A subscription to JoVE is required to view this content. Sign in or start your free trial.
Method Article
تدرس أخذ عينات لعاب للتطبيق السريرية في المستقبل، ملفقة مصاصة مثل الترشيح الفائق (LLUF) مسبار لتناسب في تجويف الفم والإنسان. أظهر تحليل لعاب مباشر من عسر الهضم بواسطة الطيف الكتلي NanoLC-LTQ قدرة تحقيقات LLUF لإزالة البروتينات الكبيرة والبروتينات وفرة عالية، وجعل المنخفضة وفيرة الببتيدات أكثر للكشف.
على الرغم من أن الإنسان قد كشفت بروتيوم اللعاب وpeptidome 1-2 حددت مجورلي هم من تريبسيني يساعد على هضم البروتينات لعاب. تحديد peptidome السكان الأصليين من لعاب الإنسان دون هضم مسبق مع الانزيمات الخارجية يصبح من الضروري، منذ الببتيد الأصلي في لعاب الإنسان توفير قيم المحتملة لتشخيص المرض، وتوقع تطور المرض، ومراقبة فعالية العلاج. الملائمة لأخذ العينات هو خطوة حاسمة لتعزيز التعرف على الإنسان peptidome لعاب السكان الأصليين. قد الأساليب التقليدية لأخذ عينات من لعاب الإنسان التي تنطوي على الطرد المركزي لإزالة الحطام 3-4 يكون أيضا وقتا طويلا لتكون قابلة للتطبيق للاستخدام السريري. وعلاوة على ذلك، قد إزالة الأنقاض عن طريق الطرد المركزي غير قادر على تنظيف معظم مسببات الأمراض المصابة وإزالة البروتينات وفرة العالية التي غالبا ما تعيق تحديد peptidome وفرة منخفضة.
البروتين الأساليب التقليدية أن الحزب الثوري المؤسسيالاستفادة من marily الكهربائي للهلام ثنائي الأبعاد (2-DE) المواد الهلامية في اقتران مع جل في الهضم قادرة على تحديد البروتينات لعاب كثير 5-6. ومع ذلك، فإن هذا النهج عموما ليست حساسة بما فيه الكفاية للكشف عن الببتيدات وفرة منخفضة / البروتينات. السائلة اللوني قياس الطيف الكتلي (LC-MS) البروتيوميات القائم هو البديل الذي يمكن التعرف على البروتينات من دون فصل 2-DE قبل. على الرغم من أن هذا النهج يوفر أعلى حساسية، فإنه يحتاج عموما نموذج مسبق قبل التجزئة (7) وقبل الهضم مع التربسين، مما يجعل من الصعب للاستخدام السريري.
للالتفاف على عائق في مطياف الكتلة بسبب إعداد عينة، قمنا بتطوير تقنية تسمى الترشيح الفائق الشعرية (الجبهة المدنية المتحدة) 8-11 تحقيقات. أظهرت بيانات من مختبرنا أن تحقيقات حزب الجبهة المدنية المتحدة قادرة على التقاط البروتينات في الجسم الحي من مختلف microenvironments في الحيوانات بطريقة ديناميكية ومينيملي 8 -11. ليس هناك حاجة إلى الطرد المركزي منذ يتم إنشاء ضغط سلبي بواسطة حقنة ببساطة سحب أثناء جمع العينات. وقد حددت تحقيقات حزب الجبهة المدنية المتحدة جنبا إلى جنب مع LC-MS بنجاح البروتينات تريبسيني-هضمها 8-11. في هذه الدراسة، ورفع مستواها ونحن على تقنية الترشيح الفائق أخذ العينات عن طريق إنشاء مصاصة مثل الترشيح الفائق (LLUF) التحقيق التي يمكن أن تناسب بسهولة في التجويف الفموي الإنسان. وأظهر تحليل مباشر من قبل LC-MS بدون الهضم التربسين أن لعاب الإنسان محليا تحتوي على العديد من شظايا الببتيد المستمدة من البروتينات المختلفة. أخذ عينات لعاب مع تحقيقات LLUF تجنب الطرد المركزي ولكن على نحو فعال إزالة العديد من البروتينات وفرة كبيرة وعالية. نتائجنا الطيفي الشامل يتضح أن العديد من الببتيدات وفرة منخفضة أصبح اكتشافها بعد تصفية أكبر من البروتينات مع تحقيقات LLUF. وكان الكشف عن انخفاض الببتيد اللعاب وفرة من فصل مستقل عينة متعددة الخطوة مع اللوني. لتطبيق السريرية، وتحقيقات LLUF إدماجيحتمل د مع LC-MS تستخدم في المستقبل لمراقبة تطور المرض من اللعاب.
