타입-1 당뇨병에 대 한 의약품 후보 백신의 빨간 사탕 과도 식

Summary

여기, 선물이 식용 식물에 타입 1 당뇨병에 대 한 경구 백신 후보자를 생산 하는 프로토콜.

Abstract

식물 분자 농업 관심사의 분자를 생산 하는 식물의 사용 이다. 이 관점에서 식물 사용할 수 있습니다 모두 생물 반응 기 생산 및 최종 제품의 후속 정화 및 분리 단백질의 직접 구두 전달에 대 한 식용 식물을 사용 하는 경우. 이 작품에서는, 우리는 진공 침투 전달 deconstructed 식물 바이러스-기반 재조합 DNA 기술을 사용 하 여 식용 식물 시스템에 타입-1 당뇨병 (T1D)에 대 한 후보 구강 백신의 개발 제시. 우리의 결과 빨간 사탕 T1D T1D 백신으로 유망한 후보 간주에 관련 된 인간의 파생된 autoantigen 과도 표현 위한 적합 한 호스트 보여줍니다. 위 소화에에 그들의 저항, 잔류 세균의 존재 및 사용 가능성에 대 한 프로세스 생산의 개요를 제공의 2 차 대사 프로필 있는 autoantigen 생산 잎 특징 철저 하 게 했다 분리 단백질의 직접 구두 전달 식물. 우리의 분석 시뮬레이션된 위 소화, 식물 유래 갓 백신의 제조에서 캡슐화 전략 필요 하다는 것을 제안에 따라 동결된 후보 구강 백신의 거의 완전 한 저하를 보였다.

Introduction

식물 분자 생물학 혁명 1980 년대에서 이후 바이오의 생산을 위한 공장 기반 시스템 미생물 및 포유류 세포¹에 따라 기존 시스템의 대 안으로 여겨질 수 있다. 식물은 확장성, 비용 효율성 및 안전²가장 관련성이 높은 되 고 여러 장점이 전통적인 플랫폼을 표시 합니다. 재조합 제품 변형 된 식물 조직에서 정화를 다음 관리, 중 parenterally 또는 구두와, 또한, 변형 된 식용 식물 직접 구두 전달에 대 한 사용할 수 있습니다. 구강 경로 동시에 점 막 및 조직 면역을 촉진 하 고 그것은 바늘과 전문된 의료 인력에 대 한 필요성을 제거. 또한, 구두 전달 일반적으로 재조합 단백질³의 총 제조 비용의 80%를 차지 하는 복잡 한 다운스트림 처리를 제거 합니다. 그 모든 장점은 생산, 공급 및 노동 세계 인구의 대부분을 저렴 한 약을 만드는 각 복용량의 비용 절감으로 번역 될 수 있다.

여러 가지 전략, 모두 안정적인 변환 및 과도 식, 식물에서 재조합 단백질의 생산을 위해 개발 되었다. 그들 가운데, 높은 수율 deconstructed 식물 바이러스-기반 식 시스템 (예: magnICON) 상대적으로 짧은 날짜 표시줄⁴이상의 재조합 단백질의 높은 수익률을 선도 하는 우수한 성능을 제공 합니다. 과도 식 Nicotiana benthamiana 식물에서 식물 바이러스-기반 식 시스템을 사용 하 여의 많은 예제, 표준 생산 호스트 되 고 보고 됩니다. 그러나,이 모델 식물은 알 카 로이드 및 그것의 잎에 축적 된 다른 독성 대사 산물 식용 종으로 간주 되지.

