Method Article
פונקציה-Spacer-ליפידים (FSL) בונה לאפשר את תכונות פני השטח של תאים חיים virions להיות שונה ללא אובדן חיוניות. השיטה דורשת מגע פשוט רק פתרון לבנות FSL עם תא / virion ושילוב משטח יציב ספונטנית מתרחשת.
היכולת לשנות / לדמיין משטחים ביולוגיים, ולאחר מכן ללמוד את התא שונה / virion במגוון במבחנה בסביבות vivo חיונית להשגת תובנה נוספת לתוך הפונקציה של מולקולות ספציפיות או את הישות כולה. מחקרים של שינוי פני השטח ביולוגיים מוגבלים בדרך כלל הנדסה גנטית של האורגניזם או את הקובץ המצורף קוולנטיים של moieties כימית 1,2 שטח פני התא. אולם אלה טכניקות מסורתיות לחשוף את התא המגיבים כימיים, או שהם דורשים מניפולציה משמעותי כדי להשיג את התוצאה הרצויה, מה שהופך אותם מסורבל, והם עשויים גם להשפיע על הכדאיות בשוגג / הפונקציונליות של התא שונה. שיטה פשוטה מזיק לשנות את פני השטח של התאים נדרשת.
לאחרונה טכנולוגיה חדשה, טכנולוגיה KODE הציגה מגוון של מבנים הרומן המורכב משלושה מרכיבים: קבוצה ראש פונקציונלי (F), spacer (S) וזנב השומנים (L) ידועים כמו פונקציה ליפידים-Spacer או FSL constructs3. Spacer (S) נבחרה לספק לבנות כלומר מסיסות במים, עדיין יהיה ספונטני ביציבות לשלב קרום.
FSL לבנות moieties תפקודית (F) עד כה כוללים מגוון של saccharides כולל קבוצה הקשורות דם הגורמים, חומצות sialic, סוכרים hyaluronan, fluorophores, ביוטין, radiolabels, וכן מגוון של פפטידים 3-12. בונה FSL שימשו עוברים, זרע שינוי, דג הזברה, לתאי האפיתל / רירית הרחם, כדוריות דם אדומות, ו virions ליצור בקרות איכות מערכות ולוחות אבחון, לשנות הדבקה תא / אינטראקציה / הפרדה / immobilization, ועל במבחנה vivo הדמיה של תאים / virions 3-12.
התהליך של שינוי תאים / virions הוא גנרי ופשוט ביותר. ההליך הנפוץ ביותר הוא הדגירה של תאים (בתקשורת חינם שומנים בדם) עם פתרון עבור FSL בונה במשך 1-2 שעות ב 37 ° C 40-10. במהלך הדגירה FSL המבנים באופן ספונטני לשלב הממברנה, והתהליך הושלם. כביסה היא אופציונלית. תאים שונה על ידי בונה FSL ידועים כמו kodecytes 6-9, בעוד virions הם kodevirions 10.
FSL בונה כמו חליטות ישיר kodecytes / kodevirions נעשה שימוש במודלים של בעלי חיים ניסיוניים 7,8,10. כל kodecytes / kodevirions להופיע כדי לשמור על חיוניות הרגיל שלהם ואת הפונקציונליות תוך השגת את הפונקציה החדשה של מחצית F 7,8,10,11.
השילוב של dispersibility בתקשורת ביולוגית, התאגדות ספונטנית לתוך קרום התא, וכן רעילות נמוכה נראית לעין, שעושה FSL בונה כלי מחקר חשוב למחקר של תאים virions.
פרוטוקול הבאה מתארת את תהליך גנרי הכניסה של בונה FSL (איור 1) לתוך ממברנות ביולוגיות. לשם הפשטות הפרוטוקול רק מתייחסים תאים (kodecytes), אשר בריכוז 100%. עם זאת, התאים המונח להחלפה עם virions (kodevirions) או אורגניזמים או מבנים הסלולר ריכוזם diluent לא חשוב, בתנאי זה תמיד עקבי בין הבדיקות, פקדים ניסויים. עם כדוריות דם אדומות נפח תא ארז הוא בדרך כלל 80%, אך עם virions, עוברים לתאים אחרים הוא בדרך כלל פחות מ -1%. השיטה היא מאוד חזקה יהיה לייצר ממברנות שונה כאשר נעשה שימוש על ידי כל הווריאציות שלה, אבל חידוד יידרש כדי לייעל ולתקנן את מידת השינוי הנדרש עבור יישומים ספציפיים.
