Histon asetiltransferaz inhibitörleri (HATs, ayrıca lizin asetiltransferazolarak da bilinir), CBP/p gibi, kanser tedavisi için potansiyel tedavi vardır. Ancak, bu inhibitörleri doğrulamak için sıkı yöntemler gereklidir. Doğrulama için üç in vitro yöntem rekombinant asetiltransferazlar ile HAT tahlilleri dahil, hücre kültüründe histon asetilasyon için immünoblot, ve ChIP-qPCR.
Lizin asetiltransferazlar (KATs) kromatin dinamiklerini ve gen ekspresyonunu düzenlemek için histones ve diğer proteinler üzerindeki lizin kalıntılarının asetilasyonını katalizler. CBP/p gibi KAT'lar, çeşitli kanserlerin tümörigenezindeki kritik rollerinden dolayı terapötik hedefler olarak yoğun bir araştırma altındadır. KAT'ların histon asetiltransferaz (HAT) fonksiyonunu hedefleyen yeni küçük molekül inhibitörlerinin geliştirilmesi zordur ve potansiyel inhibitörlerin özgüllüğünü ve gücünü doğrulayabilen sağlam tahliller gerektirir.
Bu makalede, yeni HAT inhibitörleri (HATi) için titiz in vitro doğrulama sağlayan üç yöntemden oluşan bir boru hattı özetlenmiştir. Bu yöntemler arasında test tüpü HAT testi, Kromatin Hiperasetilasyon İnhibisyonu (ChHAI) testi ve Kromatin İmmünen-kantitatif PCR (ChIP-qPCR) sayılabilir. HAT testinde, rekombinant HAT'ler bir test tüpü reaksiyonunda histones ile kuluçkaya yatırılır, histon kuyruklarında spesifik lizin kalıntılarının asetilasyonuna izin verilir. Bu reaksiyon bir HATi ile engellenebilir ve bölgeye özgü histon asetilasının göreceli düzeyleri immünoblotting ile ölçülebilir. HAT satoyonunda tanımlanan inhibitörlerin hücresel ortamda doğrulanmaları gerekir.
ChHAI testi, histon deasetilaz inhibitörü (HDACi) tarafından indüklenen histones'un sağlam hiperasetilasyonunun zayıflatılan yeni HATi'yi taramak için immünolotlama kullanır. Histon asetilasyonunun bazal düzeylerini immünoblotting yoluyla tespit etmek zor olabilir, çünkü bir HDACi eklenmesi yararlıdır.
HAT ve ChHAI tahlilleri histon asetilasyonundaki küresel değişiklikleri ölçer, ancak spesifik genomik bölgelerde asetilasyon hakkında bilgi vermez. Bu nedenle, ChIP-qPCR gen düzenleyici elementlerde histon asetilasyon düzeyleri üzerinde HATi etkilerini araştırmak için kullanılır. Bu histon-DNA komplekslerinin selektif immünopresidasyon ve qPCR ile saflaştırılmış DNA analizi ile gerçekleştirilir. Birlikte, bu üç tahliller özgüllük, potens ve roman HATi eylem mekanizması dikkatli doğrulama için izin verir.
Lizin asetiltransferazlar (KATs) hem histon hem de histon olmayan proteinler11,2,3,4lizin kalıntılarının asetilasyon katalaz. Son araştırmalar KATs ve asetiltransferaz fonksiyonu katı tümör büyümesini teşvik edebilir ortaya koymaktadır4,5,6,7,8,9. Örneğin, CREB bağlayıcı protein (CBP)/p kanser çok sayıda sinyal yollarını düzenleyen iki paralog KATsvardır 2,3. CBP/ p iyi histon asetiltransferaz karakterize var (HAT) fonksiyonu ve histon katalize 3 Lizin 27 asetilasyon (H3K27ac)2,4,5,10,11, aktif arttırıcılar için önemli bir belirteç, organizatör bölgeleri ve aktif gen transkripsiyon12,13,,14. CBP/p, mitaşlar ve diğer transkripsiyon faktörlerinin asetilasyonu ile onkogenlerin transkripsiyonaktik tarafından katı tümörlerde pro-büyüme sinyal yolları için kritik ko-aktivatörler olarak hizmetvermektedir 4,9,15,16,17,18. Tümör ilerlemesindeki rollerinden dolayı, CBP/p ve diğer KAT'ler onkojenik fonksiyonlarını engelleyen yeni inhibitörlerin gelişimi için araştırma altındadır4,5,6,7,8,9,18,19,,20. A ve GNE CBP/p4için güçlü ve spesifik inhibitörleri geliştirmek için iki başarılı girişimleri temsil,9. Ek inhibitörleri şu anda CBP/p ve diğer KATs için soruşturma altındadır.
