İnsan Serum içinde N-metil-D-aspartat reseptör ya da dopamin-2 reseptör antikorları algılamak üzere yüksek verimli Flow Cytometry hücre bazlı bir deneyde
Summary
Son yıllarda, canlı hücre bazlı deneyler, yüzey ve şekilsel antijenlere karşı antikorlar tespit etmek için başarılı bir şekilde kullanılmıştır. Burada, hastaların büyük kuşaklarının analiz sağlayarak sitometri yüksek verimli akışını kullanarak bir yöntem açıklanmaktadır. Yeni antikorların tespiti immün aracılı bozuklukların tanı ve tedavi artıracaktır.
Abstract
Son yıllarda, yüzey ve sinir iletimi ile ilgili yapısal proteinlerine karşı olan antikorlar, çocuklar ve yetişkinler için CNS otoimmün hastalıklarda tespit edilmiştir. Bu antikorlar tanı ve tedaviye yol kullanılmıştır. Hücre bazlı deneyler hasta serum içinde antikorların saptanmasını iyileştirilmiştir. Daha sonra florokrom-konjuge sekonder antikor ile, ardından seyreltilmiş hasta serası ile inkübe edilir, ökaryotik hücreler üzerinde beyin antijenlerin, yüzey ekspresyonu dayanmaktadır. Yıkama işleminden sonra, bağlayıcı ikinci antikor daha sonra akış sitometrisi ile analiz edilir. Bizim grup güvenilir bir şekilde belirli bir nörotransmiter reseptörlerine karşı antikorlar tespit etmek için, canlı hücre bazlı bir deneyde sitometri yüksek verimli bir akış geliştirmiştir. Bu akış sitometri yöntemi yalındır, kantitatif, verimli ve geniş hasta kohortlarının kolayca zaman kısa bir alanda test edilmesi için yüksek verimli bir örnekleyici sistemi kullanma imkanı sağlar. Ayrıca, bu gibi hücre bazlıki kolayca merkezi sinir sistemi ve çevre hem de birçok farklı antijenik hedeflere antikorları tespit etmek için adapte edilebilir. Ilave yeni antikor biomarkerlerin Keşfi hızlı ve doğru tanı sağlamak ve bağışıklık aracılı bozuklukların tedavisini artıracaktır.
Introduction
Son yıllarda, merkezi sinir sistemi (CNS) hastalıkları ve oto-bağışıklık biçimleri tanımlanmıştır. Bu hastalıklar ve ilişkili otoantikorlann mevcudiyeti ile tanımlanır olduğu gösterilmiştir. Bu antikorlar ya da reseptörleri nöronal sinir iletimini 1,2 dahil sinaptik proteinlere bağlanır. Farklı antijenler, örneğin N-metil-D-aspartat reseptör (NMDAR) 3-5, γ-aminobütirik asit reseptör B (GABA B) 6 reseptörü, α-amino-3-hidroksi-5-metil-4-olarak tespit edilmiştir izoksazolepropiyonik asit (AMPA) reseptörü 7, voltaj kapılı potasyum kanal (VGKC) bağlı proteinler: lösin açısından zengin glioma-aktive protein 1 (LGL-1) ve kontaktin-ilişkili protein 2 (capsr2) 8,9, glutamat reseptörü 5,10 ve dopamin-2 reseptörü (D2R) 11. Geçmişte, (çoğunlukla ensefalit olarak da bilinir), bu otoimmün CNS bozuklukları sıklıkla teşhis ve tedavi edilmemiştir. Bu yeni biyolojik antikor, örnNMDAR antikor veya D2R antikor, esasen tanı ve farkındalık düzeldi, ve hastalar için tedavi seçenekleri açtı. Gerçekten de, bağışıklık ile erken tedavi geliştirilmiş sonuç 11,12 ile ilişkilidir.
