Name: maldi imaging mass spectrometry of neuropeptides in parkinson's disease
Uploaded: 2012-02-14T13:00:00
Duration: 16 min 57 s
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私たちは貴重な入力については、図3と教授ジョナス伝のためにデータを提供するためハンナワーナーに感謝します。スウェーデンの研究評議会（グラント522-2006-6416（MA）、521-2007-5407（MA）、オーケウイバーグ財団（MA、JH）、スウェーデン王立科学アカ​​デミー（MA、JH）と、スウェーデンの化学社会（JH）は感謝して財政支援のために承認されています。

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	<li>Obeso, J. A., Olanow, C. W., Nutt, J. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Levodopa+motor+complications+in+Parkinson's+disease.">Levodopa motor complications in Parkinson's disease.</a> Trends Neurosci. 23, S2-S7 (2000).</li><li>Caprioli, R. M., Farmer, T. B., Gile, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Molecular+imaging+of+biological+samples:+localization+of+peptides+and+proteins+using+MALDI-TOF+MS.">Molecular imaging of biological samples: localization of peptides and proteins using MALDI-TOF MS.</a> MALDI-TOF MS. Anal. Chem. 69, 4751-4760 (1997).</li><li>Obeso, J. 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著者らは、開示することは何もありません。

神経ペプチドの研究ではMALDIイメージング質量分析を用いることのいくつかの利点があります。 MSデータの公平な分析は、特定の脳核を明らかにするか、線条体の背の部分は特定の病態生理学的状態に関連付けられているところここでしか示された結果のようにすることができます。空間情報を保持することにより、全体の脳切片の解析やペプチド抽出物を従来のペプチドミクス研究を使用した場合に比べて高い感度と低い変動と統計分析を実行するために関心領域を再定義することが可能である。また、MALDI IMSが容易に未知の翻訳後修飾を検出することができます実現するために重要であるが、構造解析では、変更された正確なアミノ酸の位置を決定するために従わなければなりません。 MALDI IMSデータを可視化する一般的な落とし穴がBLから線形光学スケールの最大ピーク強度のマッピングを含む代わりに、100％すべてのセクションの最大ピーク強度である共通の絶対的なスケールに、すべてのセクションをマッピングの実験シリーズ内の各セクション（図3）の色（100％）（0％）、ACK（図5） 。後者の方法は、グループデータと治療群間差の可視化の比較が可能になります。 MALDI IMS分析の主要な障害は、特定の質量ピークのペプチドの割り当てです。上の組織タンデム質量分析法は、可能な場合もありますが、多くの場合、13,14は非常に困難証明しています。我々は、逆相LC-MS/MSに続いて強陽イオン交換クロマトグラフィーで分取画など、多くの伝統的なアプローチが成功したシーケンスの多くの神経ペプチド、特にオピオイドペプチドに使用することができることがわかります。それはまだそのようなマスコットとして一般的な検索エンジンを使用して、任意のデータベースのエントリと一致しない良質のMS / MSスペクトルを取得することも珍しくありません。これらのケースでは手動でのde novoシーケンシングは、ONLです。yオプション。ピーク身元の最終的な証拠は、適切なノックアウトマウスからの組織切片のMALDI IMSすることによって得ることができる、しかし、これは常に可能か可能ではありません。代わりに、西部のイムノブロッティングや免疫組織化学によって、例えば、直径方向に異なる方法で結果を検証することです。これは多くの場合、抗体と新しい抗体を検証する作業のかなりの量を高めることを含めることができます。 このプロトコルで提示一般的な戦略は、いくつかのセクションに、実験条件を含む大規模な神経ペプチドMALDI IMS実験のために最適化されています。痛みのメカニズムと依存症の薬物に対する内因性の応答を含む研究の多様な分野で採用されるようにプロトコルは、特にオピオイドペプチドのために最適化されており、今後の研究に大きな影響を与えます。

