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Method Article
Est présenté ici, un protocole d’analyse moyen - à haut-débit des événements de phosphorylation de la protéine au niveau cellulaire. Phospho cytométrie en flux est une approche puissante pour caractériser des aberrations signalisation, identifier et valider des biomarqueurs et évaluer pharmacodynamique.
Signalisation cellulaire aberrante joue un rôle central dans le développement du cancer et de la progression. Plus de nouvelles thérapies ciblées visent en effet les protéines et les fonctions des protéines et des aberrations signalisation cellulaire peuvent donc servir de biomarqueurs pour indiquer les options de traitement personnalisé. Par opposition à des analyses d’ADN et d’ARN, changements dans l’activité de la protéine peuvent évaluer plus efficacement les mécanismes qui sous-tendent la résistance et sensibilité aux médicaments. Phospho cytométrie en flux est une technique puissante qui mesure les événements de phosphorylation de la protéine au niveau cellulaire, une caractéristique importante qui distingue cette méthode d’autres approches axées sur les anticorps. La méthode permet l’analyse simultanée de plusieurs protéines de signalisation. En combinaison avec cellule fluorescente barcoding, grands ensembles de données moyen - à haut-débit peuvent être acquis par matériel standard cytomètre en peu de temps. Phospho-cytométrie a des applications aussi bien dans des études de biologie fondamentale et en recherche clinique, y compris l’analyse, découverte de biomarqueurs et l’évaluation de la pharmacodynamique de signalisation. Ici, un plan expérimental détaillé est fourni pour l’analyse de flux de phospho de cellules mononucléaires de sang périphérique purifiée, utilisant des cellules de la leucémie lymphoïde chronique à titre d’exemple.
Phospho cytométrie en flux est utilisé pour analyser le taux de phosphorylation de protéines à cellule unique résolution. L’objectif global de la méthode consiste à mapper les modèles de signalisation cellulaires dans des conditions spécifiées. En exploitant la capacité multiparamétrique de cytométrie en flux, plusieurs voies de signalisation peuvent être analysés simultanément dans différents sous-ensembles d’une population de cellules hétérogènes tels que du sang périphérique. Ces traits de caractère offrent des avantages par rapport aux autres technologies axées sur les anticorps comme immunohistochimie, immuno enzymatique (ELISA), alignement de protéine et inversion de phase protéine tableau (RPPA)1. Cytométrie en flux phospho est cumulable avec cellule fluorescente barcoding (FCB), ce qui signifie que les échantillons de cellules individuelles sont étiquetés avec des signatures uniques de colorants fluorescents afin qu’ils peuvent être mélangés entre eux, colorées et analysés comme un seul échantillon2. Cela réduit la consommation d’anticorps, augmente la robustesse des données grâce à la combinaison du contrôle et des échantillons traités et améliore la vitesse d’acquisition. La population combinée de FCB soient divisée en plus petits échantillons et colorée avec jusqu'à 35 anticorps phospho-spécifiques distincts, selon la quantité de matière première. Grandes expériences de profilage peuvent, ainsi, être exécutés avec le matériel standard cytomètre. Phospho écoulement cytometry a été appliqué au profil de signalisation dans les échantillons des patients de plusieurs cancers hématologiques, y compris la leucémie lymphoïde chronique (LLC)3,4,5, leucémie myéloïde aiguë (LMA) de lymphomes non hodgkiniens et 6 7. Phospho cytométrie en flux est donc une approche puissante pour caractériser des aberrations signalisation, identifier et valider des biomarqueurs et évaluer pharmacodynamique.
Ici, le protocole optimisé pour l’analyse des échantillons de patients de CLL par cytométrie en flux phospho est fourni (Figure 1 a). Exemples de caractérisation de signalisation basale, stimulation des récepteurs cellulaires anti-IgM/B et perturbation de la drogue sont indiqués. Une description détaillée d’une matrice FCB est fournie. Le protocole peut facilement être adapté à d’autres types de cellules de suspension.
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Des échantillons de sang ont été reçues après consentement éclairé de tous les donateurs. L’étude a été approuvée par le Comité régional à usage médical et de santé recherche éthique de la Norvège au sud-est et la recherche sur le sang humain a été effectuée conformément à la déclaration d’Helsinki8.