, Örneğin enzim bağlantılı immünosorbent deneyi (ELISA) ve western blot gibi antikorları tespit etmek için geleneksel yöntemler serumunda antikorların saptanması için kullanılmıştır. Ancak, hali hazırda hücre-dışı ya da yüzey epitoplarının tanınması olanak değildir ve, bunun yerine, bir hücre içi epitopuna karşı immunoreaktivitesini ortaya çıkarabilir. Ayrıca, sinir katılan önemli proteinlerin hücre dışı alanına bağlanan antikorlar, patojenik 2,3,7,13,14 olması muhtemeldir. Bu nedenle, ilgili hücre yüzey ya da hücre-dışı hastalarda antikor hedefleri keşfetmek için doğru ve hassas analizlerin geliştirilmesi önemlidir. Alanındaki altın standart yöntem olarak adlandırılan, "hücre-ba olarak, canlı hücrelerin kullanımına dayanmaktadırsed deneyleri ". Bu yöntem, memeli hücrelerinin ilgilenilen antijenin tam cDNA dizisini ihtiva eden vektörler transfeksiyonu ile kendi doğal biçiminde (en çok insan embriyonik böbrek 293 (HEK293) hücre) yüzeyinde bir antijenin ekspresyonunu içerir. Geçirgen hale getirilmemiş canlı hücreler daha sonra, seyreltilmiş hasta serumu ile inkübe edildi ve florokrom-eşlenik anti-insan immünoglobülin (Ig) sekonder antikoru ile takip edilmektedir. Floresans yoğunluğu veya seviyesi, daha sonra tespit edilir ve bağlayıcı otoantikor seviyesine ilişkilidir. Tek bir antijen hücrelerinde aşırı eksprese olduğu gibi bu teknik, özgüdür. En çok "Okuması" kullanılmış immünsitokimya 4,5,8-10 sonra konfokal mikroskopi analizi olmuştur. Bununla birlikte, hücre bazlı deneylerde akış sitometrisi başarılı demiyelinizan hastalıklar 15-17 olan hastalarda antikorları tespit etmek için kullanılmıştır. Özellikle, Waters vd. 15, bir tava ile bir antikorun saptanmasını karşılaştırıldığındaHücre bazlı mikroskobu ile takip deneylerinde ya da dahil olmak üzere, akış antikor algılama teknikleri el sitometri analizleri ve en hassas, doğru ve güvenilir bir yöntem olarak hücre bazlı bir deneyde akış sitometrisi göstermiştir. Bu araştırmacı bağımlı, kantitatif değildir ve radyoaktif malzemenin herhangi bir şekilde kullanılması anlamına gelmez Bu nedenle, hücre bazlı bir deneyde sitometri akışı avantajlıdır. Bu büyük hasta tabur kısa bir miktarda tahlil edilecek verir gibi de uygundur.
Daha yakın zamanlarda, otoimmun CNS hastalıkları olan hastalarda 11 NMDAR antikor ve D2R antikoru belirlemek için hücre bazlı bir deneyde sitometri yüksek verimli bir akış optimize ettik. Bizim grubu son hücre bazlı bir deneyde akış sitometrisi kullanılarak hasta serumunda NMDAR antikor tespit edildi. Bu NMDAR antikoru pozitif serumlar daha önce konfokal mikroskopi kullanılarak analiz edildi ve 11 pozitif olduğu bulunmuştur. Bu protokol, c tespiti için hücre bazlı bir deneyde bir akış sitometri özetlenmektedirotomatik yüksek verimli örneği kullanan hasta serumunda onformation duyarlı CNS antikor.
Protocol
Representative Results
Discussion
Bu çalışma, bir yüksek verimli bir örneği kullanarak, belirli hücre yüzeyi proteinlerini nöronal hedef antikorları tespit etmek için bir canlı hücre bazlı bir deneyde akış sitometrisi yeni bir uygulamasını tarif etmektedir. Bu tekniği kullanarak, otoimmün sinir sistemi hastalığı olan etkilenen hastaların bir alt grubu NMDAR yüzey veya D2R yüzey serum antikorları sahip olduğunu bildirmektedir.
Canlı hücre bazlı bir deneyde sitometri bu yüksek verimli bir akış…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Bu çalışma, Avustralya Ulusal Sağlık ve Tıbbi Araştırma Konseyi, Star Bilimsel Vakfı (Avustralya), Tourette sendromu Derneği (ABD) tarafından desteklenen, Trish Multipl skleroz Araştırma Vakfı ve Multipl Skleroz Araştırma Avustralya, Petre Vakfı (Avustralya), Rebecca L. Cooper Tıbbi Araştırma Vakfı (Avustralya). Hepimiz hasta ve bizim çalışma için örnekleri verilen aile üyelerine teşekkür ederim.
