Для просмотра этого контента требуется подписка на Jove Войдите в систему или начните бесплатную пробную версию.
Method Article
Здесь мы описываем фенотипическое анализ, применимый к высокой пропускной способности / высокое содержание экранов малых помех синтетической РНК (siRNA), химическое соединение, и Mycobacterium туберкулеза мутант библиотек. Этот метод опирается на обнаружение флуоресцентно помечены Mycobacterium туберкулеза в флуоресцентно помечены клетки-хозяина с использованием автоматизированной конфокальные микроскопии.
Несмотря на наличие терапии и вакцины, туберкулез (ТБ) остается одной из самых смертоносных и распространенных бактериальных инфекций в мире. На протяжении нескольких десятилетий внезапный всплеск штаммов с множественной и широко лекарственной устойчивостью представляет собой серьезную угрозу для борьбы с туберкулезом. Поэтому необходимо определить новые целевые показатели и пути, критически важные для причинного агента туберкулеза, микобактерий туберкулеза(МТБ),и найти новые химические вещества, которые могут стать противотуберкулезными препаратами. Один из подходов заключается в разработке методов, подходящих для генетических и химических экранов крупномасштабных библиотек, позволяющих искать иголку в стоге сена. С этой целью мы разработали фенотипический анализ, опираясь на обнаружение флуоресцентно помечены Mtb в флуоресцентно помечены принимающих клеток с использованием автоматизированной конфокалипической микроскопии. Этот анализ in vitro позволяет количественно оценить процесс колонизации Mtb в хост и был оптимизирован для формата микроплюса 384-ну, который является правильным для экранов siRNA-, химического соединения- или Mtb мутант-библиотек. Изображения затем обрабатываются для мультипараметрического анализа, который обеспечивает считыв вывод о патогенеза Mtb в клетках-хозяинах.
Среди новых и вновь возникающих инфекционных патогенов, зарегистрированных в последние годы, Mycobacterium tuberculosis (Mtb) занимает видное место, отвечая за 1,4 миллиона смертей и 8,7 миллиона новых инфекций в 2011 году (Глобальный доклад о туберкулезе 2012, www.who.int/topics/tuberculosis/en/). Несмотря на наличие мультимедикаментозной терапии, число инфицированных людей по-прежнему растет, и мультимедикаментозная устойчивость (МЛУ), а также широко устойчивый к лекарственным средствам (XDR) Mtb быстро распространяется по всемумиру 1. Кроме того, принимая во внимание наличие Mtb антигенов, очевидно, что одна треть мирового населения считается скрыто инфицированных Mtb. Статистически, в одном случае из десяти, есть эволюция к активной форме заболевания с последующими клиническими симптомами2. Поэтому срочно нужны новые средства борьбы с МТБ. В этом контексте мы разработали визуальный фенотипический анализ in vitro, опираясь на мониторинг вторжения Mtb и умножения в клетки-хозяина с помощью автоматизированной конфокальные микроскопиифлуоресценции 3. Адаптация анализа в 384-хорошо микротитр пластин в сочетании с автоматизированным приобретением изображений и анализа, позволило высокого содержания / высокой пропускной способности скрининга (HC / HTS) средних библиотек соединений, siRNAs и бактериальных мутантов. Таким образом, скрининг широкой библиотеки РНК генома на этом фенотипической анализе позволил выяснению ключевых факторов, связанных с торговлей Mtb и внутриклеточной репликацией, а также выяснение путей хозяина, эксплуатируемых бактериорной бациллой. Еще одна адаптация этого конкретного фенотипического анализа была для выявления бактериальных факторов, необходимых для Mtb внутрифагосомальной настойчивости. Например, арест фагосомного созревания рассматривается как один из основных механизмов, который облегчает выживание и репликацию Mtb в макрофаге. Мониторинг субклеточной локализации вырубающих мутантов Mtb в флуоресцентно помеченных кислотных отсеках позволил выясовывания бактериальных генов, участвующих в процессевыживания 4. Наконец, высокосодержимая визуализация Mtb также предлагает отличный метод количественной оценки эффективности препарата для ингибирования различных явлений, таких как внутриклеточный ростбактерий 3. В целом, этот тип высокой пропускной способности фенотипического анализа позволяет ускорить открытие препарата против туберкулеза и данные, собранные этими различными подходами способствуют лучшему пониманию хозяина манипуляции, оказываемой Mtb.
1. Высокой пропускной способностью генома всей siRNA скрининга
Скрининг проводится в человеке Тип-II пневмоцитов модели A549 клеточной линии при инфекции СМТБ H37Rv выражая зеленый флуоресцентный белок (GFP). Эта процедура изложена на рисунке 1A.
Примечание: Этот протокол оптимизирован для изучения влияния глушиния генов на внутриклеточный рост Mtb. Mtb является медленной бактерией роста, которая делит каждые 20 часов в оптимальных условиях. После 5 дней после заражения количество внеклеточного Mtb по-прежнему низко при отсутствии клеточного лиза и не влияет на качество анализа. Этот протокол должен быть оптимизирован с точки зрения продолжительности лечения антибиотиками и инкубации время, которое будет адаптировано для siRNA экранов с использованием быстрорастущих бактерий, таких как Mycobacteria smegmatis и Escherichia coli, которые широко освобождены и могут инфицировать новые клетки.
2. Высоко пропускной состав скрининга
Скрининг проводится на Mtb H37Rv инфицированных клеток-хозяина. Эта процедура изложена на рисунке 1B.
