Method Article
כאן נתאר וזמינותו מבוססת תא להעריך באופן כמותי את ספיגת טאו מאת מיקרוגלייה עם המטרה של יצירת כלי לניסויים קליניים כדי לאפיין טוב יותר את מנגנוני הפעולה של נוגדנים אנטי-טאו.
מחלת אלצהיימר (AD) הוא מצב ניווניות מתקדמת שבה מצטברים טאו ולצבור חלבונים עמילואיד במוח גורם בתפקוד עצביים, מה שמוביל בסופו של דבר ירידה קוגניטיבית. Hyperphosphorylated טאו אגרגטים הנוירון הם האמין כי רוב פתולוגיה הקשורים לספירה. אגרגטים אלה הניחו להשתחרר לתוך תא חוץ-תאית, נלקח על ידי נוירונים סמוכים בריא איפה הם זירוז נוסף צבירת טאו. זה מתפשט "פריון כמו" יכול שתיקטע על-ידי נוגדנים מסוגל מחייב "נטרול" טאו חוץ-תאית אגרגטים כמוצג במודלים פרה העכבר של המודעה. אחד מנגנוני המוצעת שבו נוגדנים טיפולית להפחית פתולוגיה הוא ספיגת בתיווך נוגדנים ואישור של צורות צבורים פתולוגי של טאו מאת מיקרוגלייה. כאן, אנו מתארים כמותיים מבוססת תא הנועד להעריך טאו ספיגת מאת מיקרוגלייה. זה וזמינותו ישתמש בשורת תא microglial העכבר BV-2, מאפשר ירידה לפרטים גבוה, נמוך השתנות של תפוקה בינונית. נתונים שנוצרו עם assay זה יכול לתרום אפיון טוב יותר של פונקציות אפקטור נוגדן אנטי-טאו.
מחלת אלצהיימר (AD) הוא מצב ניווניות מתקדמת המאופיינת על ידי השינוי הסתגלותי, הרכבה עצמית של חלבון עמילואיד β פפטיד, טאו לתוך אגרגטים פתולוגי. פפטיד נורמלי β עמילואיד מסיסים מומר β עמילואיד oligomeric ו- fibrillar, בעוד טאו phosphorylated בצורה חריגה מצטברת oligomers ואת הישבן neurofibrillary1,2. אלה אגרגטים חלבון לגרום מוות עצביים המוביל לאובדן זיכרון לאחר מכן ירידה קוגניטיבית מתקדמת. גורמים אחרים, כולל neuroinflammation לא פרודוקטיביים ויכולת מופחתת כדי לנקות חלבונים misfolded, עשוי להחריף ולהאיץ את המחלה. כיום, אסטרטגיות התערבות נגד לספירה לספק הקלה סימפטומטי במידה רבה, אבל אין מחלות שינוי תרופה או מניעה.
הוכחה גוברת מרמזת על תפקיד מפתח של hyperphosphorylated טאו אגרגטים הפתולוגיה של המודעה. במצב שאינם פתולוגיים, טאו הוא מקורי פרש חלבון נקשר microtubules ומקדם את ההרכבה שלהם לתוך שלד התא עצביים. כאשר טאו הופך hyperphosphorylated, הוא מתנתק מן שלד התא, אשכולות לתוך אגרגטים טאו הנוירון, שלפי הסברה כי רוב פתולוגיה הקשורים לספירה3. המצטברים טאו מתחיל לצבור קודם intracellularly, אבל התקדמות המחלה, ההנחה היא להשתחרר מן הנוירונים המושפעת לחלל חוץ-תאית, שממנו זה שאפשר לקחת על ידי נוירונים בריא סמוכות או synaptically מחוברים ב " פריון, כמו אופן". ברגע הפנימו, טאו שסך כל גורם נוסף טאו צבירה באמצעות שינוי בתבניות הסתגלותי4.
