Name: subcellular fractionation from fresh and frozen gastrointestinal specimens
Uploaded: 2018-07-15T15:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Subcellular Fractionation from Fresh and Frozen Gastrointestinal Specimens at JoVE.com

Autoren erkennen die Hilfe von Ander Lopez und Miren Telletxea für video aufnehmen und bearbeiten. ACR ist von einer Ikerbasque Gemeinschaft und ein Forschungsprojekt von Asociación de Celiacos Madrid (ACM) finanziert. JRB wird finanziert durch Projekt ISCIII-PI16/00258 und kofinanziert von der Europäischen Union EFRE/ESF "A Way to Europa machen". IST ein Projekt Forschungsstipendium 2015111068 der baskischen Gesundheitsministerium finanziert. IRG und AJM werden durch predoctoral Gemeinschaft Zuschüsse aus der UPV/EHU und das baskische Department of Education unterstützt.

Diese Studie wurde vom Cruces University Hospital Ethics Board genehmigt und Analysen wurden durchgeführt, nach Einwilligung aus allen Fächern bzw. deren Eltern.
1. Biopsie Sammlung
Hinweis: Gewebeproben aus der distalen Zwölffingerdarm des Patienten während der Routinediagnostik Endoskopie Verwaltung Biopsien dieses Bereichs zwischen 2 und 10 mg Gewicht erhalten. Biopsiert Gewebe ist ein komplexes Gewebe bestehend aus verschiedenen Zelltypen, einschließlich der ...

<ol>
	<li>Cox, B., Emili, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Tissue+subcellular+fractionation+and+protein+extraction+for+use+in+mass-spectrometry-based+proteomics.">Tissue subcellular fractionation and protein extraction for use in mass-spectrometry-based proteomics.</a> Nature Protocols. 1 (4), 1872-1878 (2006).</li><li>Itzhak, D. N., Tyanova, S., Cox, J., Borner, G. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Global,+quantitative+and+dynamic+mapping+of+protein+subcellular+localization.">Global, quantitative and dynamic mapping of protein subcellular localization.</a> eLife. 5, (2016).</li><li>Preedy, V. R., Watson, R. R., Ronald, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Methods in disease investigating the gastrointestinal tract. , (1998).</li><li>Alex, P., Gucek, M., Li, X. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Applications+of+proteomics+in+the+study+of+inflammatory+bowel+diseases:+Current+status+and+future+directions+with+available+technologies.">Applications of proteomics in the study of inflammatory bowel diseases: Current status and future directions with available technologies.</a> Inflammatory bowel diseases. 15 (4), 616-629 (2009).</li><li>Ericsson, C., Franz&#233;n, B., Nist&#233;r, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Frozen+tissue+biobanks.+Tissue+handling,+cryopreservation,+extraction,+and+use+for+proteomic+analysis.">Frozen tissue biobanks. Tissue handling, cryopreservation, extraction, and use for proteomic analysis.</a> Acta oncologica (Stockholm, Sweden). 45 (6), 643-661 (2006).</li><li>Hoffmann, K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=New+application+of+a+subcellular+fractionation+method+to+kidney+and+testis+for+the+determination+of+conjugated+linoleic+acid+in+selected+cell+organelles+of+healthy+and+cancerous+human+tissues.">New application of a subcellular fractionation method to kidney and testis for the determination of conjugated linoleic acid in selected cell organelles of healthy and cancerous human tissues.</a> Analytical and Bioanalytical Chemistry. 381 (6), 1138-1144 (2005).</li><li>Foster, L. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+Mammalian+Organelle+Map+by+Protein+Correlation+Profiling.">A Mammalian Organelle Map by Protein Correlation Profiling.</a> Cell. 125 (1), 187-199 (2006).</li><li>Baghirova, S., Hughes, B. G., Hendzel, M. J., Schulz, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Sequential+fractionation+and+isolation+of+subcellular+proteins+from+tissue+or+cultured+cells.">Sequential fractionation and isolation of subcellular proteins from tissue or cultured cells.</a> MethodsX. 2, e440-e445 (2015).</li><li>B&#246;rner, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Subcellular+protein+extraction+from+human+pancreatic+cancer+tissues.">Subcellular protein extraction from human pancreatic cancer tissues.</a> BioTechniques. 46 (4), 297-304 (2009).</li><li>Antalis, T. M., Shea-Donohue, T., Vogel, S. N., Sears, C., Fasano, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Mechanisms+of+disease:+protease+functions+in+intestinal+mucosal+pathobiology.">Mechanisms of disease: protease functions in intestinal mucosal pathobiology.</a> Nature clinical practice. Gastroenterology. 4 (7), 393-402 (2007).</li><li>Cutler, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Protein purification protocols. , (2004).</li><li>Walker, J. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+Bicinchoninic+Acid+(BCA)+Assay+for+Protein+Quantitation.">The Bicinchoninic Acid (BCA) Assay for Protein Quantitation.</a> The Protein Protocols Handbook. , 11-14 (1996).</li><li>McLane, L. M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Differential+localization+of+T-bet+and+Eomes+in+CD8+T+cell+memory+populations.">Differential localization of T-bet and Eomes in CD8 T cell memory populations.</a> Journal of immunology (Baltimore, Md.: 1950). 190 (7), 3207-3215 (2013).</li><li>Nguyen, K. T., Holloway, M. P., Altura, R. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+CRM1+nuclear+export+protein+in+normal+development+and+disease.">The CRM1 nuclear export protein in normal development and disease.</a> International journal of biochemistry and molecular biology. 3 (2), 137-151 (2012).</li></ol>

