Method Article
Bu protokol, dondurularak kurutulmuş insan iskelet kasından tek lif izolasyonunu ve nokta lekeleme tekniği kullanılarak Miyozin ağır zincir (MHC) izoformuna göre lif tipi sınıflandırmayı gösterir. Tanımlanan MHC I ve II lif örnekleri daha sonra western blotlama kullanılarak protein ekspresyonunda lif tipine özgü farklılıklar için daha fazla analiz edilebilir.
Burada tarif edilen teknik, nokta lekeleme kullanılarak bireysel kas liflerinin segmentlerinde spesifik miyozin ağır zincir (MHC) izoformlarını tanımlamak için kullanılabilir, bundan sonra kas lifi tipinin (MyDoBID) IDgirişi için Dot Blotting tarafından osinağır zincir tespitim olarak anılacaktır. Bu protokol, insan iskelet kasının dondurularak kurutulması ve tek kas liflerinin segmentlerinin izole edilmesi sürecini açıklar. MyDoBID kullanılarak, tip I ve II fiberler sırasıyla MHCI ve IIa'ya özgü antikorlarla sınıflandırılır. Sınıflandırılmış lifler daha sonra her biyopsi için lif tipine özgü örneklerde birleştirilir.
Her numunedeki toplam protein, Sodyum Dodesil-Sülfat Poliakrilamid Jel Elektroforezi (SDS-PAGE) ve UV ile aktive olan jel teknolojisi ile belirlenir. Numunelerin lif tipi, western blotlama kullanılarak doğrulanır. Birden fazla batı lekesinde hedef protein tespitini geliştirmek için protein yükleme normalizasyonu gerçekleştirmenin önemi de açıklanmaktadır. Sınıflandırılmış elyafları, tek lifli western blotlara kıyasla elyaf tipine özgü numuneler halinde birleştirmenin faydaları arasında numune çok yönlülüğü, artan numune verimi, daha kısa süreli yatırım ve maliyet tasarrufu önlemleri yer alırken, homojenize kas numuneleri kullanılarak sıklıkla gözden kaçan elyaf tipine özgü değerli bilgiler korunur. Protokolün amacı, dondurularak kurutulmuş insan iskelet kası örneklerinden izole edilen tip I ve tip II liflerin doğru ve verimli bir şekilde tanımlanmasını sağlamaktır.
Bu münferit lifler daha sonra tip I ve tip II lif tipine özgü numuneler oluşturmak için birleştirilir. Ayrıca, protokol, batı blotlama ile IIx lifleri olarak doğrulanan MHCI ve MHCIIa için negatif olan lifler için bir belirteç olarak Aktin kullanılarak tip IIx liflerin tanımlanmasını içerecek şekilde genişletilmiştir. Her lif tipine özgü numune daha sonra batı blotlama teknikleri kullanılarak çeşitli hedef proteinlerin ekspresyonunu ölçmek için kullanılır.
İskelet kası, hücrenin (lif) yavaş seğirme (tip I) veya hızlı seğirme (tip II) olmasına bağlı olarak farklı hücresel, metabolik ve kasılma özelliklerine sahip heterojen bir dokudur. Lif tipi, kasılma süresi, kısalma hızı ve yorulma direnci1 dahil olmak üzere çeşitli şekillerde birbirinden farklı olan miyozin ağır zincir (MHC) izoformları incelenerek tanımlanabilir. Başlıca MHC izoformları arasında tip I, tip IIa, tip IIb ve tip IIx bulunur ve metabolik profilleri oksidatif (tip I ve IIa) veya glikolitiktir (IIx, IIb)1. Bu lif tiplerinin oranı kas tipine göre ve türler arasında farklılık gösterir. Tip IIb, kemirgen kasında yaygın olarak bulunur. İnsan kasları herhangi bir tip IIb lifi içermez ve ağırlıklı olarak MHC izoformları tip I ve IIa liflerinden oluşur ve az miktarda IIx lifleri2 bulunur. Protein ekspresyon profilleri farklı lif türleri arasında değişir ve yaşlanma 3, egzersiz 4,5 ve hastalık6 ile değiştirilebilir.
