Proteinisolierung aus den Entwicklungs embryonalen Mäuseherzklappen Region

Summary

The analysis of protein expression in young embryonic mouse valves has been hampered by the limited tissue available. This manuscript provides a protocol for preparing protein from developing embryonic mouse valve regions for western blot analysis.

Abstract

Western blot analysis is a commonly employed technique for detecting and quantifying protein levels. However, for small tissue samples, this analysis method may not be sufficiently sensitive to detect a protein of interest. To overcome these difficulties, we examined protocols for obtaining protein from adult human cardiac valves and modified these protocols for the developing early embryonic mouse counterparts. In brief, the mouse embryonic aortic valve regions, including the aortic valve and surrounding aortic wall, are collected in the minimal possible volume of a Tris-based lysis buffer with protease inhibitors. If required based on the breeding strategy, embryos are genotyped prior to pooling four embryonic aortic valve regions for homogenization. After homogenization, an SDS-based sample buffer is used to denature the sample for running on an SDS-PAGE gel and subsequent western blot analysis. Although the protein concentration remains too low to quantify using spectrophotometric protein quantification assays and have sample remaining for subsequent analyses, this technique can be used to successfully detect and semi-quantify phosphorylated proteins via western blot from pooled samples of four embryonic day 13.5 mouse aortic valve regions, each of which yields approximately 1 μg of protein. This technique will be of benefit for studying cell signaling pathway activation and protein expression levels during early embryonic mouse valve development.

Introduction

Die Möglichkeit zur Identifizierung und Quantifizierung Proteinexpressionsniveaus ist eine Standardtechnik für tier- und zellbasierten Experimenten. Doch trotz langjähriger Interesse an der frühen embryonalen Herzklappen Entwicklung, Bewertung Proteinexpression in diesem speziellen Gewebe während der Entwicklung ist derzeit sowohl in der Immunhistochemie Küken und Maus ^1,2 begrenzt. Ein Teil der Schwierigkeit der Quantifizierung der Proteinexpression in den Entwicklungs Ventile aller Modellorganismen (beispielsweise Küken und Maus) ist die geringe Größe der Ventile, die die Menge an Protein, die erhalten werden können, begrenzt. So für quantitative Analysen, die Forscher der Regel verlassen sich auf die RNA-Extraktion und Amplifikation für die anschließende quantitative PCR oder Microarray-Analyse ^2-5. Jedoch sind RNA-und Protein-Expressionsniveaus nicht vollständig korrelativen ^6, so sich auf RNA-Expression nicht eine strenge aufgrund der zahlreichen Änderungen, die in einem gegebenen Signalisierungs auftretenWegs zu verschiedenen Zeiten während Entwicklungen. Basierend auf dieser Grenze in der gegenwärtig verfügbaren Methoden, das Ziel dieses Verfahrens war es, ein Protokoll für die zuverlässige, ausreichende Mengen des Proteins aus den Entwicklungs embryonalen Maus Herzklappenbereiche für die quantitative Analyse der Änderungen, die in verschiedenen Signalwegen, die in wichtig auftreten entwickeln Die Reifung des Gewebes.

Embryonale Ventile sind bereits häufig von Mäusen für die RNA-Isolierung und anschließende Genexpressionsanalyse ^2-5 seziert. Allerdings haben diese Studien mit Gen-Expression als ein Auslesen der Signalwegs-Aktivierung, die nicht den Nachweis erkennen posttranslationalen Proteinmodifikationen, die nachgeschalteten Signal beeinflussen können zulässt beschränkt. Mit Hilfe der RNA-Isolierung Techniken als Ausgangspunkt, begannen wir mit sezieren die Regionen von Interesse. Da unser Interesse wurde phosphoryliert Proteine, die indikativ Erkennen von Signal pat warenHWAY Aktivität während einer bestimmten Zeit Aortenklappe Entwicklung (E13.5-14.5), führten wir alle Sektionen in phosphatfreien Tris-Puffer und die Ventile in einem Tris-Lyse-Puffer mit Phosphatase und Protease-Inhibitoren gesammelt. In unserem speziellen Fall nur die Aortenklappe Regionen wurden gesammelt, aber der Pulmonalklappe Bereich leicht zur gleichen Zeit erhalten werden. Die Ventilbereiche wurden dann homogenisiert und in Kombination mit einem Probenpuffer, der derzeit verwendet wird, um die Proteinexpression in adulten Herzklappen ⁷ zu untersuchen. Durch die Verwendung von kleinen Probenmengen (beispielsweise 2 ul) und Vereinigen Ventilbereiche von Embryonen mit dem gleichen Genotyp, waren wir in der Lage, phosphorylierte und nicht-phosphorylierte Proteine ​​an embryonalen Tag ⁸ 13,5 erfassen. Da die Ventilbereiche können eingefroren und in Lyse-Puffer gespeichert werden können, wenn Embryonen vor Pooling benötigt genotypisiert werden.