Remarque : Étapes 1-3 devraient être effectuées dans des conditions stériles sous une hotte de culture de tissus.
1. isolement de cellules mononucléaires du sang périphérique (PBMC) des échantillons de sang de patients de CLL
ATTENTION : Le sang humain doit être manipulé conformément aux règlements de niveau de biosécurité 2.
2. la décongélation des cellules
3. préparation des cellules
4. la stimulation et la Fixation des cellules
Remarque : Effectuez les étapes 4-8 sur le banc de laboratoire (c.-à-d., non stérile).
ATTENTION : L’ingrédient principal du tampon Difficulté j’ai est paraformaldéhyde, qui est toxique (contact peau et inhalation). Manipuler avec précaution.
5. fluorescent cellule Barcoding (FCB)
Remarque : Voir le tableau 1 pour une liste de codes à barres réactifs.
6. cellule perméabilisation pour la coloration des antigènes intracellulaires
ATTENTION : L’ingrédient principal de Perm tampon III est de méthanol qui est toxique (contact par inhalation et la peau) et inflammable. Manipuler avec précaution.
7. anticorps
Remarque : Voir Table des matières pour obtenir une liste des déclarés anticorps phospho-spécifiques.
8. préparation des commandes de Compensation
9. analyse en cytométrie en flux
Remarque : L’expérience peut être exécutée sur un cytomètre de flux avec un Sampler élevée de débit (HTS).
10. blocage stratégie et analyse des données
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Les principales étapes du protocole phospho écoulement cytometry sont illustrées dans la Figure 1 a. Dans l’exemple présenté, cellules CLL ont été colorées avec le réactif de barcoding Pacific Blue à quatre dilutions. Code à barres en trois dimensions peut être effectuée en combinant trois colorants de codes à barres, comme illustré dans la Figure 1 b. Les échantillons individuels sont ensuite déconvolutés par...
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Phospho cytométrie en flux est une technique puissante pour mesurer le taux de phosphorylation de protéines dans des cellules individuelles. Étant donné que la méthode s’appuie sur la coloration avec des anticorps, phospho cytométrie en flux est limitée par la disponibilité des anticorps. En outre, afin d’obtenir des résultats fiables, les anticorps devraient être titrés et vérifiés avant toute utilisation. Un protocole détaillé pour le titrage d’anticorps phospho-spécifiques ont été décrits aill...
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L’auteur n’a rien à divulguer.
Ce travail a été effectué dans le laboratoire du professeur Kjetil Taskén et a été soutenu par la société norvégienne de Cancer et Stiftelsen Kristian Gerhard Jebsen. Johannes Landskron et Marianne Enger sont reconnus pour une lecture critique du manuscrit.
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Name | Company | Catalog Number | Comments |
RPMI 1640 GlutaMAX | ThermoFisher Scientific | 61870-010 | Cell culture medium |
Fetal bovine serum | ThermoFisher Scientific | 10270169 | Additive to cell culture medium |
Sodium pyruvate | ThermoFisher Scientific | 11360-039 | Additive to cell culture medium |
MEM non-essential amino acids | ThermoFisher Scientific | 11140-035 | Additive to cell culture medium |
Lymphoprep | Alere Technologies AS | 1114547 | Density gradient medium |
Anti-IgM | Southern Biotech | 2022-01 | For stimulation of the B cell receptor |
BD Phosflow Fix Buffer I | BD | 557870 | Fixation buffer |