Farklı iskelet kası lifi tiplerinde hücresel yanıtların ölçülmesi, kas homojenatlarının (tüm lif tiplerinin bir karışımı) incelenmesi nedeniyle genellikle göz ardı edilir veya mümkün değildir. Tek lifli western blot, tek tek kas liflerinde birden fazla proteinin araştırılmasına izin verir7. Bu metodoloji daha önce homojenat preparatları kullanılarak elde edilmesi mümkün olmayan yeni ve bilgilendirici tek lifli özellikler üretmek için kullanılmıştır. Bununla birlikte, orijinal tek lifli western blot metodolojisinin, zaman alıcı doğası, numune kopyalarının üretilememesi ve pahalı, hassas gelişmiş kemilüminesans (ECL) reaktiflerinin kullanımı dahil olmak üzere bazı sınırlamaları vardır. Taze doku kullanılıyorsa, bu yöntem, sınırlı bir zaman dilimi içinde (yani 1-2 saat) tek tek lifleri izole etme ihtiyacının zaman kısıtlamaları nedeniyle daha da sınırlıdır. Neyse ki, bu kısıtlama, dondurularak kurutulmuş dokudan tek lifli segmentlerin izole edilmesiyle hafifletilir8. Bununla birlikte, dondurularak kurutulmuş örneklerden lif toplanması, biyopsi yapılan dokunun boyutu ve kalitesi ile sınırlıdır.
Nokta lekeleme yöntemi9 kullanılarak fiber tipi tanımlama, bu kapsamlı protokolde önemli ölçüde detaylandırılmış ve genişletilmiştir. Daha önce, dondurarak kurutma ve tek lifli MHC izoform protein analizi için ~ 2-10 mg kadar az ıslak ağırlık kas dokusunun yeterli olduğu gösterilmiştir9. Christensen ve ark.9, batı lekeleme ile doğrulanan nokta lekeleme ile mevcut MHC izoformunu tespit etmek için ~1 mm'lik bir lif segmentinin %30'unu kullandı. Bu çalışma, batı lekelemenin nokta lekeleme ile değiştirilmesiyle, toplam maliyetlerin ~ 40 kat azaldığını gösterdi (50 elyaf segmenti için). Lifler daha sonra tip I ve tip II numuneler halinde "toplandı", bu da deneysel replikasyonaizin verdi 9. Bununla birlikte, bir sınırlama, yalnızca iki lif tipine özgü numunenin elde edilmesiydi: tip I (MHCI pozitif) ve tip II (MHCII pozitif lifler), tip II numuneler ile MHCIIa ve MHCIIx 6,10 karışımı içerir. Özellikle, mevcut protokol, saf tip IIx fiberlerin nasıl tanımlanabileceğini gösterir ve yaygın protokol sorunları için sorun giderme stratejileri de dahil olmak üzere oldukça ayrıntılı bir iş akışı (Şekil 1'de özetlenmiştir) sağlar.
70-74 yaşları arasındaki n=3 (2 erkek, 1 kadın) yaşları arasında vastus lateralis'ten lokal anestezi (Ksilokain) ve manuel aspirasyon için modifiye edilmiş Bergstrom iğnesi kullanılarak insan kas örnekleri alındı11,12. Örnekler, Victoria Üniversitesi İnsan Araştırmaları Etik Komitesi (HRETH11/221) tarafından onaylanan ve HelsinkiBildirgesi 13'e uygun olarak yürütülen önceki bir çalışmanın alt kümesiydi. Katılımcılar bu çalışmaya katılmak için yazılı, bilgilendirilmiş onam verdiler. Bu protokol için gerekli olan tüm malzemelerin tüm detayları Malzeme Tablosunda gösterilmektedir. Ayrıca, yaygın protokol sorunlarını ele alan sorun giderme stratejilerinin bir listesi Tablo 1'de verilmiştir.
1. Dondurarak kurutma
2. Lif toplama
3. Nokta lekeleme
4. İmmün etiketleme
5. Elyaf tipi tanımlama
6. Western blot fiber tipi onayı
Nokta lekeleme kullanılarak bireysel MHCI, MHCIIa ve MHCIIx kas liflerinin tanımlanması
MyDoBID'in bir özelliği, belirli bir fiberde değişen MHC ve Aktin sinyal yoğunluğu gücünün kategorize edilmesidir (Şekil 4A). Lif tipi, MHCI ve IIa izoformlarının varlığı veya yokluğu ile tanımlandı (Şekil 4B). Altı lif, MHC veya aktin tespiti göstermedi, bu da lif toplanmadığını gösterdi. Bu spesifik nokta lekesinin sonuçları, 22 tip II fiber, 7 tip I fiber ve 3 potansiyel tip IIx fiberin tanımlanmasıydı; Tanımlanamayan 2 örnek ve toplanan 6 örnek 'Lifsiz' olarak sınıflandırılmıştır (Şekil 4B, C). Saptanabilir herhangi bir MHCI veya MHCIIa sinyaline sahip olmayan ancak Aktin için pozitif olan lifler, bir eliminasyon işlemi ile potansiyel tip IIx lifleri olarak tanımlandı. MHCI ve IIa sinyal gücünü sınıflandırmak için sinyal yoğunluğu paneli kullanılarak, sırasıyla tip I veya II numuneler üretmek için 'orta' veya 'doymuş' fiberler birleştirildi. Tanımlanamayan veya soluk veya hiç Aktin tespit edilmeyen lifler sonraki analizlere dahil edilmedi ve atıldı (Şekil 4D).