Daha önce açıklanan KAT inhibitörlerinin (KATi) kalitesi sorgulanıyor, birçok inhibitör hedef etkileri ve kötü karakterizasyonu gösteren21. Bu nedenle, yeni ilaç adaylarının titiz karakterizasyonu ve doğrulanması yüksek kaliteli kimyasal probların geliştirilmesi için gereklidir. Burada özetlenen tarama için bir boru hattı oluşturan ve titizlikle potens ve yeni KATi özgüllüğü doğrulayan üç protokolleri, HAT fonksiyonu inhibe belirli bir odak ile (HATi) KATs. CBP/p ve inhibitörleri örnek olarak kullanılır, ancak bu protokoller HATfonksiyonu7 olan diğer KAT'lar için uyarlanabilir.
İlk protokol, kontrollü test tüpü reaksiyonunda saflaştırılmış rekombinant p ve histones kullanan in vitro histone asetilea (HAT) testidir. Bu testi gerçekleştirmek kolaydır, maliyet-etkindir, bileşikleri düşük iş ortamında taramak için kullanılabilir ve radyoaktif maddeler gerektirmez. Bu protokolde, rekombinant p kısa bir kuluçka döneminde histon kuyruklarında lizin asetilasyonunu katalizler ve histon asetilasyon düzeyleri standart immünoblotlama prosedürleri kullanılarak ölçülür. Enzimatik reaksiyon histon asetilasyonu azaltan bileşikleri taramak için CBP/p inhibitörlerinin varlığında veya yokluğunda gerçekleştirilebilir. Ayrıca, HAT tsay yeni bileşikler CBP / p için seçici olup olmadığını doğrulamak için pcaf gibi diğer saflaştırılmış KATs karşı faaliyetlerini değerlendirerek kullanılabilir. HAT tsay, basitliği, düşük maliyeti ve bir inhibitörün gücünü/seçiciliğini belirleme yeteneği nedeniyle yeni inhibitörleri araştırmak için mükemmel bir başlangıç noktasıdır. Nitekim, bu protokol genellikle bir in vitro ekran5,,10olarak literatürde kullanılır. Ancak, HAT testinde tanımlanan inhibitörler hücre kültüründe her zaman etkili değildir, çünkü bir test tüpü reaksiyonu yaşayan bir hücre sisteminden çok daha basittir. Bu nedenle, hücre kültürü deneylerinde inhibitörleri daha fazla karakterize etmek esastır22,23.
Boru hattındaki ikinci protokol Kromatin Hiperasetilasyon İnhibisyonu (ChHAI) tetkiktir. Bu hücre bazlı test histon deasetilaz inhibitörleri kullanır (HDACi) bir HATi ile co-kuluçka önce kromatin histones hiperacetylate bir araç olarak24. Bazal histon asetilasyon hücre kültüründe düşük olabilir, zor asetilasyonu artırmak için bir HDACi eklenmesi olmadan immünoblotting yoluyla probe yapmak. ChHAI tsay amacı HDAC inhibisyonu neden histon asetilasyon artışı zayıflatmak yeni HATi belirlemektir. Bu testin avantajları düşük maliyet, göreceli performans kolaylığı ve test tüpü HAT testi daha fizyolojik alaka sağlar kültür, hücrelerin kullanımı içerir. HAT testindeki benzer şekilde, bu protokol veri toplama için standart immünoblotlama kullanır.
