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신경과학

シンプルかつ強力な可視化と薬理学的ターゲットの評価法として放射線写真法

Published: March 12, 2019
doi:
10.3791/58879
, , ,
1Department of Drug Design and Pharmacology, Faculty of Health and Medical Sciences,University of Copenhagen, 2Neurobiology Research Unit and CIMBI,Copenhagen University Hospital, 3Department of Clinical Physiology, Nuclear Medicine & PET,Copenhagen University Hospital

Summary

オートラジオグラフィー法は質的または量的薬理学による組織切片にイメージングに関する基礎的バインディングを研究する使用します。

Abstract

体外放射線写真法は、実験動物として人間から組織の興味の蛋白質の解剖学的分布を可視化を目指しています。メソッドは、その生物学的対象放射性リガンドの特定の結合に基づいています。したがって、凍結するティッシュ セクションはリガンド溶液で培養した、ターゲットへのバインドはその後ローカライズ放射性崩壊の検出によってたとえば、感光性フィルムまたは蛍光イメージング プレートを使用しています。結果として得られるデジタル autoradiograms は、定量化と明確な解剖学的構造の放射性リガンドの結合の局在化を可能にする顕著な空間分解能を表示します。また、定量化できます親和性リガンドの薬理学的解析による結合部位 (B最大) 選択した組織の密度と同様、酸解離定数 (Kd)、阻害定数 (K私)。したがって、メソッドは、ターゲットの局在と性についての情報を提供します。高親和性 γ-ヒドロキシ酪酸 (GHB) 結合の試金に関する方法論的考察に特別な重点を置いて、哺乳類の脳組織内のサイトを結合のオートラジオ グラフの特性と技術を例示するここでは、パラメーター、リガンドと検出方法の選択。

Introduction

放射線は、放射性崩壊の画像を提供する方法です。テクニックは、日常的に関心体外に基づく放射性標識化合物とそのターゲットの特定の薬理学的相互作用の蛋白質の組織分布を調査する使用されます。これは、ターゲットのリガンドの選択性について直接的な情報を提供します。体外放射線写真法は、決定するだけでなく、解離定数 (Kd) などの結合部位 (B最大)、密度イメージングに関する基礎的薬理学的バインディング パラメーターの定量のためにまた使用されるかもしれません競合するリガンド1,2の阻害定数 (Ki) です。オートラジオグラフィーによる伝統的な磨砕液放射性リガンド結合と比較して、空間の解剖学を視覚化することができるという、地域性の表現パターン3の簡潔な詳細を与えることの利点があります。したがって、放射線写真法のメソッドは検証された抗体の有無を中心に、各種の関連する代替です。ミクロトーム クライオスタット切片、および適切なイメージングを準備するために、必要な薬理学的特異性と適切なリガンドの可用性を与えられる標準的なラジオ アイソトープ実験室の放射線写真法を簡単に実装します。それぞれティッシュ セクションの放射能の分布を分析することができるデバイス。特に、リガンドの重要な選択基準は、非ターゲット サイトへのバインドの限られた量です。これは他の蛋白質、膜やプラスチックやフィルターなどの材料にすることができ、総称して非固有のバインドと呼びます。通常非特異的結合非飽和ですが特定のオフのターゲット蛋白質を含む場合は飽和することができます。True 特定のバインドを検証する最良の方法は、組織の遺伝子、例えばターゲットを欠けていると比較する設計 (ノックアウト) 組織4です。

ここでは、方法論は、γ-ヒドロキシ酪酸 (GHB) 哺乳類の脳の高親和性結合部位のオートラジオ グラフの特性で示されています。GHB は両方臨床的に有用な薬剤アルコール依存症5ナルコレプシーの治療だけでなく、哺乳類の脳とレクリエーションの天然成分で、関連性は GHB とその結合部位の薬理学的相互作用を理解すること薬6。高親和性 GHB 結合部位は、ラット脳ホモジネート7[3H] GHB のバインディングを使用して記述されていた最初。年間、[3H] を用いたオートラジオグラフィーによる研究をさらに GHB とアナログ [3H] NCS 382 結合ラット8,9,10, マウスの9の領域を脳の部位の高密度を示しました、11、猿と人間の脳の12の豚。ただし、分子のアイデンティティおよびこれらの結合部位の機能的関連性正確なは、とらえどころのない残っています。