Western blotting kullanarak fiber tipleme onayı
Lif tipine özgü örnekler, western blotlama ve MHC'ye özgü antikorlar kullanılarak doğrulandı (Şekil 5). Bir biyopsiden alınan tip I ve tip II lif örnekleri, her biyopside bulunan düşük sayıda tip IIx lif nedeniyle iki bireyden alınan potansiyel tip IIx liflerinin bir örneği olan bir tip IIx örneği ile birlikte çalıştırıldı. Western blot verileri, fiber tipi tanımlamanın başarılı olduğunu doğruladı.
Şekil 1: Numune hazırlama, elyaf tiplemesi ve elyaf özgüllüğünün western blot doğrulamasını özetleyen iş akışı özeti . (A) İnsan dokusu 48 saat dondurularak kurutulur. (B,C) Tek lif segmentleri diseksiyon mikroskobu altında izole edilir. (D) Lifler denatüre edilir ve (E) 1 saat sonra -80 °C'de saklanır. (F) Birincil antikor inkübasyon sırası. (G) Lifler nokta lekeli ve lif tipi MHCIIa (tip II), MHCI (tip I) ve aktin (IIx?, potansiyel tip IIx lif) kullanılarak tanımlandı. (H) Lifler daha sonra bir araya getirildi. (I) Bir kalibrasyon eğrisinin yanı sıra elyaf tipine özgü numuneler, SDS PAGE ve western blotlama yoluyla analiz edilir. (J) Western blotlama kullanılarak elyaf tipi tanımlamanın doğrulanması. Bu rakamın daha büyük bir sürümünü görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.
Şekil 2: Dondurarak kurutma sisteminin ekranı ve kontrol paneli. Bu rakamın daha büyük bir sürümünü görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.
Şekil 3: Membranın beyaz ışık yakalaması ve ardından hedef proteinlerin kemilüminesan tespiti için görüntüleyici ayarları. Membranı beyaz ışık altında görüntülemek için (A) Yeni Tek Kanal'ı ve ardından (B) Lekeler | kolorimetrik uygulama'yı seçin. (C) Kullanılan jelin boyutuna bağlı olarak, uygun görüntüleme alanını seçin ve ardından Protokolü Çalıştır'a basarak beyaz ışıklı bir görüntü alın. (D) Membranı hareket ettirmeden B adımını tekrarlayın, ancak bu sefer Lekeler | Chemi Merhaba Çözünürlük. Çalıştır düğmesine basmadan önce, Soluk Bantları optimize etmek için (E) Görüntü Pozlama'yı seçin ve (F) Sinyal Biriktirme Modu'nu ayarlayın ve ilk olarak, Doygun pikselleri vurgula işaretliyken her saniye için pozlama süresini toplam 30 saniye olarak ayarlayın. Protokolü Çalıştır'a basın ve kaydetmek için en iyi görüntüleri seçmeden önce çalıştırmanın tamamlanmasını bekleyin. Bu rakamın daha büyük bir sürümünü görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.
Şekil 4: Fiber tipi tanımlaması. (A) Fiber tipleri, tespit edilen her MHC izoformu için sinyal yoğunluğu paneli tarafından kategorize edilen, membran üzerindeki diğer tüm fiberlere göre tanımlanmıştır (örneğin, MHCI sinyali: Doymuş, Orta ve Zayıf). (B) (A)'daki paneli kullanarak, MHCIIa antikoru tip II lifleri (mavi, sol leke) tanımladı ve zarı sıyırdıktan sonra, MHCI antikoru tip I lifleri (kırmızı, orta leke) tanımladı. Aktin antikoru, daha önce MHCI veya IIa sinyalinin tespit edilmediği liflerde (yeşil, sağ leke) pozitif bir Aktin sinyali tespit edilirse, potansiyel IIx liflerini tanımlamak için kullanıldı. Bu yönergelere uymayan lifler mor renkle (tanımlanamayan) vurgulanmıştır. Son olarak, Aktin sinyali için negatif olan numuneler, hiçbir lifin toplanmadığını gösterdi ('Lif Yok'). (C) (B)'de gösterilen nokta lekeleri üzerindeki numune konumuna karşılık gelen fiber etiketlemeyi gösteren tablo. (D) Elyaf tipine özel numunelerin hazırlanması için elyaf seçiminin ana hatları. Amaç, her lif türü için 10 doymuş lif toplamaktı. Burada, tip II lifler için sekiz doymuş lif tanımlandı ve toplandı. Tip I fiberler için 10'dan az doymuş fiber mevcuttu, bu nedenle orta derecede sinyal gücüne sahip fiberler de seçildi. Tip IIx lifleri için iki lif tanımlandı ve toplandı. 10'dan az lif (doymuş ve orta) tanımlanırsa, daha fazla lif toplanması gerekebilir. NOT: (B)'de gösterilen Aktin sinyali doygunluğa ulaşmamıştır. Bu rakamın daha büyük bir sürümünü görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.