1. הכנת FSL בונה
הערות:
2. החדרת FSL Construct (ים) לתוך ממברנות
הערות:
3. טיפול ויזואליזציה
הערות:
4. נציג תוצאות:
טבלה 2. תגובות סרולוגיות נציג של שלושה שונים FSL-A (תלת) kodecytes תא אדום נבדק נגד דילולים של חד שבטיים אנטי. הפתרון של 50 מיקרומטר FSL-A (תלת) כאשר מודגרות עם נפח שווה של קבוצת תאים O אדום חזק המיוצר בתאים אנטיגן חיובי, אשר יכול להיות מזוהים על ידי דילול 1:512 של חד שבטיים אנטי. 5 - ו 10-לקפל התחתון FSL-A (תלת) פתרונות המיוצר kodecytes עם קבוצת דם פחות ביטוי אנטיגן.
1. איור FSL סקירה לבנות. כמו בונה FSL פרח מורכב משלושה מרכיבים עיקריים. ראש פונקציונלי (F) במקרה של FSL ניתן לבנות מגוון של קבוצות פונקציונליות ביולוגית אחרת, spacer (S) שנועדה לגרום המרווח של F מן הקרום, לשפר dispersibility המים להיות לא תגובתי עם סרום, ואילו שומנים diacyl מאפשר לבנות את באופן ספונטני לשלב משטחים. (אני)-FSL GB3 עם קבוצת דם Gb 3 (או P k) trisaccharide Galα4Galβ4Glcβ epitope. (II) FSL-A (משולש) עם קבוצת דם epitope trisaccharide GalNAcα3 (Fucα2) Galβ. (III)-FSL והעמסת. (IV) FSL-ביוטין עם מחצית ביוטין יחיד F. הקבוצה התפקודית של מבנים I-III הם מצומדות כדי נגזרות adipate מופעל על dioleoylphosphatidylethanolamine (סמים) בעוד spacer של מבנה IV הוא carboxymethylglycine-adipate מבוסס.
איור 2. שכותרתו-FSL והעמסת עוברים Murine. כל התמונות הן של עוברים לחיות תויגו כאשר pellucida zona שלהם (ZP) היה תמים (כלומר, לבנות FSL עברו ZP לתייג את העובר בפנים). תמונות I-IV הם ZP ללא עוברים שוחרר מבית ZP שלהם עם תיוג tyrodes הודעה עם חומצה FSL-והעמסת. מכתים זהים מתרחשת ללא קשר לשאלה אם היו עוברים FSL שונה עם ZP שלמים או ZP חינם. עוברים מסומנים ישירות עם FSL-והעמסת, לפי שעה 2 37 ° C שיטה בסרום בתקשורת תרבות חופשית לתא, שטף ואז לראות תחת מיקרוסקופ פלואורסצנטי. (אני) ZP חינם שני תאים העובר Murine, מכתים גם מראה קלאסי אינטנסיבי הגוף הקוטב. (II-III) ZP חינם ארבעה תאים לשמונה עוברים תא Murine, הן מכתים צללים מראה של תאים אשר פסקיIDE המטוס מיקרוסקופ של המוקד. (IV) ZP חינם 16 תא Murine העובר. (V) ZP שלמים עוברים Murine הבלסטוציסט (D4-D5) שבו הן את העובר ואת zona מסומנים.
איור 3. FSL-והעמסת ו 14 דג הזברה. (אני) Microangiography על זחלים 52 (שעות שלאחר ההפריה) דג הזברה hpf מוזרק ישירות לתוך מחזור הדם עם FSL-והעמסת. Vasculature דג הזברה הוא מוכתם. (II)-FSL והעמסת הטרוגניים דג הזברה רקמות הכליה תאים (הוועד המרכזי kodecytes) נוצרו vivo לשעבר אז מיקרו מוזרק לתוך מחזור הדם של דג הזברה 52 hpf הנמען. בתצפיות vivo של הוועד המרכזי kodecytes נעשו 2 שעות הזרקה הודעה על ידי הדמיה של vasculature תחת מיקרוסקופ פלואורסצנטי עם זמן לשגות. מוצג הוא מסגרת וידאו אחת עם תאים איטיים או תנועה גדול (מסומן בחצים כתומים) ותאי זז מהר (תמונות מטושטשות בגלל התנועה - הצביע עם חצים ירוקים). תיוג מאפשר בזמן אמת בהתבוננות vivo של ההתנהגות biodistribution kodecytes הוועד המרכזי. (III) ספיגת שבעל פה של FSL-והעמסת מושגת על ידי טבילה עוברי דג הזברה ב-FSL והעמסת המכיל התקשורת של עד 5 ימים. כביסה הושגה על ידי העברת העוברים לתוך מדיה המכילה לא בונה FSL (לפחות 6 שעות נדרש אך ניתן במשך כמה ימים). (IIIa) בשדה מיקרוסקופיה מוארת של דג הזברה-FSL והעמסת התייחסו המקביל התמונה פלואורסצנציה סמוכים (IIIB). Fluoresence היה ממוקם מעדיפים במעיים. מכתים לא נצפתה עוברים קבוצת הביקורת (IVA ו IVb).