על פי השערה זו, טיפולים מסוגל להפריע טאו זריעה עלול להאט או להפוך את הקורס של מחלות ניווניות בתיווך טאו. לתמיכה, להראות עכברים רגישים tauopathy מתוצרת מוטציה גנטית והזריקו פסיבי נוגדנים אנטי-טאו טאו מופחתת פתולוגיה ו פונקציה קוגניטיבית משופרת5,6,7,8 ,9. עם זאת, המנגנון שבאמצעותו נוגדנים טיפולית להפחית פתולוגיה. עדיין נשארים חמקמקים.
אחד המנגנונים המוצע הוא ספיגת בתיווך נוגדנים ואישור של צורות צבורים פתולוגי של טאו מאת מיקרוגלייה, תאים חיסוניים תושב של המוח. פרסומים אחרונים מראים כי מיקרוגלייה יכול ביעילות להפנים לבזות את טאו פתולוגיים מינים, יכולת זו מועצמת על ידי נוגדנים אנטי-טאו ויה תלויי-Fc מנגנון מעורבים קולטנים Fc באה לידי ביטוי על פני השטח של מיקרוגלייה, קולטן בתיווך מצרי phagocytosis10,11. נתונים אלה לזהות מיקרוגלייה effectors פוטנציאל חשוב של נוגדנים טיפולית.
נתאר בזאת וזמינותו מבוססת תא להעריך באופן כמותי את ספיגת טאו מאת מיקרוגלייה. נתונים שנוצרו עם assay הזה יכול לעזור שחקרתי את מנגנוני הפעולה של נוגדנים אנטי-טאו ובכך מייצג כלי שימושי כדי להתקדם נוגדנים אנטי-טאו נוספת שלבי התפתחותם כטיפול לספירה פוטנציאליים.
1. BV-2 תאים תרבות
הערה: ידית BV-2 תאים תחת בלימה אבטחה ברמה 2. שורת התאים BV-2 מייצרת של רטרווירוס (מסוגלים להדביק תאים מאתר בלבד) מעטפת ecotropic רקומביננטי12; כגון וירוסים ידועים שלהם במבחנה צורה של יכולת ופוטנציאל ויוו tumorigenic.
2. תווית אגרגטים טאו רקומביננטי עם pH רגיש הפלורסנט
הערה: טאו אגרגטים הוכנו כפי שמתואר Apetri. et al. 13 עם הבדל כי אין Thioflavin T (ThT) נוספה למאגר התגובה. צבור דגימות נאספו 1.5 mL צנטריפוגה צינורות. קרינה פלואורסצנטית הסופי אות שנבדקה על ידי ערבוב µL 118 המדגם בריכה עם µL 12 של פתרון ThT 50 מיקרומטר. אגרגטים היו מופרדים על ידי צריך שתוציאו את תערובת התגובה צבירת ב x 20,000 g עבור h 1-4 מעלות צלזיוס. תגובת שיקוע נותחה על ידי שניה-MALS כדי לוודא כי כל טאו monomeric הוסב אגרגטים. כדורי (טאו אגרגטים) היו הצמד קפוא ומאוחסנים במקפיא ב-80 מעלות צלזיוס.
3. ספיגת Assay עם תא לפעיל על-ידי קרינה פלואורסצנטית מיון (FACS) Read-out
4. FACS ניתוח
הערה: עיין באיור 1 אסטרטגיה חסימה.
5. Immunocomplexes ספיגה עם מיקרוסקופ Read-out
טאו רקומביננטי צבורים היה covalently בלוחיות צבע ירוק pH-רגיש. צבע זה מגדיל באופן דרמטי את זריחה על הפנמה שלה ב organelles חומצי, ובכך לאפשר על כימות תאיים. טאו שכותרתו אגרגטים היו מודגרות עם נוגדנים חד-שבטיים אנטי-טאו. בפרט, השתמשנו גרסה chimeric (אזור IgG1 Fc העכבר) של CBTAU-28.1. נוגדן האנושי הזה נקשר לאזור הוספה N-מסוף של טאו, והוא מסוגל לקשור במבחנה שנוצר טאו הסיבים13. ב הזה assay, בדקנו גם גירסה זיקה-משופרת של CBTAU-28.1-dmCBTAU-28.1. Fab שברי CBTAU-28.1, ב החשבונאי הורים ואהדה גבוהה עיצוב ולאחר עכבר IgG1 שימשו השליטה isotype שולט.
