Des souris transgéniques ou des vecteurs viraux ont été utilisés pour augmenter l'expression des protéines dans le poumon. Cependant, ces techniques sont fastidieux, difficile techniquement et avoir des effets hors-cible qui peut fausser les résultats. Notre protocole de transfection de la protéine utilise un réactif de transfection à base de lipides et une microsprayer ultrafine pour fournir uniformément protéine active à des cellules de poumon.
L'augmentation de l'expression des protéines permet aux chercheurs de mieux comprendre le rôle fonctionnel de cette protéine dans la régulation de processus biologiques essentiels 1. Dans le poumon, ceci a été réalisé généralement par des approches génétiques qui utilisent des souris transgéniques 2,3 ou de vecteurs viraux ou non viraux qui élèvent les niveaux de protéines via une expression accrue du gène 4. Les souris transgéniques sont coûteux et chronophage pour générer et l'insertion aléatoire d'une expression de gène transgénique ou chroniques peuvent altérer le développement normal des poumons et donc limiter l'utilité du modèle 5. Alors que les transgéniques conditionnelles éviter les problèmes associés à l'expression chronique de gène 6, les souris inverse tétracycline transactivateur contrôlé (rtTA), qui sont utilisés pour générer une expression conditionnelle, développent spontanément élargissement de l'espace aérien 7. Comme avec les transgéniques, l'utilisation de vecteurs viraux et non viraux est cher 8 et peut provoquer des doses dréactions inflammatoires ependent que brouiller les résultats 9 et nuisent à l'expression 10. Par ailleurs, l'efficacité de doses répétées sont limitées par des réponses immunitaires renforcées au vecteur 11,12. Les chercheurs développent adéno-associé (AAV vecteurs viraux) qui provoquent moins d'inflammation et avoir plus d'expression dans le poumon 13.
Utilisation de β-galactosidase, nous présentons une méthode pour l'expression des protéines rapidement et efficacement croissante au sein du poumon en utilisant une technique de transfection directe des protéines. Ce protocole associe un montant fixe de protéine purifiée avec 20 pi d'un réactif de transfection à base de lipides (Pro-Ject, Pierce Bio) pour permettre la pénétration dans le tissu pulmonaire lui-même. Le mélange de protéines liposomale est ensuite injecté dans les poumons des souris via la trachée en utilisant un microsprayer (Penn siècle, Philadelphie, PA). Le microsprayer génère une amende panache d'aérosol liquide à travers les poumons. En utilisant la techniquenous avons démontré un dépôt uniforme de la protéine injectée à travers les voies respiratoires et les alvéoles de souris 14. La technique de transfection en lipides permet l'utilisation d'une petite quantité de protéine pour obtenir un effet. Cela limite la réponse inflammatoire qui serait autrement provoquée par l'administration riche en protéines. En effet, en utilisant cette technique, nous avons publié que nous avons réussi à augmenter de manière significative l'activité de PP2A dans les poumons sans affecter les poumons cellularité lavage 15. Lung lavage cellularité pris 24 heures après la provocation était comparable aux témoins (27 ± 4 contrôle contre 31 ± 5 transfectées albumine, N = 6 par le groupe). Par ailleurs, il augmente les niveaux de protéines sans induire les changements développementaux du poumon ou modifications architecturales qui peuvent se produire dans les modèles transgéniques. Cependant, la nécessité pour les administrations répétées peut rendre cette technique moins favorable pour les études portant sur les effets des augmentations à long terme dans l'expression des protéines. Cela serait particulièrement true pour les protéines à demi-vie courte.
L'avantage de cette technique par rapport à d'autres méthodes est qu'elle produit une augmentation des niveaux de protéines et l'activité dans le tissu pulmonaire lui-même. En outre, il pénètre dans les régions les plus distales du poumon plutôt que de rester simplement dans les voies aériennes. Nous avons mesuré l'activité accrue des protéines de notre injectat même après lavaging les voies respiratoires avec une solution saline 15. Les analyses de l'activité de tissus…
The authors have nothing to disclose.
Ce travail a été soutenu par le National Institutes of Health (7R01HL098528-03) et Innovator Award clinique de FAMRI.
Name of the reagent | Company | Catalogue number | Comments (optional) |
Pro-Ject | Pierce Bio | 89850 | |
Microsprayer | Penn Century | FMJ-250 | |
Beta-galactosidase | Pierce Bio | 89850 | |
Beta-galactosidase antibody | Santa Cruz Bio | SC-19119 | |
Mouse serum albumin | Sigma Aldrich | A3139 | |
Ketamine/xylazine | Sigma Aldrich | K113 |