Das hier beschriebene Protokoll wird für die Kern- und zytoplasmatischen Fraktionierung von intestinalen Biopsien verwendet. Der gereinigten Proteine sind nicht denaturiert und kann verwendet werden, nicht nur in der western-Blot Analyse wie in Abbildung 2 und 3 , aber auch in Tests erfordern Native gefaltete Proteine wie Immunopräzipitation, elektrophoretische Mobilität Verschiebung Assay (EMSA) dargestellt oder Native Polyacrylamid Gelelektrophorese (PAGE).
<p class...

Proteine an nahezu alle biologischen Funktionen innerhalb einer Zelle und Abweichungen in Struktur, Menge oder Lage zu einem pathogenen Szenario führen kann. Fraktionierung Beispielmethoden Gewebe sind ein sinnvoller Ansatz zur Verringerung der Komplexität der Krankheit im Zusammenhang mit Protein-Analysen. Einige Studien Protein Lokalisierung Informationen verwenden oder ein Protein aus einem spezifischen zellulären Fach zu bereichern, so ein Protokoll für reproduzierbare Fraktionierung von intakten Proteinen sinnvoll, bestimmte biologische Fragen zu beantworten. Bestimmung der subzellulären Lokalisierung von Proteinen und Überwachung ihrer Substruktur Umverteilung oder Wechselwirkungen bei basalen und Erkrankungen werden dazu beitragen, die Krankheit zu identifizieren im Zusammenhang mit funktionalen Unterschiede1,2. Diese Methode soll somit reproduzierbar Darmgewebe Biopsien, frisch und gefroren, in zytoplasmatischen und nukleare subzelluläre Kompartimente fraktionieren.
Intestinale Biopsie Proben werden routinemäßig während der Endoskopie Verfahren3 (Abbildung 1) gewonnen und können effektiv für Protein Quantifizierung oder Immunopräzipitation Studien verwendet werden. Da Gewebeproben von intestinalen epithelialen Proteine enthält, die direkt an der Krankheit Pathogenese4beteiligt sein können, sind intestinale Biopsie Proben eine sehr wertvolle Quelle für die erfolgreiche Identifikation des intestinalen krankheitsspezifische Proteine. Gespeicherten gefrorenen, geduldige Gewebeproben zusammen mit den klinischen Angaben sind nützliche Quellen für Protein-Analyse und eine einfache und reproduzierbare Probenvorbereitung ist ein Schlüsselthema Zelle lag mit einschränkenden Mengen von Informationen eingefroren Gewebe-5.
Es gibt mehrere handelsüblichen Kits für die Trennung von zellulären Brüche, aber diese sind teurer und in der Regel mehr Zeit in Anspruch als das Protokoll hier vorgestellten. Protokolle basierend auf mehreren Schritten Steigung Zentrifugierung und kontinuierliche Farbverläufe haben auch bereits genutzt, für die Fraktionierung von unterschiedlichen zellularen Fächern in verschiedenen Geweben6,7. Die Konsistenz von kontinuierlichen Gradienten ist jedoch oft eine schwierige Aufgabe. Ähnliche Protokolle basierend auf die sequentielle Lyse von Membranen wurden bisher beschrieben, aber sie brauchen in der Regel mehr als zwei Puffer und die Hände auf Zeit ist länger8 .
Wenn Gewebeproben Fraktionierung, denken Sie daran, dass Gewebe Proben anwesende Zell-Zell und Zelle-Matrix Interaktionen, die nicht in kultivierten Zellen vorhanden und wichtig sind, wenn zur Proteingewinnung voran. Die richtige Aufteilung zwischen Zellen und extrazellulären Matrix ohne die Proteinqualität wird ein kritischer Faktor im Darmgewebe Protein isoliert9sein. In diesem Protokoll sind Zell-Zell und Zellmatrix Kontakte zuerst gebrochen, Freigabe der Zellen und damit des Puffers, die einzelnen Zellen zu erreichen. Um Protein-Fach vor Fraktionierung Vermischung zu vermeiden, muss die Aufteilung der Kontakte auftreten, ohne dass die Integrität der Zellen oder der Kernmembran.
Durch die Anreicherung von verschiedenen Proteasen in der Darmschleimhaut10ist es wichtig, den Proteinabbau während der Extraktion zu kontrollieren. Um die potenziellen Proteinabbau zu minimieren, muss mehrere Protease-Inhibitor in die Protein-Extraktion-Puffer enthalten sein. Darüber hinaus Wenn Extrakte für funktionelle Assays verwendet werden sollen, ist es wesentlich, der Denaturierung von Proteinen oder Proteolyse zu vermeiden, da dies einen Verlust von Protein Aktivität11führt. Zu diesem Zweck des Protokolls erfolgt bei 4 ° C und frische Phenylmethylsulfonyl Fluorid (PMSF) wird hinzugefügt, um die Puffer auf eine Endkonzentration von 0,1 mM nur vor der Anwendung weiter Proteolyse zu hemmen.
