Zum Anzeigen dieser Inhalte ist ein JoVE-Abonnement erforderlich. Melden Sie sich an oder starten Sie Ihre kostenlose Testversion.
Method Article
Hier stellen wir ein Protokoll zur Messung des KDM1A-Zielengagements in einer menschlichen oder tierischen Zelle, Gewebe oder Blutproben vor, die mit KDM1A-Hemmern behandelt werden. Das Protokoll verwendet Chemoprobe-Tagging des freien KDM1A-Enzyms und direkte Quantifizierung des Zielbegebungsmittels mittels chemoprobebasierter Immunoassays und kann in präklinischen und klinischen Studien eingesetzt werden.
Die Bewertung des Zielengagements, definiert als die Wechselwirkung eines Arzneimittels mit dem Protein, für das es entwickelt wurde, ist eine Grundvoraussetzung für die Interpretation der biologischen Aktivität jeder Verbindung in der Arzneimittelentwicklung oder in Grundlagenforschungsprojekten. In der Epigenetik wird das Zielengagement am häufigsten durch die Analyse von Proxy-Markern bewertet, anstatt die Vereinigung der Verbindung zum Ziel zu messen. Zu den nachgelagerten biologischen Auslesungen, die analysiert wurden, gehören die Histonmarkmodulation oder Genexpressionsänderungen. KDM1A ist eine Lysindemethylase, die Methylgruppen aus mono- und dimethyliertem H3K4 entfernt, eine Modifikation, die mit dem Silencing der Genexpression verbunden ist. Die Modulation der Proxy-Marker hängt vom Zelltyp und der Funktion der genetischen Ausgestaltung der untersuchten Zellen ab, was die Interpretation und den Cross-Case-Vergleich recht schwierig machen kann. Um diese Probleme zu umgehen, wird ein vielseitiges Protokoll vorgestellt, um die Dosiseffekte und die Dynamik des direkten KDM1A-Zielengagements zu bewerten. Der beschriebene Test nutzt eine KDM1A-Chemoprobe, um hemmungsloses Enzym zu erfassen und zu quantifizieren, kann ohne genetische Veränderung breit auf Zellen oder Gewebeproben angewendet werden, verfügt über ein ausgezeichnetes Nachweisfenster und kann sowohl für die Grundlagenforschung verwendet werden. und Analyse klinischer Proben.
Lysin-spezifische demethylase 1 (KDM1A)1 ist eine Demethylase, die an der Kontrolle der Gentranskription beteiligt ist. Dieses Protein hat sich als Kandidat pharmakologisches Ziel2 in der Onkologie herauskristallisiert; einschließlich Akute myeloische Leukämie3 (AML), Myelodysplasie-Syndrom (MDS)4, Myelofibrose (MF)5,6, Kleinzelllungenkrebs (SCLC)7; bei Sichelzellerkrankungen (SCD)8,9, und bei Erkrankungen des zentralen Nervensystems einschließlich Alzheimer (AD), Multiple Sklerose (MS); und in Aggression10.
Die meisten KDM1A-hemmenden Verbindungen in der klinischen Entwicklung sind Cyclopropylamin-Derivate und hemmen das Protein durch kovalente Bindung an seinen Flavin-Adenin-Dinukleotid(FAD)-Kofaktor11. Die Hemmung von KDM1A induziert Veränderungen der Genexpression, aber diese Veränderungen variieren enorm zwischen Geweben, Zelltypen oder Krankheitsfällen. Hemmung von KDM1A ändert auch Histonzeichen12, aber diese Veränderungen werden in der Regel lokal an einer bestimmten Stelle im Genom produziert, und sind wieder, hoch Gewebe und zellspezifisch.
Das Protokoll wurde entwickelt, um das KDM1A-Zielengagement in biologischen Proben direkt zu messen und wurde für die Verwendung mit Cyclopropylamin-abgeleiteten Inhibitoren optimiert. Der Test basiert auf der ELISA-Technologie und analysiert parallel, Total und Free (d.h. ungebunden durch Inhibitor) KDM1A in einem nativen Proteinextrakt aus einer biologischen Probe in einem Solid-Phase-Assay. In einem ersten Schritt wird die biologische Probe in Gegenwart der biotinylierten KDM1A-selektiven Chemoprobe OG-88113,14, abgeleitet aus dem selektiven KDM1A-Inhibitor ORY-1001 (Iadademstat), einem potenten Inhibitor von KDM1A Entwicklung zur Behandlung onkologischer Erkrankungen. Die Chemoprobe hat einen IC50 für KDM1A von 120 nM und enthält eine FAD-Bindungsart, die mit einem biotinylierten Polyethylenglykol (PEG)-Schwanz verbunden ist. Die Chemoprobe bindet ausschließlich an die freie KDM1A, nicht aber an den inhibitorgebundenen KDM1A in der Probe. Nach der Chemoprobebindung werden die KDM1A, die Komplexe in der Probe enthält, auf Mikrotiterplatten mit Streptavidin-beschichteter Oberfläche erfasst, um freie KDM1A zu bestimmen, oder auf Platten, die mit einem monoklonalen Anti-KDM1A-Capture-Antikörper beschichtet sind, um die Gesamt-KDM1A zu bestimmen. Nach dem Waschen werden beide Platten mit einem Anti-KDM1A-Detektionsantikörper inkubiert, erneut gewaschen und mit einem sekundären HRP-konjugierten Esel-Antikaninchen-IgG-Antikörper zur Detektion mit einem lumineszierenden Substrat und zur Quantifizierung durch Messung relativer Lichteinheiten (RLU) in einem Luminometer (Abbildung 1).