Şekil 5: Fiber tipi tanımlamanın Western blot onayı. Tip I (~10 lif) ve tip II (~10 lif) numuneler oluşturmak için Şekil 4'e göre lif tipi tanımlaması yapılmıştır. Aynı biyopsiden tanımlanan IIx lifleri olmadığından, burada gösterilen IIx örneği birden fazla kas örneğinden (n = 2 kişi) üretildi. Her bir elyafa özgü numunenin küçük bir alikotu, elyaf tipi tanımlamasını doğrulamak için batı lekeleme ile analiz edilir. Moleküler ağırlık belirteçleri (kDa) solda belirtilmiştir, zarı hareket ettirmeden beyaz ışık altında yakalanır. Hedef proteinler, MHCIIx, MHCIIa ve MHCI dizisinde tespit edilir ve UV ile aktive olan jelden gelen miyozin, numune başına yüklenen protein miktarını görsel olarak gösterir. Bu rakamın daha büyük bir sürümünü görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.
Tablo 1: Yaygın protokol sorunları için sorun giderme stratejileri. Bu Tabloyu indirmek için lütfen buraya tıklayın.
Ek Dosya 1: Bir kalibrasyon eğrisi kullanılarak dondurularak kurutulmuş lif kütlesinin hesaplanması. Bu Dosyayı indirmek için lütfen buraya tıklayın.
Lif toplama
Birkaç yıllık deneyime dayanarak, çoğu araştırmacı bu teknikte ustalaşabilir; Bununla birlikte, uygulama, sonraki analizler için daha hızlı ve daha verimli lif toplamaya yol açar. Havuzlama kalitesinde 30 tek elyaf segmentini izole edebilmek için, numune başına 50 elyaf segmentinin toplanması önerilir. Makul bir standarda ulaşmak için lif toplama videosunu dikkatlice incelemek ve iki uygulama seansı (seans başına ~ 50 lif) gerçekleştirdikten sonra önerilir. Toplanan tüm lifler, tekniğin ne kadar etkili bir şekilde uygulandığını ortaya çıkaracak olan lif türünü belirlemek için MyDoBID'e tabi tutulur. Bu, fiber numunelerde tespit edilen düşük sayıda 'Fiber yok' veya 'zayıf' MHC sinyali olarak görülecektir (bkz. protokol bölüm 5.1).
Kasın hem MHCI hem de MHCIIa'nın bulunduğu hibrit lifler veya MHCIIa ve IIx 2,14 içerebileceği bilinmektedir. MyDoBID'in bir sınırlaması, hem MHCI hem de MHCIIa antikorları için pozitif bir numunenin bir hibrit fiber olabileceği veya iki lifin toplanmış olabileceği için bir hibrit fiberin varlığının tespit edilememesidir. Ayrıca, MHCIIa primer antikoru hem IIa hem de IIa/IIx liflerinde MHCIIa'nın varlığını tespit edeceğinden, MyDoBID MHCIIa'yı MHCIIa/IIx hibritlerinden ayrı olarak tespit edemez. Bu nedenlerden dolayı, hibrit fiber numunelerinin tanımlanması ve hazırlanması gerçekleştirilmemiş ve sinyal yoğunluğu panelinde açıklanan aralıkların dışında kalan hem MHCI hem de MHCIIa sinyallerine sahip numuneler atılmıştır (Şekil 4A). Diğer bir sınırlama, bir numunedeki kas lifi tiplerinin oranının MyDoBID kullanılarak belirlenememesi ve lif tipi dağılımını belirlemek için geleneksel immünohistokimyasal analizlerin uygulanmasının gerekli olmasıdır2.
