Um Western que mancha o protocolo para o pequeno número de células-tronco hematopoiéticas
Summary
Um padrão ocidental que mancha o protocolo foi otimizado para analisar apenas 500 tronco hematopoiético ou células progenitoras. Otimização envolve cuidado, manipulação da amostra celular, limitando as transferências entre os tubos e lise diretamente as células no buffer de Laemmli sample.
Abstract
Células-tronco hematopoiéticas (linfócitos) são células raras, com a medula óssea de rato contendo apenas ~ 25.000 fenotípica longo prazo repopulados a linfócitos. Um protocolo de mancha ocidental foi otimizado e adequado para a análise de um número pequeno de linfócitos (células de 500-15.000). Fenotípicos linfócitos foram purificados, contados com precisão e lysed diretamente no buffer de Laemmli sample. Lisado contendo igual número de células foram analisado por eletroforese em gel de poliacrilamida sulfato dodecyl de sódio (SDS-PAGE), e o Borrão foi elaborado e processado seguindo mancha protocolos de padrão ocidental. Usando este protocolo, 2.000-5.000 linfócitos podem ser rotineiramente analisados, e em alguns casos os dados podem ser obtidos de até 500 células, em comparação com as células de 20.000 a 40.000 relatadas na maioria das publicações. Este protocolo deve ser geralmente aplicável a outras células hematopoiéticas e permite a análise de rotina de um número pequeno de células usando os procedimentos padrão do laboratório.
Introduction
Células-tronco hematopoiéticas (linfócitos) são células auto renovadora que podem dar origem a todas as linhagens de sangue. Eles são relativamente raras células na medula óssea, tornando difícil a análises bioquímicas. Abordagens adequadas para a análise de células raras, tais como citometria de fluxo, foram extremamente úteis para quantificar a quantidade relativa de marcadores de superfície celular e proteínas intracelulares. No entanto, a análise de proteínas intracelulares exige o uso de procedimentos de permeabilização celular para permitir o acesso do anticorpo, e nem todos os resumos de superfície de célula sobrevivem nestes procedimentos1,2. Além disso, os anticorpos que discriminem entre proteínas diferentes isoformas ou clivagem produtos muitas vezes não estão disponíveis para citometria de fluxo, e, portanto, os investigadores ainda dependem de borrões ocidentais para determinados tipos de análises.
Análise ocidental do borrão de lisados celulares é um procedimento de rotina na maioria dos laboratórios. Células podem ser purificadas em condições nativas que preservam os epítopos de moléculas de superfície celular, e posteriormente, lisados celulares podem ser preparados e analisados. No entanto, a análise de proteínas em rara célula primária populações por Western blot pode exigir a eutanásia de um grande número de animais para obter células suficientes. Ao fazer pequenos ajustes para vários passos, um protocolo de mancha ocidental convencional foi capaz de detectar proteínas em um número relativamente pequeno de linfócitos (500-15.000, dependendo da proteína de interesse). Os ajustes incluem contando com precisão as células, manipular cuidadosamente o centrifugado, reduzindo as transferências de células entre os tubos para minimizar a perda de células, e lise um número definido de células com uma carga concentrada de buffer contendo Proteassoma e inibidores da fosfatase. Muitos relatórios publicados incluem borrões ocidentais obtidos com 20.000 ou mais linfócitos3,4,5,6,7; Este simples procedimento reduzirá o número de células e animais experimentais necessários para produzir dados equivalentes por entre 4 e 40 vezes. O protocolo visa normalizar os resultados em uma base por célula, ao invés de um controle interno. Isto permite a detecção de globais reduções nos níveis de proteína que podem ser ignorados se dados são normalizados para um controle interno. A importância da normalização em uma base por célula foi descrita para a análise de dados de expressão do gene8, e o mesmo princípio aplica-se a quantificação de proteínas por Western blot. Este protocolo otimizado deve ser útil para qualquer um que precisar analisar um número pequeno de células.