Diese Technik erweitert den Satz von Tools, die für die Auswertung zur Verfügung stehen Zelle signaling Wege während der Entwicklung und eine quantitative Kompliment Immunhistochemie, die speziell für die Entwicklung von Herzklappen. Diese Technik sollte der Nutzen nicht nur für Entwicklungs Kardiologen, aber auch für alle Entwicklungsbiologen, die mit frühen Embryonen arbeiten, sind interessiert in Regionen, die begrenzte Gewebe enthalten sein.

Protocol

HINWEIS: Alle Experimente wurden von der Institutional Animal Care und Use Committee an der Universität von North Carolina in Chapel Hill genehmigt. 1. Verbrauch der Aortenklappe Mit einem zugelassenen Euthanasie Technik für die embryonalen Stadium von Interesse, einschläfern eine schwangere Maus mit Welpen an der gewünschten embryonalen Tag (E) der Entwicklung. Verwenden 70% Ethanol, um den Bauch der Schwangeren zu sterilisieren. Heben Sie die Haut und Muskeln des U…

Representative Results

Mit dieser Präparationstechnik, waren wir in der Lage, im Einzel Aortenklappe Regionen aus E13.5 Embryonen erkennen phosphoryliert Smad 1,5,8 (pSmad). Wie in 1A gezeigt, ist das Protein von sogar einer einzigen Ventilbereich isoliert ausreicht, um eine schwache pSmad Band zu erfassen. Signalintensität nimmt proportional zur Anzahl der Ventilbereiche, die gebündelt sind. Wichtig ist, bleibt die pSmad / β-Actin-Verhältnis in den verschiedenen Stichprobengrößen (Abbildung 1c)</str…

Discussion

Die Fähigkeit, Proteinspiegel in der frühen embryonalen Maus quantifizieren und Küken Herzklappen Regionen bietet ein zusätzliches Werkzeug für das Verständnis der kritischen zellulären Signalereignisse für Ventil Entwicklung. Unsere hier beschriebenen Protokoll nicht wesentlich von Standardproteinisolierungsverfahren abweichen. Jedoch durch Änderung einiger Schlüsselschritte, haben wir erfolgreich erhalten phosphoryliert Proteine ​​aus extrem kleinen Probengrößen. Um dieses Ergebnis zu erreichen, sind d…

Materials

Name of Reagent/ Equipment	Company	Catalog Number	Comments/Description
Timed-pregnant mouse			To be dissected at the embryonic stage of interest
Stereoscopic microscope	Nikon	SMZ645
0.1 M Tris, pH 7.6
Microscissors	Fine Science Tools	15003-08
Fine forceps, #5	Fine Science Tools	11251-30
Dissecting needle holders	Ted Pella Inc.	13560
Dissecting needles	Ted Pella Inc.	13561-10
Micropipette, 20 μl, with tips
Lysis buffer			50 mM Tris-HCl, pH 7.5, 150 mM NaCl, 5 mM EDTA, 1% Triton
PhosSTOP	Roche	4906845001	Add 1 tablet to 10 ml lysis buffer
TissueLyser LT	Qiagen	85600
Stainless steel beads	Qiagen	69989
Microcentrifuge