Name: nanosensors to detect protease activity in vivo for noninvasive diagnostics
Uploaded: 2018-07-16T14:30:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Nanosensors to Detect Protease Activity In Vivo for Noninvasive Diagnostics at JoVE.com

تم تمويل هذا العمل "جائزة ابتكار جديدة" لمدير المعاهد الوطنية للصحة (رقم الجائزة DP2HD091793). Q.D.M. معتمد من قبل "جبهة الخلاص الوطني الدراسات العليا البحوث برنامج الزمالات" (رقم المنحة DGE-1650044). B.A.H معتمد من قبل الوطنية معاهد للصحة GT BioMAT التدريب المنحة تحت "رقم جائزة" 5T32EB006343 فضلا عن الزمالات لرئيس جورجيا تك. G.A.K. حاصل على جائزة الوظيفي الواجهة العلمية من "صندوق بوروز الترحيب". المحتوى هي المسؤولة الوحيدة عن المؤلفين ولا تمثل بالضرورة وجهات النظر الرسمية "المعاهد الوطنية للصحة".

موافقة المؤسسية من "رعاية الحيوان المؤسسية" واستخدام اللجنة (إياكوك) في المؤسسة الباحث ضرورية للقيام بالتجارب الحيوانية التالية. بالإضافة إلى ذلك، مرافق الرعاية الحيوانية القياسية (مثل الإسكان الدوائر وأغطية الحيوانات العقيمة والدوائر إيسوفلوراني أنيسثيتيزيشن والدوائر2 CO لن...

