Colocalizational 분석에 의한 수용체 후 국제화 인신 매매에 약물 유발의 이동을 추적
Summary
수용체는 리간드 매매 시그널링 및 세포 반응성을 조절하고, 그 자체의 리간드 – 유도 된 세포 신호 전달을 포함한 조건에 응답한다. 여기, 우리는 양적 immunolabeling 및 colocalizational 분석을 사용하여 약물 유발 수용체 인신 매매를 평가하기위한 강력하고 유연한 기술을 설명합니다.
Abstract
The intracellular trafficking of receptors is a collection of complex and highly controlled processes. Receptor trafficking modulates signaling and overall cell responsiveness to ligands and is, itself, influenced by intra- and extracellular conditions, including ligand-induced signaling. Optimized for use with monolayer-plated cultured cells, but extendable to free-floating tissue slices, this protocol uses immunolabelling and colocalizational analysis to track changes in intracellular receptor trafficking following both chronic/prolonged and acute interventions, including exogenous drug treatment. After drug treatment, cells are double-immunolabelled for the receptor and for markers for the intracellular compartments of interest. Sequential confocal microscopy is then used to capture two-channel photomicrographs of individual cells, which are subjected to computerized colocalizational analysis to yield quantitative colocalization scores. These scores are normalized to permit pooling of independent replicates prior to statistical analysis. Representative photomicrographs may also be processed to generate illustrative figures. Here, we describe a powerful and flexible technique for quantitatively assessing induced receptor trafficking.
Introduction
수용체 특히, G 단백질 결합 수용체 (GPCR에)는, 정기적으로 및 세포 표면 (1)로부터, 세포 내에서 팔려. 이 복잡하게 조율하고 엄격하게 제어 과정은 세포의 가능한 수용체 보완을 지시하고 수용체 시간 활동, 탈감작 및 resensitization 2 조절 – 4. 중요한 것은, 이들 방법은 약물 유발 수용체 활성 또는 비활성을 포함한 셀룰러 환경에 응답한다. 즉, 수용체에 리간드의 행동함으로써 세포 응답을 변경, 그 수용체의 세포 내 인신 매매를 변경할 수 있습니다. 이러한 방식으로, 외부 리간드에도 고전 메신저 투 이펙터 캐스케이드 5,6- 넘어 더 효과 세포 기능에 아직 발휘.
유도 수용체 인신 매매에 이러한 변화를 검토하는 것은 어렵다. 사용 가능한 모든 기술은 한계를 포함한다. 비오틴 보호 분석법 모니하는데 사용되어왔다토르 표면 수용체 집단. 이들 수용체는 바이오틴 화되어 면역 침전의 timecourse은 시간이 지남에 따라 바이오틴 수용체의 감소를 정량화하기 위해 수행된다. 이러한 기술은 본질적으로 수용체 (7)의 초기 레이블, 인구의 점진적인 열화를 모니터링하고,이 공정의 시간 코스를 구성하는데 매우 유용하다. 불행하게도,이 분석은 내재화, 재활용, 또는 새로운 수용체 등의 수용체, 원래 풀 저하 이외의 프로세스를 모니터링 할 수 없다. 또한, 50kDa 범위 수용체 150kDa 범위의 항체의 첨가는 수용체의 매매 8,9 변경할 수 있으며,이 기술은 낮은 발현 수준의 수용체로 사용하기 어려울 수있다.
다른 절차는 세포 내 인신 매매 구획 (예를 들면, 엔도 좀 등)을 확인하고 관심있는 수용체와 그들의 colocalization을 평가하기 위해 다양한 방법을 사용합니다. 이것은 우리를 포함표현 이종 시스템의 전자 수용체 및 구획 마커 (예를 들면, 랩 – 가족 GTP 아제)의 키메라 구조를 형광 단백질은 태그가. 이로 인해 고정 및 투과성으로 관련된 문제를 제거하는, 살아있는 세포 이미징의 사용을 가능하게한다. 더 생리 학적으로 대표 세포 유형과 행동과 호환성을 인신 매매에 태그와 발현 정도 효과 : 강력한 있지만, 이러한 전략은 이종 일반적으로 시스템의 동일한 제한을 앓고. 더 널리, 염료가 쉽게 세포 내 구획 레이블을하는 데 사용됩니다 (예를 들어, 리소좀, 표면 상) 10. 염료는, 그러나, 특이성 (리소좀에 대한 염료의 경우 모든 산성 세포 소기관을)이 부족하고 다른 구획을 통해 인신 매매를 평가하지 않습니다. 또, 이들 기술은 시스템 및 실험 조건 위에 상당한 제어를 허용 이하, 여기에 제시된 colocalization을 분석 방법 이점있다.