BV-2 תאים היו מודגרות עם immunocomplexes הקבועים מראש או מצטברים לבד במשך שעתיים בנוכחות הפארין לחסום את ספיגת נוגדן תלויית טאו טאו. לאחר דגירה, התאים היו trypsinized כדי להסיר את טאו מאוגדים קרום חוץ-תאית, נותחו עבור ספיגת טאו מאת cytometry זרימה. כפי שהסברנו לאחרונה13, הבחנו כי ספיגת גרסאות קידום CBTAU-28.1 של טאו BV-2 תאים באופן תלוי מינון. תפיסה היה Fc מתווכת מאז CBTAU-28.1 Fab קטעים לא להגביר ספיגת טאו הבזליים (איור 2). יתר על כן, הנוגדן dmCBTAU-28.1 זיקה גבוהה מתווכת טאו ספיגת לתאים BV-2 במידה גבוהה יותר מאשר פראי-סוג נוגדן (איור 2).
טאו בתיווך נוגדנים ספיגת ולוקליזציה של טאו אגרגטים בתא endolysosomal אושר ע י מיקרוסקופיה קונפוקלית (איור 3) איפה תא הסלולר חומצי היתה מוכתמת באמצעות בדיקה סלקטיבית עבור pH נמוך organelles. Puncta תאיים של צבע ירוק pH כאנטי אגרגטים נצפו בתוך התאים היו מודגרות עם CBTAU-28.1 טאו. יתר על כן, אגרגטים טאו תאיים colocalized לעיתים קרובות עם pH נמוך תא סלקטיבי צבע אדום שהציעה נוכחות של אגרגטים טאו organelles חומצי. CBTAU-28.1 Fab קטעים לא גדלה ספיגת טאו שוב המציין מנגנון הפנמה Fc-קולטן בתיווך מצרי (איור 3).
איור 1: Gating אסטרטגיה להשתמש בניתוח cytometry זרימה כדי לזהות טאו הפנמה מאת BV-2 תאים. דגום נתונים השליטה היחידה BV-2 (A-C), שליטה isotype (D-F), dmCBTAU-28.1 (G-אני) מוצגים. אוכלוסיית תאים BV-2 היה פיקוח על מגרש האס-A צפיפות לעומת FSC-A, למעט פסולת ותאים מתים (A, D, G). BV-2 תאים היו אז עוד יותר פיקוח על מגרש צפיפות FSC-A vs FSC-H כדי לא לכלול תא doublets, אגרגטים (B, E, H). שער תא בודד שימש כדי ליצור היסטוגרמה פרמטר יחיד צבען (FITC בתוצאות אלה נציג) pH (C, F, אני) קובעים את עוצמת קרינה פלואורסצנטית הגיאומטרי. לחלופין, אחוז תאים חיוביים של צבען-טאו pH מחושב למעט תאי שלילי כפי שנקבע על-ידי שימוש השליטה היחידה BV-2. אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של הדמות הזאת.
איור 2: CBTAU-28.1 שמתווכת ספיגת של טאו אגרגטים לתאים microglial BV-2- טאו רקומביננטי צבורים covalently בלוחיות לצבוע pH תלויית קרינה פלואורסצנטית ירוק, מודגרות עם העכבר גירסה chimeric של הנוגדן אנטי-טאו האנושי CBTAU-28.1, שלו זיקה עיצוב משופר, dmCBTAU-28.1, קטעים Fab המתאימים, עכבר IgG1 isotype שליטה נוגדן או אין נוגדנים (אגרגטים טאו לבד). Immunocomplexes היו לאחר מכן מודגרות עם BV-2 תאים במשך שעתיים בנוכחות הפארין לחסום את ספיגת נוגדן תלויית טאו. קליטת immunocomplexes הוערכה על ידי cytometry זרימה, המבוטא הממוצע הגאומטרי (GM) של עוצמת קרינה פלואורסצנטית (A) או אחוז חיובי טאו (טאו +) תאים (B). קווי שגיאה ב- (א) מציינות סטיית התקן של שני ניסויים עצמאית, תוך כדי (ב) מראה ניסוי יחיד. אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של הדמות הזאת.