Protocol
Representative Results
Discussion
Mancha ocidental é uma técnica comum para detecção de proteínas específicas e a ativação das vias de sinalização em tecidos ou células. Através da introdução de pequenos ajustes para um procedimento comumente utilizado, fomos capazes de detectar rotineiramente 15 diferentes proteínas (Tabela de materiais) em 15.000 linfócitos e em alguns casos em até 500 linfócitos. The Most passos críticos no presente protocolo são: 1) com precisão contando as células, 2) minimizando o número de t…
Declarações
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Institutos nacionais de saúde conceder R01 CA149976 (distante) com suporte a este trabalho.
Materials
| sodium dodecyl sulfate (SDS) | Fisher Scientific | BP166-500 | SDS-PAGE |
| TEMED | Fisher Scientific | BP150-20 | SDS-PAGE |
| 30% Acrylamidel Bis solution | Bio-Rad | 1610158 | SDS-PAGE |
| 1.5M Tris-HCl pH8.8 | TEKNOVA | T1588 | SDS-PAGE |
| 1.0M Tris-HCl pH6.8 | TEKNOVA | T1068 | SDS-PAGE |
| Ammonium Persulfate | Fisher Scientific | BP179-25 | SDS-PAGE |
| mini-protean 3 comb | Bio-Rad | 1653360 | SDS-PAGE |
Mini-PROTEAN Tetra Cell |
Bio-Rad | 1658005EDU | SDS-PAGE |
| Transfer System | Bio-Rad | 1704155EDU | transfer |
| PowerPac HC Power Supply | Bio-Rad | 1645052EDU | electrophoresis |
| Imaging System | Bio-Rad | 1708195 | signal detection |
| 4x Laemmli Sample Buffer | Bio-Rad | 1610747EDU | sample preparation |
| 10x Tris/Glycine/SDS Electrophoresis Buffer | Bio-Rad | 1610732EDU | electrophoresis |
| 2-Mercaptoethanol | Bio-Rad | 1610710EDU | sample preparation |
| RTA Mini PVDF Transfer Kit, for 40 blots | Bio-Rad | 1704272 | transfer |
| Protease Inhibitor Cocktail | Sigma | 11697498001 | sample preparation |
| Phosphatase Inhibitor Cocktailrs | Gold Biotechnology | GB-450-1 | sample preparation |
| EIF4G | Cell signaling | 2469 | WB antibody, validated in 1000 cells antibody concentration: 1:1000 reference(figure): Fig2 |
| p-Rps6 | Cell signaling | 4858 | WB antibody,validated in 1000 cells antibody concentration: 1:1000 reference(figure): Fig2 |
| actin(HRP conjugated) | abcam | ab49900 | WB antibody,validated in 500 cells antibody concentration: 1:5000 reference(figure): Fig1, Fig2 |
| LC-3 | Abcam | ab48394 | WB antibody,validated in 15000 cells antibody concentration: 1:1000 reference(figure): ref5 (Fig5) |
| S6 | Cell Signaling | 2317 | WB antibody,validated in 15000 cells antibody concentration: 1:1000 reference(figure): ref5 (Fig4) |
| 4EBP1 | Cell Signaling | 9644 | WB antibody, validated in 15000 cells antibody concentration: 1:1000 reference(figure): ref5 (Fig4) |
| p-4EBP1 | Cell Signaling | 2855 | WB antibody,validated in 15000 cells antibody concentration: 1:1000 reference(figure): ref5 (Fig4) |
| TSC2 | Cell Signaling | 4308 | WB antibody,validated in 15000 cells antibody concentration: 1:1000 reference(figure): ref5 (Fig4) |
| HSP90 | Cell Signaling | 4877 | WB antibody,validated in 15000 cells antibody concentration: 1:1000 reference(figure): ref5 (Fig5) |
| PTEN | Cell Signaling | 9188 | WB antibody,validated in 15000 cells antibody concentration: 1:1000 reference(figure): ref5 (FigS1) |
| mTOR | Cell Signaling | 2983 | WB antibody,validated in 15000 cells antibody concentration: 1:1000 reference(figure): ref5 (FigS1) |
| p-mTOR | Cell Signaling | 5536 | WB antibody,validated in 15000 cells antibody concentration: 1:1000 reference(figure): ref5 (FigS1) |
| PP2AB | Cell Signaling | 4953 | WB antibody,validated in 15000 cells antibody concentration: 1:1000 reference(figure): ref5 (FigS1) |