1. إنشاء مجسات LLUF
2. لعاب مجموعة
3. NanoLC LTQ-MS تحليل
4. تحليل البيانات والبروتين البحث في قاعدة البيانات
5. إزالة البكتيريا عن طريق الفم مع تحقيقات LLUF
6. ممثل النتائج
1. تلفيق تحقيقات LLUF واللعاب أخذ العينات في بيئة عن طريق الفم مقلدة
إذا لا يمكن أن يؤديها لعاب أخذ العينات كما مص مصاصة، فإن الإجراء تجنب تدهور اللعاب يشتم في أجهزة جمع 13-14. الأهم من ذلك، سيصبح من الممكن أيضا لمراقبة المرضى بشكل حيوي ومحليا من تسوس الأسنان عن طريق الفم. وبالإضافة إلى ذلك، إذا كان من الممكن تبسيط إعداد نموذج باستخدام اللعاب، فإن الأطباء facil بسهولةitate الإجراء إلى تسريع قرارهم بشأن عملية السريرية اللاحقة. قياس الطيف الكتلي هو واحد من أكثر التقنيات الحساسة للكشف عن البروتينات، وحتى تسلسل في فترة قصيرة جدا من الزمن. ومع ذلك، أعاقت إجراءات معقدة لإعداد العينات باستخدام هذه التقنية في العيادة. وعلاوة على ذلك، فمن المعروف أن بروتينات أعلى وفرة أو البروتينات مع أوزان جزيئية عالية في العينات السريرية (على سبيل المثال الأميليز في اللعاب) البروتينات قناع وفرة منخفضة في التحليل الطيفي الشامل 15-16. للتغلب على العقبات المذكورة أعلاه، قمنا بتطوير جهاز الترشيح الفائق مصاصة مثل اسمه تحقيقات LLUF (الشكل 1). وغشاء polyethersulfone سالبة مع MWCO في 30 كيلو دالتون (الشكل 1A، أ) تم لصقه على مجداف البولي بروبلين (الشكل 1A، ب). تم تعديل وضعه أمام لجنة التحقيق LLUF بقصد تصفية أكبر من البروتينات الموجودة في اللعاب. لمحاكاة البيئة البشرية عن طريق الفم (الشكل 1A، ز)، وكان ينقع اسفنجة (الشكل 1A، ه) في اللعاب في صحن الثقافة (الشكل 1A، و). بعد الانسحاب الكامل للمحقنة (الشكل 1A، د)، التي تمت تصفيتها لعاب تتحرك على طول أنبوب توصيل (الشكل 1A، ج) والتي تم جمعها و.
2. تحديد peptidome اللعاب الأصلية NanoLC LTQ-MS
مقارنة LC المخططات الاستشرابية، وجدنا المخططات الاستشرابية متميزة من اللعاب قبل وبعد أخذ العينات LLUF (الشكل 2)، مشيرا إلى أن هناك تركيبات مختلفة من البروتين في اللعاب بعد أخذ العينات LLUF. لتحديد مكونات البروتين، واستخدمنا NanoLC-LTQ قياس الطيف الكتلي ما هو معروف لتكون قادرة على الببتيدات تسلسل فورا من خليط من البروتين متعددة. الأهم من ذلك، لتبسيط إعداد عينة لأغراض سريرية، وطبق لعاب كامل بدون مادة كيميائية أو الهضم الأنزيمي للتحليل MS-NanoLC LTQ. بشكل غير متوقع، 131 الببتيدات نحنإعادة تحديدها في لعاب عسر الهضم (الجدول إضافي 1). هذه الببتيدات هي أجزاء مستمدة من مختلف البروتينات الغنية البرولين، الأكتين، ألفا الأميليز، ألفا غلوبين 1، بيتا غلوبين، histain 1، الكيراتين 1، الميوسين 7، البوليمرية مستقبلات المناعي، satherin، وS100A9. وقد تم تحديد ستة وعشرين الببتيدات فريدة من نوعها في اللعاب بعد تصفية مع تحقيقات LLUF (إضافي الجدول 2). هذه الببتيدات هي أجزاء مستمدة أساسا من البروتينات الغنية البرولين مختلف. وكانت الببتيدات المستمدة من البروتينات مثل مستقبلات المناعي البوليمرية (83.24 كيلو دالتون) والأميليز ألفا، لا يمكن الكشف عنها، مما يدل على قدرة تحقيقات LLUF في ازالة البروتينات أكبر وفيرة. ويتضح لطيف MS / MS من الببتيد PFIAIHAEAESKL الموافق 1 الببتيد الداخلية ألفا الأميليز في 3A الشكل. معظم يثير الاهتمام والفضول، بعد إزالة أكبر من البروتينات، وأصبح 18 من 26 الببتيدات التسلسل كشفها في اللعاب مسبار-عينات LLUF (الجدول1). وقد استمدت هذه الببتيدات 18 من البرولين الغنية البروتينات أو البروتينات النظرية التي انتهت برولين (P) - الجلوتامين (س) (-PQ) ريال سعودي،، SP-أو-PP C-3B نهاية الشكل أظهر MS / MS طيف من الببتيد PQGPPQQGGHPRPP أن تم الكشف في لعاب مسبار-عينات LLUF. ويمكن اشتقاق الببتيد من البرولين الغنية بالبروتينات HaeIII فصيلة 1 و 2 (الجدول 1).