이 작품에서는, 우리는 두 식용 식물 시스템, 레드 비트 간의 비교 설명 (베타 vulgaris 이력서 물 랑 루즈), 시금치 (Spinacea 올레라케아 이력서 산업), 글루탐산의 65 kDa isoform의 두 후보 형태의 표현에 대 한 decarboxylase (GAD65), 바이러스-기반 식물에 의해 실시⁵벡터 스 GAD65 타입-1 당뇨병 (T1D)에 관련 된 주요 autoantigen 이며 그것은 현재를 방지 하거나 허용 오차⁶유도 T1D 지연 인간 임상 시험에서 조사를 받고 있다. GAD65의 생산 공장에서 광범위 하 게 모델 식물 종에서 Nicotiana tabacum 고 명 benthamiana^4,5,,67로 공부 했다. 여기, 우리가 직접 구두 납품을 위해 의미 될 수 있다 조직에 분자의 생산을 위한 식용 식물의 사용을 설명 합니다. 기술적인 관점에서 우리는 공부 하 고 다른 매개 변수를 평가 하 여 공장 agroinfiltration에 대 한 시스템 및 GAD65 생산을 위한 식용 식물 플랫폼 선택: 재조합 형 단백질 표정 수준, 식물에서 잔여 미생물 충전 조직 구두 전달, 위 소화를 GAD65의 저항 및 야생 유형으로 변형 된 식물의 bioequivalence에 대 한 의미.

Protocol

1. 붉은 사탕 무 우와 시금치 재배 붉은 사탕 무 우 성장 (B. vulgaris 이력서 물 랑 루즈), 시금치 (S. 올레라케아 이력서 산업) 식물 성장 챔버에 각각 23/21 ° C에서의 빛의 강도, 65% 상대 습도, 명암 주기 12 h 150 µE를 사용 하 여. 씨앗 발 아 후 거 름 식물 상용 비료 (자료 테이블)의 1 g/L 해결책으로 일주일에 두 번. Agroinfiltration에 대 한 5 주 된 시금치 및 6 주 오래…

Representative Results

이 작품에서 식용 식물 조직에서 구강 백신의 개발에 대 한 워크플로 제공 됩니다. 이 작품의 초점은 식용 호스트 식물 종에 대상 단백질의 표현과 잠재적인 구강 백신의 특성 이다. 첫 번째 단계는 식용 식물 시스템에서 재조합 단백질을 생산 하는 식물 바이러스-기반 식 기술의 적합성의 평가 참여. 이 목표를 위해 우리가 먼?…

Discussion

이 연구에서 우리는 자기 면역 당뇨병에 대 한 후보 구강 백신의 설계에 대 한 예비 분석을 보였다. 이 실험에 대 한 대상 단백질 돌연변이 형태의 인간의 65 kDa 조미료 Decarboxylase, 어떤 생산 및 기능은 쉽게 감지 하 고 측정 가능한¹²했다. 다른 식용 식물 조직에 그것의 식⁵벡터는 아주 짧은 시간 프레임에서 재조합 단백질 생산의 높은 수준에서 중재 중재 했다. ?…

