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요약

형질 전환 마우스 또는 바이러스 성 벡터는 폐 내의 단백질 발현을 증가하는 데 사용되었습니다. 그러나이 기술은 기술적으로 도전적인 시간이 소요하고 결과를 혼동 할 수 있습니다 떨어져 표적 장기에 주요 영향이있다. 우리의 단백질 형질 프로토콜은 지질 기반의 transfection 시약 및 균일 폐 세포에 활성 단백질을 제공하는 초 미세 microsprayer을 사용합니다.

초록

단백질 발현을 증가하는 것은 연구자가 더 중요한 생물 학적 과정 1 조절에 그 단백질의 기능 역할을 이해 할 수 있습니다. 폐에서이 유전자 발현을 증가 4를 통해 단백질 수준을 상승 형질 전환 생쥐 2,3 또는 바이러스 성 또는 비 바이러스 성 벡터를 활용 유전 방식을 통해 일반적으로 달성되었다. 형질 전환 생쥐를 생성하는 비용과 시간이 많이 소요하고 유전자 또는 만성 유전자 발현의 임의 삽입은 정상 폐 발달을 변경하고 따라서 모델 5의 유틸리티를 제한 할 수 있습니다. 조건식을 생성하는 데 사용되는 만성 유전자 발현 6, 반대 테트라 사이클린 제어 transactivator (rtTA) 마우스와 관련된 문제 AVERT 조건부 형질 전환은 자연 공기 공간 확대 7을 개발하면서. 형질 전환과 마찬가지로, 바이러스 성 및 비 바이러스 성 벡터의 사용은 8 비싸고 용량-D를 자극 할 수그 ependent 염증 반응 결과 9 혼란과 표현 10을 방해. 또한, 반복 투여의 효능은 벡터 11,12 향상 면역 반응에 의해 제한됩니다. 연구진은 적은 염증을 유발하고 폐 13에서 더 이상 표현이 아데노 - 관련 바이러스 (AAV) 벡터를 개발하고 있습니다.

β-갈 락토시다 아제를 사용하여, 우리는 직접 단백질 형질 전환 기술을 사용하여 폐 내에서 신속하고 효율적으로 증가하는 단백질 발현을위한 방법을 제시한다. 이 프로토콜은 폐 조직 자체에 침투를 허용하는 지질 기반 형질 시약 20 μL (프로 피사체, 피어스 바이오)와 단백질을 정제 고정 된 금액을 섞는다. 리포좀 단백질 혼합물은 microsprayer (펜 세기, 필라델피아, PA)를 사용하여 기관을 통해 생쥐의 폐에 주입된다. microsprayer은 폐를 통해 액체 에어로졸의 벌금 깃털을 생성합니다. 기술을 사용하여우리는기도와 마우스 (14)의 폐포에 걸쳐 주입 단백질의 균일 한 증착을 증명하고있다. 지질 형질 전환 기술은 효과를 달성하기 위해 단백질의 소량 사용할 수 있습니다. 이 그렇지 않은 고단백 관리에 의해 자극 될 것이다 염증 반응을 제한합니다. 사실,이 기술 사용하여 우리는 우리가 크게 폐 세척 세포질 15에 영향을주지 않고 폐에 PP2A 활동을 증가시킬 수 있다고 발표했다. 공격 후 24 시간을 촬영 한 폐 세척의 세포질은 컨트롤에 비교했다 (27 ± 31 대 4 제어 ± 5 알부민, 형질 전환, N 그룹 당 = 6). 또한, 형질 전환 모델에서 발생할 수있는 폐 발달 변경이나 아키텍처 변경을 유도하지 않고 단백질 수준을 증가시킵니다. 그러나 반복 투여의 필요성 단백질 발현에 장기적인 증가의 효과를 조사 연구를위한이 기술은 불리한 만들 수 있습니다. 특히 트루 것짧은 반감기를 가진 단백질에 대한 전자.

프로토콜

1. 단백질 형질 시약의 준비

  1. 드라이 필름을 포함하는 튜브에 메탄올 또는 클로로포름 250 μL를 추가하여 프로 피사체 시약을 녹인다.
  2. 최고 속도로 20 초 동안 소용돌이.
  3. 별도의 microcentrifuge 튜브에 프로 피사체 시약의 피펫 20 μL.
  4. 실온에서 6 시간의 최소 층류 후드 아래 프로 피사체 시약을 포함하는의 microcentrifuge 튜브를 배치하여 용매를 증발. 그것은 완전히 건조해야합니다. 또한, 진공 건조기를 사용하여 프로 피사체 시약을 건조.
  5. -20 ° C.에 튜브를 저장 그들은이 온도에서 일년 좋다.

2. 프로 피사체 시약에 단백질을 추가

  1. 건조 프로 피사체의 형질 시약 20 μL를 포함하는 관으로​​, 관심의 단백질 2.0 μg을 함유 PBS의 피펫 50 μL.
  2. 단백질을 추가 한 후, 저속 F에서 소용돌이로 교반하여 용액을 혼합또는 3-5 초 실온에서 30 분 동안 배양 한 다음.