HAT ve ChHAI tahlilleri, küresel histon asetilasyonu inhibe etmek için yeni bileşiklerin potens hakkında veri sağlamak, ancak bu bileşiklerin belirli genomik bölgelerde modifikasyonları nasıl etkilediği hakkında fikir vermez. Bu nedenle son protokol olan Chromatin İmmünopan-nicel Polimeraz Zincir Reaksiyonu (ChIP-qPCR) genomun belirli bölgelerindeki DNA-protein etkileşimlerini araştıran bir hücre kültürü deneyidir. ChIP protokolünde, kromatin DNA-protein etkileşimlerini korumak için çapraz bağlanır. Kromatin daha sonra hücrelerden çıkarılır ve DNA-protein kompleksi ilgi proteini için selektif immünoprebata uğrar (örn. H3K27ac'a özgü bir antikor kullanılır). DNA daha sonra saflaştırılır ve qPCR kullanılarak analiz edilir. Örneğin, ChIP-qPCR yeni bir HATi'nin siklin D125gibi bireysel onkojenlerde histon asetiyonu aşağı yasedip düzenlemedığını belirlemek için kullanılabilir. ChIP-qPCR alanında kullanılan yaygın bir teknik olmakla birlikte,4,10,,26optimize etmek zor olabilir. Bu protokol, ChIP-qPCR yordamını gerçekleştirirken oluşabilecek olası tuzakları önlemek için ipuçları sağlar ve veriler üzerinde gerçekleştirilmesi gereken kalite kontrol denetimleri içerir.
Birlikte kullanıldığında, bu üç protokol leri sıkı karakterizasyonu ve roman HATi doğrulama sağlar. Ayrıca, bu yöntemler gerçekleştirmek kolay, nispeten ucuz ve küresel yanı sıra bölgesel histon asetilasyon veri sağlamak, çünkü birçok avantaj sunuyoruz.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
1. In vitro HAT istif
2. ChHAI teşp
3. ChIP-qPCR
NOT: Aşağıdaki protokol p inhibitörleri için örnek olarak açıklanmıştır.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
In vitro histon asetiltransferaz (HAT) tsuraj ı, p HAT aktivitesini histon substrata doğru inhibe eden bileşikleriçin prob için kullanılabilir. Şekil 1A, HAT tsurciçin deneysel bir şema sağlar. Anakardik asit, bilinen BIR HATi3,38, μM arasında bir konsantrasyon aralığında bu titretinde kullanılmıştır. μM'de, anakardik asit histon 3, Lizinler 9 ve 18'de histon asetilasyonunu katalize eder (Şekil 1B, şerit 5 şerit 1' e karşı). Düşük ilaç dozları büyük ölçüde p HAT aktivitesini inhibe olmayabilir çünkü bir konsantrasyon aralığı bu teşriyi kullanılmıştır(Şekil 1B, lanes karşı şerit 1). Lane 6'da reaksiyona asetil-CoA eklenmedi ve p kataliz ve rekombinant H'de histon asetilasyonunun bazal düzeyleri için negatif kontrol görevi görüyor (Şekil 1B). p ve H protein düzeyleri yükleme kontrolü olarak kullanılmıştır (Şekil 1B). Bu immünoblot sonuçları ImageJ39(Şekil 1C)kullanılarak ölçüldü. Kat değişimleri, her numunenin bant yoğunluğu ile her asetilasyon probu için DMSO kontrolünün bant yoğunluğu ile karşılaştırılarak hesaplanmıştır. μM'de anakardik asit için nicelik, DMSO kontrolüne karşı H3K18ac ve H3K9ac'ta güçlü bir azalma gösterir ve Şekil 1B'dekigörsel sonuçları doğrular.
Kromatin Hiperasetilasyon İnhibisyonu (ChHAI) kontrolünde HDACi, bir HATi24ile eş kuluçkadan önce kromatindeki histones'u hiperasetiletmek için bir araç olarak kullanılır , örneğin p inhibitörü A2,4. Bu tetkikin amacı HDACi tarafından indüklenen histon hiperasetilasyonu zayıflatmak için HATi etkinliğini belirlemektir. Şekil 2A, ChHAI tsurciçin deneysel bir şema sağlar. Bu töhlükte, Histon 3'te HDACi MS ile MCF-7 hücrelerinin tedavisi, birkaç lizin kalıntısı üzerinde(Şekil 2B, şerit 4 şerit 1' e karşı). H3K18ac ve H3K27ac bazal düzeyleri düşüktü, ChHAI tsurel bir HDACi eklemenin faydalarını gösteren(Şekil 2B, şeritler ). MS ile A eklenmesi H3K18 ve H3K27 artan histon asetilasyon zayıflatır, ancak H3K9(Şekil 2B, şeritler ) zayıflatır. Daha da önemlisi, H3K9ac hücre kültürü2p tarafından düzenlenir değildir , Bu deneyde A özgüllüğünü gösteren. Bu immünoblot sonuçları Şekil 2C'deölçüldü. Kat değişimleri, her numunenin bant yoğunluğuile her asetilasyon probu için tek başına MS 'in (Lane 4) bant yoğunluğuile karşılaştırılarak hesaplandı. H3K18ac ve H3K27ac bazal düzeyleri tespit edilmediği için şerit sayısallaştırılmadı.