BD Phosflow Perm Buffer III | BD | 558050 | Permeabilization buffer |
Alexa Fluor 488 5-TFP | ThermoFisher Scientific | A30005 | Barcoding reagent |
Pacific Blue Succinimidyl Ester | ThermoFisher Scientific | P10163 | Barcoding reagent |
Pacific Orange Succinimidyl Ester, Triethylammonium Salt | ThermoFisher Scientific | P30253 | Barcoding reagent |
Compensation beads | Defined by user | Correct species reactivity | |
Falcon tubes | Defined by user | ||
Eppendorf tubes | Defined by user | ||
96 well V-bottom plates | Defined by user | Compatible with the flow cytometer | |
Centrifuges | Defined by user | For Eppendorf tubes, Falcon tubes and plates | |
Water bath | Defined by user | Temperature regulated | |
Flow cytometer | Defined by user | With High Throughput Sampler (HTS) | |
Name | Company | Catalog Number | Comments |
Antigen | |||
AKT (pS473) | Cell Signaling Technologies | 4075 | Clone: D9E Reference: Myhrvold et al., 2018, Single cell profiling of phospho-protein levels in.., Oncotarget, 9(10):9273-9284 Parente-Ribes et al., 2016, Spleen tyrosine kinase inhibitors reduce…, Haematologica, 101(2):e59-62 Skånland et al., 2014, T-cell co-stimulation through the CD2 and CD28…, Biochem J, 460(3):399-410 Kalland et al., 2012, Modulation of proximal signaling in normal and transformed…, Exp Cell Res, 318(14):1611-9 |
ATF-2 (pT71) | Santa Cruz Biotechnology | sc-8398 | Clone: F-1 Reference: Skånland et al., 2014, T-cell co-stimulation through the CD2 and CD28…, Biochem J, 460(3):399-410 Pollheimer et al., 2013, Interleukin-33 drives a proinflammatory endothelial…, Arterioscler Thromb Vasc Biol, 33(2):e47-55 |
BLNK (pY84) | Beckton Dickinson Pharmingen | 558443 | Clone: J117-1278 Reference: Myhrvold et al., 2018, Single cell profiling of phospho-protein levels in.., Oncotarget, 9(10):9273-9284 Parente-Ribes et al., 2016, Spleen tyrosine kinase inhibitors reduce…, Haematologica, 101(2):e59-62 Kalland et al., 2012, Modulation of proximal signaling in normal and transformed…, Exp Cell Res, 318(14):1611-9 Myklebust et al., 2017, Distinct patterns of B-cell receptor signaling in…, Blood, 129(6): 759-770 |
Btk (pY223)/Itk (pY180) | Beckton Dickinson Pharmingen | 564846 | Clone: N35-86 Reference: Myklebust et al., 2017, Distinct patterns of B-cell receptor signaling in…, Blood, 129(6): 759-770 |
Btk (pY551) | Beckton Dickinson Pharmingen | 558129 | Clone: 24a/BTK (Y551) Reference: Kalland et al., 2012, Modulation of proximal signaling in normal and transformed…, Exp Cell Res, 318(14):1611-9 |
Btk (pY551)/Itk (pY511) | Beckton Dickinson Pharmingen | 558134 | Clone: 24a/BTK (Y551) Reference: Myhrvold et al., 2018, Single cell profiling of phospho-protein levels in.., Oncotarget, 9(10):9273-9284 Parente-Ribes et al., 2016, Spleen tyrosine kinase inhibitors reduce…, Haematologica, 101(2):e59-62 |
CD3ζ (pY142) | Beckton Dickinson Pharmingen | 558489 | Clone: K25-407.69 Reference: Skånland et al., 2014, T-cell co-stimulation through the CD2 and CD28…, Biochem J, 460(3):399-410 |
Histone H3 (pS10) | Cell Signaling Technologies | 9716 | Clone: D2C8 Reference: Myhrvold et al., 2018, Single cell profiling of phospho-protein levels in.., Oncotarget, 9(10):9273-9284 |
IκBα | Cell Signaling Technologies | 5743 | Clone: L35A5 Reference: Myklebust et al., 2017, Distinct patterns of B-cell receptor signaling in…, Blood, 129(6): 759-770 |
