Hochdurchsatz-Durchflusszytometrie zellbasierten Assay auf Antikörper gegen N-Methyl-D-Aspartat-Rezeptor oder Dopamin-2-Rezeptor im menschlichen Serum Detect
Summary
In den letzten Jahren wurden mit lebenden Zellen basierende Tests erfolgreich verwendet worden, um Antikörper gegen Oberflächenantigene erkennen und Konformationsänderungen. Hier beschreiben wir ein Verfahren, das Hochdurchsatz-Durchflusszytometrie ermöglicht die Analyse von großen Kohorten von Patienten. Detektion von neuen Antikörper Diagnose und Behandlung von Autoimmunerkrankungen zu verbessern.
Abstract
In den letzten Jahren haben sich Antikörper gegen Oberflächenproteine und Konformationsänderungen in der Neurotransmission im ZNS Autoimmunerkrankungen bei Kindern und Erwachsenen nachgewiesen. Diese Antikörper wurden verwendet, um die Diagnose und Behandlung zu führen. Zellbasierte Assays zum Nachweis von Antikörpern in Patientenserum verbessert. Sie werden auf der Oberflächenexpression von Gehirn-Antigene auf eukaryotische Zellen, die dann mit verdünntem Patientenserum, gefolgt von Fluorochrom-konjugierten sekundären Antikörper inkubiert basiert. Nach dem Waschen wird sekundären Antikörperbindung dann durch Durchflusszytometrie analysiert. Unsere Gruppe hat ein Hochdurchsatz-Durchflusszytometrie Live zellbasierten Assay entwickelt, um Antikörper gegen bestimmte zuverlässig erkennen Neurotransmitter-Rezeptoren. Diese Durchflusszytometrie Verfahren ist unkompliziert, quantitative, effizient, und die Verwendung eines Hochdurchsatz-Probennehmer System ermöglicht vielen Patienten auf einfache Weise in kurzer Zeit untersucht werden. Außerdem ist diese Zellbasis alssagen kann leicht angepasst, um Antikörper gegen verschiedene antigene Ziele zu erfassen, die beide aus dem zentralen Nervensystem und der Peripherie werden. Entdecken zusätzliche neue Antikörper Biomarker ermöglicht die schnelle und genaue Diagnose und Behandlung zu verbessern von immunvermittelten Erkrankungen.
Introduction
In den letzten Jahren haben die Autoimmun Formen des zentralen Nervensystems (ZNS) identifiziert worden. Es hat sich gezeigt, dass diese Krankheiten assoziiert sind und durch die Anwesenheit von Autoantikörpern definiert. Diese Antikörper binden an neuronale Rezeptoren oder synaptische Proteine in 1,2 Neurotransmission beteiligt ist. Unterschiedliche Antigene erkannt wurden, wie N-Methyl-D-Aspartat-Rezeptor (NMDAR) 3-5, γ-Aminobuttersäure-Rezeptor (GABA)-Rezeptor 6, α-Amino-3-hydroxy-5-methyl-4- isoxazolepropionic (AMPA)-Rezeptor 7, spannungsabhängigen Kaliumkanals (VGKC) assoziierte Proteine: Leucin-reichen Gliom-aktivierte Protein-1 (LGL-1) und Contactin-assoziiertes Protein 2 (capsr2) 8,9-, Glutamat-Rezeptor 5,10 und Dopamin-2-Rezeptor (D2R) 11. In der Vergangenheit waren diese Autoimmun ZNS-Störungen (vor allem genannt Enzephalitis) oft nicht diagnostiziert und unbehandelt. Diese neuartigen Antikörper Biomarker, z. B.NMDAR Antikörper oder Antikörper D2R, haben wesentlich verbesserte Diagnose und Bewusstsein und haben die Behandlungsmöglichkeiten für Patienten eröffnet. In der Tat ist eine frühzeitige Behandlung mit Immuntherapien mit verbesserten Ergebnis 11,12 verbunden.