Примечание: Этот протокол может быть адаптирован для Mtb мутант библиотеки скрининга путем замены соединений мутантов, выражаюющих флуоресцентный белок (один хорошо / один мутант) (Рисунок 1C, см. также Бродин и др. 4). Флуоресцентные мутанты впервые посеяны в скважинах (20 мкл бактериальной суспензии на скважину). Бактерии затем восстанавливаются на 30 мкл клеточной суспензии. После центрифугации при 350 x g в течение 1 мин, пластина инкубируется при 37 градусах Цельсия в атмосфере, содержащей 5% CO2. Время инкубации и МВД зависят от анализа. Например, для визуализации ранних клеточных явлений, таких как фагосомное подкисление, клетки могут быть инфицированы в течение 2 часов с МВД в диапазоне от 1-20. Лисосомы окрашиваются с помощью красителя Lysotracker при 2 МКМ в течение 1,5 часов при 37 градусов по Цельсию в атмосфере, содержащей 5% CO2, а затем фиксируются либо 10% формалином, либо 4% параформалдегидом (PFA). Конфокальные изображения приобретаются и, наконец, анализируются с помощью скриптов анализа изображений с использованием соответствующих алгоритмов обнаружения лизосом и субклеточнойлокализации 4.
3. Зеленый флуоресцентный белок Экспрессия Микобактерий туберкулеза H37Rv (GFP-H37Rv) Культурные условия
Для длительного хранения, GFP-H37Rv были заморожены в D-PBS (около 1 х10 8 микобактерий на флакон).
4. Человеческие периферические клетки крови моноцитов очистки от цельной крови или Баффи пальто Подготовка
Скрининг siRNA по всему геному с высокой пропускной способностью
Mtb способен колонизировать иммунные клетки в пробирке, а также несколько других клеток эпителия легких. Например, Mtbспособен инфицировать и повредить эпителиальные клетки A549, которые обычно испо...
Мы описываем здесь методы, необходимые для фенотипического анализа с помощью GFP-экспрессинг Mtb H37Rv штамм заразить флуоресцентно помечены клетки-хозяина, что делает его подходящим для высокого содержания / высокой пропускной способности экранов. Этот протокол может быть применен к ...
Конфликт интересов не заявлен.
Финансовую поддержку этой работе оказали Европейское сообщество (ERC-STG INTRACELLTB Grant n' 260901, MM4TB Grant n' 260872), Национальное агентство Recherche, Feder (12001407 (D-AL) Equipex Imaginex BioMed) и регион Норд Па-де-Кале. Мы с благодарностью признаем техническую помощь Гаспара Делойсона, Элизабет Веркмайстер, Антонино Бонджованни и Фрэнка Лафонта с платформы BICeL.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
µclear-plate black, 384-well | Greiner Bio-One | 781091 | 127.8/86/15 MM with Lid, TC treated |
CellCarrier 384-well plate | PerkinElmer | 6007550 | Black, Clear Bottom, with Lid, TC treated |
V-bottom white, 384-well plate | Greiner Bio-One | 781280 | |
sealing tape, breathable, sterile | Corning | 3345 | |
Lipofectamine RNAiMax | Life Technologies | 13778150 | Transfection reagent |
Dimethyl sulfoxide | Sigma-Aldrich | 34943 | |
RPMI 1640 + GlutaMAX-I | Life Technologies | 61870-010 | Cell culture medium |
D-PBS 1x [-]MgCl2/[-]CaCl2 | Life Technologies | 14190-094 | Dulbecco's Phosphate Salin Buffer |
D-PBS 1x [+]MgCl2/[+]CaCl2 | Life Technologies | 14190-091 | Dulbecco's Phosphate Salin Buffer |
Fetal bovine serum | Life Technologies | 2610040-79 | |
Ficoll Paque PLUS | Dutscher | 17-1440-03 | Ficoll for Peripherical Blood Monocyte Cells purification |
CD14 MicroBeads, human | Miltenyi | 130-050-201 | Purification of CD14+ Monocytes |
Human M-CSF, premium gr. (1000 μg) | Miltenyi | 130-096-493 | Macrophage Colony Stimulating Factor |
LS Columns | Miltenyi | 130-042-401 | Columns for CD14+ Monocytes isolation |
Tween 80 | Euromedex | 2002-A | Mycobacteria culture |
Glycerol high purity | Euromedex | 50405-EX | Mycobacteria culture |
Middlebrook OADC enrichment | Becton-Dickinson | 211886 | Mycobacteria culture |
7H9 | Becton-Dickinson | W1701P | Mycobacteria culture |
Versene 1x | Life Technologies | 15040033 | Nonenzymatic cell dissociation solution |
DAPI | Life Technologies | D1306 | Nuclei dye |
Hoechst 33342 | Life Technologies | H3570 | Nuclei dye |
Syto60 | Life Technologies | S11342 | Nuclei/cytoplasm dye |
Formalin | Sigma-Aldrich | HT5014 | Cell fixation solution |
siRNA targeting Dectin-1 | Santa-Cruz | sc-63276 | |
*siGenome* Nontargeted siRNA pool | Dharmacon | D-001206-14 | |
Rifampicin | Sigma-Aldrich | R3501 | antibiotic |
Isoniazid (INH) | Sigma-Aldrich | I3377-50G | antibiotic |
Hygromycin B | Life Technologies | 10687-010 | antibiotic |
Amikacin | Sigma-Aldrich | A1774 | antibiotic |
Automated Confocal Microscope OPERA | PerkinElmer | Image acquisition | |
Columbus 2.3.1 Server Database | PerkinElmer | Data transfer, storage, and analysis | |
Acapella 2.6 software | PerkinElmer | Image-based analysis | |
GraphPad Prism5 software | GraphPad | Statistical analysis | |
Excel 2010 | Microsoft | Statistical analysis |
Запросить разрешение на использование текста или рисунков этого JoVE статьи
Запросить разрешениеThis article has been published
Video Coming Soon
Авторские права © 2025 MyJoVE Corporation. Все права защищены