Для просмотра этого контента требуется подписка на Jove Войдите в систему или начните бесплатную пробную версию.
Method Article
Здесь представлен протокол для применения пептида CD47 (pepCD47) к металлическим стентам с использованием химии полибисфосфоната. Функционализация металлических стентов с использованием pepCD47 предотвращает вложение и активацию воспалительных клеток, улучшая тем самым их биосовместимость.
Ключевыми осложнениями, связанными с голыми металлическими стентами и противоопухоленными стентами, являются стент-ретеноз и тромбоз позднего стента, соответственно. Таким образом, улучшение биосовместимости металлических стентов остается важной проблемой. Целью этого протокола является описание надежной техники модификации поверхности металла биологически активными пептидами для повышения биосовместимости контактных с кровью медицинских имплантатов, включая эндоваскулярные стенты. CD47 является иммунологическим видом-специфическим маркером себя и имеет противовоспалительные свойства. Исследования показали, что 22 аминокислотный пептид, соответствующий домену Ig CD47 во внеклеточной области (pepCD47), имеет противовоспалительные свойства, такие как белок в полный рост. Исследования In vivo на крысах и исследования ex vivo в экспериментальных системах крови кролика и человека из нашей лаборатории показали, что иммобилизация pepCD47 на металлы улучшает их биосовместимость, предотвращая воспалительную клеточную привязанность и активацию. В этом документе описывается пошаговая протокола для функционализации металлических поверхностей и пептидного крепления. Металлические поверхности модифицируются с использованием полиаллиламин бисфосфата с скрытыми группами тиола (PABT), а затем депротекторции тиолов и усиления тиол-реактивных сайтов через реакцию с полиэтиленемин установлен с пиридилдитио групп (PEI-PDT). Наконец, pepCD47, включающий остатки терминального цистея, подключенные к последовательности пептида ядра через двойной 8-амино-3,6-диокса-октанойловый промеец, прикрепляются к металлической поверхности через дисульфидные связи. Эта методология пептидного крепления к металлической поверхности эффективна и относительно недорога и, таким образом, может быть применена для улучшения биосовместимости нескольких металлических биоматериалов.
Перкутанное коронарное вмешательство является первой линией терапии для лечения ишемической болезни сердца (КАД) и в первую очередь включает стентирование больных артерий. Тем не менее, стент рестиденоз (ISR) и тромбоз стента являются общими осложнениями, связанными с стентом развертывания1. Взаимодействие крови в интерфейсе кровеутного стента характеризуется почти немедленной асорпцией плазменных белков на металлической поверхности, за которой следуют тромбоциты и воспалительные клеточныевложения и активация 2. Высвобождение воспалительных цитокинов и хемокиных из активированных воспалительных клеток приводит к фенотипической модификации сосудистых гладких мышечных клеток (ВКС) в туниках и вызывает их центропротезную миграцию в интимальный отсек. Пролиферация активированного VSMC в интиме приводит к утолщению интимального слоя, сужению люмена и стентному реренозу3. Для предотвращения распространения VSMC были разработаны противомедикаментозные стенты (DES); однако, эти препараты имеют внецелевое цитотоксическое воздействие на эндотелиальныеклетки 4,,5. Таким образом, поздний тромбоз стента является распространенным осложнением, связанным с DES6,7. Стенты из биоразлагаемых полимеров, таких как поли-L-лактид показали много перспектив в экспериментах на животных и первоначальных клинических испытаний, но в конечномитогенапомнил, когда "реальной жизни" клиническое использование продемонстрировали свою неполноценность 3-го поколения DES 8 .rd Таким образом, необходимо улучшить биосовместимость голых металлических стентов для улучшения исходов пациентов.