Traditionelle Verfahren, um Antikörper, wie Enzym-Immunoassay (ELISA) und Western-Blot erkennen sind zum Nachweis von Antikörpern in Seren eingesetzt. Sie sind jedoch nicht ohne weiteres zu ermöglichen Erkennung von extrazellulären Oberfläche oder Epitope und vielmehr kann die Immunreaktivität gegen ein intrazelluläres Epitop zeigen. Weiterhin Antikörper, die an die extrazelluläre Domäne von wichtigen Proteinen bei der Neurotransmission beteiligt sind, binden wahrscheinlich pathogenen 2,3,7,13,14 sein. Daher ist die Entwicklung von genauen und empfindlichen Assays zu relevanten Zelloberfläche oder der extrazellulären Antikörperzielen bei Patienten entdecken, von größter Bedeutung. Der Goldstandard-Methode im Bereich basiert auf der Verwendung von lebenden Zellen basieren, in so genannten "Zelle-based-Tests ". Dieses Verfahren umfasst die Expression eines Antigens auf der Oberfläche von Säugerzellen (meistens menschliche embryonale Nieren-293 (HEK293-Zellen)) in seiner nativen Form durch Transfektion von Vektoren, die die vollständige cDNA-Sequenz des Antigens von Interesse. Live nonpermeabilized Zellen werden dann mit verdünntem Patientenserum inkubiert, gefolgt von Fluorochrom-konjugierten Anti-Human-Immunglobulin (Ig)-sekundären Antikörper. Die Intensität oder Fluoreszenzgrad wird dann festgestellt und in der Ebene der Autoantikörper-Bindung verbunden sind. Dieses Verfahren ist spezifisch, da nur ein Antigen in Zellen überexprimiert. Die am weitesten verbreitete "read-out" hat nach Immunzytochemie 4,5,8-10 gewesen konfokalen Mikroskopie-Analyse. Jedoch Durchflusszytometrie zellbasierten Assays wurden erfolgreich verwendet, um Antikörper in Patienten mit demyelinisierenden Erkrankungen 15-17 erfassen. Insbesondere Waters et al. 15 Vergleich der Antikörpernachweis unter Verwendung einer Pfanneel des Antikörper-Nachweistechniken, einschließlich Tests auf Zellbasis, gefolgt von Mikroskopie oder Durchflusszytometrie analysiert, und hat gezeigt, Durchflusszytometrie Assay auf Zellbasis, um die empfindlichen, genauen und zuverlässigen Methode. Daher ist die Durchflusszytometrie zellbasierten Assay vorteilhaft, wie es ist quantitativ, nicht Prüfer abhängig, und jede Verwendung von radioaktivem Material nicht um. Es ist auch praktisch, da es ermöglicht vielen Patienten, in einer kurzen Zeit untersucht werden.
In jüngerer Zeit haben wir ein Hochdurchsatz-Durchflusszytometrie-Assay auf Zellbasis, um NMDAR Antikörper und D2R-Antikörper in Patienten mit Autoimmunerkrankungen CNS 11 zu erfassen optimiert. Unsere Gruppe vor kurzem erkannt NMDAR Antikörper in Patientenproben mit Durchflusszytometrie zellbasierte Assays. Diese NMDAR Antikörper-positiven Seren wurden zuvor mittels konfokaler Mikroskopie analysiert und ebenfalls als positive 11 zu sein. Dieses Protokoll beschreibt einen Durchflusszytometrie Zellen basierender Test für den Nachweis von conformation empfindlichen ZNS-Antikörper in Patientenserum Verwendung eines automatisierten Hochdurchsatz-Sampler.
Protocol
Representative Results
Discussion
Dieser Aufsatz beschreibt eine neuartige Anwendung der Durchflusszytometrie Live-Assay auf Zellbasis, um Antikörper, die gegen spezifische Zelloberflächen neuronale Proteine unter Verwendung eines Hochdurchsatz-Probennehmer erfassen. Mit dieser Technik berichten wir, dass eine Untergruppe von Patienten mit Autoimmun ZNS-Erkrankungen betroffen sind, Serum-Antikörper an die Oberfläche oder in Oberflächen NMDAR D2R.