Nokta lekeleme
Sinyal yoğunluğu paneli ve fiber tipi kimliği, nokta lekeleme membranına uygulanan küçük hacimde temsil edilen tüm numuneye dayanır. Bunu başarmak için numune, membran üzerine yüklenmeden önce çalkalama ile iyice karıştırılır. Sadece bir MHC izoformuna sahip tüm lifler, bir sonraki havuzlama adımına geçer. Bu aşamada, birden fazla MHC'ye sahip herhangi bir elyafın, numuneleri birleştirmenin bir sonraki adımına geçmemesi önemlidir. Bir numune kontamine olmuşsa, havuzlanan numunenin tamamının atılması gerekir ve araştırmacı Fiber toplamaya geri dönmeli ve fiber izolasyonu ve nokta lekeleme adımlarını tekrarlamalıdır.
İmmün etiketleme
Daha önce, MHCI veMHCIIa 9'un tespiti için membran üzerindeki spesifik olmayan bölgeleri bloke etmek için 5 dakikanın yeterli bir süre olduğu bildirilmişti. Tekniğin MyDoBID'e ilerletilmesi, bir Aktin antikorunun kullanılmasını gerektirir. 5 dakikalık bloklamanın daha koyu bir membran arka planı ile sonuçlanması nedeniyle, minimum arka plana sahip bir membran elde etmek için 5 dakikalık blok süresininrapor edildiği gibi 30 dakikaya çıkarılması gerektiği bulundu. Bloke etme süresi, western blotlama veya immünohistokimya gibi herhangi bir immüno-tespit tekniğinde dikkate alınması gereken bir husustur ve uygun şekilde değiştirilmelidir.
Membranın sıyrılması
Sıyırma, kantitatif analizler için kullanılamaz15 çünkü ilgilenilen proteinleri de ortadan kaldırır, ancak kalitatif bir test olduğu için MyDoBID'de kullanılabilir. Sıyırmanın amacı, bağlı antikorları zarın yüzeyinden uzaklaştırmak ve önceki antikordan minimum girişimle yeni bir antikorun kullanılmasına izin vermektir. MyDoBID'de, numuneyi farklı MHC izoformlarının ayrı membranlarda tespit edildiği iki membrana uygulama seçeneği vardır. Bu yaklaşım tercih edilirse, noktaları aynı anda yükleyerek numune tüpünü birden fazla kez tutmaktan kaçının. Bu, her bir numune noktası arasındaki kurutma süresinin benzer olmasını (~5 s fark) ve sonraki adımların ayrı kaplarda aynı anda gerçekleştirilmesini sağlayacaktır. Bu seçeneğin zaman, numune ve sarf malzemesi tüketimini artıracağına dikkat edilmelidir.
Antikorlar ilk önce MHCIIa liflerini, ardından MHCI'yi tespit etmek için uygulanır, çünkü MHCI antikoru her zaman çok parlak bir sinyal verir, bu da MHCIIa'dan daha zor soyulur. Aktin, iskelet kası liflerinde homojen bir şekilde eksprese edilir ve lifin bir kısmının yukarıda tarif edildiği gibi zara başarıyla uygulandığını doğrulamak için kullanılır.
Görüntüleme, lif tipi tanımlama ve lif tipine özel numunelerin hazırlanması
Bu protokolde, lif tipine özgü numuneler oluşturmak için lif tipi tanımlamasına ve numune seçimine yardımcı olmak için yeni bir araç geliştirilmiştir (Şekil 4A). Sinyal yoğunluğu panelinde gösterilen örnek, MHCI sinyal yoğunluğunu şu şekilde tanımlamak için kullanılır: (i) doymuş, (ii) orta veya (iii) zayıf. Fiberlerin fiber tipine özel numuneler halinde toplanması için öncelikle doymuş sinyal yoğunluğu gösteren fiberler seçilir ve gerekirse orta sinyal yoğunluğuna sahip fiberler eklenir. Tip I ve II numuneler hazırlanırken, tipik olarak yeterli miktarda 'doymuş' ve 'orta' lif vardır, böylece 'soluk' veya tanımlanamayan olarak kategorize edilen lifler atılabilir.
Saf tip IIx liflerini tanımlamak için MHCIIx antikoru yerine Aktin kullanmanın yeniliği
Önceden, saf IIx liflerini tanımlamak için, MHCIIx sinyali, bir nokta lekesi üzerindeki MHCI ve MHCIIa sinyaliyle öznel olarak karşılaştırıldı ve bir eleme işlemiyle, MHCI veya IIa sinyali olmayan, ancak MHCIIx sinyali olan lifler saf IIx olarak tanımlandı. Bununla birlikte, aynı zar üzerinde iki fare IgM primer antikoru (MHCIIx ve MHCI) kullanıldığında sorunlar ortaya çıkabilir. Primer antikorlar arasındaki membranın sıyrılmasına rağmen, rezidüel antikor sinyali tespit edilebilir. Tavşan anti-Aktin primer antikorunun kullanılması bu sorunun oluşmasını önler. Burada bir lifin toplandığını doğrulamak için Aktin kullandık ve hem MHCI hem de MHCIIa'nın yokluğunda, bir IIx lifinin mevcut olduğunu gösterir. Potansiyel IIx lifleri daha sonra MHCIIx'e özgü antikor kullanılarak western blotlama ile doğrulanır (bu yazıda Şekil 5'e ve9'da Şekil 2'ye bakınız). 6H1 antikorunun, sıçan iskelet kasında MHCIIx'e karşılık gelen elektroforetik olarak ayrılmış bandı tespit ettiği ve fare, sıçan ve insan kaslarınınenine kesitlerinde tip IIx liflerini etiketlediğigösterilmiştir 2.