異なる親和性に恵まれている異なる同位体を組み込んだ複数イメージングに関する基礎的、さらに結合部位を特徴付けると生理的ガンマヒドロキシ酪酸の役割に関する研究を容易にする意図で開発されている ([3H] GHB、[3H] NCS-382、[3H] HOCPCA および [125私] BnOPh GHB)13,14,15,16(文献17) (図 1)。選択的な高親和性イメージングに関する基礎的およびイメージング技術9,11蛍光体を用いた高品質画像の生産のためのサイトが認められているバインディングの非常に高い組織密度の組み合わせ。オートラジオグラフィーによる実験とイラストの設定詳細を実証するための実践的なポイントの概要、と一緒にディスカッション セクション i) 放射性核種の選択、ii) アッセイ条件の選択および iii) 蛍光体の使用を強調します。対 x 線フィルム イメージング プレート。本稿の全体的な目標は、組織分布と標的タンパク質の薬理学的解析について知らせるためオートラジオグラフィー技術に関する技術、方法論的、科学的な詳細を提供することです。

Protocol

デンマーク動物実験の検査官からのガイドラインに準拠したすべての動物取扱を行った。 注: ここで説明したプロトコルをカバー ティッシュの準備 (すなわちマウス脳組織)、新しいラボ内のメソッド、蛍光イメージング プレートへの露出を設定するための十分な詳細で体外オートラジオグラフィーによるアッセイと同様その後デンシトメトリー分析 autoradio…

Representative Results

記述のプロトコルを使用して、高親和性 GHB 結合部位の解剖学的分布は放射性標識された GHB アナログ [3H] 可視化したマウスの脳は、コロナ、矢状面、水平方向のセクション (図 3 にカットされた HOCPCA).バインドの高レベルは、海馬と皮質で観察された、線条体下部のバインドとバインドがありませんが小脳で検出された高親和性 GHB サイ…

Discussion

オートラジオグラフィーによるアッセイの品質よく、リガンドの感度によって決定されます。主要な貢献の要因は適切な特定活動 (すなわち放射能の量を持つ配位子を生成する知られている配位子の可用性または特定のラベリング技術の可能性に与えられる選択したラジオ アイソトープ放射性リガンドの単位モル) あたり23と化学的な劣化の限られた量。イメージング…

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

仕事は、ルンドベック財団 (グラント R133 A12270) とノボ ノルディスク財団 (グラント NNF0C0028664) によって支持されました。著者は、[3H] 放射性リガンドの供給のための博士 Aleš マレクをありがとうございます。

Materials

Absolute ethanol Merck Millipore 107017
Acetic acid Sigma-Aldrich A6283
BAS-TR2040 Imaging Plate GE Healthcare Life Science 28956481 20×40 cm – Sensitive to tritium
Cresyl violet acetate Sigma-Aldrich C5042-10G
DPX (non-aqueous mounting medium for microscopy) Merck Millipore 100579
O.C.T. Compound, 12 x 125 mL Sakura 4583 Tissue-Tek
Paraformaldehyde Sigma-Aldrich 16005-1KG-R
Superfrost Plus slides VWR 631-9483 microscope slides
Tissue-Tek Manual Slide Staining Set Sakura Finetek Denmark ApS 4451
Tritium Standard on Glas American Radiolabeld Chemicals, Inc. ART 0123
Xylene substitute Sigma-Aldrich A5597
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Griem-Krey, N., Klein, A. B., Herth, M., Wellendorph, P. Autoradiography as a Simple and Powerful Method for Visualization and Characterization of Pharmacological Targets. J. Vis. Exp. (145), e58879, doi:10.3791/58879 (2019).
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