Kromatin İmmünopan-kantitatif Polimeraz Zincir Reaksiyonu (ChIP-qPCR), genomun belirli bölgelerindeki DNA-protein etkileşimlerini araştıran bir hücre kültürü deneyidir. Onkogen ekspresyonunu kontrol eden gen düzenleyici elemanlarda HATi'nin etkilerini araştırmak için kullanılabilir25. Şekil 3A, ChIP-qPCR protokolü için deneysel bir şema sağlar. 24 saat boyunca 3 μM A ile tedavi edilen MCF-7 hücreleri H3K27ac'ta zenginleştirilmiş histon-DNA komplekslerinin immünopresidibatasyon yoluyla ChIP-qPCR'ye tabi tutuldu (Şekil 3). Saflaştırılmış DNA Cyclin D1 promotör dizisi için analiz edildi. ChIP-qPCR astarlar genomdaki belirli bir DNA dizisine karşı tasarlanmıştır ve çökelmiş DNA'nın göreceli miktarını tespit etmek için kullanılır. Çökelmiş DNA miktarı, araştırılan genomik bölgede ilgi proteininin bolluğunu yansıtır. Nitekim, DMSO örneğinde, IgG kontrol antikortarafından çökeltilen DNA, Siklin D1 promotörü için qPCR reaksiyonundaki H3K27ac antikordan daha yüksek bir Ct değeri üretir (Şekil 3B). Bu non-spesifik IgG kontrolü Siklin D1 organizatörü h3K27ac spesifik antikor daha az DNA-protein kompleksleri çöktürülmüş olduğunu gösterir. Bu non-spesifik IgG kontrolü(Şekil 3B)üzerinde H3K27ac ,73 kat zenginleştirme anlamına gelir.
Bu kat zenginleştirme, H3K27ac spesifik antikor başarıyla immünoppresipitated asetillated histones ve H3K27ac Cyclin D1 organizatörü zenginleştirilmiş olduğunu kanıt sağlar. H3K27ac antikor kalitesini nitedikten sonra DMSO ve A tedavi edilen gruplar arasında karşılaştırma yapılabilir. Şekil 3C'degösterildiği gibi, A % Giriş yöntemi (n=2 temsili sonucu) kullanarak DMSO kontrolü ne karşı Cyclin D1 organizatörü nde H3K27ac zenginleştirme azaltır. Daha da önemlisi, A önemli ölçüde hücre kültürü2H3K27ac azaltmak için bilinmektedir,4.
ChIP-qPCR ham %Girdi değerleri, deneysel eğilimin tekrarlanabilir olmasına rağmen bağımsız biyolojik kopyalar arasında son derece değişken olabilir. Bu nedenle, kontrol ve ilaç tedavisi10arasındaki tekrarlanabilir oranı göstermek için DMSO kontrolünün normalleştirilmiş bir yüzdesi olarak veri sunmak yararlı olabilir. Örneğin, Şekil 3D'deA, Cyclin D1 organizatöründeki H3K27ac doluluk oranını önemli ölçüde düşürebilir (n=2). İstatistiksel analiz, Öğrencinin t-testine (*P < ) dayanmaktadır.
Şekil 1: Anakardik asit, HAT analizinde p enzimatik aktivitesini inhibe eder. (A) HAT suresinin enzimatik reaksiyonu gösteren şematik diyagramı. (B) Anakardik asit p enzimatik aktivitesini güçlü bir şekilde inhibe etti ve H3K18 ve H3K9'da μM 'de (şerit 5) DMSO kontrol tedavisine karşı histon asetilasını dindüşürdü (şerit 1). Lane 6 reaksiyona Asetil-CoA yoksun ve histon asetilasyon için olumsuz bir kontrol olarak görev yaptı. (C) (B) immünoblot sonuçları sayısallaştırılmıştır. Kat değişimleri, her numunenin bant yoğunluğu ile her asetilasyon probu için DMSO kontrolünün bant yoğunluğu ile karşılaştırılarak hesaplanmıştır. Bu rakamın daha büyük bir sürümünü görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.