4. באיור-FSL והעמסת תיוג של virions 10 VSV ו-H1N1. (אני) וירוס stomatitis שלפוחי (VSV) סומן ישירות 37 עם 10 מיקרוגרם / מ"ל FSL-והעמסת עבור 2 שעות ° C, ואחריו תיקון עם paraformaldehyde 4% ולאחר מכן cytometry הזרימה. טיהור לא של kodevirion VSV הודעה FSL תיוג נדרש. (II) cytometry זרימה של תאים האשכים החזירים שנדבקו אדם / פורטו Rico/8/1934 (H1N1) kodevirions שכותרתו באמצעות FSL-והעמסת. תאים נגוע נתפסים הפס השחור תוך שילוב של kodevirion H1N1 עם תוצאות תאים ST בתא ניאון (קו אדום).
איור 5. FSL-ביוטין תאים שכותרתו להדמיה הבאים דרך avidin שכותרתו 7,8. כל התאים תויגו הראשון h 1 ב 37 ° C-FSL עם ביוטין, שטף הגיב אז עם fluorophore שכותרתו avidin, שטף ורטוב רכוב על מיקרוסקופ פלואורסצנטי. (אני) מלוקט תמונה confocal של הבלסטוציסט עובר Murine. (II) פרוסה confocal המרכזית של העובר מהתמונה הקודמת. (III) חיה ניעתי בזרע אנושי - טשטוש מתרחשת כתוצאה של תנועה שלהם. (IV) קבועה (4% שלאחר הכניסה paraformaldehyde) בזרע אנושי. (V) האדם כדורית אדומה. (VI) קבוע (4% paraformaldehyde טרום הכניסה) RL95 קרצינומה של רירית הרחם האנושי. (VII) מבולבל RL95 תא אנושי קרצינומה של רירית הרחם קו. (VIII) ביוטין RBC kodecytes שנצפתה דגימת דם נלקחה 2 שעות שלאחר עירוי תוך ורידי של kodecytes עם (VIIIa) המייצג שדה שנצפו תחת מיקרוסקופ אור בזמן (VIIIb) הוא אותו שדה שנצפו תחת הקרינה, זיהוי שני kodecytes הנוכחי בתחום של נוף. חישוב היחס בין kodecytes לתאי ללא תווית ניתן להשתמש כאינדיקטור של הישרדות. (ט) חיה אנושית kodecytes ביוטין רירית הרחם דמיינו באמצעות קשירה חרוזים avidinylated.
איור 6. FSL פחמימות להוסיף קבוצת סמנים בדם עבור פרופיל serologic. (I) אדם אדום תא kodecytes גלילי שנוצרו עם ריכוז קבוצה של FSL-גלילי (500 מיקרוגרם / מ"ל) ונבדקו נגד דילולים של נסיוב אדם. תאים אדומים האדם לא להתרחש באופן טבעי עם האנטיגן xenoantigen גלילי. Kodecytes כזה יכול לשמש כדי כמותית של רמות נוגדנים בסרום. בדוגמה זו התורם היה נחוש בדעתו יש titre נגד גלילי של 1:32. (II) על ידי יצירת kodecytes עם רמות ירידה של FSL ("titres אנטיגן"), רמת אנטיגן אופטימלי לאיתור נוגדנים ניתן לקבוע (בדוגמה זו לה א). תאים יכולים להיווצר רק לתת תוצאה חיובית כאשר רמת נוגדנים חורגת titre ספציפיים. רמת אנטיגן FSL נדרש לתת תוצאה חיובית תלוי באיכות ורמת נוגדנים שיראו. עבור אנטיגנים פחמימות, פתרון FSL של 100 מיקרוגרם / מ"ל יהיו בדרך כלל תוצאה של תגובה חיובית חזקה. (III) אדם קבוצה O תאים אדומים שונו יש רמה מסוימת של נמלהigen (סטנדרטית kodecytes), וכן משמש לכמת במדויק reproducibly אנטי בנסיוב האדם. בדוגמה זו נגד titre ב O קבוצה סרום נבדק היא 01:32 ואת kodecytes הוכנו מן התאים האדומים של התורם עצמו. (IV) קבוצת דם A ו-B אנטיגנים בעת ובעונה אחת מוכנס לתוך מדגם קבוצה אחת O תא אדום המשמשים ליצירת kodecytes B חלש חלש. Kodecytes אלה יכולים לשמש למטרות בקרת איכות ABO. תוצאה זו מציגה ניתוח של kodecyte B גיבש במיוחד חלש חלש נבדק נגד ריאגנטים אנטי ואנטי B ונותן צפוי תגובות חלש.