3. 단백질의 기관지 관리

  1. 케타민을 / xylazine의 복강 내 주사 (100 ㎎ / ㎏, 10 ㎎ / ㎏)로 마우스를 마취.
  2. 진정 작용이 달성 된 후, 마우스는 특별히 디자인 된 플랫폼 (그림 1)를 사용하여 상단 incisors에서 일시 중단됩니다.
  3. 집게와 후두경으로 종이 클립 사용, 구강 인두는 카테터 (그림 2) 도입 할 수 있도록 열립니다. 성대는 마우스의 기관에 광원을 배치하여 시각입니다.
  4. 단백질 / 프로젝트 시약 혼합물 (50 μL)는 펜 세기 Microsprayer을 사용하여 기관을 통해 주입된다.

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결과

우리의 기술의 효과를 입증하기 위해 우리는 프로 피사체의 형질 시약 20 μL를 포함 PBS의 50 μL에 녹인 마우스 2 μg 알부민 (시그마)와 생쥐의기도를 주입하는 microsprayer (펜 세기)를 사용 하였다. 알부민 치료 마우스는 베타 - 갈 락토시다 아제 단백질의 2 μg (피어스 바이오)와 동일한 방법으로 처리 하였다 생쥐와 비교 하​​였다. 이십사시간 후, 마우스는 안락사되었고 폐 조직 학적 분석을 ?...

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토론

다른 방법에 비해이 기술의 장점은 폐 조직 자체 내에서 단백질 수준과 활동의 증가를 생성하는 것입니다. 또한, 그것은 단지기도 내에 체류 반대로 폐의 가장 말단 지역에 침투합니다. 우리는 심지어 생리 식염수 15기도 lavaging 후 injectate 증가 단백질의 활동을 측정했다. 조직 활동 분석은 단백질이 세포를 입력하고 단지 마우스의 공​​기 공간에 남아 있지 않는 것을 나타냅니다. 이 또?...

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공개

저자는 공개 할 관심 없음 충돌이 없습니다.

감사의 말

이 작품은 국립 보건원 (7R01HL098528-03)와 FAMRI의 임상 혁신 상 수상에 의해 지원되었다.

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자료

NameCompanyCatalog NumberComments
Pro-JectPierce Bio89850
MicrosprayerPenn CenturyFMJ-250
Beta-galactosidasePierce Bio89850
Beta-galactosidase antibodySanta Cruz BioSC-19119
Mouse serum albuminSigma AldrichA3139
Ketamine/xylazineSigma AldrichK113

참고문헌

  1. Glasser, S. W., Korfhagen, T. R., Wert, S. E., Whitsett, J. A. Transgenic models for study of pulmonary development and disease. Am. J. Physiol. 267, 489-497 (1994).
  2. D'Armiento, J., Dalal, S. S., Okada, Y., Berg, R. A., Chada, K. Collagenase expression in the lungs of transgenic mice causes pulmonary emphysema. Cell. 71, 955-961 (1992).
  3. Foronjy, R. F., et al. Superoxide dismutase expression attenuates cigarette smoke- or elastase-generated emphysema in mice. Am. J. Respir Crit. Care Med. 173, 623-631 (2006).
  4. Foronjy, R., et al. The divergent roles of secreted frizzled related protein-1 (SFRP1) in lung morphogenesis and emphysema. Am. J. Pathol. 177, 598-607 (2010).
  5. Costa, R. H., Kalinichenko, V. V., Lim, L. Transcription factors in mouse lung development and function. Am. J. Physiol. Lung Cell Mol. Physiol. 280, 823-838 (2001).
  6. Perl, A. K., Tichelaar, J. W., Whitsett, J. A. Conditional gene expression in the respiratory epithelium of the mouse. Transgenic Research. 11, 21-29 (2002).
  7. Morimoto, M., Kopan, R. rtTA toxicity limits the usefulness of the SP-C-rtTA transgenic mouse. Dev. Biol. 325, 171-178 (2009).
  8. Waehler, R., Russell, S. J., Curiel, D. T. Engineering targeted viral vectors for gene therapy. Nature reviews. Genetics. 8, 573-587 (2007).
  9. Crystal, R. G., et al. Administration of an adenovirus containing the human CFTR cDNA to the respiratory tract of individuals with cystic fibrosis. Nat. Genet. 8, 42-51 (1994).
  10. Merkel, O. M., Zheng, M., Debus, H., Kissel, T. Pulmonary gene delivery using polymeric nonviral vectors. Bioconjugate Chemistry. 23, 3-20 (2012).
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  12. Liu, Q., Muruve, D. A. Molecular basis of the inflammatory response to adenovirus vectors. Gene Ther. 10, 935-940 (2003).
  13. Pfeifer, C., Aneja, M. K., Hasenpusch, G., Rudolph, C. Adeno-associated virus serotype 9-mediated pulmonary transgene expression: effect of mouse strain, animal gender and lung inflammation. Gene Ther. 18, 1034-1042 (2011).
  14. Wallace, A. M. Protein phosphatase 2A regulates innate immune and proteolytic responses to cigarette smoke exposure in the lung. Toxicol. Sci. 126, 589-599 (2012).
  15. Wallace, A. M. Protein Phosphatase 2a (Pp2a) Regulates Innate Immune and Proteolytic Responses to Cigarette Smoke Exposure in the Lung. Toxicol. Sci. , (2012).
  16. Brown, R. H., Walters, D. M., Greenberg, R. S., Mitzner, W. A method of endotracheal intubation and pulmonary functional assessment for repeated studies in mice. J. Appl. Physiol. 87, 2362-2365 (1999).

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