Western blot fiber tipi onayı
Aynı biyopsiden alınan tüm lif tipine özgü numuneleri aynı jel üzerinde çalıştırmak en iyi uygulamadır. MHCIIx ile aynı ikincil antikoru gerektiren MHCI antikoru ile, tip I ve IIx numuneleri, Şekil 5'te gösterildiği gibi, belirli bir jel üzerinde en az bir şeritle ayrılmalıdır. Protein içeriği, değişken lif boyutu nedeniyle lif tipine özgü numuneler arasında değişeceğinden, tüm numunelerde benzer miktarlarda protein elde etmek için sonraki jel çalışmalarında yüklenmesi gereken numune hacmini belirlemek için ilk jel kullanılmalıdır. Bunu yapmak için, belirli bir numunedeki toplam protein, transferden önce jel içinde SDS-PAGE ile ayrılmış tüm protein bantlarını görselleştirmek için UV ile aktive olan jel görüntüleme teknolojisi kullanılarak belirlenir. Her numunedeki toplam protein, jel görüntüsünden belirlenir ve lif tipine özgü numuneler 3,4,6,17 ile birlikte bilinen birkaç iskelet kası dokusu kütlesinin bir kalibrasyon eğrisinin çalıştırılması şartıyla, bir sonraki western blot çalışmasında eşit olmayan yüklemeyi düzeltmek için kullanılır. Ayrıca, kendi kalibrasyon eğrisini15 gerektiren toplam proteini belirlemek için Aktin gibi bir 'temizlik' proteini kullanmaya gerek yoktur. Bu teknoloji, toplam proteini belirlemek için zaman kazandıran ve doğru bir yöntemdir ve ek reaktiflere veya protein standartlarına ihtiyaç duymadan çok az örnekle (yani, bir lifin ~1/5'i 9) gerçekleştirilebilirken, zarın tüm bölümlerini en üst düzeye çıkarırken, ilgilenilen proteinleri tespit etmek için.
Western blot adımı sırasında immüno-etiketleme söz konusu olduğunda, MHCIIx antikoru, diğer MHC izoformlarına kıyasla nispeten düşük MHCIIx bolluğu nedeniyle ilk olarak uygulanır. Membran MHCI antikor tespiti için hazır olduğunda, iki aşamalı sıyırma işlemine tabi tutulacaktır (yani, MHCIIx ve MHCIIa tespiti sonrası). Sonuç olarak, MHCI'nin saptanması, önceki MHC antikorlarından tespit edilen minimal rezidüel sinyal ile öncelikle bir tip I numunede tespit edilmelidir (Şekil 5). Western blotlama, aynı membran kısmı üzerinde üç MHC antikorunun tümü kullanılarak her bir lif tipine özgü numunenin saflığını doğrulamak için kullanılır. Bununla birlikte, tavşan veya keçi gibi farklı bir konakçı türde MHCI veya MHCIIx antikorları yetiştirilirse, sıyırma ihtiyacı ortadan kalkacaktır.
Uygulama
Burada açıklanan metodoloji, insan iskelet kasında lif tipine özgü protein ekspresyonunu incelemek için taze veya dondurularak kurutulmuş iskelet kasından tek lif segmentlerinin lif tiplemesi için kullanılabilir. Ek olarak, taze kas örnekleri kullanılarak, sağlam veya mekanik olarak derisi soyulmuş lifler kullanılabilir6. Kabuklu bir lifin kullanılması, sitozol ve zar bölmelerindekiler gibi hücre altı bölmelerde protein ekspresyonunun daha fazla incelenmesine izin verir. Bu uygulama daha önce sağlıklı ve diyabetik bireylerden mekanik olarak derili lif segmentlerinde bağlı ve bağlanmamış glikojen miktarını ölçmek için kullanılmıştır6. Daha da önemlisi, MyDoBID yalnızca denatüre numuneleri kullanan deneyler için faydalıdır ve doğal hallerinde protein gerektiren çalışmalar için uygun olmayacaktır. Enzimatik tahliller veya çözelti içi proteomik yaklaşımlar gibi diğer analizlerin doğal koşullar altında gerçekleştirilebilmesi mümkün olsa da, MyDoBID kullanılarak MHC izoform tanımlaması için lifin bir kısmının çıkarılabilmesi için daha fazla optimizasyon gerekli olacaktır.