תאים שינוי ו virions עם בונה FSL היא טכניקה פשוטה מאוד חזקים 3-11. כדי לתאר ולהבחין FSL לבנות תאים שונה ו virions מתאי ללא שינוי, הם מכונים kodecytes ו kodevirions בהתאמה 6-10, אך רק כאשר הקבוצה הציגה תפקודית ניתן להראות להיות נוכח על הממברנה שלהם. כאשר kodecytes מיוצרים עם ריכוזים שונים של מבנים FSL, הם יכולים להיות מכונה על ידי ריכוז של הפתרון FSL לבנות השתמשו כדי ליצור אותם, למשל 15 מיקרוגרם / מ"ל kodecytes, או אם אחד או יותר FSL לאחר מכן נעשה שימוש במונח משולב, לדוגמא: A + ביוטין kodecytes 7,8. כאשר תאים שונים כדי להשוות, לרבות סוג תא בתיאור מומלץ, למשל אדום ביוטין תא kodecytes או kodecytes ביוטין רירית הרחם 7,8.
למרות תהליך הכניסה היא מאוד חזקה הכניסה (אמנם עם תעריפים שונים) תתרחש על פני טווח טמפרטורה גדול 4-37 ° C ו בתוך דקות עד שעות, כדי להשיג שליטה הכניסה לשחזור קפדנית של זמן מגע, טמפרטורה, ריכוז FSL ( כולל ניסוח diluent), וכן ריכוז במידה פחותה תא נדרשים. עד היום, כל המבנים FSL ניתן להשתמש כדי לשנות את התאים על ידי טכניקה זהה 4-11, אולם צפוי כי בתנאים מסוימים יהיו נוחים יותר זרימת עבודה ו / או בדרישות הטיפול האופטימלי של התאים / virions להיות שונה . הריכוז המדויק FSL כדי להשיג את האפקט הרצוי צריך להיקבע על ידי המשתמש 4. FSL כתוצאה לבנות תאים שונה / virions בדרך כלל ניתן להשתמש באותו אופן כמו תא virion ללא שינוי / במערכות ביולוגיות או אנליטי 4-11. כמו בונה FSL יהיה לאט elute ממשטחי שונה כאשר במגע עם בתמיסות 7,8, או להיות נצרך על ידי תאים פעילים 11, נושאים אלה יש לקחת בחשבון ביחס לרמת האות או פעילות שהושגו על פני תקופות זמן. Kodecytes יכול להיות קבוע (למשל glutaraldehyde / פורמלין) לאחר הכניסה בתנאי מקבע אינו מכיל שומנים משחררי ממיסים את הקבוצה פונקציונלי תואם מקבע. תאים קבוע לחילופין יכול להיות שונה עם בונה FSL.
בנוסף לשינוי של משטחי תאים virion בונה FSL יכול גם להיות חדורים ישירות למחזור הדם של חיות מעבדה גרימת שינוי vivo של תאים במחזור 7 ו לעכב 12 וירוסים, רעלים, 12 ונוגדנים 7. בונה FLS יש גם שימש לקשט ליפוזומים והוא יכול להיות מודפס על גבי משטחי נייר 13, שם הם לשתק, ולאחר מכן יכול לשמש מבחני אבחון.
היכולת לשנות בקלות תאים חיים עם מגוון הולך וגדל של בונה FSL צריך להוכיח להיות מחקר שימושי כלי פיתוח לחקר הביולוגיה פני התא.
דבורה א 'בלנק סטיבן מ' הנרי העובדים ובעלי המניות של KODE ביוטק מוגבלת בעל פטנט של הטכנולוגיה KODE. דן ובס הוא עובד של סיגמא אולדריץ, אשר מימנה את הייצור של מאמר זה וידאו.
המחברים מודים דן ובס מ סיגמא אולדריץ להצגת וידאו. אנו מודים גם דון סניף, Evgenii צ'רנישב, סקוט Chesla, אליזבת Hadac, אמנדה הריסון, דמיאן היתקוט, אניקה Hult, צ'ואן צ'ינג-Lan, סוזנה מקינטוש, Sarvani Komarraju, אלנה Korchagina, קרוליין אוליבר, מרטין אולסון, סטיבן פרקר, איגור Rodinov, אלכסנדר Tuzikov, ואלינור וויליאמס לתוצאות שלהם תרומות סינתזה העיצוב, של מבנים FSL וקביעת הפעילות הביולוגית.
טבלה 1. זמין מסחרית בונה FSL המתואר במאמר זה.
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