Method Article
Этот протокол описывает, как создать систему репортер, который может использоваться для идентификации и количественной оценки взаимодействия рецептор лиганд.
Взаимодействие между рецепторами и лигандами составляют основной биологический процесс. Однако, прямые эксперименты с клетками, которые выражают родной рецепторов и лигандом являются сложными, поскольку лигандом со специфическими рецепторами могут быть неизвестны и экспериментальных процедур с родной лиганд может быть технически сложным. Чтобы устранить эти препятствия, мы описываем репортер системы для обнаружения привязки и активации со специфическими рецепторами лигандом интерес. В этой системе репортер внеклеточного домена со специфическими рецепторами конъюгированных мыши CD3ζ и этот химерных белок затем выражается в клетки мыши BW. Эти transfected клеток BW можно затем инкубируют с различными целями (например, клетки или антител). Активация transfected рецептора приводит к секреции мыши интерлейкин-2 (mIL-2) которые могут быть обнаружены энзим соединенный assay иммуносорбента (ELISA). Эта система репортер имеет преимущества чувствительных и специфические для одной рецепторов. Кроме того уровень активации со специфическими рецепторами легко могут быть количественно и может использоваться даже в тех случаях, когда неизвестно лигандов рецепторов. Эта система была внедрена успешно во многих из наших исследований характеризовать рецептор лиганд взаимодействий. Недавно мы использовали эту систему для изучения активации человеческого Fcγ рецепторы (FcγRs), различные моноклонального анти CD20 антител в клинической практике.
Репортер система BW — это метод для изучения взаимодействия рецептор лиганд1. Эта система особенно выгодно, когда лигандом со специфическими рецепторами неизвестна или эксперименты с эндогенного лиганда технически сложным. Он может также использоваться для изучения привязки моноклональных антител человека FcγRs. Метод основан на выражая химерных белка в клетках мыши BW. Этот химерных белок состоит из внеклеточного домена рецептора интерес, сливается в трансмембранного и внутриклеточных домены цепи ζ мыши. Связывание соответствующие лигандами рецептора приводит к секреции IL-2 мыши, который может быть легко обнаружен ELISA, как показано на рисунке 1. Этот метод является чувствительным и специфичные для отдельных рецепторов, легко работать и высокую воспроизводимость. Он может таким образом дополнить дополнительные инструменты для изучения взаимодействия рецептор лиганд. Например он может использоваться для экран несколько клеточных линий на наличие лигандом для конкретных рецепторов (даже если лиганд, сам не были определены) или для определения активации человеческого FcγRs моноклональные антитела или сыворотку крови человека содержащих анти-вирусные антител. Хотя основной иммунные клетки Экспресс эндогенного FcγRs, они обычно трудно обрабатывать и обычно выражают несколько Fc рецепторов.
Мы использовали эту систему успешно во многих из наших исследований характеризовать рецептор лиганд взаимодействий. Они включают определение гемагглютинин как лиганд NK клеточных рецепторов NKp462, выявление PVR и nectin-2 как лигандов для человека и мыши TIGIT3,4, и показывает, что nucleatum фузобактерии бактерия связывает и активирует человека TIGIT5. Кроме того BW клетки, которые выражают Fc рецепторов успешно используются для обнаружения Противовирусные антитела в пациентов сера,6,7,,8. В частности мы недавно создали BW клетки, которые выражают человека FcγRs обнаружить дифференциального FcR активации антител анти CD20, используется для лечения хронического лимфолейкоза (ХЛЛ)9. Важно отметить, что в дополнительных экспериментов были подтверждены результаты системы репортер бо.
1. поколение плазмида, который выражает химерных построить
Примечание: Цель заключается в создании плазмида, который выражает внеклеточного домена рецептора интерес, сливается в трансмембранного и внутриклеточных домены мыши CD3ζ цепи (рис. 2A).