LAT (pY171) | Beckton Dickinson Pharmingen | 558518 | Clone: I58-1169 Reference: Skånland et al., 2014, T-cell co-stimulation through the CD2 and CD28…, Biochem J, 460(3):399-410 |
Lck (pY505) | Beckton Dickinson Pharmingen | 558577 | Clone: 4/LCK-Y505 Reference: Myhrvold et al., 2018, Single cell profiling of phospho-protein levels in.., Oncotarget, 9(10):9273-9284 |
MEK1 (pS298) | Beckton Dickinson Pharmingen | 560043 | Clone: J114-64 Reference: Myhrvold et al., 2018, Single cell profiling of phospho-protein levels in.., Oncotarget, 9(10):9273-9284 Skånland et al., 2014, T-cell co-stimulation through the CD2 and CD28…, Biochem J, 460(3):399-410 |
NF-κB p65 (pS529) | Beckton Dickinson Pharmingen | 558422 | Clone: K10-895.12.50 Reference: Myhrvold et al., 2018, Single cell profiling of phospho-protein levels in.., Oncotarget, 9(10):9273-9284 Skånland et al., 2014, T-cell co-stimulation through the CD2 and CD28…, Biochem J, 460(3):399-410 Kalland et al., 2012, Modulation of proximal signaling in normal and transformed…, Exp Cell Res, 318(14):1611-9 Pollheimer et al., 2013, Interleukin-33 drives a proinflammatory endothelial…, Arterioscler Thromb Vasc Biol, 33(2):e47-55 |
NF-κB p65 (pS536) | Cell Signaling Technologies | 4887 | Clone: 93H1 Reference: Myhrvold et al., 2018, Single cell profiling of phospho-protein levels in.., Oncotarget, 9(10):9273-9284 Skånland et al., 2014, T-cell co-stimulation through the CD2 and CD28…, Biochem J, 460(3):399-410 Kalland et al., 2012, Modulation of proximal signaling in normal and transformed…, Exp Cell Res, 318(14):1611-9 |
p38 MAPK (pT180/Y182) | Cell Signaling Technologies | 4552 | Clone: 28B10 Reference: Myhrvold et al., 2018, Single cell profiling of phospho-protein levels in.., Oncotarget, 9(10):9273-9284 Skånland et al., 2014, T-cell co-stimulation through the CD2 and CD28…, Biochem J, 460(3):399-410 Pollheimer et al., 2013, Interleukin-33 drives a proinflammatory endothelial…, Arterioscler Thromb Vasc Biol, 33(2):e47-55 |
p44/42 MAPK (pT202/Y204) | Cell Signaling Technologies | 4375 | Clone: E10 Reference: Myhrvold et al., 2018, Single cell profiling of phospho-protein levels in.., Oncotarget, 9(10):9273-9284 Parente-Ribes et al., 2016, Spleen tyrosine kinase inhibitors reduce…, Haematologica, 101(2):e59-62 Skånland et al., 2014, T-cell co-stimulation through the CD2 and CD28…, Biochem J, 460(3):399-410 Kalland et al., 2012, Modulation of proximal signaling in normal and transformed…, Exp Cell Res, 318(14):1611-9 Pollheimer et al., 2013, Interleukin-33 drives a proinflammatory endothelial…, Arterioscler Thromb Vasc Biol, 33(2):e47-55 |
p53 (pS15) | Cell Signaling Technologies | NN | Clone: 16G8 Reference: Irish et al., 2007, Flt3 Y591 duplication and Bcl-2 overexpression…, Blood, 109(6):2589-96 |
p53 (pS20) | Cell Signaling Technologies | NN | Clone: Polyclonal Reference: Irish et al., 2007, Flt3 Y591 duplication and Bcl-2 overexpression…, Blood, 109(6):2589-96 |
p53 (pS37) | Cell Signaling Technologies | NN | Clone: Polyclonal Reference: Irish et al., 2007, Flt3 Y591 duplication and Bcl-2 overexpression…, Blood, 109(6):2589-96 |
p53 (pS46) | Cell Signaling Technologies | NN | Clone: Polyclonal Reference: Irish et al., 2007, Flt3 Y591 duplication and Bcl-2 overexpression…, Blood, 109(6):2589-96 |
p53 (pS392) | Cell Signaling Technologies | NN | Clone: Polyclonal Reference: Irish et al., 2007, Flt3 Y591 duplication and Bcl-2 overexpression…, Blood, 109(6):2589-96 |
