Proteína Aislamiento del desarrollo embrionario del corazón del ratón Válvula Región
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
Ser capaz de identificar y cuantificar los niveles de expresión de proteínas es una técnica estándar para animal- y los experimentos basados en células. Sin embargo, a pesar de un interés de larga data en el desarrollo de la válvula cardíaca embrionaria temprana, la evaluación de la expresión de proteínas en este tejido específico durante el desarrollo se limita actualmente a la inmunohistoquímica en tanto el pollo y 1,2 ratón. Parte de la dificultad de cuantificar la expresión de proteínas en las válvulas de desarrollo de la mayoría de organismos modelo (por ejemplo, de pollo y de ratón) es el pequeño tamaño de las válvulas, lo que limita la cantidad de proteína que se puede obtener. Por lo tanto, para los análisis cuantitativos, los investigadores normalmente se basan en la extracción de ARN y amplificación por PCR cuantitativa posterior o el análisis de microarrays 2-5. Sin embargo, los niveles de expresión de ARN y proteínas no son del todo correlativa 6, por lo que se centra en la expresión del ARN no pueden dar una explicación rigurosa de los numerosos cambios que se producen en cualquier señalización dadavía en varias ocasiones durante la evolución. Sobre la base de este límite en la metodología actualmente disponible, el objetivo de este procedimiento fue desarrollar un protocolo para la obtención fiable de cantidades suficientes de proteína a partir de las regiones de la válvula cardiaca de embriones de ratón en desarrollo para el análisis cuantitativo de los cambios que se producen en diversas vías de señalización que son importantes en la maduración de este tejido.
Válvulas embrionarias son ya comúnmente disecados de los ratones para el aislamiento de ARN y análisis de expresión génica posterior 2-5. Sin embargo, estos estudios se han limitado a la utilización de la expresión génica como una lectura de salida de activación de la vía de señalización, que no permite la detección de detectar proteínas modificaciones post-traduccionales que pueden afectar a la señalización aguas abajo. Utilizando las técnicas de aislamiento de ARN como punto de partida, comenzamos con la disección de las regiones de interés. Debido a que nuestro interés se detecta proteínas fosforiladas que eran indicativos de pat señalizaciónhway actividad durante un período específico de desarrollo de la válvula aórtica (E13.5-14.5), que realiza todas las disecciones en tampón Tris-fosfato libre y se recogió las válvulas en un tampón de lisis a base de Tris con inhibidores de fosfatasa y proteasa. En nuestro caso específico, sólo se recogieron las regiones de la válvula aórtica, pero la región de la válvula pulmonar podrían obtenerse fácilmente al mismo tiempo. Las regiones de la válvula fueron entonces homogeneizada y combinado con un tampón de muestra que se utiliza actualmente para estudiar la expresión de proteínas en las válvulas cardiacas adultas 7. Mediante el uso de pequeños volúmenes de muestra (por ejemplo, 2 l) y puesta en común de las regiones de la válvula a partir de embriones con el mismo genotipo, hemos sido capaces de detectar las proteínas fosforiladas y no fosforilada en el día embrionario 13.5 8. Debido a que las regiones de válvula pueden ser congelados y almacenados en tampón de lisis, los embriones pueden ser genotipados si es necesario antes de la puesta en común.
Esta técnica amplía el conjunto de herramientas que están disponibles para evaluar signalin celularg vías durante el desarrollo y ofrece un cumplido cuantitativa de inmunohistoquímica, específicamente para las válvulas cardíacas en desarrollo. Esta técnica debe ser de beneficio no sólo para los cardiólogos de desarrollo, sino también a todos los biólogos del desarrollo que trabajan con embriones en fase inicial están interesados en regiones que contienen tejido limitado.
Protocol
Representative Results
Discussion
La capacidad de cuantificar los niveles de proteína a principios de embriones de ratón y Chick regiones válvula cardíaca proporciona una herramienta adicional para la comprensión de los eventos de señalización celular críticas para el desarrollo de la válvula. Nuestro protocolo descrito en este documento no difiere en gran medida de los procedimientos de aislamiento de proteínas convencionales. Sin embargo, mediante la modificación de algunas medidas clave, que hemos obtenido con éxito proteínas fosforilada…
Divulgazioni
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
We would like to thank Andrea Portbury and Davin Townley-Tilson for critical reading of the manuscript and the NIH (grant # R01HL061656) for funding support.
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 |
Riferimenti
- Wirrig, E. E., Hinton, R. B., Yutzey, K. E. Differential expression of cartilage and bone-related proteins in pediatric and adult diseased aortic valves. J Mol Cell Cardiol. 50, 561-569 (2011).
- Chakraborty, S., et al. Twist1 promotes heart valve cell proliferation and extracellular matrix gene expression during development in vivo and is expressed in human diseased aortic valves. Dev Biol. 347, 167-179 (2010).
- Lee, M. P., Yutzey, K. E. Twist1 directly regulates genes that promote cell proliferation and migration in developing heart valves. PLoS One. 6 (e29758), (2011).
- Peacock, J. D., Huk, D. J., Ediriweera, H. N., Lincoln, J. Sox9 transcriptionally represses Spp1 to prevent matrix mineralization in maturing heart valves and chondrocytes. PLoS One. 6 (e26769), (2011).
- Chakraborty, S., Cheek, J., Sakthivel, B., Aronow, B. J., Yutzey, K. E. Shared gene expression profiles in developing heart valves and osteoblast progenitor cells. Physiol Genomics. 35, 75-85 (2008).
- Vogel, C., Marcotte, E. M. Insights into the regulation of protein abundance from proteomic and transcriptomic analyses. Nat Rev Genet. 13, 227-232 (2012).
- Meng, X., et al. Expression of functional Toll-like receptors 2 and 4 in human aortic valve interstitial cells: potential roles in aortic valve inflammation and stenosis. Am J Physiol Cell Physiol. 294, 29-35 (2008).
- Dyer, L. A., Wu, Y., Moser, M., Patterson, C. BMPER-induced BMP signaling promotes coronary artery remodeling. Biologia dello sviluppo. 386, 385-394 (2014).
- Eslami, A., Lujan, J. Western blotting: sample preparation to detection. J Vis Exp. (44), (2010).
- Garside, V. C., Chang, A. C., Karsan, A., Hoodless, P. A. Co-ordinating Notch, BMP, and TGF-beta signaling during heart valve development. Cell Mol Life Sci. 70, 2899-2917 (2013).
- Jiang, X., Rowitch, D. H., Soriano, P., McMahon, A. P., Sucov, H. M. Fate of the mammalian cardiac neural. Development. 127, 1607-1616 (2000).
- Scherptong, R. W., et al. Morphogenesis of outflow tract rotation during cardiac development: the pulmonary push concept. Dev Dyn. 241, 1413-1422 (2012).
- Mohler, E. R., Adam 3rd, L. P., McClelland, P., Graham, L., Hathaway, D. R. Detection of osteopontin in calcified human aortic valves. Arterioscler Thromb Vasc Biol. 17, 547-552 (1997).