Özetle, tip I, tip II ve tip IIx, western blotlama için yaygın olarak kullanılan hazır sarf malzemeleriyle basit bir tekniğin uygulanmasıyla başarılı bir şekilde tanımlanabilir. Başarılı bir şekilde tamamlandıktan sonra, gelecekteki çalışmalar için mümkün olan en iyi kalite, bütünlük ve güvenilirliğe sahip lif türüne özgü numuneler üretecek kapsamlı pratik bilgiler ekliyoruz. Bu teknik, lif spesifik iskelet kası biyokimyasal analizinin gerçekleştirilmesinde pratik ve tercih edilen yaklaşımdır.
Yazarların beyan edecek herhangi bir çıkar çatışması yoktur.
Bu çalışmada kullanılan MHC I (A4.840) ve MHCIIa'ya (A4.74) karşı antikorlar Dr. HM Blau tarafından geliştirilmiştir ve MHCIIx'e (6H1) karşı antikor Dr. CA Lucas tarafından geliştirilmiştir ve Ulusal Çocuk Sağlığı ve İnsan Gelişimi Enstitüsü'nün himayesinde ve Iowa Üniversitesi tarafından sürdürülen Gelişimsel Çalışmalar Hibridoma Bankası'ndan (DSHB) elde edilmiştir. Biyolojik Bilimler Bölümü (Iowa City, IA). Bu çalışma için insan kas örneklerini sağladığı için Victoria L. Wyckelsma'ya teşekkür ederiz. Şekil 1'deki görüntülerin çoğu BioRender.com'dan alınmıştır.
Finansman:
Bu çalışma hiçbir dış fon almadı.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
1x Denaturing buffer | Make according to recipe | Constituents can be sourced from Sigma-Aldrich or other chemical distributing companies | 1x denaturing buffer is made by diluting 3x denaturing buffer 1 in 3 v/v with 1X Tris-HCl (pH 6.8). Store at -20 °C. |
3x Denaturing buffer | Make according to recipe | Constituents can be sourced from Sigma-Aldrich or other chemical distributors | 3x denaturing buffer contains: 0.125M Tris-HCI, 10% glycerol, 4% SDS, 4 M urea, 10% 2-mercaptoethanol, and 0.001% bromophenol blue, pH 6.8. Store at -20 °C. |
95% Ethanol | N/A | 100% ethanol can be sourced from any company | Diluted to 95% with ultra-pure H2O. |
Actin rabbit polyclonal antibody | Sigma-Aldrich | A2066 | Dilute 1 in 1,000 with BSA buffer. |
Analytical scales | Mettler Toledo | Model number: MSZ042101 | |
Antibody enhancer | Thermo Fischer Scientific | 32110 | Product name is Miser Antibody Extender Solution NC. |
Beaker (100 mL) | N/A | N/A | |
Benchtop centrifuge | Eppendorf | 5452 | Model name: Mini Spin. |
Blocking buffer: 5% Skim milk in Wash buffer. | Diploma | Store bought | |
BSA buffer: 1 % BSA/PBST, 0.02 % NaN3 | BSA: Sigma-Aldrich PBS: Bio-Rad Laboratories. NaN3 : Sigma-Aldrich | BSA: A6003-25G 10x PBS: 1610780 NaN3: S2002 | Bovine serum albumin (BSA), Phosphate-buffered saline (PBS), and Sodium azide (NaN3). Store at 4 °C. |
Cassette opening lever | Bio-Rad Laboratories | 4560000 | Used to open the precast gel cassettes. |
Chemidoc MP Imager | Bio-Rad Laboratories | Model number: Universal hood III | Any imaging system with Stain-Free gel imaging capabilities. |
Criterion blotter | Bio-Rad Laboratories | 1704070 | Includes ice pack, transfer tray, roller, 2 cassette holders, filter paper, foam pads and lid with cables. |
Criterion Cell (Bio-Rad) | Bio-Rad Laboratories | 1656001 | |
ECL (enhanced chemiluminescence) | Bio-Rad Laboratories | 1705062 | Product name: Clarity Max Western ECL Substrate. |
Electrophoresis buffer 1x Tris Glycine SDS (TGS) | Bio-Rad Laboratories | 1610772 | Dilute 10x TGS 1 in 10 with ultra-pure H2O. |
Filter paper, 0.34 mm thick | Whatmann | 3030917 | Bulk size 3 MM, pack 100 sheets, 315 x 335 mm. |
Fine tissue dissecting forceps | Dumont | F6521-1EA | Jeweller’s forceps no. 5. |