CD47 является повсеместно выраженным трансмембранным белком, который подавляет врожденный иммунный ответ, когда связан с его конгнатным рецептором Signal Regulatory Protein alpha (SIRP)9. Рецептор SIRP имеет иммунную клетку ингибиторный мотив (ITIM) домена и сигнальных событий на SIRP - CD47 взаимодействия в конечном итоге привести к downregulation воспалительнойактивации клеток 10,11,12,13. Исследования в нашей лаборатории показали, что рекомбинантный CD47 или его пептидная производная, соответствующая 22 аминокислота Ig домен внеклеточной области CD47 (pepCD47), может уменьшить иммунный ответ хозяина на ряд клиническизначимых биоматериалов 14,15,16. Недавно мы продемонстрировали, что pepCD47 может быть обездвижен до стентных поверхностей из нержавеющей стали и значительно уменьшить патофизиологическую реакцию, связанную с ретенозом. Следует отметить, что модифицированные поверхности pepCD47 подложки для соответствующих условий использования, таких как долгосрочное хранение и стерилизацияоксида этилена 17. С этой целью pepCD47 может быть полезной терапевтической мишенью для устранения клинических ограничений эндоваскулярных стентов.
Стратегия ковалентного крепления pepCD47 к металлической поверхности включает в себя ряд новых химических модификаций металлической поверхности. Металлические поверхности сначала покрыты полиаллиламин бисфосфонатом с скрытыми группами тиола (PABT), а затем депротекторцией тиол и креплением полиэтилена (PEI) с установленными группами пиридилдиотио (PDT). PDT групп PEI unconsumed в реакции с deprotected PABT тиолы затем реагировали с pepCD47 включения тиолов в терминале остатков цистеин, в результате чего связывание pepCD47 к металлической поверхности черездисульфид связи 14,17,18. Мы использовали флюорофор конъюгированный pepCD47 (TAMRA-pepCD47) для определения входной концентрации пептида, что приводит к максимальной иммобилизации поверхности пептида. Наконец, мы оценили острую и хроническую противовоспалительную способность металлических поверхностей с покрытием pepCD47, ex vivo, используя аппарат петли Чендлера, и анализ расширения моноцитов/макрофагов, соответственно.
В настоящем документе содержится систематический протокол крепления изолированных пептидов к металлической поверхности; определение максимальной плотности иммобилизации пептида; и оценки противовоспалительных свойств металлических поверхностей с покрытием pepCD47, подверженных воздействию всей крови и изолированных моноцитов.
Все образцы человека для этого эксперимента были получены в соответствии с IRB Детской больницы Филадельфии. Все эксперименты на животных были проведены по одобрению МАКУК Детской больницы Филадельфии.
1. Покрытие голых металлических поверхностей PEI-PDT
2. Присоединение и качественная/количественная оценка флюорофорной конъюгированных pepCD47 удержания на металлической поверхности с использованием флуоресцентной микроскопии и флуориметрии
3. Присоединение человека pepCD47 к PEI-PDT модифицированных поверхностей
4. Покрытие модифицированных поверхностей PEI-PDT скремблированной последовательностью (Scr)
5. Петля Чендлера для анализа клеточного крепления к металлическим поверхностям
6. Анализ клеточного крепления к металлическим поверхностям с использованием красителя CFDA
7. Моноцитное крепление и расширение макрофагов на модифицированных и голых металлических поверхностях pepCD47
Металлические поверхности оказываются тиол-реактивными для пептидного крепления с помощью ряда химических модификаций, как показано на рисунке 1. Инкубация PABT с последующим лечением PEI-PDT делает металлическую поверхность подложной для пептидного крепления. Пептид CD47 (p...
Мы демонстрируем и описываем относительно новую химическую стратегию для применения терапевтических пептидных moieties к поверхности из нержавеющей стали с общей целью снижения реактивности поверхности с воспалительными клетками, найденными в крови. Химия бисфосфоната, описанная в это?...
Авторов нечего раскрывать.
Разработка протокола и исследования, представленные в настоящем документе, были поддержаны финансированием NIH (NBIB) R01 (является EB023921) ИФ и SJS, а также финансированием R01 (NHLBI) (No HL137762) ДЛЯ и RJL.
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 |
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