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Method Article
여기에 제시된 펩티드 CD47(pepCD47)을 다비스포산 화학을 이용한 금속 스텐트에 대한 프로토콜이 제시된다. pepCD47을 사용하여 금속 스텐트의 기능화는 염증 세포의 부착 및 활성화를 방지하므로 생체 적합성을 향상시키게 합니다.
베어 메탈 스텐트와 약물 용출 스텐트와 관련된 주요 합병증은 각각 스텐트 내 레스타디스와 늦은 스텐트 혈전증입니다. 따라서 금속 스텐트의 생체 적합성을 개선하는 것은 여전히 중요한 과제입니다. 이 프로토콜의 목표는 혈관 내 스텐트를 포함하여 혈액 접촉 의료 임플란트의 생체 적합성을 높이기 위해 생물학적활성 펩티드에 의한 금속 표면 변형의 견고한 기술을 설명하는 것입니다. CD47은 면역학적 종별 자가 마커이며 항염증 성질을 갖는다. 연구 결과에 따르면 세포외 영역(pepCD47)에서 CD47의 Ig 도메인에 대응하는 22개의 아미노산 펩티드가 전길이 단백질과 같은 항염증 성질을 갖는다. 쥐의 생체 내 연구, 그리고 우리의 실험실에서 토끼와 인간의 혈액 실험 시스템에서 전 생체 연구 는 펩CD47 금속에 고정 염증 세포 부착 및 활성화를 방지 하 여 그들의 생체 적합성을 향상 입증 했다. 이 백서는 금속 표면 및 펩타이드 부착의 기능화를 위한 단계별 프로토콜을 설명합니다. 금속 표면은 잠복 티올 그룹(PABT)을 사용한 폴리알리알라민 비스포스페이트(polyallylamine bisphosphate)를 사용하여 수정한 다음, 피리딜디티오 군(PEI-PDT)으로 설치된 폴리에틸렌네이민과의 반응을 통해 티올의 보호 및 티올 반응성 부위의 증폭을 한다. 마지막으로, 펩CD47은 이중 8-아미노-3,6-디옥사 옥타노일 스페이서를 통해 코어 펩타이드 서열에 연결된 말단 시스테인 잔류물을 통합하여, 디설파이드 결합을 통해 금속 표면에 부착된다. 금속 표면에 대한 펩타이드 부착의 이 방법론은 효율적이고 상대적으로 저렴하므로 여러 금속 생체 재료의 생체 적합성을 향상시키기 위해 적용 될 수있다.
경피 관상 동맥 개입은 관상 동맥 질환을 치료하는 치료의 첫 번째 라인입니다 (CAD) 주로 병은 동맥을 스텐팅 포함. 그러나 스텐트 내 레스텐소증(ISR) 및 스텐트 혈전증은 스텐트 배치1과관련된 일반적인 합병증이다. 혈액-스텐트 인터페이스에서의 혈액 상호 작용은 금속 표면에 혈장 단백질을 거의 즉각적으로 흡착한 후 혈소판 및 염증성 세포 부착 및 활성화2를특징으로 한다. 활성 염증 세포에서 염증성 사이토카인및 케모킨의 방출은 튜니카 미디어에서 혈관 매끄러운 근육 세포 (VSMC)의 페노티픽 변형으로 이어지고 동식물 구획으로의 원심 이동을 유발합니다. 친밀감에서 활성화 된 VSMC의 확산은 친밀감 층 두껍게, 루멘 협착 및 스텐트 레스텐트3을초래한다. 약물 용출 스텐트 (DES)는 VSMC 확산을 방지하기 위해 개발되었다; 그러나, 이들 약물은 내피세포에대한 오프표적 세포독성 효과가4,5. 따라서, 늦은 스텐트 혈전증은 DES6,,7과관련된 일반적인 합병증이다. 폴리 L-lactide와 같은 생분해성 폴리머로 만든 스텐트는 동물 실험과 초기 임상 시험에서 많은 약속을 보였지만, 결국 "실제" 임상 사용이3세대 DES8에대한 열등감을 입증했을 때 리콜되었다. 따라서, 더 나은 환자 결과를 위해 베어 메탈 스텐트의 생체 적합성을 개선할 필요가 있다.