الشكل 1. تركيبة من تحقيقات LLUF وأخذ عينات من لعاب كل من تقليد تجويف الفم الإنسان لوحة ج: (أ) polyethersulfone شبه منفذ مع MWCO من 30 كيلو دالتون، (ب) مجداف البولي بروبيلين، (ج) والبروبيلين تفلون الاثيلين المفلورة أنبوب؛ (د) حقنة 20 مل لوحة (ب): كانت غارقة اسفنجة (ه) (لسان تحاكي) في طبق ثقافة (و) التي تحتوي على لعاب الإنسان إلى خلق.مصطنعة تجويف الفم الإنسان (ز). الضغوط الناتجة السلبية الناجمة عن الانسحاب الكامل حقنة يدفع السوائل التي تم جمعها للتحرك على طول أنبوب توصيل (السهم)، ونحو خلق الفضاء (رأس السهم) في حقنة. شريط: 2.0 سم.
الشكل 2. تم ترشيح الفرق LC / MS / MS المخططات الاستشرابية من اللعاب قبل وبعد أخذ العينات LLUF. البروتينات (1.0 ميكروغرام / ميكرولتر) في اللعاب البشري كله بدون أو مع لجنة التحقيق LLUF. وتعرض مباشرة بدون هضم البروتينات تريبسيني إلى NanoLC LTQ-MS الذي كان مترافق مع نظام Eksigent LC نانو كما هو موضح في المواد وطرق. في المخططات الاستشرابية قاعدة فترة الذروة (مع الاحتفاظ مرات 44-MIM) من قبل لعاب (A) وبعد (ب) ويتضح LLUF أخذ العينات.
الشكل 3. Detecنشوئها من peptidome اللعاب بواسطة NanoLC-LTQ بروتينات اللعاب MS التسلسل. قبل (A) وبعد (B) وقد تم تحليل العينات مع تحقيقات LLUF بواسطة NanoLC LTQ-MS على النحو المبين في الإجراءات التجريبية. وقد أثبتت peptidome اللعاب المستمدة من لعاب الإنسان الطبيعية دون هضم زيتية في جداول إضافي 1 و 2. تم الكشف على وجه الحصر الببتيد (PFIAIHAEAESKL) مشتقة من ألفا الأميليز في عينة لعاب من دون جمع مع تحقيقات LLUF (A)، مما يوضح أن القدرة على تحقيقات LLUF في إزالة البروتينات الكبيرة. الببتيدات مع العديد-PQ، SR-كانت،-SP-PP أو C-مصطلحات فقط في عينات بعد تحقيقات LLUF الترشيح الفائق. وعرضت واحدة (PQGPPQQGGHPRPP) من الببتيدات المستمدة من البروتينات المختلفة الغنية البرولين (B). MS / MS أكد الأطياف مع "ذ" مميزة والأيونات "ب" سلسلة من هوية كل من الببتيدات.