1.1サンプルの収集と準備<ol><li>イソフルラン（Apoteksbolaget AB、スウェーデン） </li><li>手術ツール、はさみの2ペア、骨鉗子、へら</li><li>細かく粉砕ドライアイス</li><li>ストレージ用のアルミ箔とビニール袋</li><li>クライオスタット（マイクロモル、ハイデルベルク、ドイツ） </li><li>インジウム - スズ酸化物（ITO）でコーティングされたMALDIスライド（ブルカーダルト、ドイツ） </li><li>最適な切削温度媒体（OCT）（サクラファインテックヨーロッパ、オランダ） </li><li>真空デシケーター</li></ol> 1.2マトリックスアプリケーション<ol><li>のアセトニトリル（ACN）、メタノール（MeOH）、エタノール（EtOH）プロ分析グレード（メルク、ドイツ）。 </li><li>トリフルオロ酢酸（TFA）（シグマアルドリッチ、セントルイス、MO）。 </li><li>水のMilli-Q精製システム（ミリポア、ベッドフォード、MA）で精製した。 </li><li> CHIP-1000（島津製作所、日本）またはPortrait 630スポッター（LabCyte、サニーベール、カリフォルニア州） </li></ol> 1.3質量分析<ol><li> ULtraflex II（ブルカーダルト） </li><li> FlexImagingソフトウェア（V 2.0、ダルトニクス） </li><li>ペプチドまたはタンパク質校正標準（ブルカーダルト） </li></ol> 1.4データ処理<ol><li>原点v.8.1（OriginLabの社、Norhampton、MA） </li><li> Matlabのバージョン7.9.0.529（MathWorks社、ネーティック、マサチューセッツ州） </li><li> pBin（ <a href="http://www.vicc.org/biostatistics/software.php" target="_blank">http://www.vicc.org/biostatistics/software.php</a> ） </li></ol> 1.5ニューロ識別<ol><li>超音波超音波</li><li> 10kDaの分子量カットオフフィルター（ミリポア、ベッドフォード、MA） </li><li> SPセファデックスC 25ゲル（​​Sigma社、ドイツ） </li><li> Hypersilカラム（サーモフィッシャー） </li><li>ピリジン、プロの分析グレードのギ酸（FA）、アセトニトリル（ACN）、メタノール（MeOH）、エタノール（EtOH）（メルク、ドイツ）。 </li><li>トリフルオロ酢酸（TFA）、シグマアルドリッチ（セントルイス、MO、米国）。 </li><li> Agilent 1100シリーズナノフローLC、microWPS、C18カラム（0.075x150mm） </li><li> Agilent 1100シリーズマイクロfractioncollector、Prespotted anchorchipターゲットプレート（ブルカーダルト） </li><li> BioToolsソフトウェア（バージョン3.1 SR2、ダルトニクス） </li><li>バイオワークスソフトウェア（V.3.3、サーモフィッシャー。 <a href="http://www.thermoscientific.com" target="_blank">www.thermoscientific.com</a> ） </li><li>マスコットソフトウェア（V 2.2、MatrixScience。 <a href="http://www.matrixscience.com" target="_blank">www.matrixscience.com</a> ） </li><li> Swepepデータベース（ <a href="http://www.swepep.org" target="_blank">www.swepep.org</a> ） </li></ol>

maldi imaging mass spectrometry of neuropeptides in parkinson's disease

MALDIイメージングマススペクトロメトリー（IMS）は、生体組織サンプル2（図1）の分子種の空間分析を容易にする強力なアプローチです。 12μmの薄い組織切片は、通常、MALDI TOF / TOF質量分析計を用いて、質量分析器で検出することができ無傷のペプチドおよびタンパク質の脱離とイオン化を容易にするMALDIマトリックスで覆われています。一般的にはピークの何百ものは、単一のラット脳組織切片で評価することができる。一般的に使用されるイメージング技術とは対照的に、このアプローチは、目的の分子の事前知識を必要とせず、高い分子特異性と感度2を維持しながら、複数の分子種の教師と包括的な分析が可能になります。ここでは、動物モデル、パーキンソン病（PD）のラット脳内の神経ペプチドの地域に固有のディストリビューションプロファイルを解明するためのMALDI IMSベースのアプローチを説明します。 PDは、年齢3,4の65歳以上の人々のための1％の有病率が一般的な神経変性疾患である。最も一般的な対症療法は、L-DOPA 5を使用してドーパミンの交換に基づいています。ただし、これは不随意異常な動き、と呼ばれるL-DOPA誘発ジスキネジア（LID）1,3,6を含む重篤な副作用が付属しています。 LIDの中で最も著名な分子変化の一つは、オピオイド前駆prodynorphin mRNAの7のレギュレーションです。ダイノルフィンペプチドは本質的に移動制御7,8に関与している脳領域で神経伝達を調節する。しかしながら、神経ペプチド前駆体の処理に由来する正確なオピオイドペプチドを最新の状態に特徴付けされていない。したがって、我々は実験的パーキンソン病とL-DOPA誘発ジスキネジアの動物モデルでMALDI IMSを利用した。 MALDIイメージング質量分析法は、神経ペプチド特性評価に関して特に有利であることが判明る、一般的に使用される抗体ベースのアプローチから知られたペプチド配列と以前に観察された翻訳後修飾を対象としています。これとは対照的にMALDI IMSは、新規ペプチドの加工製品を解明するため、神経伝達の神経変調の新たな分子メカニズムを明らかにすることができます。神経ペプチドの絶対量はMALDI IMSによって決定することはできませんが、ペプチドイオンの相対量は、健康と病気のレベルを変更する方法について洞察を与えて、質量スペクトルから、線引きすることができます。ここで示す例では、ダイノルフィンB、α-neoendorphinとサブスタンスPのピーク強度が大幅に背に増加することが認められたが、重度の運動障害を持つ動物の背内側、線条体（図顔面、体幹と口舌の筋肉を伴わない5）。また、MALDI IMSは、機能不活性化の以前に未知のメカニズムを表す、ジスキネジアの重症度とDES-チロシンα-neoendorphinのレベルとの相関関係を明らかにしたN末端 ​​のチロシンの除去などの線条体におけるダイノルフィンのリザベーションがダイノルフィンのオピオイド受容体結合能力9を減らすことができます 。これは、MALDI IMSを使用して、LIDの神経ペプチドの特性に関する最初の研究であるとの結果は、生物医学研究のあらゆる分野のアプリケーションのための技術の潜在能力を強調表示します。