Der erste Schritt in Zelle Fraktionierung ist Gewebe Störungen und Zelle Lysis. Wie bereits erwähnt, ist das Ziel zu disaggregieren der Zellen und die Pause, die sie mit minimaler Beschädigung zu öffnen. Darm Gewebeproben homogenisiert werden müssen, und die Zellen lysiert, um maximale Bruch der Zellmembran zu erreichen. In diesem Protokoll verwenden wir einen motorisierte Stößel-Mixer, um das Darmgewebe zu brechen, die innerhalb von Sekunden durch high-Speed Bereich handeln homogenisiert wird. Nach der Homogenisierung sind Gewebezellen in eine Hypotonische Puffer inkubiert, die platzt die Zellmembran aber halten die Zellkerne intakt, gefolgt durch Zugabe von einem nicht Denaturierung Reinigungsmittel (Nonyl Phenoxypolyethoxylethanol) und eine kurze Vortex Kernen zu trennen aus der zytoplasmatischen Bruchteil. Nach dem Entfernen des Zytoplasmas ist die Zellmembran Kerne in einen hypertonen Puffer mit zitternden platzen.
Die hier vorgestellte Methode ist eine geeignete Methode für die subzellulären Fraktionierung von frischen und gefrorenen intestinalen Biopsien, die während der endoskopischen Verfahren und liegen zwischen 2 und 10 mg an Gewicht gewonnen haben. Das Protokoll ist einfach und reproduzierbar und mit grundlegenden Laborgeräte und Reagenzien in weniger als einer Stunde durchgeführt werden konnte.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" style="width:657px;" width="658">
	<tbody>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:23px;width:244px;">HEPES</td>
			<td style="width:128px;">Sigma Aldrich</td>
			<td style="width:119px;">H4034-1kg</td>
			<td style="width:167px;"></td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:23px;width:244px;">KCl</td>
			<td style="width:128px;">Sigma Aldrich</td>
			<td style="width:119px;">P9333-1kg</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:23px;width:244px;">EDTA</td>
			<td style="width:128px;">Sigma Aldrich</td>
			<td style="width:119px;">E9884-100G</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:23px;width:244px;">NaCl</td>
			<td style="width:128px;">Sigma Aldrich</td>
			<td style="width:119px;">5588886-1kg</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:23px;width:244px;">DTT</td>
			<td style="width:128px;">Sigma Aldrich</td>
			<td style="width:119px;">10197777001</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:23px;width:244px;">PMSF</td>
			<td style="width:128px;">Thermo Scientific</td>
			<td style="width:119px;">36978</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:23px;width:244px;">Proteinase and phosphatase inhibitors</td>
			<td style="width:128px;">Thermo Scientific</td>
			<td style="width:119px;">A32959</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:23px;width:244px;">NP-40&#160;</td>
			<td style="width:128px;">Sigma Aldrich</td>
			<td style="width:119px;">CA-630</td>
			<td>Detergent</td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:23px;width:244px;">BCA assay</td>
			<td style="width:128px;">Thermo Scientific</td>
			<td style="width:119px;">23227</td>
			<td>Protein quantification kit</td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:23px;width:244px;">Disposable plastic pestles</td>
			<td style="width:128px;">Sigma Aldrich</td>
			<td style="width:119px;">Z359947-100EA</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:23px;width:244px;">Dounce homogeneizer</td>
			<td style="width:128px;">VWR</td>
			<td style="width:119px;">431-0100</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:23px;width:244px;">Microcentrifuge</td>
			<td style="width:128px;">Eppendorf</td>
			<td style="width:119px;">5415-R</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:23px;width:244px;">Shacker</td>
			<td style="width:128px;">IKA</td>
			<td style="width:119px;">MS3 basic</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