Wesentliche Schritte für eine optimale Antikörpernachweis unter Ve…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Diese Arbeit wurde von der Australian National Health and Medical Research Council, Star Scientific Foundation (Australien), Tourette-Syndrom Association (USA) unterstützt wird, Trish Die Multiple Sklerose Forschungsgemeinschaft und Multiple-Sklerose-Forschung Australien, Petre Foundation (Australien), die Rebecca L. Cooper Medical Research Foundation (Australien). Wir danken allen Patienten und Familienmitglieder, die Proben für unsere Studie zur Verfügung gestellt.
Materials
| pIRES2-EGFP vector | Clontech | 6029-1 | |
| Human HA-Dopamine-2 receptor (D2R) cDNA | Missouri S&T cDNA Resource Centre | DRD020TN00 | |
| Human subunit 1 of NMDAR (NR1) cDNA | Gift from Prof A. Vincent (Oxford, UK) | ||
| Monoclonal purified mouse anti-human NR1 antibody (clone: 54.1) | BD Pharmingen | 556308 | |
| Mouse purified monoclonal anti-DRD2 IgG (clone: 1B11) | Sigma-Aldrich | WH0001813M1-50UG | |
| Alexa Fluor 647 donkey anti-mouse IgG (H + L) | Invitrogen | A31571 | |
| Alexa Fluor 647 goat anti-human IgG (H + L) | Invitrogen | A21445 | |
| Dulbecco’s Modified Eagle Medium (1x) 4.5 g/L D-glucose, L-Glutamine and 110 mg/L sodium pyruvate | Invitrogen | 11995-065 | |
| Foetal bovine serum | Invitrogen | 10099-141 | |
| Gentamicin | Invitrogen | 15710-072 | |
| GlutaMAX | Invitrogen | 35050-061 | |
| Penicillin-streptomycin | Invitrogen | 15140-122 | |
| Geneticin | Invitrogen | 10131-035 | |
| Dulbecco's Phosphate-Buffered Saline (1x) (-Ca2+/-Mg2+) | Invitrogen | 14190-144 | |
| TrypLE Express (1x) with Phenol Red | Invitrogen | 12605-028 | |
| 0.9% Sodium chloride | Baxter | AHF7975 | |
| Polyethylenimine | Polysciences Inc | 9002-98-6 | |
| Versene | Invitrogen | 15040-066 | |
| XhoI | Roche | 10899194001 | |
| NheI | Roche | 10885843001 | |
| PureLink PCR Purification Kit | Invitrogen | K3100-01 | |
| JetQuick Gel Extraction Spin Kit | Genomed | 420050 | |
| T4 DNA Ligase | Roche | 10481220001 | |
| Plasmid Plus Maxi Kit | Qiagen | 12963 | |
| Name of Equipment/Software | Company | Catalog Number | Model/Version |
| Flow cytometer with high-throughput sampler system | BD Biosciences | BDLSRII with HTS | |
| Inverted microscope | Olympus | CKX41 (with mercury lamp and U-RFLT50 power supply) | |
| Electronic multichannel pipette (15-300 μl) | Eppendorf | 613-2240P | 12-channel Xplorer Plus |
| Excel | Microsoft | 2010 | |
| Prism | GraphPad Software, Inc. | v4 | |
| FlowJo | Treestar | v7.5 | |
| 50 ml polypropylene conical tubes | BD Biosciences | 352070 | |
| 6-well plate | BD Biosciences | 353046 | |
| Tissue culture flask (T75) | BD Biosciences | 353136 | |
| Parafilm | Pechiney Plastic Packaging | PM-992 | |
| V-bottom 96-well plate | Corning | 651180 |
References
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