<ol>
	<li>Lopez-Otin, C., Bond, J. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Proteases:+Multifunctional+enzymes+in+life+and+disease.">Proteases: Multifunctional enzymes in life and disease.</a> Journal of Biological Chemistry. 283 (45), 30433-30437 (2008).</li><li>Hua, Y., Nair, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Proteases+in+cardiometabolic+diseases:+Pathophysiology,+molecular+mechanisms+and+clinical+applications.">Proteases in cardiometabolic diseases: Pathophysiology, molecular mechanisms and clinical applications.</a> Biochimica et Biophysica Acta. 1852 (2), 195-208 (2015).</li><li>Koblinski, J. E., Ahram, M., Sloane, B. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Unraveling+the+role+of+proteases+in+cancer.">Unraveling the role of proteases in cancer.</a> Clinica Chimica Acta. 291 (2), 113-135 (2000).</li><li>Lilja, H., Vickers, A., Scardino, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Measurements+of+proteases+or+protease+system+components+in+blood+to+enhance+prediction+of+disease+risk+or+outcome+in+possible+cancer.">Measurements of proteases or protease system components in blood to enhance prediction of disease risk or outcome in possible cancer.</a> Journal of Clinical Oncology. 25 (4), 347-348 (2007).</li><li>Jin, H., 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=Flexible+surface+acoustic+wave+resonators+built+on+disposable+plastic+film+for+electronics+and+lab-on-a-chip+applications.">Flexible surface acoustic wave resonators built on disposable plastic film for electronics and lab-on-a-chip applications.</a> Scientific Reports. 3, 2140 (2013).</li><li>Ma, W., Liu, H. -. T., Long, Y. -. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Monitoring+dopamine+quinone-induced+dopaminergic+neurotoxicity+using+dopamine+functionalized+quantum+dots.">Monitoring dopamine quinone-induced dopaminergic neurotoxicity using dopamine functionalized quantum dots.</a> ACS Applied Materials &amp; Interfaces. 7 (26), 14352-14358 (2015).</li><li>Zhang, W. -. H., Ma, W., Long, Y. -. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Redox-mediated+indirect+fluorescence+immunoassay+for+the+detection+of+disease+biomarkers+using+dopamine-functionalized+quantum+dots.">Redox-mediated indirect fluorescence immunoassay for the detection of disease biomarkers using dopamine-functionalized quantum dots.</a> Analytical Chemistry. 88 (10), 5131-5136 (2016).</li><li>Ma, W., 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=Investigating+electron-transfer+processes+using+a+biomimetic+hybrid+bilayer+membrane+system.">Investigating electron-transfer processes using a biomimetic hybrid bilayer membrane system.</a> Nature Protocols. 8 (3), 439-450 (2013).</li><li>Holt, B. 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=Fc+microparticles+can+modulate+the+physical+extent+and+magnitude+of+complement+activity.">Fc microparticles can modulate the physical extent and magnitude of complement activity.</a> Biomaterials science . 5, 463-474 (2017).</li><li>Edgington, L. E., Verdoes, M., Bogyo, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Functional+imaging+of+proteases:+Recent+advances+in+the+design+and+application+of+substrate-based+and+activity-based+probes.">Functional imaging of proteases: Recent advances in the design and application of substrate-based and activity-based probes.</a> Current Opinion in Chemical Biology. 15 (6), 798-805 (2011).</li><li>Kleifeld, O., 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=Identifying+and+quantifying+proteolytic+events+and+the+natural+N+terminome+by+terminal+amine+isotopic+labeling+of+substrates.">Identifying and quantifying proteolytic events and the natural N terminome by terminal amine isotopic labeling of substrates.</a> Nature Protocols. 6 (10), 1578-1611 (2011).</li><li>Sanman, L. E., Bogyo, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Activity-based+profiling+of+proteases.">Activity-based profiling of proteases.</a> Annual Review of Biochemistry. 83 (1), 249-273 (2014).</li><li>Kwong, G. 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=Mass-encoded+synthetic+biomarkers+for+multiplexed+urinary+monitoring+of+disease.">Mass-encoded synthetic biomarkers for multiplexed urinary monitoring of disease.</a> Nature Biotechnology. 31 (1), 63-70 (2013).