자가포식 관련 4B 시스테인 펩티다아제 억제제에 대한 세포 기반 약물 스크리닝

요약

여기에서는 반자동 고처리량 스크리닝 형식으로 루시페라아제 기반 리포터 분석을 사용하기 위한 자세한 프로토콜을 설명합니다.

초록

높은 자가포식 플럭스가 종양 진행 및 암 치료 내성과 관련이 있다는 증거가 늘어나고 있습니다. 개별 자가포식 단백질을 분석하는 것은 이 경로를 표적으로 하는 치료 전략의 전제 조건입니다. 자가포식 프로테아제 ATG4B의 억제는 전체 생존율을 증가시키는 것으로 나타났으며, 이는 ATG4B가 암 치료의 잠재적인 약물 표적이 될 수 있음을 시사합니다. 우리 실험실은 세포에서 ATG4B 활성을 모니터링하기 위한 선택적 루시페라아제 기반 분석을 개발했습니다. 이 분석을 위해 ATG4B, LC3B의 기질은 해양 요각류 Gaussia princeps(GLUC)의 비밀 루시페라아제로 C-말단에 태그됩니다. 이 리포터는 액틴 세포골격(actin cytoskeleton)에 연결되어 있어, 세포가 없어졌을 때 세포의 세포질에 보관되어 있다. ATG4B 매개 절단은 비전통적 분비에 의해 GLUC의 방출을 초래하며, 세포 ATG4B 활성의 상관 관계로서 세포 배양에서 상층액을 수확하여 모니터링할 수 있습니다. 이 논문은 이 루시페라아제 기반 분석법을 자동화된 고처리량 스크리닝에 적용하는 방법을 제시합니다. 세포 ATG4B 활성의 모범적인 고처리량 분석을 위한 워크플로우 및 최적화에 대해 설명합니다.

서문

자가포식은 세포가 세포 내 항상성을 유지하고 리소좀 ^1,2,3을 통해 노화되거나 결함이 있거나 불필요한 세포 내용물을 분해하여 스트레스에 반응할 수 있도록 하는 보존된 대사 과정입니다. 일부 병태생리학적 조건에서 이 과정은 영양소 및 산소 결핍에 대한 중요한 세포 반응으로 작용하여 재활용된 영양소와 지질을 생성하여 세포가 대사 요구에 적응할 수 있도록 합니다 ^2,3,4. 자가포식은 또한 신경퇴행성 질환, 병원체 감염 및 다양한 유형의 암과 같은 여러 질병과 관련된 세포 스트레스 반응으로 확인되었습니다. 암에서 자가포식의 기능은 복잡하며 종양의 유형, 병기 및 상태에 따라 달라집니다. 손상된 세포의 자가포식 분해를 통해 종양 형성을 억제할 수 있을 뿐만 아니라 저산소증, 영양 결핍 및 세포독성 손상과 같은 스트레스 조건에서 세포 생존을 개선하여 진행성 종양의 생존을 촉진할 수 있습니다

프로토콜

참고: 분석 프로세스는 그림 1에 요약되어 있습니다. 이 프로토콜에 사용되는 모든 재료, 시약 및 장비와 관련된 자세한 내용은 재료 표를 참조하십시오.

1. 레트로바이러스 생산

참고: ActinLC3dNGLUC를 인코딩하는 플라스미드는 pMOWS-ActinLC3dNGLUC²⁰입니다. 높은 titer 바이러스 생산을 위해 적은 수의 세포를 사용합니다(이상적으로는 P20 미만).

1. 형질주입을 위해 파종하기 전에 80%-90%가 합류할 때까지 5%_CO2 의 분위기에서 37°C에서 10% 소 태아 혈청(FBS) 및 1% 페니실린/스트렙토마이신(P/S)이 보충된 Dulbecco의 변형된 독수리 배지(DMEM)에서 세포를 배HEK293T양합니다.
2. transfection 전날, 세포를 1 × 10 6 세포/웰의 2mL/웰 밀도로⁶ 웰 플레이트에 시드합니다. 5 % CO₂ 분위기의 가습 인큐베이터에서 플레이트를 밤새 배양합니다.
   알림: 리포솜 기반 tran....

토론

이 프로토콜은 ATG4B 억제제의 식별을 위한 세포 기반 리포터 유전자 분석을 설명합니다. 1차 히트의 식별은 β-actin과 dNGLUC 사이에서 LC3B의 전체 길이 개방 판독 프레임을 발현하는 세포 처리에 따른 루시페라아제 활성을 기반으로 합니다. 이 분석법의 몇 가지 장점은 세포를 용해하지 않고 dNGLUC를 검출할 수 있기 때문에 민감하고 정량이 많으며 비침습적이라는 것입니다. 이 논문은 안정적인 세포?.......

자료

Name	Company	Catalog Number	Comments
50 µL Disposable Tips - Non-filtered, Pure, Nested 8 Stack (Passive Stack)	Tecan	30038609	Disposable 96-tip rack
BioTek MultiFlo	BioTek		bulk dispenser
Coelenterazine	Santa Cruz Biotechnology	sc-205904	substrate
Columbus Image analysis software	Perkin Elmer	Version 2.9.1	image analysis software
DPBS (1x)	Gibco	14190-144
Echo Qualified 384-Well Polypropylene Microplate, Clear, Non-sterile	Beckman Coulter	001-14555	384PP plate
EnVision II	Perkin Elmer		luminescence plate reader
Express pick Library (96-well)-L3600-Z369949-100µL	Selleckchem	L3600	Selleckchem
FMK9A	MedChemExpress	HY-100522
Greiner FLUOTRAC 200 384 well plates	Greiner Bio-One	781076	solid-black 384-well plates
Harmony Imaging software	Perkin Elmer	Version 5.1	imaging software
Hoechst 33342, Trihydrochloride, Trihydrate - 10 mg/mL Solution in Water	ThermoFisher	H3570	Hoechst 33342
Labcyte Echo 550 series with Echo Cherry Pick software	Labcyte/Beckman Coulter		nanoscale acoustic liquid dispenser
Milli-Q water			deionized water
Opera Phenix High-Content Screening System	Perkin Elmer		automated microscope
Paraformaldehyde solution 4% in PBS	Santa Cruz Biotechnology	sc-281692
PhenoPlate 384-well, black, optically clear flat-bottom, tissue-culture treated, lids	Perkin Elmer	6057300	CellCarrier-384 Ultra PN
pMOWS-ActinLC3dNGLUC			Obtained from Dr. Robin Ketteler (Department of Human Medicine, Medical School Berlin)
Polybrene Infection / Transfection Reagent	Merck	TR-1003-G	polybrene
Puromycin dihydrochloride, 98%, Thermo Scientific Chemicals	ThermoFisher	J61278.ME	Puromycin
Tecan Freedom EVO 200 robot	Tecan		liquid handling robotic platform
X-tremeGENE HP DNA Transfection Reagent Roche	Merck	6366244001	DNA transfection reagent