subcellular fractionation from fresh and frozen gastrointestinal specimens

Dieses Protokoll soll menschliche Darmgewebe erhalten durch Endoskopie in Kern- und zytoplasmatischen Fächer für die Lokalisierung Analyse spezifischer Proteine oder Proteinkomplexe in verschiedene Gewebe Staaten (z. B. gesunde fraktionieren vs. Krankheit). Diese Methode ist nützlich für die Fraktionierung von beiden frischen und gefrorenen Darm Gewebeproben; Es ist leicht zugänglich für alle Laboratorien und nicht zeitaufwendig.

Abbildung 1 zeigt eine Hämatoxylin-Eosin Färbung eines intestinale Biopsie-Sektion mit intakten Zotten und Krypta Strukturen.
Repräsentative Ergebnisse der nuklearen und zytoplasmatischen Fraktionierung unter Verwendung dieses Protokolls sind in den Abbildungen 2 und 3gezeigt. Im Experiment gezeigt in Abbildung 2, ein frisches (Fh) u...

Watch this Scientific Journal Video about Subcellular Fractionation from Fresh and Frozen Gastrointestinal Specimens at JoVE.com

Subcellular Fractionation from Fresh and Frozen Gastrointestinal Specimens

Hier präsentieren wir ein Protokoll, um eine einfache zelluläre Fraktionierung für die subzelluläre Trennung der zytoplasmatischen und nukleare Proteine im menschlichen frisch- und Gefrierfleisch intestinalen Biopsien durchführen.

Subzellulären Fraktionierung von frischen und gefrorenen Magen-Darm-Proben

The purpose of this protocol is to fractionate human intestinal tissue obtained by endoscopy into nuclear and cytoplasmic compartments for the ...

Research

JoVE Journal

Immunology and Infection

Combination of Adhesive-tape-based Sampling and Fluorescence in situ Hybridization for Rapid Detection of Salmonella on Fresh Produce

Combination of Adhesive-tape-based Sampling and Fluorescence in situ Hybridization for Rapid Detection of Salmonella on Fresh Produce

Kombination von Klebstoff-tape-basierten Sampling und Fluoreszenz In situ Hybridisierung zum schnellen Nachweis von Salmonellen On Fresh Produce

This protocol describes a simple approach for adhesive-tape-based sampling of tomato and other fresh produce surfaces, followed by on-tape fluorescence in ...