</li><li>Dudani, J. S., Buss, C. G., Akana, R. T. K., Kwong, G. A., Bhatia, S. N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Sustained-release+synthetic+biomarkers+for+monitoring+thrombosis+and+inflammation+using+point-of-care+compatible+readouts.">Sustained-release synthetic biomarkers for monitoring thrombosis and inflammation using point-of-care compatible readouts.</a> Advanced Functional Materials. 26 (17), 2919-2928 (2016).</li><li>Meester, R. G. S., 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=Public+health+impact+of+achieving+80%+colorectal+cancer+screening+rates+in+the+United+States+by+2018.">Public health impact of achieving 80% colorectal cancer screening rates in the United States by 2018.</a> Cancer. 121 (13), 2281-2285 (2015).</li><li>Mehner, C., 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=Tumor+cell-produced+matrix+metalloproteinase+9+(MMP-9)+drives+malignant+progression+and+metastasis+of+basal-like+triple+negative+breast+cancer.">Tumor cell-produced matrix metalloproteinase 9 (MMP-9) drives malignant progression and metastasis of basal-like triple negative breast cancer.</a> Oncotarget. 5 (9), 2736-2749 (2014).</li><li>Bremer, C., Tung, C. H., Weissleder, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=In+vivo+molecular+target+assessment+of+matrix+metalloproteinase+inhibition.">In vivo molecular target assessment of matrix metalloproteinase inhibition.</a> Nature Medicine. 7 (6), 743-748 (2001).</li><li>Warren, A. D., 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=Disease+detection+by+ultrasensitive+quantification+of+microdosed+synthetic+urinary+biomarkers.">Disease detection by ultrasensitive quantification of microdosed synthetic urinary biomarkers.</a> Journal of the American Chemical Society. 136 (39), 13709-13714 (2014).</li><li>Warren, A. D., Kwong, G. A., Wood, D. K., Lin, K. Y., Bhatia, S. N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Point-of-care+diagnostics+for+noncommunicable+diseases+using+synthetic+urinary+biomarkers+and+paper+microfluidics.">Point-of-care diagnostics for noncommunicable diseases using synthetic urinary biomarkers and paper microfluidics.</a> Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 111 (10), 3671-3676 (2014).</li><li>Kwong, G. 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=Mathematical+framework+for+activity-based+cancer+biomarkers.">Mathematical framework for activity-based cancer biomarkers.</a> Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 112 (41), 12627-12632 (2015).</li><li>Dudani, J. S., Jain, P. K., Kwong, G. A., Stevens, K. R., Bhatia, S. N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Photoactivated+spatiotemporally-responsive+nanosensors+of+in+vivo+protease+activity.">Photoactivated spatiotemporally-responsive nanosensors of in vivo protease activity.</a> ACS Nano. 9 (12), 11708-11717 (2015).</li><li>Palmacci, S., Josephson, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Synthesis+of+polysaccharide+covered+superparamagnetic+oxide+colloids.">Synthesis of polysaccharide covered superparamagnetic oxide colloids.</a> US patent. , (1991).</li><li>Choi, H. S., 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=Renal+clearance+of+nanoparticles.">Renal clearance of nanoparticles.</a> Nature Biotechnology. 25 (10), 1165-1170 (2007).</li><li>Harris, T. J., von Maltzahn, G., Derfus, A. M., Ruoslahti, E., Bhatia, S. N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Proteolytic+actuation+of+nanoparticle+self-assembly.">Proteolytic actuation of nanoparticle self-assembly.</a> Angewandte Chemie (International edition in English). 45 (19), 3161-3165 (2006).</li><li>Kwon, E. J., Dudani, J. S., Bhatia, S. N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Ultrasensitive+tumour-penetrating+nanosensors+of+protease+activity.">Ultrasensitive tumour-penetrating nanosensors of protease activity.</a> Nature Biomedical Engineering. 1, (2017).</li><li>Villanueva, J., Nazarian, A., Lawlor, K., Tempst, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Monitoring+Peptidase+activities+in+complex+proteomes+by+MALDI-TOF+mass+spectrometry.">Monitoring Peptidase activities in complex proteomes by MALDI-TOF mass spectrometry.</a> Nature Protocols. 4 (8), 1167-1183 (2009).</li><li>Villanueva, 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=Differential+exoprotease+activities+confer+tumor-specific+serum+peptidome+patterns.">Differential exoprotease activities confer tumor-specific serum peptidome patterns.</a> The Journal of Clinical Investigation. 116 (1), 271-284 (2006).</li></ol>