방법 승여기에 현재 전자는 colocalization을하여 수용체 인신 매매의 추적을 정제. 적당한 표식 라벨을 면역 세포 화학 (ICC)를 사용하면, 여러 별개의 세포 내 구획을 식별 할 수있다. 이는 또한 이종 시스템 대신에 생리 학적으로 관련 일차 세포 배양의 사용을 허용한다. 이러한 ICC 프로토콜 라벨 이전 관심 세포를 정착시키는 것을 포함한다; 이 약물 치료 (들) 다음과 같은 특정 평가시기에 표시를 허용합니다. 이것은 그 평가시기에 글로벌 수용체 구획 협회의 '스냅 샷'을 생산하고 있습니다. 여러 시점들로, 인신 매매 변경 timecourse도 구성 할 수있다.
간단히, 세포가 약물 처리, 수용체와 관심의 세포 내 구획 표지이며, 공 초점 이미징 및 현미경은 수학적 수용체와 실 (11)의 colocalization을 정량화 분석된다. 우리의 사용에서, 우리는 류마티스 관절염 수용체의 colocalization을을 조사B5, Rab11 및 막 단백질 1 (램프 1)를 리소좀은 관련. 이 마커는 각각 초기 엔도 좀, 재활용 엔도 좀과 리소좀을 식별합니다. 이 colocalization을 조치 국제화, 재활용, 분해 (12)의 무엇보다 중요한 프로세스에 대한 프록시 역할을합니다.
모든 기술에서와 같이, 몇 가지 제한을 고려해야한다. 인해 모든 개별 뉴런 분석 이미지 필요성이 기법 시점들과 관련된 조건의 수에 따라 상당히 노동 집약적이 될 수있다. 모든 immunolabeling는 고정과 투과성으로 (13)에 의해 발생하는 세포의 미세 구조, 단백질의 현지화 및 에피토프 접근성에 미치는 영향에 맞설해야합니다.
원래 기본 감각 뉴런의 차 문화와 함께 사용하기에 최적화 있지만,이 방법은 다른 단층 도금 문화 모델과 광범위하게 호환됩니다.
수학적 정량 지표 성과의 사용colocalization을의 전자는 특히, 훨씬 더 많은 방법 론적으로, 종종 시각적으로 검사 멀티 채널 오버레이 (14)와 같은 모호한, 주관적 조치에 의존 수용체 인신 매매의 변화를 평가하는 데 사용 이전 기술보다 엄격한입니다.
이 기술은 생체 개입 (이전에 차 문화 세대)과의 폭 넓은 호환성을 위해 특히 유용, 체외 개입 (문화 성장 중), 각종 라벨 (15)을 목표로하고있다. 이와 같이, 많은 다른 연구 질문하도록 구성 될 수있다.
Protocol
Representative Results
Discussion
우리는 성인 후근 신경절 신경 세포 (차 감각 뉴런)의 차 문화의 분석을 위해이 프로토콜을 최적화했다. 또한 광범위 단층 도금 배양 된 세포에 대해 거의 또는 수정없이 사용할 수있다. colocalizational 분석 그러나 약물 치료 및 조직 고정 / 혼합물의 구성 요소가 적절하지 않을 것입니다, 또한 조직의 조각 및 기타 준비 (11)에서 가능하다.
흥미로운 것은, 여기에 제시된 …
Declarações
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
이 작품은 CIHR (MOP394808)과 CMCEWO에 캐나다 연구 의자에서 보조금에 의해 지원되었다 NSERC에서 대학원 장학금받는 사람이었다.
Materials
| Trizma Base | Sigma Aldrich | T1503-500G | |
| Sodium Chloride | Sigma Aldrich | S9888-500G | |
| Tween 20 | Fisher Scientific | BP337-500 | |
| Hydrochloric Acid | Sigma Aldrich | 258148 | |
| Albumin from Bovine Serum | Sigma Aldrich | A7906-100G | |
| Gelatin from cold water fish skin | Sigma Aldrich | G7041-100G | |
| Corning Costar Cell Culture Plates: 24-well | Fisher Scientific | 720084 | |
| 12 circle Microscope Cover Glass | Fisher Scientific | 1254580 | |
| Aqua/Poly-Mount | Polysciences | 18606-20 | |
| Sodium Phosphate Monobasic | Sigma Aldrich | S9638-500G | |
| Sodium Phosphate Dibasic | Sigma Aldrich | S9763-500G | |
| Paraformaldehyde | Polysciences | 00380-1 | |
| Dumont #5 Forceps – Standard/Dumoxel | Fine Science Tools | 11251-30 | |
| Rabbit anti-DOR antibody | MyBioSource | MBS316175 | Used at 1:1500 |
| Mouse anti-Rab5 antibody | Sigma Aldrich | R7904 | Used at 1:750 |
| Mouse anti-Rab11 antibody | Millipore | 05-853 | Used at 1:500 |
| Goat anti-LAMP1 antibody | Santa Cruz | SC8098 | Used at 1:750 |
| Donkey anti-rabbit Alexa 488 conjugated antibody | Life Technologies | A-21206 | Used at 1:200 to 1:2000 |
| Goat anti-mouse Alexa 594 conjugated antibody | Life Technologies | A-11005 | Used at 1:200 to 1:2000 |
| Donkey anti-goat Alexa 594 conjugated antibody | Life Technologies | A-11058 | Used at 1:200 to 1:2000 |
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