<قوي> الشكل 4. إزالة البكتيريا عن طريق الفم خلال استخدام مجسات LLUF. تم انشاء وحدة التحقيق LLUF كما هو موضح في المواد والأساليب. كان وضعه التحقيق في لعاب الإنسان داخل بيئة عن طريق الفم يحتذى (الشكل 1). تم سحب الحقنة في نهاية التحقيق LLUF لخلق الضغط السلبي الذي قاد عملية الترشيح الفائق لأخذ عينات من اللعاب. خلال أخذ العينات، وعبرت لعاب كلها بشكل انتقائي من خلال الغشاء polyethersulfone والمتراكمة داخل حقنة. خدم لعاب كامل قبل أخذ العينات مع التحقيق الذي تجريه LLUF كمجموعة تحكم. انتشر لعاب (10 ميكرولتر) قبل وبعد أخذ العينات مسبار LLUF على لوحات أجار للكشف عن بكتيريا لوحة ج: اللعاب مع (+ LLUF) وبدون انتشر (+ LLUF) أخذ العينات مسبار LLUF جنبا إلى جنب على خالية من المضادات الحيوية LB لوحة أجار عند 37 درجة مئوية لمدة يوم واحد ب لوحة: تم نشر اللعاب مع وبدون أخذ العينات مسبار LLUF على صفيحة البروسيلا المضادات الحيوية خالية أجار مرقفي الظروف اللاهوائية باستخدام الغاز الباكستانية دينار بحريني (علوم الأحياء، سان خوسيه، كاليفورنيا) في 37 درجة مئوية ليوم واحد. لم لا تنمو البكتيريا على لوحات أجار نشر التحقيق مع اللعاب، عينات LLUF، مما يدل على قدرة تحقيقات LLCF في القضاء الهوائية فضلا عن البكتيريا عن طريق الفم اللاهوائية. شريط: 1.0 سم.
الببتيد تسلسل / المقاسة الشامل الببتيد | انضمام عدد | اسم | |
1 | AGNPQGPSPQGGNKPQ GPPPPPGKPQ 2485.3 | غي | 41349484 | البرولين الغنية فصيلة BstNI بروتين 1 2 السلائف شكل الإسوي |
غي | 41349482 | البرولين الغنية فصيلة BstNI بروتين 1 1 شكل الإسوي السلائف | ||
غي | 60301553 | البرولين الغنية فصيلة BstNI بروتين 2 | ||
2 | GGHQQGPPPPPPGKPQ 1576.9 | غي | 4826944 | البرولين الغنية فصيلة HaeIII بروتين 2 |
غي | 9945310 | البرولين الغنية فصيلة HaeIII بروتين 1 | ||
3 | GPPPAGGNPQQPQAPPA GKPQGPPPPPQGGRPP 3126.2 | غي | 37537692 | البرولين الغنية فصيلة BstNI بروتين 4 السلائف |
4 | GPPPPGGNPQQPLPPPAGKPQ 2028.3 | غي | 113423660 | توقع: البروتين افتراضية |
5 | GPPPPGKPQGPPPQGDKSRSP 2077.8 | غي | 113423262 | توقع: افتراضية شكل الإسوي بروتين 5 |
غي | 41349482 | البرولين الغنية بالبروتينات BSTNI فصيلة شكل الإسوي 1 1 السلائف | ||
غي | 60301553 | البرولين الغنية فصيلة BstNI بروتين 2 | ||
غي | 113423663 | توقع: البروتين افتراضية | ||
غي | 41349484 | البرولين الغنية فصيلة BstNI بروتين 1 2 السلائف شكل الإسوي | ||
غي | 41349486 | البرولين الغنية فصيلة BstNI بروتين شكل الإسوي 1 3 السلائف | ||
6 | GPPPPPPGKPQGPPPQ GGRPQGPPQGQSPQ 2918.5 | غي | 9945310 | البرولين الغنية فصيلة HaeIII بروتين 1 |
7 | GPPPQEGNKPQRPPPPGRPQ 2131.3 | غي | 113423660 | توقع: البروتين افتراضية |
8 | GPPPQGGNKPQGPPPPGKPQ 2030 | غي | 113423663 | توقع: البروتين افتراضية |
غي | 41349482 | البرولين الغنية فصيلة BstNI بروتين 1 1 شكل الإسوي السلائف | ||
غي | 113423262 | توقع: افتراضية شكل الإسوي بروتين 5 | ||
غي | 60301553 | البرولين الغنية فصيلة BstNI بروتين 2 | ||
9 | GPPPQGGRPQGPPQGQSPQ 1866.6 | غي | 4826944 | البرولين الغنية فصيلة HaeIII بروتين 2 |
10 | GPPQQGGHPPPPQGRPQ 1713.8 | غي | 9945310 | البرولين الغنية فصيلة HaeIII بروتين 1 |
غي | 4826944 | البرولين الغنية فصيلة HaeIII بروتين 2 | ||