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MALDI Imaging Mass Spectrometry of Neuropeptides in Parkinson's Disease

L-DOPAを用いたドーパミン補充薬物療法は、パーキンソン病の最も一般的に使用される対症療法ですが、不随意の異常な動き、と呼ばれる運動障害などの副作用が付属しています<sup&gt; 1</sup&gt;。ここでは、MALDIイメージング質量分析のためのプロトコルは、運動障害に関連したラット脳の神経ペプチドレベルの変化を検出し、その提示されます。

パーキンソン病における神経ペプチドのMALDIイメージングマススペクトロメトリー

MALDI imaging mass spectrometry (IMS) is a powerful approach that facilitates the spatial analysis of molecular species in biological tissue samples2 ...

Research

JoVE Journal

Medicine

Development of a Unilaterally-lesioned 6-OHDA Mouse Model of Parkinson's Disease

パーキンソン病の単方向、病変6-OHDAモデルマウスの開発

The unilaterally lesioned 6-hyroxydopamine (6-OHDA)-lesioned rat model of Parkinson's disease (PD) has proved to be invaluable in advancing our ...

Skin Punch Biopsy Explant Culture for Derivation of Primary Human Fibroblasts

プライマリーヒト線維芽細胞の導出のために皮膚パンチ生検植文化

Tissues and cell lines derived from an individual with disease are ideal sources to study disease-related cellular phenotypes. Patient-derived fibroblasts ...

The Use of Primary Human Fibroblasts for Monitoring Mitochondrial Phenotypes in the Field of Parkinson's Disease

パーキンソン病の分野におけるミトコンドリアの表現型を監視するための主要ヒト線維芽細胞の使用

Parkinson's disease (PD) is the second most  common movement disorder and affects 1% of people over the age of 60 1. Because ageing is  the most important ...

Gene-environment Interaction Models to Unmask Susceptibility Mechanisms in Parkinson's Disease

パーキンソン病における感受性メカニズムのマスク解除を行う遺伝子環境相互作用モデル

Lipoxygenase (LOX) activity has been implicated in neurodegenerative disorders such as Alzheimer&#39;s disease, but its effects in Parkinson&#39;s disease ...

Controlling Parkinson's Disease With Adaptive Deep Brain Stimulation

アダプティブ脳深部刺激とパーキンソン病の防除

Adaptive deep brain stimulation (aDBS) has the potential to improve the treatment of Parkinson&#39;s disease by optimizing stimulation in real time ...

Quantitative Magnetic Resonance Imaging of Skeletal Muscle Disease

骨格筋疾患の定量的磁気共鳴イメージング

Quantitative magnetic resonance imaging (qMRI) describes the development and use of MRI to quantify physical, chemical, and/or biological properties of ...

Quantitative Mass Spectrometric Profiling of Cancer-cell Proteomes Derived From Liquid and Solid Tumors

液体および固形腫瘍由来の癌細胞のプロテオームの定量的質量分析プロファイリング

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Development of an Alpha-synuclein Based Rat Model for Parkinson's Disease via Stereotactic Injection of a Recombinant Adeno-associated Viral Vector

組換えアデノ随伴ウイルスベクターの定位注射を介して、パーキンソン病のα-シヌクレインベースのラットモデルの開発

In order to study the molecular pathways of Parkinson&#39;s disease (PD) and to develop novel therapeutic strategies, scientific investigators rely on ...

Imaging Metals in Brain Tissue by Laser Ablation - Inductively Coupled Plasma - Mass Spectrometry (LA-ICP-MS)

Imaging Metals in Brain Tissue by Laser Ablation - Inductively Coupled Plasma - Mass Spectrometry LA-ICP-MS

誘導結合プラズマ -   - レーザーアブレーションによる脳組織におけるイメージング金属質量分析法（LA-ICP-MS）

Metals are found ubiquitously throughout an organism, with their biological role dictated by both their chemical reactivity and abundance within a ...

Whole-brain Segmentation and Change-point Analysis of Anatomical Brain MRI&#8212;Application in Premanifest Huntington's Disease

Whole-brain Segmentation and Change-point Analysis of Anatomical Brain MRIÃƒÆ’Ã‚Â¢ÃƒÂ¢Ã¢â‚¬Å¡Ã‚Â¬ÃƒÂ¢Ã¢â€šÂ¬Ã‚ÂApplication in Premanifest Huntington's Disease

全体脳セグメンテーションと解剖学的脳 MRI の変化点分析-Premanifest ハンチントン病のアプリケーション

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