PLCγ2 (pY759) | Beckton Dickinson Pharmingen | 558498 | Clone: K86-689.37 Reference: Myhrvold et al., 2018, Single cell profiling of phospho-protein levels in.., Oncotarget, 9(10):9273-9284 Myklebust et al., 2017, Distinct patterns of B-cell receptor signaling in…, Blood, 129(6): 759-770 |
Rb (pS807/pS811) | Beckton Dickinson Pharmingen | 558590 | Clone: J112-906 Reference: Myhrvold et al., 2018, Single cell profiling of phospho-protein levels in.., Oncotarget, 9(10):9273-9284 Pollheimer et al., 2013, Interleukin-33 drives a proinflammatory endothelial…, Arterioscler Thromb Vasc Biol, 33(2):e47-55 |
S6-Ribos. Prot. (pS235/236) | Cell Signaling Technologies | 4851 | Clone: D57.2.2E Reference: Myhrvold et al., 2018, Single cell profiling of phospho-protein levels in.., Oncotarget, 9(10):9273-9284 |
SAPK/JNK (pT183/Y185) | Cell Signaling Technologies | 9257 | Clone: G9 Reference: Myhrvold et al., 2018, Single cell profiling of phospho-protein levels in.., Oncotarget, 9(10):9273-9284 Pollheimer et al., 2013, Interleukin-33 drives a proinflammatory endothelial…, Arterioscler Thromb Vasc Biol, 33(2):e47-55 |
SLP76 (pY128) | Beckton Dickinson Pharmingen | 558438 | Clone: J141-668.36.58 Reference: Skånland et al., 2014, T-cell co-stimulation through the CD2 and CD28…, Biochem J, 460(3):399-410 |
STAT1 (pY701) | Beckton Dickinson Pharmingen | 612597 | Clone: 4a Reference: Myhrvold et al., 2018, Single cell profiling of phospho-protein levels in.., Oncotarget, 9(10):9273-9284 Myklebust et al., 2017, Distinct patterns of B-cell receptor signaling in…, Blood, 129(6): 759-770 |
STAT3 (pY705) | Beckton Dickinson Pharmingen | 557815 | Clone: 4/P-STAT3 Reference: Myhrvold et al., 2018, Single cell profiling of phospho-protein levels in.., Oncotarget, 9(10):9273-9284 |
STAT4 (pY693) | Zymed/ThermoFisher Scientific | 71-7900 | Clone: Polyclonal Reference: Uzel et al., 2001, Detection of intracellular phosphorylated STAT-4 by flow cytometry, Clin Immunol, 100(3): 270-6 |
STAT5 (pY694) | Beckton Dickinson Pharmingen | 612599 | Clone: 47/Stat5(pY694) Reference: Myhrvold et al., 2018, Single cell profiling of phospho-protein levels in.., Oncotarget, 9(10):9273-9284 Skånland et al., 2014, T-cell co-stimulation through the CD2 and CD28…, Biochem J, 460(3):399-410 Myklebust et al., 2017, Distinct patterns of B-cell receptor signaling in…, Blood, 129(6): 759-770 |
STAT6 (pY641) | Beckton Dickinson Pharmingen | 612601 | Clone: 18/P-Stat6 Reference: Myhrvold et al., 2018, Single cell profiling of phospho-protein levels in.., Oncotarget, 9(10):9273-9284 |
SYK (pY525/Y526) | Cell Signaling Technologies | 12081 | Clone: C87C1 Reference: Myhrvold et al., 2018, Single cell profiling of phospho-protein levels in.., Oncotarget, 9(10):9273-9284 Parente-Ribes et al., 2016, Spleen tyrosine kinase inhibitors reduce…, Haematologica, 101(2):e59-62 |
ZAP70/SYK (pY319/Y352) | Beckton Dickinson Pharmingen | 557817 | Clone: 17A/P-ZAP70 Reference: Skånland et al., 2014, T-cell co-stimulation through the CD2 and CD28…, Biochem J, 460(3):399-410 Kalland et al., 2012, Modulation of proximal signaling in normal and transformed…, Exp Cell Res, 318(14):1611-9 Myklebust et al., 2017, Distinct patterns of B-cell receptor signaling in…, Blood, 129(6): 759-770 |
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