Для просмотра этого контента требуется подписка на Jove Войдите в систему или начните бесплатную пробную версию.
Этот протокол описывает высокопроизводительный скрининговый метод на основе проточной цитометрии для выявления низкомолекулярных препаратов, которые ингибируют активацию β2-интегрина на нейтрофилах человека.
Этот протокол направлен на создание метода идентификации низкомолекулярных антагонистов активации β2-интегрина с использованием антител, сообщающих о конформационных изменениях, и высокопроизводительной проточной цитометрии. Этот метод также может служить руководством для других высокопроизводительных методов скрининга на основе антител. β2-интегрины — это лейкоцит-специфические молекулы адгезии, которые имеют решающее значение в иммунных реакциях. Нейтрофилы полагаются на активацию интегрина для выхода из кровотока не только для борьбы с инфекциями, но и для участия во многих воспалительных заболеваниях. Контроль активации β2-интегрина представляет собой жизнеспособный подход к лечению воспалительных заболеваний, ассоциированных с нейтрофилами. В этом протоколе моноклональное антитело mAb24, которое специфически связывается с высокоаффинным головным мозгом β2-интегринов, используется для количественной оценки активации β2-интегрина на изолированных первичных нейтрофилах человека. N-формилметионил-лейцилфенилаланин (fMLP) используется в качестве стимула для активации нейтрофильных β2-интегринов. В данном исследовании был использован высокопроизводительный проточный цитометр, способный автоматически обрабатывать 384-луночные планшетные пробы. Влияние 320 химических веществ на ингибирование β2-интегрина оценивают в течение 3 ч. С помощью этого подхода можно идентифицировать молекулы, которые непосредственно нацелены на β2-интегрины или молекулы-мишени в сигнальном пути активации интегрина, инициируемого рецептором G-белка.
Многие воспалительные заболевания характеризуются инфильтрацией нейтрофилов в месте отекаили травмы1. Чтобы проникнуть в эти ткани, нейтрофилы должны завершить каскад рекрутирования нейтрофилов, который включает остановку эндотелия, экстравазацию через стенку сосуда и рекрутирование в ткань2. Циркулирующие нейтрофилы нуждаются в активации β2-интегрина, чтобы завершить этот каскад, особенно для фазы ареста. Таким образом, интегрин-ингибирующие препараты, которые снижают адгезию, экстравазацию и рекрутирование нейтрофилов, могут эффективно лечить воспалительные заболевания 3,4.
β2-интегрины и раньше использовались для лечения воспалительных заболеваний. Для лечения псориаза5 типа было разработано моноклональное антитело Efalizumab, непосредственно нацеленное на интегрин αLβ2. Однако эфализумаб был отменен из-за его летального побочного эффекта - прогрессирующей мультифокальной лейкоэнцефалопатии, возникающей в результате реактивации вируса ЮК 6,7. Новые противовоспалительные препараты на основе интегрина должны учитывать сохранение противоинфекционных функций лейкоцитов для минимизации побочных эффектов. Побочные эффекты эфализумаба могут быть связаны с длительной циркуляцией моноклональных антител в кровотоке, которые могут подавлять иммунные функции в долгосрочной перспективе8. Недавнее исследование показывает, что эфализумаб опосредует сшивание αLβ2 и нежелательную интернализацию интегринов α4, обеспечивая альтернативное объяснениепобочных эффектов. Таким образом, короткоживущие низкомолекулярные антагонисты могут избежать этой проблемы.
Представлен высокопроизводительный метод скрининга низкомолекулярных антагонистов β2-интегрина с использованием нейтрофилов человека. Активация β2-интегрина требует конформационных изменений эктодомена интегрина, чтобы получить доступ к лиганду и увеличить его сродство к связыванию. В канонической модели выкидного ножа изогнуто-замкнутый эктодомен интегрина сначала расширяется до расширенно-замкнутой конформации, а затем открывает свой головной состав до полностью активированной расширенно-открытой конформации10,11,12,13. Существует также альтернативный путь, который начинается от согнутого-закрытого к согнутому-открытому и расширенному-открытому, в конечном итоге 14,15,16,17,18,19. Конформационно-специфическое антитело mAb24 связывается с эпитопом в β2-I-подобном домене человека, когда головной убор эктодомена открыт20,21,22,23.
Здесь mAb24-APC используется для определения того, активированы ли интегрины β2. Для активации нейтрофилов и интегрина в качестве стимула в этом протоколе используется N-формилметионил-лейцил-фенилаланин (fMLP), короткий хемотаксический пептид бактериального происхождения, который может активировать нейтрофилы β2 интегрины24. Когда fMLP связывается с Fpr1 на нейтрофилах, активируются нисходящие сигнальные каскады, включающие G-белки, фосфолипазу Cβ и фосфоинозитид-3-киназную γ. Эти сигнальные события в конечном итоге приводят к активации интегрина через сигнальный путь18,25. Помимо низкомолекулярных антагонистов, которые непосредственно связываются с β2-интегринами и предотвращают конформационные изменения активации интегрина26, с помощью этого метода также могут быть обнаружены соединения, которые могут ингибировать компоненты сигнального пути активации β2-интегрина изнутри-наружу. Автоматизированные проточные цитометры обеспечивают высокопроизводительный скрининг. Идентификация новых антагонистов может не только углубить наше понимание физиологии интегрина, но и дать трансляционное представление о противовоспалительной терапии на основе интегрина.