איור 3: טאו הם הפנימו מאת BV-2 תאים אגרגטים לשפה ב הסלולר organelles חומצי. טאו preformed-נוגדן immunocomplexes היו מודגרות עם BV-2 תאים במשך שעתיים בנוכחות הפארין לחסום את ספיגת נוגדן עצמאית. לאחר דגירה, גרעינים היו מוכתמים DNA ספציפיים הצבע הכחול, תא הסלולר חומצי עם pH נמוך תא סלקטיבי אדום צבע. הדמיה לחיות תאים חשף puncta תאיים של אגרגטים שכותרתו טאו (ירוק) בתוך התאים היו מתפשט CBTAU-28.1 ו- dmCBTAU-28.1, אבל לא עם הפקד isotype. יתר על כן, אגרגטים טאו תאיים colocalized לעיתים קרובות עם האדום לצבוע (צהוב) ובכך רומז נוכחות של טאו אגרגטים בתא הסלולר חומצי. CBTAU-28.1 Fab קטעים לא גדלה ספיגת טאו המציינת את מנגנון הפנמה Fc-קולטן בתיווך מצרי. תמונות מייצגות תחזיות העוצמה המקסימלית מטוסים 20 Z-מחסנית (0.5 מיקרומטר מטוסים) רכשה עם יעד טבילה 63 X מים. אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של הדמות הזאת.
מיקרוגלייה, תאי מערכת החיסון של המוח תושב, זוהו לאחרונה כמו שחקנים חשוב בתיווך נוגדנים גישות טיפוליות עבור10,tauopathies11. טאו בתיווך נוגדנים אישור מאת מיקרוגלייה, יחד עם חסימת ספיגת עצביים9, עיכוב או הקשורה fibril היווצרות13,14 ואישור של הסיבים intraneuronal ויה lysosomal מסלול15, אולי כל מה לתרום היעילות נוגדן אנטי-טאו נצפתה במודל עכבר של tauopathy5,6,7,8,9.
אנו המתואר כאן וזמינותו מבוססת תא להעריך באופן כמותי את ספיגת טאו מאת מיקרוגלייה עם המטרה של יצירת כלי לניסויים קליניים כדי לאפיין טוב יותר את מנגנוני הפעולה של נוגדנים אנטי-טאו.
זה וזמינותו, מ פאנק. et al. 11, משתמשת BV-2 תאים, אשר הם תאים מונצחים מאתר microglial. בעוד הם לחלוטין שלא להתפלא לתאים microglial העיקרי, הם כוללים רבים של מאפייני מיקרוגלייה הראשי, כולל את היכולת של robustly phagocytose Aβ וגם טאו הסיבים11,16,17 ,18,19. יתר על כן, הם הראו על התנהגות לשחזור במבחנה שהפך אותם המתאים מאוד לצרכי assay ופיתוח מחקרים כמותיים, אשר דורשים השתנות ניסיוני מינימלי. לצד זה, שורות תאים מונצחים מאפשרות תפוקה גבוהה יותר assay, לבטל את הצורך להקריב חיה לעומת השימוש מיקרוגלייה העיקרי.
מצרפי טאו שהשתמשנו ב- assay זו התקבלו באמצעות מאוד לשחזור במבחנה צבירת ההליך כי אנו המתואר לאחרונהבת 13, ואת הצג המורפולוגיה דומה כדי לזווג חוטים לוליינית (PHFs) מבודד מן המוח של AD מטופלים. אמנם לא נתבונן כל תוצאה לא צפויה אולי נגרמו על-ידי דבקות אגרגטים טאו משטחי פלסטיק או זכוכית, השימוש של טאו טוב מאופיין ויציבה אגרגטים שיחק תפקיד מכריע הפארמצבטית של זה וזמינותו.