Materials

0.2-μm Minisart RC4 membrane filters	Sartorius-Stedim	17764
2–mercaptoethanol	Sigma	M3148	Toxic; 4 % to make loading buffer with glycerol, SDS and Tris-HCl
4-Morpholineethanesulfonic acid (MES)	Sigma	M8250	pH 5.5
96-well plate	Sarstedt	833924
Acetic acid	Sigma	27221	Corrosive
Acetonitrile LC-MS grade	Sigma	34967
Acetosyringone	Sigma	D134406	Toxic – 0.1 M stock in DMSO
Agar Bacteriological Grade	Applichem	A0949	15 g/L to make LB medium (pH 7.5 with NaOH) with Yeast extract, NaCl and Tryptone
Ammonium formate	Sigma	70221
Anti-eGFP antibody	ABCam	ab290
Anti-GAD 65/67 antibody	Sigma	G5163
Anti-LHCB2 antibody	Agrisera	AS01 003
Brilliant Blue R-250	Sigma	B7920
C18 Column	Grace	–	Alltima HP C18 (150 mm x 2.1 mm; 3 μm) Column
C18 Guard Column	Grace	–	Alltima HP C18 (7.5 mm x 2.1 mm; 5 μm) Guard  Column
CalMag Grower	Peter Excel	15-5-15	Fertilizer
Carbenicillin disodium	Duchefa Biochemie	C0109	Toxic
Chemiluminescence imaging system	BioRad	1708370	ChemiDoc Touch Imaging System
Chloroform	Sigma	C2432
Detergent	Sigma	P5927	Polysorbate 20
Fluorescence reader	Perkin-Elmer	1420-011	VICTOR Multilabel Counter
Formic acid LC-MS grade	Sigma	94318
Glycerol	Sigma	G5516	15 % to make loading buffer with Tris-HCl, SDS and 2–mercaptoethanol
GoTaq G2 polymerase	Promega	M7841
HCl	Sigma	H1758	Corrosive
HILIC Column	Grace	–	Ascentis Express HILIC (150 mm x 2.1 mm; particles size 2.7 μm) Column
HILIC Guard Column	Grace	–	Vision HT HILIC (7.5 mm x 2.1 mm; 3 μm) Guard  Column
Horseradish peroxidase (HRP)-conjugate anti-rabbit antibody	Sigma	A6154	Do not freeze/thaw too many times
HPLC Autosampler	Beckman Coulter	–	System Gold 508 Autosampler
HPLC System	Beckman Coulter	–	System Gold 128 Solvent Module HPLC
Isopropanol	Sigma	24137	Flamable
Kanamycin sulfate	Sigma	K4000	Toxic
KCl	Sigma	P9541	2 g/L with NaCl , Na2HPO4 and KH2PO4 to make PBS
KH2PO4	Sigma	P9791	2.4 g/L with NaCl , Na2HPO4 and KCl to make PBS
Loading Buffer
Luminol solution	Ge Healthcare	RPN2232	Prepare the solution using the ECL Prime Western Blotting System commercial kit
Lyophilizator	5Pascal	LIO5P0000DGT
Mass Spectometer	Bruker Daltonics	–	Bruker Esquire 6000; the mass spectrometer was equipped with an ESI source and the analyzer was an ion trap
Methanol	Sigma	32213
MgSO4	Sigma	M7506
Milk-blocking solution	Ristora	–	3 % in PBS
Na2HPO4	Sigma	S7907	Use with NaH2PO4 to make Sodium Phospate buffer
NaCl	Sigma	S3014	80 g/L with KCl, Na2HPO4 and KH2PO4 to make PBS; 10 g/L to make LB medium (pH 7.5 with NaOH) with Yeast extract, Tryptone and Agar Bacteriological Grade
NaH2PO4	Sigma	S8282	Use with Na2HPO4 to make Sodium Phospate buffer; 14.4 g/L to make PBS
NaOH	Sigma	S8045
Nitrocellulase membrane	Ge Healthcare	10600002
Pepsin from porcine gastric mucosa	Sigma	P7000
Peroxidase substrate ECL	GE Healthcare	RPN2235	Light sensitive material
Pump Vacuum Press	VWR	111400000098
Reagent A	Sigma	B9643	Use 50 parts of this reagent with 1 part of reagent B to prepare BCA working solution
Reagent B	Sigma	B9643	Use 1 part of this reagent with 50 parts of reagent A to prepare BCA working solution
Rifampicin	Duchefa Biochemie	R0146	Toxic – 25 mg/mL stock in DMSO
SDS (Sodium dodecyl sulphate)	Sigma	L3771	Flamable, toxic, corrosive-10 % stock; 3 % to make loading buffer with Tris-HCl, Glycerol and 2–mercaptoethanol
Sodium metabisulphite	Sigma	7681-57-4
Sonicator system	Soltec	090.003.0003	Sonica® 2200 MH; frequency 40 khz
Syringe	Terumo	–
Transparent fixed 300-µL insert glass tubes	Thermo Scientific	11573680
Trizma Base	Sigma	T1503	Adjust pH with 1N HCl to make Tris-HCl buffer, use 1,5M Tris-HCl (pH 6.8) to make loading buffer with SDS, Glycerol and 2–mercaptoethanol
Tryptone	Formedium	TRP03	10 g/L to make LB medium (pH 7.5 with NaOH) with Yeast extract, NaCl and Agar Bacteriological Grade
Vacuum concentrator	Heto	3878 F1-3	Speed-vac System
Water LC-MS grade	Sigma	39253
Yeast extract	Sigma	Y1333	5 g/L to make LB medium (pH 7.5 with NaOH) with Tryptone, NaCl and Agar Bacteriological Grade