Гепаринизированные образцы цельной крови были получены от обезличенных здоровых доноров после получения информированного согласия, одобренного Институциональным наблюдательным советом UConn Health в соответствии с принципами Хельсинкской декларации. Информированное согласие было получено от всех доноров. Критерии включения/исключения в данное исследование были тщательно разработаны для обеспечения пригодности участников и минимизации потенциальных рисков. К участию допускались участники в возрасте от 18 до 65 лет, любой этнической принадлежности, свободно владеющие английским языком и способные дать информированное согласие. Среди исключенных участников были те, кто не мог предоставить информированное согласие для себя, например, те, кому требуется законный представитель, лица моложе 18 лет или старше 65 лет, лица, находящиеся в заключении, и беременные женщины. Кроме того, участники должны были быть свободны от использования противовоспалительных препаратов и воспалительных заболеваний. Текущие инфекции или продолжающиеся хронические или острые воспалительные заболевания также были критериями исключения. Наконец, лица с текущим или недавним анамнезом инфекции COVID-19 не соответствовали критериям для участия в исследовании. Эти критерии были разработаны для обеспечения безопасности и пригодности участников, а также для минимизации потенциальных искажающих факторов, которые могут повлиять на результаты исследования.
1. Приготовление реагентов
2. Выделение нейтрофилов из крови человека
3. Подготовка 384-луночной пластины
4. Обработка клеток
5. Проточная цитометрия
6. Анализ данных
Данные репрезентативного скрининга 384-луночных планшетов (рис. 4) показали, что отрицательный контроль имел MFI mAb24-APC 3236 ± 110, в то время как положительный контроль имел MFI mAb24-APC 7588 ± 858. Z'-фактор для этой пластины составляет приблизительно 0,33, что находится в допустимом диапа?...
Начало и окончание стимуляции и окрашивания нейтрофилов определяется добавлением нейтрофилов и фиксирующего ПФА. Поэтому очень важно обеспечить одинаковый интервал времени между пипетированием нейтрофилов или PFA в каждую колонку. Это гарантирует, что время стимуляции и окрашивания ?...
Авторы заявляют об отсутствии конкурирующих финансовых интересов.
Мы благодарим д-ра Эвана Джеллисона (Evan Jellison) и г-жу Ли Чжу (Li Zhu) из центра проточной цитометрии в UConn Health за помощь в проведении проточной цитометрии, д-ра Линн Паддингтон (Lynn Puddington) из отделения иммунологии UConn Health за поддержку инструментов, г-жу Славу Гаевскую и д-ра Пола Эпплтона (Paul Appleton) из центра клинических исследований UConn Health за их помощь в получении образцов крови. Выражаем благодарность д-ру Кристоферу «Киту» Бонину и д-ру Женеве Харгис из Медицинской школы Калифорнийского университета в Конне за помощь в написании и редактировании этой рукописи. Это исследование было поддержано грантами Национальных институтов здравоохранения, Национального института сердца, легких и крови (R01HL145454), Национального института общих медицинских наук (P20GM121176), США, премией за развитие карьеры от Американской кардиологической ассоциации (18CDA34110426) и фондом стартапов от UConn Health. Рисунок 1 был создан с помощью BioRender.com.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
16-channel pipettes | Thermo | 4661090N | Instrument |
384-well plate | Greiner | 784201 | Materials |
APC anti-human CD11a/CD18 (LFA-1) Antibody Clone: m24 | BioLegend | 363410 | Reagents |
Bravo Automated Liquid Handling Platform | Agilent | 16050-102 | 384 multi-channel liquid handler |
Centrifuge | Eppendorf | Model 5810R | Instrument |
FlowJo | Becton, Dickinson & Company | NA | Software |
Human Serum Albumin Solution (25%) | GeminiBio | 800-120 | Reagents |
Lifitegrast | Thermofisher | 50-208-2121 | Reagents |
Nexinhib20 | Tocris | 6089 | Reagents |
N-Formyl-Met-Leu-Phe (fMLP) | Sigma | F3506 | Reagents |
Paraformaldehyde 16% solution | Electron Microscopy Sciences | 15710 | Reagents |
Plate buckets | Eppendorf | UL155 | Accessory |
Plate shaker | Fisher | 88-861-023 | Instrument |
PolymorphPrep | PROGEN | 1895 (previous 1114683) | Reagents |
Prestwick Chemical Library Compound Plates (10 mM) | Prestwick Chemical Libraries | Ver19_384 | 1520 small molecules, 98% marketed approved drugs (FDA, EMA, JAN, and other agencies approved) |
RPMI 1640 Medium, no phenol red | Gibco | 11-835-030 | Reagents |
Swing-bucket rotor | Eppendorf | A-4-62 | Rotor |
ZE5 Cell Analyzer | Bio-Rad Laboratories | Model ZE5 | Instrument |
Запросить разрешение на использование текста или рисунков этого JoVE статьи
Запросить разрешениеСмотреть дополнительные статьи
This article has been published
Video Coming Soon
Авторские права © 2025 MyJoVE Corporation. Все права защищены