2. transfection плазмида, выражающий химерных белка в BW клетки
Примечание: Различные методы могут также использоваться для transfection (например., лентивирусные инфекции). До электропорация выполняют этанола осадков ДНК, как описано ниже. Следующие шаги требуют стерильных условий.
3. Проверка выражения Transfected рецепторами в клетках в положительных скважин.
4. инкубации клеток Transfected BW с целями
Примечание: При использовании transfected клеток BW для в первый раз, желательно проверить их на цели, которые выражают известные лигандов рецепторов интерес или плита прыгните антител, конкретно направленных против рецептора интерес (сшивки эксперименты; Смотрите ниже, в разделе 4.2.1.3).
5. ELISA
Рисунок 3 показывает результаты эксперимента с системой репортер бо. В этом эксперименте клетки CLL были предварительно инкубировали с различными анти CD20 антител (rituximab и obinutuzumab) и затем совместно инкубировали с transfected клеток BW, которые выражают CD16a-CD3ζ. Подобные эксперименты были проведены в нашем исследовании9. На рисунке 3A представляет изображение сырые плиты ELISA, где интенсивность цвета соответствует концентрации mIL-2. Эксперимент проводился в трех экземплярах. Этот эксперимент включено несколько элементов управления: ЛЛЦ клетки инкубировали с родительской клетки untransfected BW (верхняя строка) и ХЛЛ клетки инкубировали с BW клетки, которые выражают CD16a-CD3ζ, но без антитело или управления антитела (шесть скважин во втором ряду слева) . Инкубация BW ячеек выражена CD16 с ХЛЛ клетки, которые предварительно были инкубировали с антител анти CD20 индуцированной значительный секрецию mIL-2 по сравнению с мил-2 уровень контроля скважин. Главное, предварительной инкубации клеток ЛЛЦ с анти CD20 obinutuzumab активированный CD16 более сильно, чем Ритуксимаб, известный, поиск, который был изъятый в нашей системе. Последняя строка показывает, по убыванию предварительно определенных концентрациях рекомбинантных mIL-2 (без добавления ячеек). Право также в последней строке не мил-2 и представляет собой фон чтения, которая выглядит контроля скважин. Рисунок 3B представляет количественная оценка результатов пластину ELISA, показано на рисунке 3A. Оптическая плотность (OD) уровни были преобразованы в концентрации mIL-2, на основе стандартной кривой с рекомбинантным mIL-2. Рисунок 3 c представляет эксперименте ответ дозы, где различных доз антител были предварительно инкубировали с ХЛЛ клетки и затем инкубируют с клетками BW, выражая CD16.
Рисунок 1: Схематическое представление о системе репортер BW. BW5147 клетки являются стабильно transfected с внеклеточного часть различных рецепторов, сливается с трансмембранного и цитоплазматических доменов мыши CD3ζ цепи (химерных recptor-CD3ζ). Активация конкретных рецепторов CD3ζ лигандом результаты в секреции mIL-2, которые могут быть обнаружены по ELISA. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы посмотреть большую версию этой фигуры.
Рисунок 2: структура химерных рецепторов CD3ζ и дизайн праймеров PCR. (A) общая структура рецептора внеклеточного сливается в трансмембранного и внутриклеточных домены мыши CD3ζ. (B внеклеточного домена рецептора был усилен с грунт 3', которая также включала нуклеотидов CD3ζ. (C внутриклеточные и трансмембранных доменов CD3ζ были усилены с праймером 5', которая также включала рецептор нуклеотидов. (D) в окончательной реакции ПЦР обоих сегментов, которые имеют перекрывающиеся последовательности, использовались как шаблона дна. В всех рисунок панели домены различных белков цветом и зажаты в синие прямоугольники (CD3ζ последовательности) и красными прямоугольниками (рецептор последовательности). Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы посмотреть большую версию этой фигуры.