Abbildung 1. Schema des ELISA-Enzyms verknüpftchemontierten Immunabsorptions-Assays für KDM1A-Zielengagement: A) Bestimmung der Gesamt-KDM1A mit Sandwich-ELISA und B) Bestimmung des freien KDM1A mit Chemoprobe ELISA. Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung anzuzeigen.
In beiden ELISA-Platten ist eine Standardkurve enthalten, um die Linearität jedes Assays zu überprüfen. Die Bestimmung des KDM1A-Zielengagements in jeder Probe wird dann als relativer Wert zur Vordosis- oder Fahrzeugprobe berechnet.
Blutproben wurden vom Instituto de Investigacion Biomédica Sant Pau Biobank nach spanischem Recht (Real Decreto de Biobancos 1716/2011) und der Genehmigung der lokalen Ethikkommissionen entnommen. Die Untersuchungen mit tierischem Gewebe wurden in Übereinstimmung mit den institutionellen Leitlinien für die Pflege und Verwendung von Labortieren (Richtlinie 86/609/EWG des Rates der Europäischen Gemeinschaften) durchgeführt, die vom Ethikausschuss für Tierversuche auf der PRAAL-PCB.
1. Herstellung biologischer Proben für den Test.
VORSICHT: Dieses Protokoll beinhaltet die Manipulation biologischer Proben, die dem Blutpathogenstandard (OSHA) (29 CFR 1910.1030), der Richtlinie 2000/54/EG des Europäischen Parlaments und der Vom 18. September 2000 oder gleichwertigen Verordnungen. Darüber hinaus können die biologischen Proben Spuren biologisch aktiver chemischer Prüfstoffe enthalten, und das Protokoll kann eine weitere Manipulation solcher Verbindungen beinhalten. Überprüfen Sie das Sicherheitsdatenblatt (SDS) der verbindungen, die vor Beginn des Experiments verwendet wurden, und beachten Sie streng alle im Forschungszentrum festgelegten Sicherheitsmaßnahmen, einschließlich der Verwendung einer angemessenen persönlichen Schutzausrüstung (PSA). Tragen Sie während des Experiments die richtige Schutzkleidung und verwenden Sie die richtige Abschirmung. Rückstände in den entsprechenden Abfallbehältern (biologische/zytotoxische Abfälle) entsorgen.
HINWEIS: Dieses Protokoll beginnt mit Zellen oder Proben von Probanden, die mit einem KDM1A-Hemmer behandelt wurden, und deren unbehandelten oder fahrzeug-/placebobehandelten Kontrollen3.
2. Lösungsvorbereitung
3. Native Proteinextraktion
4. Quantifizierung des nativen Proteins mit Bradford-Assay
5. Lumineszierende ELISAs für die vollständige und freie KDM1A-Bestimmung
HINWEIS: Halten Sie die Labortemperatur konstant bei 23-24 °C (RT).
STANDARD-SERIE | KDM1A Standard-Arbeitslösung (L) | |
(pg KDM1A/well) | PBS (L) | |
2500 für C-* | 800 | - |
2500 | 800 | - |
1750 | 560 | 240 |
1250 | 400 | 400 |
750 | 240 | 560 |
250 | 80 | 720 |
25 | 8 | 792 |
0 | 0 | 800 |
notiz: | ||
(1) Das volumen, das von jeder Verdünnung vorbereitet wird, reicht aus, um in dreifacher Ausführung 2 Platten assay zu laufen. | ||
(2) Der empfohlene Bereich liegt zwischen 2,5 und 5.000 pg / | ||
* Für die Negativkontrolle C-, ohne KDM1A Detektionsantikörper |
Tabelle 1: Standardvorbereitung. Zur Herstellung der Standard-Serie von KDM1A-Protein, Pipette die angegebenen Volumen der KDM1A Standard Arbeitslösung und PBS in acht ordnungsgemäß beschriftete 1,5 ml Mikrozentrifugenrohre.
Tabelle 2: Tiefbrunnenplattendesign. Normen (blau) und Proben (gelb) ab Schritt 5.4.2. wurden in die reflektierten Positionen der Tiefenbrunnenplatte geleitet, um das Laden in die ELISA-Platten in Richtung der blauen (Standard) und gelben (Proben) Pfeile zu erleichtern. Bitte klicken Sie hier, um diese Datei herunterzuladen.