ويصف هذا الأسلوب تطور nanosensors على أساس النشاط تتكون من ركائز حوزتي مترافق لنواة نانوحبيبات. حدث انشقاق بروتيوليتيك أطلق عليها اسم "التبديل الحرائك الدوائية"، نظراً لأن المنتجات الببتيد ملصوق أصغر من حد الحجم الكلي الترشيح من 5 نانومتر23 والتصفية في البول لإنتاج إشارة موسع. ولذل...

البروتياز هي إنزيمات متعددة الوظائف التي تتخصص في التحلل المائي للسندات ببتيد وسيطرة كبيرة على العديد من العمليات البيولوجية، بما في ذلك التوازن، اللوستاسيس، والمرض1. وقد تم يرتبط تغيير حالة نشاط البروتياز لمجموعة متنوعة من الأمراض، بما في ذلك السرطان وأمراض القلب والأوعية الدموية، مما يجعل المرشحين البروتياز جذابة للتنمية إلى المؤشرات الحيوية السريرية2،3. وعلاوة على ذلك، هو نشاط البروتياز باثوجينيسيس مرتبطة وظيفيا متميزة ونتائج المرضى وتشخيص المرض4. على نطاق واسع، وقد وضعت هذه الأجهزة للكشف عن مختلف الظواهر البيولوجية والأمراض، مثل السرطان وأمراض الأعصاب، ونقل الإلكترون العمليات5،،من67،8 , 9-وبشكل أكثر تحديداً، قد وضعت للكشف عن نشاط البروتياز، وتشمل تحقيقات فلوروجينيك للتشخيص التصوير10 أجهزة استشعار حوزتي المستندة إلى الركيزة ونظير المسمى الببتيد ركائز المختبر في الكشف بواسطة الكتلي11. وباﻹضافة إلى ذلك، وضعت التحقيقات على أساس النشاط، التي تحتوي على مناطق مثل الركيزة التي تربط أو تعديلها حوزتي الهدف12. باستخدام هذا الأسلوب، لا رجعة فيه تحول دون البروتياز الهدف عندما يتم تعديل الموقع النشط، ويتطلب تحليل الحصاد من الأنسجة، مما يحد من التطبيقات في فيفو . ومع ذلك، من المهم الشعور بحوزتي النشاط في فيفو، نظراً لتنظيم نشاط البروتياز يعتمد اعتماداً كبيرا على سياق الأنشطة البيولوجية الأخرى مثل وجود مثبطات الذاتية.
والهدف من هذا العمل هو لوصف وضع nanosensors على أساس النشاط التي تكشف عن حوزتي النشاط في فيفو بإنتاج إشارة قابلة لقياس في البول. هذا المنهاج كتشخيص موسع لتميز أمراض معقدة مثل السرطان باستخدام dysregulated حوزتي النشاط كالعلامات البيولوجية وظيفية. برنامجنا نانوسينسور يتكون من أكسيد الحديد جسيمات نانوية (إيونب) مترافق بحوزتي ركائز. يتم إنهاء هذه ركائز حسب مراسل فلورسنت الذي صدر عند البروتياز تنشق الركازة. هذه إيونبس تعمم في فيفو، ترجمة لمواقع المرض، وفضح ركائز لنشاط البروتياز المرتبط بالمرض. بعد انشقاق، الصحفيين الفلورسنت يتم إصدارها، ونظرا لصغر حجمها، يتم تصفيتها في البول، بينما تبقى ركائز أونكليافيد على إيونب في الجسم. ولذلك، سيؤدي إلى زيادة في حوزتي الأنشطة في فيفو في تركيزات أعلى من مراسل في البول (الشكل 1). أن برنامجنا اختبار بول، لا منصة التصوير مطلوب ويتم إثراء إشارات تشخيصية في البول.
يمكن تصميم هذا المنهاج للكشف عن مجموعة متنوعة من الأمراض بما فيها السرطان والتليف وتجلط الدم13،14. هنا يمكننا وصف تصميم nanosensors للكشف عن الارتفاعات في مصفوفة ميتالوبيبتيداسي 9 (MMP9) النشاط كالعلامات البيولوجية لسرطان القولون والمستقيم. سرطان القولون والمستقيم هو السبب الرئيسي الثاني للوفاة من السرطان في الولايات المتحدة، مع حدوث حالات جديدة 136,800 المقدرة والوفيات 50,300 في 2014 وحدها15. تنتج الخلايا السرطانية القولون MMP9، التي أظهرت أن محرك التقدم الخبيث، وتدهور مصفوفة، فضلا عن ورم خبيث16. بالإضافة إلى ذلك، حددنا الركازة ببتيد مناسبة (بلجفرجك) ل MMP9 من الأدب17. يمكن استخدام هذا البرنامج للكشف المبكر عن السرطان وتشخيص نقطة الرعاية المنخفضة التكلفة13،14،18،19،،من2021.
<img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/57937/57937fig1.jpg"> رقم 1: التخطيطي "النشاط نانوسينسور" في فيفو. Nanosensors تعمم عن طريق الهيئة وتعريب لمواقع مرض. ثم تنشق البروتياز المتعلقة بالمرض ركائز الببتيد التي قدمها إيونبس. حجم الشظايا ملصوق يسمح لتطهير الكلي، مما أدى إلى حصر في البول. بعد التبول الحيوان، يمكن تحليل هذه الشظايا الببتيد من جزيء مراسل بهم. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/57937/57937fig1large.jpg" target="_blank">الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم-</a>