Forschung

Immunologie und Infektion

Competitive Homing Assays to Study Gut-tropic T Cell Migration

Competitive Homing-Assays auf Gut-trope T-Zell-Migration Study

In order to exert their function lymphocytes need to leave the blood and migrate into different tissues in the body. Lymphocyte adhesion to endothelial ...

RNA Isolation of Pseudomonas aeruginosa Colonizing the Murine Gastrointestinal Tract

RNA Isolation of Pseudomonas aeruginosa Colonizing the Murine Gastrointestinal Tract

RNA Isolierung von Pseudomonas aeruginosa Kolonisierung der Murine Gastrointestinaltrakt

Pseudomonas aeruginosa (PA) infections result in significant morbidity and mortality in hosts with compromised immune systems, such as patients with ...

Optimized Protocols for Mycobacterium leprae Strain Management: Frozen Stock Preservation and Maintenance in Athymic Nude Mice

Optimized Protocols for Mycobacterium leprae Strain Management: Frozen Stock Preservation and Maintenance in Athymic Nude Mice

Optimierte Protokolle für<em&gt; Mycobacterium leprae</em&gt; Dehnungs Management: Gefrorene Lizenz Erhaltung und Wartung in Nacktmaus

Leprosy, caused by Mycobacterium leprae, is an important infectious disease that is still endemic in many countries around the world, including Brazil. ...

A Simple and Rapid Protocol to Non-enzymatically Dissociate Fresh Human Tissues for the Analysis of Infiltrating Lymphocytes

Eine einfache und schnelle Protokoll zum Nicht enzymatisch Dissociate Frische menschlichen Geweben zur Analyse der infiltrierenden Lymphozyten

The ability of malignant cells to evade the immune system, characterized by tumor escape from both innate and adaptive immune responses, is now accepted ...

Induction of Murine Intestinal Inflammation by Adoptive Transfer of Effector CD4+CD45RBhigh T Cells into Immunodeficient Mice

Induction of Murine Intestinal Inflammation by Adoptive Transfer of Effector CD4+CD45RBhigh T Cells into Immunodeficient Mice

Die Induktion von Murine Darmentzündungen durch adoptiven Transfer von Effektor CD4<sup&gt; +</sup&gt; CD45RB<sup&gt; Hoch</sup&gt; T-Zellen in immundefizienten Mäusen

There are many different animal models available for studying the pathogenesis of human inflammatory bowel diseases (IBD), each with its own advantages ...

Transformation of Probiotic Yeast and Their Recovery from Gastrointestinal Immune Tissues Following Oral Gavage in Mice

Die Transformation von probiotischen Hefe und ihre Erholung von Magen-Darm-Immun Geweben nach orale Gabe bei Mäusen

Development of recombinant oral therapy would allow for more direct targeting of the mucosal immune system and improve the ability to combat ...

High-throughput Detection of Respiratory Pathogens in Animal Specimens by Nanoscale PCR

Hochdurchsatz-Nachweis von Respiratory Pathogens in Tier Proben durch nanoskalige PCR

Nanoliter scale real-time PCR uses spatial multiplexing to allow multiple assays to be run in parallel on a single plate without the typical drawbacks of ...

Live-Cell Fluorescence Microscopy to Investigate Subcellular Protein Localization and Cell Morphology Changes in Bacteria

Live-Cell Fluoreszenzmikroskopie zur Untersuchung subzellulärer Proteinlokalisierung und Zellmorphologie Veränderungen in Bakterien

Investigations of factors influencing cell division and cell shape in bacteria are commonly performed in conjunction with high-resolution fluorescence ...

Isolation of Macrophage Subsets and Stromal Cells from Human and Mouse Myocardial Specimens

Isolierung von Makrophagen-Teilmengen und Stromalzellen von Menschlichen und Maus-Myokardproben

Macrophages represent the most heterogeneous and abundant immune cell populations in the heart and are central in driving inflammation and reparative ...