2014年9月23日
由于可获取的组织量有限,对早期胚胎小鼠瓣膜中蛋白质表达的分析一直受到阻碍。本论文提供了一种从发育中的胚胎小鼠瓣膜区域提取蛋白质以进行蛋白质印迹分析的实验方案。
本实验的总体目标是从胚胎心脏瓣膜中分离并提取蛋白质。首先从怀孕小鼠体内分离出胚胎;第二步,从胚胎中解剖出心脏;最后一步,收集心脏瓣膜。
组织被裂解后,制备得到的蛋白质样品可用于后续分析。最终,Western BLO 分析可用于评估蛋白质表达水平。由于发育中心脏体积小且结构紧凑,解剖步骤难以掌握,因此该方法的可视化演示至关重要。
在所需胚胎发育日龄,使用70%乙醇对怀孕雌性动物的腹部进行消毒。然后将下腹部的皮肤和肌肉提起,使其远离内脏器官,并解剖打开下腹腔,以暴露子宫角。接着用镊子夹住宫颈,并小心地从宫颈向子宫角尖端剪开子宫。
然后提起子宫角,切断固定子宫角的结缔组织,并通过切断子宫角与输卵管连接处完成摘除。将分离的子宫角置于含有冰冷的0.1摩尔Tris缓冲液的培养皿中,根据需要进行冲洗。随后切开子宫角。
纵向切开以暴露胚胎囊。为暴露胚胎,在胎盘与胚胎连接处切开胚胎囊,并切断脐血管以分离胚胎。将解剖好的胚胎置于含有冷的0.1摩尔Tris缓冲液的第二个培养皿中,并将装有其余未解剖胚胎的第一个培养皿放回冰上,直至进行下一次胚胎解剖。
断头后,将胚胎仰卧放置,沿肋骨边缘靠近前肢的一侧垂直切开胸壁,并在横膈膜上方水平切开。为暴露心脏,打开胸壁。然后用镊子夹住大血管的较高位置,提起心脏,并在下方剪断血管。
接下来,在镊子上方剪切以分离心脏。如果肺血管仍保持完整,请在继续本方案所述胚胎阶段操作前,将肺与心脏一并取出;在此类胚胎阶段,肺动脉略呈半透明。确认肺动脉位置后,在瓣膜水平上方剪断并移除该血管。
现在,在肺动脉瓣下方进行切割,避免损伤ECD心室心肌,并将目标区域多余的三羟甲基氨基甲烷缓冲液移除。在将瓣膜置于含有两微升裂解缓冲液的离心管中之前,肺动脉会呈现轻微不透明状态。确认位置后,在主动脉瓣下方进行切割。
再次注意避开小梁化的心室心肌。去除多余的三联溶液,然后将瓣膜转移至含有裂解缓冲液和肺动脉组织的艾诺管中。待所有组织收集完毕后,立即将样品置于零下80摄氏度保存,直至后续处理。
用于蛋白质提取时,将收集的组织置于冰上解冻,然后在4°C条件下以13,100 ×g离心1分钟以沉淀样品。检查所得样品的体积,并加入裂解缓冲液将总体积调至40微升。随后,加入5毫米不锈钢珠,按照制造商说明书,在裂解仪中以50赫兹振荡2至4分钟,以破碎并均质化样品。
匀浆后,短暂离心管体,并将样品转移至新管中,留下不溶性残渣以用于后续实验分析。采用此制备技术,可在 E13.5 胚胎的单个主动脉瓣区域中检测到磷酸化的 Smad1/5/8。例如,即使仅从单个瓣膜区域提取的蛋白也足以检测到微弱的 p-Smad 条带,且信号强度随合并的瓣膜区域数量增加而呈比例增强。
重要的是,由于蛋白量较低,无法将同一印迹膜剥离后重新杂交检测总 Smad 蛋白,因此不同样本量之间的 p-Smad 与 β-actin 比值仍明显保持恒定。然而,另一张单独检测总 Smad1 和 β-actin 的印迹膜显示出相同的表达模式。采用该制备技术并结合来自右心室的样本时,这些瓣膜区域几乎完全不含污染的心室心肌组织。心室心肌标志物 ANP 在主动脉瓣区域不可检出,而在心室组织中该标志物可被 readily 检测到。
此外,心室心肌标志物肌球蛋白轻链2V在心室样本中也易于检测,但在主动脉瓣区域几乎无法检测到,这凸显了该分离步骤的精确性。在此分离之后,可进行其他实验,如qPCR或RNA-seq,以回答更多问题,例如在不同发育阶段有哪些下游基因受到影响。
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本文介绍了一种从小鼠胚胎心脏瓣膜中分离并提取蛋白质的实验方案。该方法解决了由于组织量有限而导致的蛋白质表达分析难题。
从有限的胚胎组织中分离蛋白质,可实现对早期发育模型中信号通路激活的检测。该方法通过提供来自 pooled 微解剖瓣膜区域的磷酸化蛋白的半定量数据,支持靶点验证。该技术解决了临床前研究中的一个关键瓶颈,即样本稀缺阻碍了心血管靶点的机制性去风险化研究。
该方法通过从与疾病相关的胚胎系统中提供机制性读出结果,适用于从靶点假设验证到先导化合物鉴定的发现连续过程。