosetta E. coli bir OD 600 5mM 5 mM-arginin-HCl, MgSO4, 100 ug / ml carbencillin, 35 ug / ml kloramfenikol içeren yukarı 2 x 500 ml 2YT içinde büyütülmüştür: 0.6-0.8 ve DISC1 (598-785) ifade endüklenmiştir 1 mM IPTG ile. DISC1 (598-785) 37 ° C 'de 4 saat boyunca ifade edildi ifade santrifüjleme ile hasat bakteriler tarafından sona erdirildi. Bakteri pelet, 50 ml TE tamponu (50 mM Tris-HCl, pH 8.0, 5 mM EDTA) artı 2 mM PMSF,% 1 TX-100, 250 ug / ml lizozim, 20 mM MgCl2 ve 400 U/50 ml içinde tekrar süspanse eridiği sağlamak için DNase I, reaksiyon hafif karıştırma ile oda sıcaklığında 30 dakika süre ile inkübe edildi. Β-mercapt 10 mM ekleBaşka bir 30 dakika boyunca oethanol (ME) ve 500 mM NaCI ve inkübe. 4 ° C'de 30 dakika boyunca 20.000 g'de bakteri inklüzyon gövdelerinin aşağı Spin Yeniden süspanse pelet 50 mM Tris, pH 8.0, 5 mM imidazol, 500 mM NaCl, 8 M üre, 10 mM β-ME ve 4, 30 dakika boyunca 20.000 g'de sentrifüjleme ile artıkları kaldırmak ° C ihtiva eden 50 ml tampon içinde ekstraksiyon Ekstraksiyon tamponu ile Ni-NTA agaroz matrisi yıkayın. Oda sıcaklığında 2 saat süreyle Ni-NTA matris ile yeniden süspansiyon haline getirilmiş precleared protein ekstresi inkübe edin. 12 mM imidazol içeren ekstraksiyon tamponu ile Ni-NTA matrisi yıkayın. 50 mM Tris, 500 mM NaCl, 300 mM imidazol, 8 M üre, 1 mM PMSF, 5 mM EDTA ve β-ME 10 mM ihtiva eden 15 ml elüsyon tamponu ile yavaş yavaş protein Zehir. Β-ME 10 mM PBS, pH 7.4 ile adım adım protein Dialyze. 1 L bakteriyel başlangıç ​​kültürü kaynaktan rekombinant DISC1 (598-785) prot 50 mg'a kadar izole etmek mümkündürein. α-sinüklein refolding Için, α-sinüklein, rekombinant protein 500 mg (Sigma-Aldrich, USA) ile deneyler 1 mg / ml 'lik bir konsantrasyonda PBS içinde çözüldü. Oligomerler elde etmek için, refolding 37 gece boyunca gerçekleştirildi ° C gibi daha önceki bir yayında 10 tanımlanmıştır. 5. DyLight594 ile Rekombinant DISC1 (598-785) Etiketleme Önceki sonraki etiketleme süreci, DISC1 (598-785) proteini β-ME kurtulmuş oldu. Bu nedenle, protein 1:2,000 bir seyreltme PBS pH 7,4-3 kez diyaliz edilir. Etiket 1 üreticinin talimatlarına göre DyLight 594 maleimid (Thermo Scientific, USA) mg DISC1 (598-785). Kısaca, PBS pH 7.4 içinde 1 mg / ml protein çözülür ve serbest tiyol gruplarının geri kazanmak için 5 mM TCEP ekleyin. Oda sıcaklığında 2 saat süreyle inkübe etmek ve reaksiyon DMF boya çözünmüş 20 ul ekle. PBS pH protein 3 x Dialyze2 1:2000 oranında 7.4 her biri HR. İlave etiketli protein saflık artırmak için bir His 6-etiketli bir Ni-NTA sütunu gerçekleştirilir üzerinde afiniteyle saflaştırılması bazlı. 10 ml PBS pH 7.4 ile 1 ml Ni-NTA matris (Qiagen, Almanya) yıkayın. Sütun etiketli, diyalizlenmiş protein uygulayın ve yavaşça sütunu üzerinde çalışmasına izin. 3 x 20 ml PBS, pH 7.4 ile yıkanır protein Eluat hacmini azaltmak için Ni-NTA sütun üzerindeki renkli bant izlerken PBS pH 7.4, 500 mM imidazol damla damla ile protein Zehir. 2 saat için her bir 1:2000 seyreltme bir 10 mM NAPI pH 7.4 ile arındırıldı ve 3 x Dialyze. Eluat, sıvı azot içinde 5 x 100 ul örnekleri ve ek dondurucuda kısım filtreler.İnteger steril 0.45 mikron şırınga kullanın. Her bir 100 ul alikot içinde 1 ug / ml – protein olarak toplam miktarı 0.5 olmalıdır. isteğe concentrtirme adım Stereotaktik sıçan enjeksiyonlar için, proteinin bir hız-vac (Eppendorf Concentrator 5301) 10 kat konsantre edildi. Nihai tampon durum 100 mM NAPI idi. α-sinüklein Etiketleme Rekombinant α-sinüklein bir etiketleme ve arıtma (Ni-NTA sütunu) DISC1 (598-785) ile paralel olarak yapılmıştır. Toplam başlangıç ​​malzemesi 500 mg yerine DISC1 (598-785) için 1 mg idi. 6. Etiketli Rekombinant DISC1 (598-785) Protein Alıcı SH-SY5Y Hücreleri Tedavisi Tohum 5×10 4 alıcı SH-SY5Y insan nöroblastom hücrelerinde yapısal bir 24 de plakanın her steril cam lameller üzerine GFP-DISC1 (598-854) ifade. 