היבט נוסף שלא תרמה בצורה משמעותית assay הפארמצבטית הייתה צפיפות התאים. המספרים של תאים לכל באר תיאר בפרוטוקול מייצגים את צפיפות תא אופטימלית בתנאים המתוארים.
באופן שונה ממה הפאנק et al. 11 תיאר, אנחנו כאנטי אגרגטים טאו עם צבע רגיש pH אשר מגביר באופן משמעותי את זריחה על הפנמה של organelles חומצי, ובכך מאפשר על כימות תאיים. זה, יחד עם טריפסין העיכול של השטח מאוגדים immunocomplexes ו/או טאו, ערבויות שאותות פלורסצנטיות נמדדת cytometry זרימה הוא התוצאה של טאו ספיגת ולא מחייב השטח הסלולר. יתר על כן, השימוש מקל על צבען רגיש pH גילוי של טאו למביטה אגרגטים בניסויים מיקרוסקופ ללא צורך לעכל משטח מאוגד אגרגטים immunocomplexes/טאו אשר היה אז דורש תא ציפוי מחדש ושחזור.
אנחנו גם הלאה ממוטב את read-out מיקרוסקופיה של שלנו assay, לעומת מה שהיה בעבר תיאר11, באמצעות צבע סלקטיבי מאוד עבור organelles חומצי בניסויים שלנו-מיקרוסקופיה אשר אפשרה לנו לא רק כדי לאשר נוגדן בתיווך ספיגת טאו, אך גם לוקליזציה של טאו אגרגטים בתוך התא endolysosomal.
וזמינותו שפיתחנו, יש ירידה לפרטים אופטימלי אשר התוצאות בחלון ניסיוני טוב המאפשר הפרדה חזק בין דגימות חיוביות ושליליות. מעניין, וזמינותו בעקיפין מזהה הבדלים זיקה נוגדן ובכך מייצג כלי רב עוצמה כדי ללמוד נוגדן אנטי-טאו אפקטור פונקציות.
המחברים אין לחשוף.
ברצוננו להודות אלברטו Carpinteiro סוארש לסיוע טכני יקר שלו.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
BV-2 cells | ICLC Interlab Cell Line Collection | ATL03001 | |
Phosphate Buffered Saline (PBS) (1x) | Gibco | 10010-015 | |
Trypsin-EDTA 0.05% | Gibco | 25300-054 | |
DMEM 4.5 g/dL glucose | Gibco | 41966-029 | |
Fetal Bovine Serum | Gibco | 10091-148 | |
Penicillin-Streptomycin (10,000 U/mL) | Gibco | 15140122 | |
L-Glutamine 200 mM | Lonza | 17-605E | |
EasYFlask | Nunc | 156499 / 159910 | |
pHrodo Green STP ester | Life Technologies | P35369 | |
Sodium Bicarbonate pH 8.5 100 mM | |||
DMSO | Sigma | D2650-100ml | |
PD10 columns | GE Healthcare | 17-0851-01 | |
BCA Protein Assay Kit | Thermo Fisher Scientific | 23225 | |
Greiner CELLSTAR multiwell culture plates | Greiner | 665180 | |
Falcon 96-Well Assay Plates | Falcon | 353910 | |
Heparin | Sigma | H3393-50KU | |
Trypsin-EDTA 0.25% | Sigma | T4049-100ml | |
BSA | Sigma | A7030-100G | |
EDTA 0.5 M, pH8 | |||
FACS Canto II | BD | ||
Hoechst 33342 Solution (20 mM) | Thermo Fisher Scientific | 62249 | |
LysoTracker Deep Red | Thermo Fisher Scientific | L12492 | |
Opera Phenix | Perkin Helmer | HH14000000 |
Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article
Request PermissionThis article has been published
Video Coming Soon
Copyright © 2025 MyJoVE Corporation. All rights reserved