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="944">
	<tbody>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:375px;">0.2 &#181;m syringe filters</td>
			<td style="width:171px;">VWR</td>
			<td style="width:233px;">4652</td>
			<td style="width:167px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:375px;">18G needle</td>
			<td style="width:171px;">VWR</td>
			<td style="width:233px;">89134-024</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:375px;">15 mL conicals</td>
			<td style="width:171px;">VWR</td>
			<td style="width:233px;">89039-670</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:375px;">250 mL Erlenmeyer flask</td>
			<td style="width:171px;">VWR</td>
			<td style="width:233px;">89000-362</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:375px;">Stir bar</td>
			<td style="width:171px;">VWR</td>
			<td style="width:233px;">58949-006</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:375px;">Hot Plate/Magnetic Stirrer</td>
			<td style="width:171px;">VWR</td>
			<td style="width:233px;">97042-634</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:375px;">Glacial acetic acid</td>
			<td style="width:171px;">VWR</td>
			<td style="width:233px;">97064-482</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:375px;">Albumin from Bovine Serum (BSA)</td>
			<td style="width:171px;">Thermo Fisher</td>
			<td style="width:233px;">A13100</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:375px;">Iron (III) chloride hexahydrate</td>
			<td style="width:171px;">Sigma</td>
			<td style="width:233px;">236489</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:375px;">Iron (II) chloride tetrahydrate</td>
			<td style="width:171px;">Sigma</td>
			<td style="width:233px;">44939</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:375px;">Epichlorohydrin</td>
			<td style="width:171px;">Sigma</td>
			<td style="width:233px;">45340-500ML-F</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:375px;">DMF</td>
			<td style="width:171px;">Sigma</td>
			<td style="width:233px;">D4551</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:375px;">Ammonium Hydroxide</td>
			<td style="width:171px;">Sigma</td>
			<td style="width:233px;">320145-500ML</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:375px;">Sodium Hydroxide pellets</td>
			<td style="width:171px;">Sigma</td>
			<td style="width:233px;">221465-500G</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:375px;">EDTA</td>
			<td style="width:171px;">Sigma</td>
			<td style="width:233px;">E9884</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:375px;">Sodium Borate</td>
			<td style="width:171px;">Sigma</td>
			<td style="width:233px;">B9876</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:375px;">L-Cysteine</td>
			<td style="width:171px;">Sigma</td>
			<td style="width:233px;">168149-100G</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:375px;">Tris-HCl</td>
			<td style="width:171px;">Sigma</td>
			<td style="width:233px;">T5941</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:375px;">Tris base</td>
			<td style="width:171px;">Sigma</td>
			<td style="width:233px;">T6066</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:375px;">PBS tablets</td>
			<td style="width:171px;">Sigma</td>
			<td style="width:233px;">P4417</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:375px;">Dextran</td>
			<td style="width:171px;">Pharmacosmos</td>
			<td>5510 0020 9006</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:375px;">Amicon 15 mL 10k filters, 24 pk</td>
			<td style="width:171px;">Millipore</td>
			<td style="width:233px;">UFC901024</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:375px;">Amicon 15 mL 30k filters, 24 pk</td>
			<td style="width:171px;">Millipore</td>
			<td style="width:233px;">UFC903024</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:375px;">Amicon 15 mL 100k filters, 24 pk</td>
			<td style="width:171px;">Millipore</td>
			<td style="width:233px;">UFC910024</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:375px;">Zetasizer Nano ZS</td>
			<td style="width:171px;">Malvern Panalytical</td>
			<td style="width:233px;">NanoZS</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:375px;">Slide-A-Lyzer Dialysis Cassette</td>
			<td style="width:171px;">LifeTech</td>
			<td style="width:233px;">66130</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:375px;">Dynabeads MyOne Tosylactivated</td>
			<td style="width:171px;">LifeTech</td>
			<td style="width:233px;">65501</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:375px;">SIA</td>
			<td style="width:171px;">Life Tech</td>
			<td style="width:233px;">22349</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:375px;">PEG 20k</td>
			<td style="width:171px;">Laysan Bio</td>
			<td style="width:233px;">MPEG-SH-20K-1g</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:375px;">Fluorescein Antibody [2A3]</td>
			<td style="width:171px;">GeneTex</td>
			<td style="width:233px;">GTX10257</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:375px;">Hiload 16/600 superdex 200</td>
			<td style="width:171px;">GE Healthcare</td>
			<td style="width:233px;">45-002-490</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:375px;">Plate Reader</td>
			<td style="width:171px;">Fisher</td>
			<td style="width:233px;">BTCYT5M</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:375px;">BD Insulin Syringes</td>
			<td style="width:171px;">Fisher</td>
			<td style="width:233px;">NC0872854</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