Flat plastic tray/lid | N/A | N/A | Large enough to place the membrane on. Ensure the surface is completely flat. |
Freeze-drying System | Labconco | 7750030 | Freezone 4.5 L with glass chamber sample stage. |
Freezer -80 oC | N/A | N/A | Any freezer with a constant temperature of -80 °C is suitable. |
Gel releasers | 1653320 | Bio-Rad | Slide under the membrane to gather or move the membrane. |
Grey lead pencil | N/A | N/A | |
Image lab software | Bio-Rad Laboratories | N/A | Figures refers to software version 5.2.1 but other versions can used. |
Incubator | Bio-Rad Laboratories | 1660521 | Any incubator that can be set to 37 °C would suffice. |
Lamp | N/A | N/A | |
Magnetic stirrer with flea | N/A | N/A | |
Membrane roller | Bio-Rad Laboratories | 1651279 | Can be purchased in the Transfer bundle pack. However, if this product is not available, any smooth surface cylindrical tube long enough to roll over the membrane would suffice. |
Microcentrifuge tubes (0.6 mL) | N/A | N/A | |
Mouse IgG HRP secondary | Thermo Fisher Scientific | 31430 | Goat anti-Mouse IgG (H+L), RRID AB_228341. Dilute at 1 in 20,000 in blocking buffer. |
Mouse IgM HRP secondary | Abcam | ab97230 | Goat Anti-Mouse IgM mu chain. Use at the same dilution as mouse IgG. |
Myosin Heavy Chain I (MHCI) primary antibody | DSHB | A4.840 | Dilution range: 1 in 200 to 1 in 500 in BSA buffer. |
Myosin Heavy Chain IIa (MHCIIa) primary antibody | DSHB | A4.74 | Dilution range: 1 in 200 to 1 in 500 in BSA buffer. |
Myosin Heavy Chain IIx (MHCIIx) primary antibody | DSHB | 6H1 | Dilution range: 1 in 200 to 1 in 500 in BSA buffer. |
Nitrocellulose Membrane 0.45 µm | Bio-Rad Laboratories | 1620115 | For Western blotting. |
Petri dish lid | N/A | N/A | |
Plastic tweezers | N/A | N/A | |
Power Pack | Bio-Rad Laboratories | 164-5050 | Product name: Basic power supply. |
Protein ladder | Thermo Fisher Scientific | 26616 | PageRuler Prestained Protein Ladder, 10 to 180 kDa. |
PVDF Membrane 0.2 µm | Bio-Rad Laboratories | 1620177 | |
Rabbit HRP secondary | Thermo Fisher Scientific | 31460 | Goat anti-Rabbit IgG (H+L), RRID AB_228341. Dilution same as mouse secondary antibodies. |
Rocker | N/A | N/A | |
Ruler | N/A | N/A | |
Scissors | N/A | N/A | |
Stereomicroscope | Motic | SMZ-168 | |
Stripping buffer | Thermo Fisher Scientific | 21059 | Product name: Restore Western Blot Stripping Buffer. |
Tissue (lint free) | Kimberly-Clark professional | 34120 | Product name: Kimwipe. |
Transfer buffer (1x Tris Glycine buffer (TG), 20% Methanol) | TG: Bio-Rad Laboratories Methanol: Merck | TG buffer: 1610771 Methanol: 1.06018 | dilute 10x TG buffer with ultra-pure H2O to 1x. Add 100% Methanol to a final concentration of 20% Methanol. Store at 4 °C. |
Transfer tray | Bio-Rad Laboratories | 1704089 | |
UV-activation precast gel | Bio-Rad Laboratories | 5678085 | Gel type: 4–15% Criterion TGX Stain-Free Protein Gel, 26 well, 15 µL. |
Vortex | N/A | N/A | |
Wash buffer (1x TBST) | 10x TBS: Astral Scientific Tween 20: Sigma | BIOA0027-4L | 1x TBST recipe: 10x Tris-buffered saline (TBS) is diluted down to 1x with ultra-pure H2O, Tween 20 is added to a final concentration of 0.1%. Store buffer at 4 °C. |
Wash containers | Sistema | Store bought | Any tupperware container, that suits the approximate dimensions of the membrane would suffice. |
Bu JoVE makalesinin metnini veya resimlerini yeniden kullanma izni talebi
Izin talebiThis article has been published
Video Coming Soon
JoVE Hakkında
Telif Hakkı © 2020 MyJove Corporation. Tüm hakları saklıdır