Şekil 2: p inhibitörü A ChHAI satografyasında histon hiperasetiliyi güçlü bir şekilde zayıflatır. (A) ChHAI tsurcunun şematik diyagramı. (B) MCF-7 hücrelerinde, HDAC inhibitörü MS H3K18, K27 ve K9'da (şerit 4) DMSO kontrolüne (şerit 1) karşı güçlü bir şekilde histon asetilasyonu nasibini yükseltmiştir. Ms ile bilinen bir p HAT inhibitörü olan A'in eklenmesi H3K18 ve K27'de histon asetilasyondaki artışı zayıflatmış, ancak H3K9'da (şerit şeritli 4) zayıflatmamak. (C) (B) immünoblot sonuçları sayısallaştırılmıştır. Kat değişimleri, her numunenin bant yoğunluğuile her asetilasyon probu için tek başına MS 'in (Lane 4) bant yoğunluğuile karşılaştırılarak hesaplandı. H3K18ac ve H3K27ac bazal düzeyleri tespit edilmediği için şerit sayısallaştırılmadı. Bu rakamın daha büyük bir sürümünü görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.
Şekil 3: p inhibitörü A, ChIP-qPCR ile ölçülen Siklin D1 promotöründe H3K27ac düzeylerini düşürür. (A) ChIP-qPCR protokolünün şematik diyagramı. (B) IgG ve H3K27ac immünopresiyağışları için Siklin D1 promotörü için temsili qPCR Ct değerleri. IgG kontrolü daha yüksek bir Ct değerine sahipti, bu da H3K27ac antikorun spesifik olmayan IgG antikorüzerinde H3K27ac için başarıyla zenginleştirilmiş olduğunu gösteriyordu. (C) A (3 μM) tedavi 24 h downregulated H3K27ac için Cyclin D1 organizatörü MCF-7 hücrelerinde DMSO kontrol tedavisi ile karşılaştırıldığında (n= 2 temsilcisi sonucu). (D) İki bağımsız ChIP deneyinden elde edilen %Giriş, DMSO kontrolünün bir yüzdesi olarak DMSO kontrolüne normalleştirildi. MCF-7 hücrelerinde A ile tedavi önemli ölçüde cyclin D1 organizatörü h3K27ac doluluk düzenler. İstatistiksel analiz, Öğrencinin t-testine (*P < ) dayanmaktadır. Bu rakamın daha büyük bir sürümünü görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.
Arabellek | Tarifi | |
10X Glisin tamponu | Çözünmüş kadar PBS ile glisin g ve ml PBS ekleyin. | |
10X Çalışan Arabellek | mM Tris, M glisin, %1 SDS Tris baz g, glisin g ve H2O ml SDS g çözünür. Arabelleğe ait pH olmalıdır ve pH ayarı gerekmez. Çalışan tamponu oda sıcaklığında saklayın ve kullanmadan önce 1X'e kadar seyreltin. | |
10X TBST | Tris baz g, NaCl 8g, 2 ml 50% Tween 20, 1 litre ddH2O ekleyin | |
%5 sütlü 1X TBST | 1X TBST yaklaşık ml başına 5g toz süt | |
5X Tsay arabelleği: | mM HEPES, pH , % Triton X | |
5X Pasif lisis tampon | dDH2O'da mM Tris, pH , 10 mM 1,2-CDTA, 10 mM DTT, 5 mg/ml BSA, %5 (vol/vol) Triton X ve %50 (vol/vol) gliserol içeren sulu stok yapın. | |
6X Sodyum Dodecyl Sülfat (SDS) | M Tris pH , 6 ml gliserol, g SDS, g dithiothreitol (DTT), 6 mg bromofenol mavisi, 10 ml su ekleyin. | |
ChIP seyreltme tamponu | % SDS, % Triton X, mM EDTA, mM Tris-HCl pH , mM NaCl | |
ChIP Elution Tampon | Otoklavlı ddH2O%1 SDS (w/v) ve 0,1 M NaHCO3 | |
MCF-7 Hücreleri için Komple DMEM: | Dulbecco'nun Modifiye Kartal Orta (DMEM) ile takviye 10% sığır buzağı serum (BCS), penisilin (10 adet / ml), ve streptomisin (10 mg / ml) | |
Yüksek tuz yıkama tamponu | % SDS, %1 Triton X, 2 mM EDTA, mM Tris-HCl pH , mM NaCl. | |
LiCl yıkama tamponu | M LiCl, %1 NP, %1 sodyum deoksikolat, 1 mM EDTA, mM Tris-HCl pH | |
Düşük tuz yıkama tamponu | % SDS, %1 Triton X, 2 mM EDTA, mM Tris-HCl pH , mM NaCl. | |
Çekirdek şişme tampon | 5 mM BORUlar pH , 85 mM KCl, % NP | |
SDS lysis arabellek | %1 SDS, 10 mM EDTA, 50 mM Tris-HCl pH | |
TE tamponu | 10 mM Tris-HCl pH , 1 mM EDTA. | |
Transfer arabelleği | 25 mM Tris, mM glisin, %20 metanol ve pH'ı kontrol edin ve gerekirse pH 'e ayarlayın. |
Tablo 1: Tamponların ve kullanılan çözümün tarifleri.