11 | GPPQQGGHQQGPPPPPPGKPQ 2083.1 | غي | 9945310 | البرولين الغنية فصيلة HaeIII بروتين 1 |
غي | 4826944 | البرولين الغنية فصيلة HaeIII بروتين 2 | ||
12 | GRPQGPPQQGGHQQGP PPPPPGKPQ 2512.6 | غي | 4826944 | البرولين الغنية فصيلة HaeIII بروتين 2 |
غي | 9945310 | البرولين الغنية فصيلة HaeIII بروتين 1 | ||
13 | NKPQGPPPPGKPQGPP PQGGSKSRSSR 2720.2 | غي | 113423262 | توقع: افتراضية شكل الإسوي بروتين 5 |
غي | 113423663 | توقع: HYpothetical بروتين | ||
14 | PQGPPQQGGHPRPP 1450.1 | غي | 9945310 | البرولين الغنية فصيلة HaeIII بروتين 1 |
غي | 4826944 | البرولين الغنية فصيلة HaeIII بروتين 2 | ||
15 | QGRPQGPPQQGGHPRPP 1791.1 | غي | 4826944 | البرولين الغنية فصيلة HaeIII بروتين 2 |
غي | 9945310 | البرولين الغنية فصيلة HaeIII بروتين 1 | ||
16 | SPPGKPQGPPPQ 1186.9 | غي | 113423262 | توقع: افتراضية شكل الإسوي بروتين 5 |
غي | 41349482 | البرولين الغنية فصيلة BstNI بروتين 1 1 شكل الإسوي السلائف | ||
غي | 60301553 | البرولين الغنية فصيلة BstNI بروتين 2 | ||
غي | 113423663 | توقع: البروتين افتراضية | ||
غي | 41349484 | البرولين الغنية فصيلة BstNI بروتين 1 2 السلائف شكل الإسوي | ||
غي | 41349486 | البرولين الغنية فصيلة BstNI بروتين شكل الإسوي 1 3 السلائف | ||
17 | SPPGKPQGPPPQGGNQ PQGPPPPPGKPQ 2720.3 | غي | 113423663 | توقع: البروتين افتراضية |
غي | 41349482 | البرولين الغنية فصيلة BstNI بروتين 1 1 شكل الإسوي السلائف | ||
غي | 113423262 | توقع: افتراضية شكل الإسوي بروتين 5 | ||
غي | 60301553 | البرولين الغنية فصيلة BstNI بروتين 2 | ||
18 | SPPGKPQGPPQQEGNKPQ 1870.9 | غي | 37537692 | البرولين الغنية فصيلة BstNI بروتين 4 السلائف |
وكان الجدول 1. هضميدات للكشف على وجه الحصر في LLUF، جمع عينات.
الجدول التكميلي 1. انقر هنا لعرض الجدول التكميلي 1 .
الجدول التكميلي 2. انقر هنا لعرض الجدول التكميلي 2 .
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
لقد وجدنا أن وجود العديد من شظايا الببتيد في لعاب الإنسان عسر الهضم. هذه الشظايا الببتيد هي مشتقات من أشكال مختلفة من البرولين الغنية والبروتينات، والأكتين، ألفا الأميليز، ألفا غلوبين 1، بيتا غلوبين، histain 1، الكيراتين 1، الميوسين 7، البوليمرية مستقبلات المناعي، satherin?...
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
الإعلان عن أي تضارب في المصالح.
وأيد هذا العمل من قبل المعاهد الوطنية للصحة منح (R01-AI067395-01، R21-R022754-01، و R21-01-I58002). نشكر جيم نيماير لقراءة نقدية للمخطوطة.
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
اسم كاشف | شركة | فهرس العدد | تعليقات |
الأغشية Polyethersulfone | بال كوربوريشن | 30 كيلو دالتون MWCO | |
تفلون البروبيلين الاثيلين المفلورة أنبوب | أبتشيرتش العلمية | ||
أزرق ديكستران | سيغما | ||
نانو نظام LC | Eksigent | ||
C18 فخ عمود | اجيلنت | 5065-9913 | |
LTQ خطي مطياف الكتلة ايون فخ | الحرارية فيشر | ||
ساحر 2 | حكيم-N ReseaRCH | ||
حمض الفورميك الأسيتونيتريل-0.1٪ | JT بيكر | 9832-03 | LC / MS الصف |
حمض الفورميك المياه 0.1٪ | JT بيكر | 9834-03 | LC / MS الصف |
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article
Request PermissionThis article has been published
Video Coming Soon
Copyright © 2025 MyJoVE Corporation. All rights reserved