nanosensors to detect protease activity in vivo for noninvasive diagnostics

البروتياز هي إنزيمات متعددة الوظائف التي تتخصص في التحلل المائي للسندات ببتيد والتحكم بالعمليات البيولوجية واسعة النطاق بما في ذلك التوازن واللوستاسيس. وعلاوة على ذلك، يدفع المرضية dysregulated حوزتي النشاط وهو العلامات البيولوجية وظيفية من الأمراض مثل السرطان؛ ولذلك، قد توفر القدرة على الكشف عن حوزتي النشاط في فيفو المعلومات ذات الصلة سريرياً للتشخيصات الطبية الحيوية. والهدف من هذا البروتوكول هو إنشاء nanosensors التحقيق مبطلات النشاط في فيفو بإنتاج إشارة قابلة للقياس في البول. Nanosensors مبطلات هذه تتكون من عنصرين هما: نانوحبيبات والركيزة. وظائف نانوحبيبات لزيادة تعميم التسليم نصف العمر والركيزة لمواقع الأمراض المستهدفة. الركيزة هو سلسلة ببتيد قصيرة (أ أ 6-8)، التي صممت لتكون محددة بحوزتي الهدف أو مجموعة من البروتياز. الركيزة هو مترافق على السطح نانوحبيبات وأنهى أحد الصحفيين، مثل علامة نيون، للكشف. كما البروتياز dysregulated تنشق الركيزة الببتيد، يتم تصفية المراسل في البول للتقدير الكمي كالعلامات البيولوجية لنشاط البروتياز. وهنا يصف لنا بناء نانوسينسور لمصفوفة أية 9 (MMP9)، الذي يرتبط بتقدم وتطور ورم خبيث، للكشف عن سرطان القولون والمستقيم في طراز ماوس.

غالبية السكان إيونبس من جميع أنحاء القطر المتوسط، التي تتراوح بين 40-50 نانومتر. بعد بيجيليشن، قد هذا النطاق حجم نصف عمر الدورة الدموية لحوالي 6 ساعات13 في فيفو (انظر الشكل 2 أ). إذا كان أحد يرغب في تحديد نطاق حجم معين، واحد استخدام حجم الاستب...

Watch this Scientific Journal Video about Nanosensors to Detect Protease Activity In Vivo for Noninvasive Diagnostics at JoVE.com

Nanosensors to Detect Protease Activity In Vivo for Noninvasive Diagnostics

البروتياز بشكل محكم التنظيم الإنزيمات المشاركة في العمليات البيولوجية الأساسية، ومبطلات dysregulated النشاط محركات تطور الأمراض المعقدة مثل السرطان. هذا الأسلوب يهدف إلى إنشاء nanosensors التي تقيس حوزتي النشاط في فيفو بإنتاج إشارة انقسام وأن قابلاً للاكتشاف من البول المضيف وتميز المرض.

Nanosensors للكشف عن حوزتي النشاط في فيفو لتشخيص موسع

Proteases are multi-functional enzymes that specialize in the hydrolysis of peptide-bonds and control broad biological processes including homeostasis and ...