Ek dosyalar: Protokoller için ek deneysel şemalar.Bu dosyayı indirmek için lütfen buraya tıklayınız.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Lizin asetiltransferazlar (KATs) histon kuyrukları ve transkripsiyon faktörleri gen transkripsiyondüzenlemekiçin çeşitli lizin kalıntıları asetit 2,3. Son yirmi yılda yapılan çalışmalar, CBP/p, PCAF ve GCN5 gibi KAT'ların onkojenik transkripsiyon faktörleri ile etkileşime girdiği ve çeşitli solid tümör tiplerinde tümör büyümesini artırmaya yardımcı olduğunu ortaya koymuştur4,5,9,,15,16,17,,18. Tümör büyümesini teşvik onların ortaya çıkan rolü nedeniyle, KATs kanser tedavisinde yeni hedefler olarak araştırılmaktadır. Yeni KAT inhibitörleri (KATi) klinikte kullanmak için hareket etmeden önce potens, seçicilik ve güvenlik açısından dikkatli ve titizlikle test edilmelidir. Son kanıtlar, daha önce açıklanan KATi bileşiklerinin hedef etkileri kapalı sergive kötü kimyasal problar21olarak bilimsel literatürde kullanılmadan önce kötü karakterize olduğunu göstermiştir. Bu nedenle KATi karakterizasyonu için sıkı yöntemler gereklidir. Burada açıklanan üç protokolleri karakterize ve KATs histone asetiltransferaz (HAT) fonksiyonu hedefleyen yeni inhibitörleri doğrulamak için kullanılabilir: bir in vitro HAT tsay, ChHAI tsay, ve ChIP-qPCR. Bu protokoller CBP/p ve inhibitörlerini örnek olarak kullanır, ancak bu yöntemler diğer KAT'lerin araştırılmasında gelecekteki uygulamalara kolayca uyarlanabilir.
HAT testi basit ve bir test tüpünde HAT işlevini inhibe potens için bileşikleri ekrana uygun maliyetli bir yoldur. Saflaştırılmış HATs (ya rekombinant4,10 veya immünoppresipitated40) bu test test edilebilir, ancak rekombinant CBP / p bu protokolde bir örnek olarak kullanılır. CBP/p, asetil grubundan hedef substrat3'tekilizin kalıntısına asetil grubu aktaran enzimatik bir HAT etki alanına sahiptir. En karakterize CBP/p histon hedefleri Histone 3 Lizin 18 ve 27 (Sırasıyla H3K18 ve H3K27)2,3,10,11. HAT tsay'ında saflaştırılmış p HAT etki alanı asetil-coa ve Histon ile bir substrat olarak kuluçkaya yatırılır. Kuluçka döneminde p, H3K18 ve H3K27 dahil olmak üzere birçok H kalıntısında asetilasi katalize edecektir. Bu kalıntılar üzerinde asetilasyon göreceli bolluk immünoblotting ile ölçülebilir. Bu test tüpü reaksiyonu p'e bağlanan ve HAT aktivitesini (HATi) engelleyen yeni bileşikleri taramak için kullanılabilir. Örneğin, anakardik asit, bilinen bir HATi38, güçlü dmso kontrolü ile karşılaştırıldığında hem H3K18 ve H3K9 histon asetilasyon düzenler(Şekil 1B, şerit 5 karşı şerit 1). Deneysel reaksiyonlara Asetil-CoA(Şekil 1B, Lanes ) veya histon asetilasyonun p kataleksi oluşmaz(Şekil 1B, Lane 6) eklemek kritik öneme sahip. Asetil-CoA yokluğu da p kataliz için negatif kontrol olarak kullanılabilir ve rekombinant H histon asetilasyon bazal düzeyleri için.