Tabelle 3: ELISA-Plattendesign. Die Assayplatte enthält die Standardkurve mit abnehmenden Mengen des rekombinanten KDM1A-Ziels (in blau); die biologischen Proben (S) in gelb; und entsprechende Negativkontrollen (enthalten die Proben, aber nicht den primären Detektionsantikörper) in Weiß, die von der Deep Well Plate auf die ELISA-Platten geladen werden. Der Rohling (0 in der Standardkurve) enthält alle Erfassungs- und Detektionsreagenzien, aber keine Probe. Bitte klicken Sie hier, um diese Datei herunterzuladen.
6. Berechnung des Zielengagements
Die Linearität der Total- und Free KDM1A-Bestimmung.
Eine Standard-Serie wurde wie in Schritt 5.3.2. beschrieben unter Verwendung von 0 bis 2500 pg des humanen rekombinanten KDM1A-Enzyms in voller Länge hergestellt. Die RLU-Werte von Total und Free rKDM1A wurden bewertet, um die Linearität zu überprüfen (Abbildung 2A und 2B). Die Daten werden als Mittelwert aus...
Das hier vorgestellte Protokoll wurde entwickelt, um das KDM1A-Zielengagement direkt mit einem neuartigen KDM1A Chemoprobe Capture-basierten ELISA zu messen. Die Methode wurde an kultivierten menschlichen Zelllinien und Ex-vivo-Proben von Mensch, Ratte und Maus und Pavian (einschließlich PBMCs, Lunge, Gehirn, Haut, Tumoren) validiert, kann aber leicht auf andere Arten angewendet werden, bei denen die KDM1A-Antikörper Epitope und katalytische Mitte konserviert werden. Da OG-881 eine aktivitätsbasierte Chemoprobe ist, i...
Die Autorin Tamara Maes ist geschäftsführende Direktorin und Aktionärin, und die Autoren Cristina Mascara und Raquel Ruiz Rodriguez sind Mitarbeiter von Oryzon Genomics S.A. Oryzon Genomics S.A. entwickelt KDM1A-Inhibitoren und hält Patente für Verbindungen und Methoden in diesem Artikel.
Diese Studie wurde von Oryzon Genomics finanziert. S.A., Hoffman-La Roche, teilweise unterstützt durch das CIIP-20152001 und RETOS Kollaborationsprogramm RTC-2015-3332-1.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
0,05% Trypsin-EDTA (1X) | Thermo Scientific | #25300-062 | |
10 X Protease Inhibitor Tablets | Roche | #11836153001 | |
96 deep well storage block | VWR | #734-1679 | |
96 well ELISA plates | Nunc | #436110 | |
Adhesive black Film | Perkin Elmer | #6050173 | |
Adhesive transparent Film | VWR | #60941-062 | |
Biotinylated KDM1A probe OG-881 | Oryzon Genomics S.A. | NA | |
Bovine Serum Albumin | Sigma | # 3117057001 | |
Bovine Serum Albumin Standard | Thermo Scientific | #23208) | |
Bradford Protein Assay | BioRad | #500-0001 | |
Cell lysis buffer 10X | Cell Signaling | #9803 | |
Centrifuge for 96- well plates | Hettich | Rotina 420R | |
Flask | Thermo Scientific | #156499 | |
Full length, enzymatically active human Recombinant LSD1 / KDM1A | Active Motif | #31426 | |
Graphpad Prism 5 Project | GraphPad Software | NA | |
Luminol-Enhacer and Peroxide Solution (Chemiluminescent Substrate) | Thermo Scientific | #37074 | |
Micro Centrifuge | Eppendorf | 5415 R | |
Microplate reader Infinite 200-Tecan | Tecan | Infinite 200 | |
Mouse monoclonal capture antibody Anti-KDM1A (N-terminal epitope) | Abcam | #ab53269 | |
Needle G18 gauge blunt | BD | #303129 | |
ORY-1001 (iadademstat) | Oryzon Genomics S.A. | NA | |
PBMC separation tubes 10 ml | Greiner bio-one | #163288 | |
PBMC separation tubes 50 ml | Greiner bio-one | #227288 | |
PBS 1x | Sigma | #D8537 | |
Plate shaker | Heidolph Instruments | Rotamax 120 | |
Polysorbate 20 | Sigma | #P7949 | |
Rabbit monoclonal detection antibody Anti-KDM1A (C-terminal epitope) | Cell Signaling | #672184BF-100 | |
Secondary antibody Peroxidase-conjugated Donkey Anti-rabbit IgG | Thermo Scientific | #31458 | |
Spectrophotometer cuvette 1.5 | Deltalab | #302100 | |
Spectrophotometer for cuvette | GE Healthcare | GeneQuant 1300 | |
Streptavidin | Promega | #Z704A | |
Syringe | BD | #303172 | |
Type 1 ultrapure water | Millipore | Milli-Q Advantage A10 | |
Ultrasonic cleaner | VWR | USC200T |
Genehmigung beantragen, um den Text oder die Abbildungen dieses JoVE-Artikels zu verwenden
Genehmigung beantragenThis article has been published
Video Coming Soon
Copyright © 2025 MyJoVE Corporation. Alle Rechte vorbehalten