Research

JoVE Journal

Bioengineering

Nanosensors to Detect Protease Activity In Vivo for Noninvasive Diagnostics

Design of a Cyclic Pressure Bioreactor for the Ex Vivo Study of Aortic Heart Valves

Design of a Cyclic Pressure Bioreactor for the Ex Vivo Study of Aortic Heart Valves

تصميم مفاعل حيوي لضغط الدوري السابقين فيفو دراسة صمامات القلب الأورطي

The aortic valve, located between the left ventricle and the aorta, allows for unidirectional blood flow, preventing backflow into the ventricle. Aortic ...

Quantitative FRET (F&#246;rster Resonance Energy Transfer) Analysis for SENP1 Protease Kinetics Determination

Quantitative FRET FÃƒÆ’Ã‚Â¶rster Resonance Energy Transfer Analysis for SENP1 Protease Kinetics Determination

الكمية الحنق (فورستر نقل الطاقة الرنين) تحليل لتحديد حركية SENP1 البروتياز

Reversible posttranslational modifications of proteins with ubiquitin or ubiquitin-like proteins (Ubls) are widely used to dynamically regulate protein ...

FIBS-enabled Noninvasive Metabolic Profiling

تمكين أكذوبة موسع الأيض التنميط

In the era of computational biology, new high throughput experimental systems are necessary in order to populate and refine models so that they can be ...

A Full Skin Defect Model to Evaluate Vascularization of Biomaterials In Vivo

A Full Skin Defect Model to Evaluate Vascularization of Biomaterials In Vivo

جلد كامل عيب نموذج في تقييم الأوعية الدموية من الحيوية<em&gt; في فيفو</em

Insufficient vascularization is considered to be one of the main factors limiting the clinical success of tissue-engineered constructs. In order to ...

Magnetic Levitation Coupled with Portable Imaging and Analysis for Disease Diagnostics

المغنطيسى إلى جانب التصوير المحمولة وتحليل لتشخيص الأمراض

Currently, many clinical diagnostic procedures are complex, costly, inefficient, and inaccessible to a large population in the world. The requirements for ...

Development of an Electrochemical DNA Biosensor to Detect a Foodborne Pathogen

تطوير Biosensor الكهروكيميائية الحمض النووي للكشف عن مسببات الأمراض المنقولة عن طريق الأغذية

Vibrio parahaemolyticus (V. parahaemolyticus) is a common foodborne pathogen that contributes to a large proportion of public health problems globally, ...

Calorespirometry: A Powerful, Noninvasive Approach to Investigate Cellular Energy Metabolism

كالوريسبيروميتري: اتباع نهج موسع، قوية للتحقيق في استقلاب الطاقة الخلوية

Many cell lines used in basic biological and biomedical research maintain energy homeostasis through a combination of both aerobic and anaerobic ...

Rigid Embedding of Fixed and Stained, Whole, Millimeter-Scale Specimens for Section-free 3D Histology by Micro-Computed Tomography

جامدة التضمين من الثابتة والملون، إجمالاً، مقياس الملليمتر العينات 3D خالية من قسم علم الأنسجة بالتصوير المقطعي الصغيرة المحسوبة

For over a hundred years, the histological study of tissues has been the gold standard for medical diagnosis because histology allows all cell types in ...

Human Neural Organoids for Studying Brain Cancer and Neurodegenerative Diseases

الأعضاء العصبية البشرية لدراسة سرطان الدماغ والأمراض العصبية

The lack of relevant in vitro neural models is an important obstacle on medical progress for neuropathologies. Establishment of relevant cellular models ...

Methylation Specific Multiplex Droplet PCR using Polymer Droplet Generator Device for Hematological Diagnostics

Methylation محددة متعددة القطرية PCR باستخدام بوليمر جهاز مولد قطرة لتشخيص الدم

A multiplexed droplet PCR (mdPCR) workflow and detailed protocol for determining epigenetic-based white blood cell (WBC) differential count is described, ...