CD47은 본선 수용체 신호 조절 단백질 알파(SIRPα)9에결합될 때 타고난 면역 반응을 억제하는 유비쿼터스로 발현된 대막 단백질이다. SIRPα 수용체는 면역 세포 티로신 억제 모티프(ITIM) 도메인및 SIRPα-CD47 상호작용에 따른 신호 발생을 가지며 궁극적으로 염증성 세포 활성화10,,11,12,,13의하향 조절을 초래한다., 우리의 실험실에서 연구는 재조합 CD47 또는 그 펩티드 유도체, CD47 (pepCD47)의 세포외 영역의 22 아미노산 Ig 도메인에 대응하는 것으로 나타났습니다, 임상적으로 관련된 생체 물질의 범위에 호스트 면역 반응을 감소시킬 수있습니다 14,,15,,16. 최근에는 pepCD47이 스테인레스 스틸 스텐트 표면에 고정되어 있으며 레스테인노시스와 관련된 병리생리학적 반응을 현저히 감소시킬 수 있음을 입증했습니다. 참고로, 펩CD47 변형 표면은 장기 저장 및 에틸렌 산화물멸균(17)과같은 관련 사용 조건에 따라 절단된다. 이를 위해 펩CD47은 혈관 내 스텐트의 임상적 한계를 해결하는 데 유용한 치료 대상이 될 수 있다.
금속 표면에 pepCD47의 공유 부착에 대한 전략은 금속 표면의 일련의 새로운 화학 적 변형을 포함한다. 금속 표면은 먼저 잠복 티올 그룹 (PABT)으로 폴리 에일라민 비스포스포네이트로 코팅된 다음 티올의 보호 및 설치된 피리딜디티오 그룹 (PDT)을 갖춘 폴리에틸렌네이민 (PEI)의 부착을 제거합니다. 비보호 된 PABT 티올과의 반응에서 소비되지 않은 PEI의 PDT 그룹은 다음 말단 시스테인 잔류물에 티올을 통합 pepCD47로 반응하여 이황화물 결합14,17,,18을통해 금속 표면에 결합 펩CD47을 초래한다.,17 우리는 펩티드의 최대 표면 고정을 초래하는 펩티드의 입력 농도를 결정하기 위해 플루오로포어 컨쥬게이드 펩CD47(TAMRA-pepCD47)을 사용했다. 마지막으로, 당사는 Chandler 루프 장치 및 단핵 부착/대식세포 팽창 분석등을 이용하여 펩CD47 코팅 금속 표면, 전 생체의 급성 및 만성 항염증 능력을 각각 평가하였다.
본 백서는 금속 표면에 티오라드 펩티드의 부착을 위한 체계적인 프로토콜을 제공한다; 펩티드의 최대 고정 밀도를 결정; 전혈 및 절연 단핵구에 노출된 pepCD47 코팅 금속 표면의 항염증 특성을 평가한다.
이 실험을 위한 모든 인간 적인 견본은 필라델피아의 아동 병원의 IRB에 따라 얻어졌습니다. 모든 동물 실험은 필라델피아 아동 병원의 IACUC의 승인에 따라 수행되었습니다.
1. PEI-PDT로 베어 메탈 표면 코팅
2. 형광 현미경 및 형광법을 사용하여 금속 표면에 형광 공수 공액 펩CD47 보존의 부착 및 정성적 / 정량적 평가
3. PEI-PDT 변형 표면에 인간 펩CD47 부착
4. 스크램블 시퀀스 (Scr)로 PEI PDT 변형 표면을 코팅
5. 금속 표면에 대한 셀룰러 부착을 분석하기 위한 챈들러 루프
6. CFDA 염료를 사용하여 금속 표면에 세포 부착 분석
7. 펩CD47 변형 및 베어 메탈 표면에 대한 단핵 부착 및 대식세포 팽창
금속 표면은 도 1에도시된 바와 같이 일련의 화학 적 변형을 통해 펩타이드 부착에 대한 티올 반응성 렌더링된다. PEI-PDT 처리뒤에 PABT 인큐베이션은 펩티드 부착을 위해 금속 표면을 가능하게 합니다. 펩타이드 CD47(pepCD47)은 C-terminus에서 시스테인 잔류물을 함유하고 있으며, 유연한 듀얼 AEEAc 브리지를 통해 코어 펩CD47 서열에 결합되어 이설화 결합을 통해 티올 반응성 표면에 ...