Рисунок 3: Иллюстрация конечного продукта системы репортер BW. (A, B, C) CLL клетки были предварительно инкубируют с или без двух антител анти CD20 (rituximab и obinutuzumab) или управления антитела. После этого антитела прыгните клетки инкубировали с родительского BW клетки или клетки BW, которые выражают CD16a-CD3ζ. Уровень mIL-2 в надосадке определяется ELISA. (A) изображение сырые плиты ELISA. Интенсивность цвета указывает концентрация mIL-2 в надосадке. Эксперимент проводился в трех экземплярах. Нижней строке показывает ELISA индикация в снижении концентрации рекомбинантных mIL-2, которые были проанализированы в том же пластины. (B) количественная оценка ELISA, чтение показано в (A). MIL-2 уровни были рассчитаны с использованием стандартной кривой mil-2. (C) A доза ответ эксперимент где различных доз антител были предварительно инкубировали с ХЛЛ клетки и затем инкубируют с клетками BW, выражая CD16a-CD3ζ. , P < 0,001; T -критерия Стьюдента (B) или дисперсионный анализ с несколькими сравнения (C). Только сравнение в (C), которая существенно не отличалась был ритуксимаба и управления Ab в первом концентрации (0,01 мкг/мл). Планки погрешностей представляют собой стандартное отклонение triplicates. Подобные эксперименты были проведены в рамках одного из наших недавних исследований9. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы посмотреть большую версию этой фигуры.
Здесь мы представляем протокол для генерации репортер системы расследовать рецептор лиганд взаимодействий (сокращенная форма этого протокола в1см). Протокол состоит из трех основных частей: клонирование, химерных белка, который включает внеклеточного домена со специфическими рецепторами сплавили Внутриклеточный домен CD3ζ, transfection плазмида, который выражает синтез белка в BW клеток (например , путем электропорации) и количественного обнаружения мыши IL-2, ELISA. Конечный продукт каждого из этих частей должна быть проверена независимо: процесс клонирования должны проверяться путем полного sequencing синтез белка в целевой плазмида, transfection клетки BW должны быть проверены путем изучения выражение рецептор интерес в BW клетки (например, подачей cytometry) и процесс ELISA должна проверяться общие позитивные элементы управления (например, рекомбинантных mIL-2), а также с конкретными элементами управления для transfected клеток BW; т.е. цели, которые выражают известные лигандов рецепторов интерес (например, клетки, что Экспресс CD48 может использоваться как позитивный элемент управления для BW клетки, которые выражают NK клеток рецепторов 2B4). Например процесс клонирования может быть успешным, но синтез белка не выраженные BW клеток. В этом случае следует повторить электропорации. Кроме того, если нет сигнала выше фонового уровня пластину ELISA (особенно для позитивных элементов управления) transfected клеток BW могут не удалось выразить рецептор (или выражение было потеряно) или техническая проблема может иметь место во время процесс ELISA.
Этот протокол может внести несколько изменения при сохранении общих принципов процедуры. Эти изменения включают в себя вектора используется для выражения синтез белка, метод для transfecting плазмиды клетки BW и конкретных параметров, связанных с инкубации и ELISA как тип целевого объекта (например, клетки, антител и т.д.) , число клеток-мишеней или концентрации антитела, если соответствующие (мы используем 50 000 ячеек на колодец и антитело начальная доза 0,5 мкг/скважины), время инкубации (мы используем время инкубации 48 ч) и супернатанта тома, который передается пластину ELISA.
Этот метод является чувствительным, конкретные и может быть легко количественно. Это идеальное место для проверки на наличие лигандов для конкретных рецепторов (особенно если лиганд, сам не было признано). После подготовки transfected клеток BW, которые выражают со специфическими рецепторами, эти клетки можно замороженные и используется при необходимости для дополнительных экспериментов. Мы и другие использовали эту систему успешно в ходе предыдущих исследований для изучения рецептор лиганд взаимодействий (например2,3,5,12,13,14 ,1516) и результаты, полученные этой системы были проверены другими методами. Этот метод также может использоваться для изучения активации различных человеческих FcγR рецепторов антител, как это было сделано для анти-вирусные антител в сыворотке крови6,,78 или с моноклональными антителами против CD20 9.