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
- Lancaster, E., Martinez-Hernandez, E., Dalmau, J. Encephalitis and antibodies to synaptic and neuronal cell surface proteins. Neurol. 77, 179-189 (2011).
- Vincent, A., Bien, C. G., Irani, S. R., Waters, P. Autoantibodies associated with diseases of the CNS: new developments and future challenges. Lancet Neurol. 10, 759-772 (2011).
- Dalmau, J., et al. Anti-NMDA-receptor encephalitis: case series and analysis of the effects of antibodies. Lancet Neurol. 7, 1091-1098 (2008).
- Dalmau, J., et al. Paraneoplastic anti-N-methyl-D-aspartate receptor encephalitis associated with ovarian teratoma. Ann Neurol. 61, 25-36 (2007).
- Dale, R. C., et al. N-methyl-D-aspartate receptor antibodies in pediatric dyskinetic encephalitis lethargica. Ann Neurol. 66, 704-709 (2009).
- Lancaster, E., et al. Antibodies to the GABA(B) receptor in limbic encephalitis with seizures: Case series and characterisation of the antigen. Lancet Neurol. 9, 67-76 (2010).
- Lai, M., et al. AMPA receptor antibodies in limbic encephalitis alter synaptic receptor location. Ann Neurol. 65, 424-434 (2009).
- Irani, S. R., et al. Antibodies to Kv1 potassium channel-complex proteins leucine-rich, glioma inactivated 1 protein and contactin-associated protein-2 in limbic encephalitis, Morvan’s syndrome and acquired neuromyotonia. Brain. 133, 2734-2748 (2010).
- Lai, M., et al. Investigation of LGI1 as the antigen in limbic encephalitis previously attributed to potassium channels: a case series. Lancet Neurol. 9, 776-785 (2010).
- Lancaster, E., et al. Antibodies to metabotropic glutamate receptor 5 in the Ophelia syndrome. Neurol. 77, 1698-1701 (2011).
- Dale, R. C., et al. Antibodies to surface dopamine-2 receptor in autoimmune movement and psychiatric disorders. Brain. , (2012).
- Titulaer, M. J., et al. Treatment and prognostic factors for long-term outcome in patients with anti-NMDA receptor encephalitis: an observational cohort study. Lancet Neurol. 12, 157-165 (2013).
- Hughes, E. G., et al. Cellular and synaptic mechanisms of anti-NMDA receptor encephalitis. J Neurosci. 30, 5866-5875 (2010).
- Bien, C. G., et al. Immunopathology of autoantibody-associated encephalitides: clues for pathogenesis. Brain. 135, 1622-1638 (2012).
- Waters, P. J., et al. Serologic diagnosis of NMO: a multicenter comparison of aquaporin-4-IgG assays. Neurol. 78, 665-671 (2012).
- McLaughlin, K. A., et al. Age-Dependent B Cell Autoimmunity to a Myelin Surface Antigen in Pediatric Multiple Sclerosis. J Immunol. 183, 4067-4076 (2009).
- Probstel, A. K., et al. Antibodies to MOG are transient in childhood acute disseminated encephalomyelitis. Neurol. 77, 580-588 (2011).
- Cho, D., et al. N-terminal Region of Dopamine D2 Receptor, a Rhodopsin Family GPCR, Regulates Proper Integration into Plasma Membrane and Endocytic Routes. British journal of pharmacology. , (2011).
- Zhou, D., et al. Identification of a pathogenic antibody response to native myelin oligodendrocyte glycoprotein in multiple sclerosis. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 103, 19057-19062 (2006).
- Brilot, F., et al. Antibodies to native myelin oligodendrocyte glycoprotein in children with inflammatory demyelinating central nervous system disease. Ann Neurol. 66, 833-842 (2009).
- Boronat, A., et al. Encephalitis and Antibodies to Dipeptidyl-Peptidase-Like Protein-6, a Subunit of Kv4.2. Potassium Channels. Ann Neurol. 73, 120-128 (2013).
- Hinson, S. R., et al. Aquaporin-4-binding autoantibodies in patients with neuromyelitis optica impair glutamate transport by down-regulating EAAT2. J. Exp. Med. 205, 2473-2481 (2008).