우리는 혈액에서 발견되는 염증 세포로 표면의 반응성을 줄이는 가장 중요한 목표를 가지고 스테인레스 스틸 표면에 치료 펩티드 모에티를 더하는 비교적 새로운 화학 전략을 시연하고 설명합니다. 본 명세서에 기재된 비스포스포네이트 화학은 PABT의 금속 산화물 과 비스포스포네이트 그룹 간의 결합 형성을 조정하는 것을 포함한다. 금속 표면에 형성된 폴리비스포산 단층의 두께는 5nm
저자는 공개 할 것이 없습니다.
이 논문에 제시된 프로토콜 개발 및 연구는 IF및 SJS에 NIH (NBIB) R01 자금 조달 (# EB023921) 및 NIH (NHLBI) R01 자금 조달 (# HL137762)에 의해 IF 및 RJL에 지원되었다.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
1 M Tris-HCL | Invitrogen | 15567-027 | pH - 7.5 |
4% Glutaraldehyde | Electron Microscopy Sciences | 16539-07 | |
4% Sodium Citrate | Sigma | S5770 | |
ACK lysing buffer | Quality Biologicals | 118-156-721 | |
anti-CD45RA Ab (mouse anti-rat; clone OX-19) | Biolegend | 202301 | |
anti-CD5 Ab (mouse anti-rat; clone OX-19) | Biolegend | 203501 | |
anti-CD6 Ab (mouse anti-rat; clone OX-52) | BD Biosciences | 550979 | |
anti-CD68 Ab (mouse anti-rat; clone ED-1) | BioRad | MCA341 | |
anti-CD8a Ab (mouse anti-rat; clone OX-8) | Biolegend | 201701 | |
Chloroform Certified ACS | Fisher Chemical | C298-500 | |
Dimethyl Formammide (DMF) | Alfa Aesar | 39117 | |
Embra stainless steel grid | Electron Microscopy Sciences | E200-SS | stainless steel mesh mesh disks |
Ficoll Hypaque | GE Healthcare | 17-1440-02 | |
Glacial acetic acid | ACROS organic | 148930025 | |
goat anti-mouse IgG Alexa Fluor | ThermoFisher | A11030 | |
Heparin sodium | Sagent Pharmaceuticals | 402-01 | |
Human pepCD47 | Bachem | 4099101 | |
Isopropanol | Fisher Chemical | A426P-4 | |
Metal adapters | Leur Fitting | 6515IND | 1 way adapter 316 ss 1/4"-5/16" hoes end |
Methanol | RICCA chemical company | 4829-32 | |
Microscope | Nikon Eclipse | TE300 | |
Phosphate buffered saline (PBS) | Gibco | 14190-136 | |
Pottasium Bicarbonate (KHCO3) | Fisher Chemical | P184-500 | |
PVC tubes | Terumo-CVS | 60050 | 1/4" X 1/16 8' |
sodium cacodylate buffer with 0.1M sodium chloride | Electron Microscopy Sciences | 11653 | |
Sodium Dodecyl Sulfate (SDS) | Bio-Rad laboratories | 161-0302 | |
Sodum actetate (C2H3NaO2) | Alfa Aesar | A13184 | |
Src peptide | Bachem | 4092599 | |
Stainless steel (AISI 304) cylinder-shaped samples with a lumen | Microgroup, Medway, MA | 20097328 | 1 cm X 6 mm OD |
Stainless steel foils (AISI 316L) | Goodfellow, Coraopolis, PA | 100 mm X 100 mm X 0.05 mm | |
Tetramethylrhodamine-conjugated pepCD47 (TAMRA-pepCD47) | Bachem | 4100277 | |
TMB (3,3’ ,5,5’ -tetramethylbenzidine) substrate and tris (2-carboxyethyl) phosphine hydrochloride (TCEP) | Thermo Scientific | PG82089 | |
Tween-20 | Bio-Rad laboratories | 170-6531 | |
Vybrant CFDA SE Cell Tracer Kit | Invitrogen | V12883 |
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