Поскольку это репортер системы, в которых выражается только внеклеточного сегмент рецептора, результаты, полученные этой системы должна дополняться дополнительные эксперименты с эндогенных рецепторов, например цитотоксичность анализов с натуральными клеток-киллеров (НК) для изучения взаимодействия с NK клеток рецепторов. Кроме того некоторые взаимодействия лигандов/рецептор не может привести к секреции mIL-2 репортер системой и поэтому может упускаться из виду. Кроме того как и любой экспериментальной установки, результаты должны быть проверены для различных параметров, как описано выше. Это особенно важно в тех случаях, когда сравнение двух условий требуется (например, активации рецептора же ФК различными антителами). Важно также, чтобы убедиться, что чувствительность взаимодействия конкретных лиганд рецептор находится в пределах диапазона линейной системы. В противном случае это может привести к насыщенности значения, которые могут препятствовать правильное сравнение различных условий. Это может быть достигнуто с помощью стандартной кривой mIL-2, а также путем создания кривой доза ответ с протестированных лиганда (в случае насыщения значения, экспериментальные параметры должны быть изменены; например, меньший объем супернатант должны быть проанализированы ELISA). Еще одно возможное ограничение этой системы является использование целевых ячеек с эндогенной секреции mIL-2 (например, клетки мыши T) который бы замаскировать секреции IL-2 BW клеток. Для преодоления этих весьма необычных явлений, которые ограничиваются клетки мыши, этот репортер система может быть усовершенствована с помощью различных репортер (например, GFP), которая выражается не в клетки-мишени.
Авторы заявляют не конкурирующих финансовых интересов.
Авторы благодарят Эстер певица за язык редактирования. Это исследование было поддержано Европейским Советом исследования под седьмой рамочной программы Европейского союза (FP/2007-2013) / соглашение грантов ЕИС номер 320473-BacNK. Дальнейшая поддержка была оказана путем я-CORE программа планирования и составления бюджета Комитета и научного фонда Израиля и я ядро на хроматин и РНК в регулирование гена, Фонд GIF, Льюис Фонд семьи, НЕРС профессора Грант, Гельмгольца Израиль Грант и Rosetrees доверие (все для о.м.). Это исследование было также поддержано Израиля научного фонда (Грант 502/15), Kass медицинских исследований премии и исследовательский грант от Израиля общества гематологии и переливания медицины (чтобы Восточная). А.М – профессор Корона молекулярной иммунологии.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
AccuPrep, Plasmid Mini Extraction Kit | Bioneer | K-3030 | |
Anti-mouse IL-2 | BioLegend | 503702 | |
Biotin anti-mouse IL-2 | BioLegend | 503804 | |
ELISA plates | De-groot | 60-655061 | |
Fetal Bovine Serum | Sigma | F7524-500ml | |
G418 | Mercury | MBS3458105GM | |
Gene Pulser II | Bio-Rad | 165-2105, 165-2106, 165-2107, 165-2108, 165-2109, 165-2110 | |
L-Glutamine | Biological industry | 03-020-1B | |
MEM Non-Essential Amino Acids Solution | Biological industry | 01-340-1B | |
Penicillin-Streptomycin Solution | Biological industry | 03-031-1B | |
peroxidase streptavidin | Jackson ImmunoResearch | 016-030-084 | |
PureLink HiPure Plasmid Filter Maxiprep Kit | ThermoFisher Scientific | K210016 | |
RPMI-1640 Medium | Biological industry | 30-2001 | |
Sodium Pyruvate | Biological industry | 03-042-1B | |
TMB | SouthernBiothech | 0410-01 |
Запросить разрешение на использование текста или рисунков этого JoVE статьи
Запросить разрешениеThis article has been published
Video Coming Soon
Авторские права © 2025 MyJoVE Corporation. Все права защищены