5-10 ug / ml 'lik bir konsantrasyonda, hücre kültür ortamına etiketli protein ekleyin ve 48-72 saat boyunca inkübe edilir. PBS pH 7.4 ile 3 x hücreler yıkanır ve ektraksiyonu gidermek5 dakika için% 0.04 'Tripan Mavisi ile ellular floresan. Buz üzerinde 10 dakika süreyle PBS pH 7.4 'de% 4 PFA ile hücreleri saptamak, DAPI montaj orta (Invitrogen, ABD) ile Altın uzattığı steril H 2 O ile bir kez yıkayın ve cam slaytlar lamelleri monte edin. Lazer konfokal mikroskobu ile üretilen Z-yığın görüntülerde alıcı hücreler tarafından eksprese işe proteinleri ile kolokalizasyon tarafından rekombinant protein uygulanan eksojen alımı / işgali onaylayın. Ancak, endojen protein alımı esasen konak hücrenin protein işgali ile paralel olarak tespit edilemeyebilir, Z-yığın görüntüleri hala protein invaziv onaylayabilirsiniz. Bizim örneğimizde rec de. DISC1 (598-785) * en azından kısmen acemi içinde çözünür DISC1 (598-854) konak hücre (Şekil 5A bakınız) tarafından ifade edilmiş protein GFP-etiketli. Rekombinant α-sinüklein işgali ama hiçbir işe için (Şekil 5B) gösterilmiştir. Resimler çekildibir Zeiss LSM 510 konfokal-ya da bir Zeiss mikroskobu Axiovision Apotome2. Konsantre bir enjeksiyon ile bile hayvanın perfüzyon sonra tespit edilebilir enjeksiyon yeri etrafında protein yayılmasında Mpfc sonuçlara DISC1 (598-785) * işaretli (2.5 ug / ul arasında yaklaşık 4 ul), Bir rodamin filterset ile PBS pH 7.4 'de% 4 PFA. Bizim örneğimizde DISC1 (598-785) nöron ayrı bir numara tarafından alınır ve Z-yığın görüntüleme (Şekil 6) ile izlenebilir. Genel olarak, burada kullanılan olanlardan daha sonra diğer proteinlerin enjeksiyon ister istemez hücre istilası yol açmaz. Işgali olayı protein niteliği üzerinde esasen bağlıdır, yine temiz bir arıtma daha fazla analiz için bir ön koşuldur. 7. Temsilcisi Sonuçlar NLF hücrelerinden rekombinant FL DISC1-eGFP saflaştırılmış oluşan Aggresomes alıcı SH-SY5Y ce işgaldüşük verimlilik de lls (yaklaşık% 0.3 5) olarak konfokal mikroskobu (Şekil 3) ile ko tarafından görülebilir. Önceden bildirildiği gibi, DISC1 (598-785) ifade ve E. arınmış coli multimerler 4 pozitif kontrol (Şekil 5B) olarak paralel olarak kullanıldığı α-sinüklein ile benzer yaklaşık olarak% 20 5 (Şekil 5A) ve bir verimle eşit olarak hücre-invaziv oluşturmuştur. Etiketli rekombinant DISC1 (598-785) ifade ve E. arınmış multimerik proteini stereotaksi bir sıçan prefrontal korteks (; Pum, Bader, Huston, Korth, yayınlanmamış Şekil 6) enjekte edildiğinde coli da hücre-invaziv in vivo nöron oldu. Şekil 1. NLF nöroblastom hücrelerinde geçici FP-DISC1 (kırmızı) ifade. Kırmızı floresan aggresomes dete olabilir,hücre içindeki cted. Şekil 2. Bir sükroz degrade arıtma sonrası DISC1 aggresomes MRFP etiketli saflaştırılmış. Şekil 3. Istila aggresomes Floresan resmi. MRFP etiketli flDISC1 aggresomes SH-SY5Y nöroblastom hücreleri ile saflaştırılmış ve inkübe edildi eksprese çözünebilir GFP etiketli DISC1 (598-854). Etiketli aggresomes bir tutulum bir Lazer Tarama mikroskobu (Zeiss LSM 510) Z-yığın görüntüleme ile izlenir. Şekil 4. Rec SEC-profili. S704 ve C704 tek nükleotid polimorfizmleri (SNP) içeren DISC1 (598-785). Her iki değişken sıralanmıştır oligomerizasyonun bir bozulma ve yüksek moleküler ağırlıklı mult oluşumunu göstermekimers (kırmızı ok). Bu resim Leliveld ark yayın., Biyokimya 2009 değiştirilir. Şekil 5. Invaziv DyLight-etiketli rekombinant DISC1 (598-785) Floresan Z-yığın resim. Çözünür GFP-DISC1 (598-854) ifade eden SH-SY5Y nöroblastoma hücre etiketli ile inkübe edildi, 5 ug / ml 'lik bir konsantrasyonda yeniden birleştirici protein. (A) Kırmızı agrega rec işgali gösterir. DISC1 (598-785) protein ve sarı noktalar agrega içine çözünür GFP-DISC1 (598-854) bir işe göstermektedir. (B) Rekombinant α-sinüklein (kırmızı) yaklaşık% 20 oranında bir sıklık ile işe alım olmadan hücreleri işgal etti. büyük bir rakam görmek için buraya tıklayın . Şekil 6. Immünofloresan resmienjekte etiketli, rekombinant DISC1 (598-785) proteini. Z-yığın görüntüleme rec varlığını teyit eder. Nöronal çekirdeklerin (Neun, yeşil) karşı bir antikor ile boyandı sıçan kortikal nöronlarda DISC1 (598-785) proteini.