| p-AMPKa | Cell Signaling | 2535 | WB antibody,validated in 15000 cells antibody concentration: 1:1000 reference(figure): ref5 (FigS1) |
| actin | Santa Cruz | sc-47778 | WB antibody,validated in 15000 cells antibody concentration: 1:3000 reference(figure): ref5 (Fig4) |
| lineage depletion kit (mouse) | Miltenyi Biotec | 130-090-858 | hematopoietic stem and progenitor cells purification |
| LS columns | Miltenyi Biotec | 130-041-305 | hematopoietic stem and progenitor cells purification |
| SCF | PeproTech | 250-03 | phosphorylation stimulation |
| APC-Cy7 c-kit antibody | ThermoFisher | A15423 | cell sorting |
| anti-B220 | ThermoFisher | 48-0452-82 | cell sorting |
| anti-CD3e | ThermoFisher | 48-0031-82 | cell sorting |
| anti-Mac1 | ThermoFisher | 48-0112-82 | cell sorting |
| anti-Gr1 | ThermoFisher | 48-5931-82 | cell sorting |
| anti-Ter119 | ThermoFisher | 48-5921-82 | cell sorting |
| Spacer Plates with 1.0 mm Integrated Spacers | Bio-Rad | 1653311 | SDS-PAGE |
| BSA | Research Products International | A30075 | membrane blocking |
| serum | Atlanta Biologicals | A12450 | medium supplement |
| cell counter | Invitrogen | AMQAF1000 | cell counting |
| hemocytometer | ThermoFisher | S17040 | cell counting |
| flim | Denville Scientific | E3012 | signal detection |
| medical film processor | Konica | SRC-101A | signal detection |
| Supersignal West Femto Maximum Sensitivity Substrate | Therom Scientific | 34096 | signal detection |
| Allegra X-15R Centrifuge (Rotor SX4750A) | Beckman Coulter | X-15R | sample preparation |
| BLUEstain protein ladder | Gold Biotechnology | P007-500 | electrophoresis |
| cell sorter | BD | FACSAria II | sample preparation |
| Incublock | Denville Scientific | I0510 | electrophoresis |
Referências
- Krutzik, P. O., Clutter, M. R., Nolan, G. P. Coordinate analysis of murine immune cell surface markers and intracellular phosphoproteins by flow cytometry. J Immunol. 175 (4), 2357-2365 (2005).
- Du, J., et al. Signaling profiling at the single-cell level identifies a distinct signaling signature in murine hematopoietic stem cells. Stem Cells. 30 (7), 1447-1454 (2012).
- Signer, R. A., Magee, J. A., Salic, A., Morrison, S. J. Haematopoietic stem cells require a highly regulated protein synthesis rate. Nature. 509 (7498), 49-54 (2014).
- Wang, J., et al. A differentiation checkpoint limits hematopoietic stem cell self-renewal in response to DNA damage. Cell. 148 (5), 1001-1014 (2012).
- Hoshii, T., et al. mTORC1 is essential for leukemia propagation but not stem cell self-renewal. J Clin Invest. 122 (6), 2114-2129 (2012).
- Signer, R. A., et al. The rate of protein synthesis in hematopoietic stem cells is limited partly by 4E-BPs. Genes Dev. 30 (15), 1698-1703 (2016).
- Cai, X., et al. Runx1 deficiency decreases ribosome biogenesis and confers stress resistance to hematopoietic stem and progenitor cells. Cell Stem Cell. , (2015).
- Loven, J., et al. Revisiting global gene expression analysis. Cell. 151 (3), 476-482 (2012).
- JoVE Science Education Database. Using a Hemoacytometer to Count Cells. Basic Methods in Cellular and Molecular Biology. , (2017).
- JoVE Science Education Database. Separating Protein with SDS-PAGE. Basic Methods in Cellular and Molecular Biology. , (2017).
- JoVE Science Education Database. The Western Blot. Basic Methods in Cellular and Molecular Biology. , (2017).
- Jackson, R. J., Hellen, C. U., Pestova, T. V. The mechanism of eukaryotic translation initiation and principles of its regulation. Nat Rev Mol Cell Biol. 11 (2), 113-127 (2010).
- Eaton, S. L., et al. A guide to modern quantitative fluorescent western blotting with troubleshooting strategies. J Vis Exp. (93), e52099 (2014).