HAT tonu yaparken, her reaksiyonun aynı miktarda p, H ve Asetil-CoA aldığından emin olmak önemlidir. İmmünoblottaki H ve p seviyeleri jel için yükleme kontrolleri olarak hizmet vermektedir. Bu teşp için, yere özgü histon asetil antikorları veya pan-asetil antikor immünoblot için kullanılabilir. İmmünoblot kalitesini iyileştirmek için optimize ederken, immünolotlama için doğrulanmış antikorlar kullanmak ve başlangıçta antikor seyreltme için üreticinin tavsiyelerini takip etmek çok önemlidir. Protokol bölümünde kullanılan antikor seyreltmeleri referans amaçlıdır ve seyreltmeler ilk deneylerin sonuçlarına göre değiştirilebilir (örneğin, sinyal çok güçlüyse antikor daha da seyreltilebilir). Sadeliği nedeniyle, HAT tsay yeni inhibitörleri tarama için mükemmel bir başlangıç deneyidir. Ancak, HAT tsay dezavantajları vardır. HAT testi ile ilgili önemli bir endişe, bir test tüpünde etkili bileşiklerin yaşayan bir sistemde etkisiz kanıtlayabileceğidir. Hücre kültüründe bileşik etkinliği hücresel geçirgenlik sorunları, hücresel metabolizma ve bileşik stabilite ile değiştirilebilir, çünkü bu bir sorundur. Buna ek olarak, KATs, özellikle CBP / p, hücre,kültürü3,41,42kendi KAT aktivitesini düzenleyen birçok protein-protein etkileşimleri var.42 Bu nedenle, hücre kültürü deneyleri20,23HAT analizinde tanımlanan inhibitörleri daha fazla karakterize etmek esastır.
Kromatin Hiperasetilasyon İnhibisyonu (ChHAI) analizi boru hattındaki ikinci protokoldür ve hücre kültüründe yeni inhibitörlerin etkilerini doğrulamak için yararlıdır. Bu sataş hdac inhibitörleri kullanır (HDACi)24 hücrelerde histon hiperasetiltion indüklemek için bazal asetilasyon bir immünoblot üzerinde tespit etmek için çok düşük olabilir çünkü. Tercih edilen hücre hatları bir HATi eklenmesinden önce asetitli kromatin birikimi için izin vermek için bir HDACi ile önceden inkübe edilir. HDACi ve HATi'nin birlikte inkübünden sonra hücreler lysed ve belirli histon asetilasyon bölgeleri için standart immünoblotlama prosedürlerine tabi tutulur. Bu çalışmanın amacı HDACi tarafından indüklenen histon hiperasetilasyonu zayıflatmak için yeni HATi etkinliğini belirlemektir. HDACi'ye maruz kalan hücreler, DMSO çözücüse maruz kalan hücrelerden anlamlı olarak histon asetilasi düzeylerine sahip olmalıdır(Şekil 2B, şerit 4 karşı şerit 1). HDACi ile birlikte HATi eklenmesi tek başına HDACi tedavisiile karşılaştırıldığında immünoblot sinyalini azaltmak için bekleniyor(Şekil 2B, lanes karşı şerit 4). Histon asetilasının bazal düzeyleri(Şekil 2B, Lanes ) saptanması zordur ve bu protokole HDACi eklemenin önemini vurgular. MS (Entinostat) örnek olarak kullanılır ancak diğer HDACi24,43kullanılabilir. MS sınıf I HDACs karşı değişken inhibitör konsantrasyonları rapor ve genellikle düşük mikromolar konsantrasyonları nanomolar ile HDAC1 ve HDAC3 inhibe, sırasıyla43,44. Ms konsantrasyonları geniş bir yelpazede literatürde kullanılır45,46,47, ama 3 μM tedavi MCF-7 hücrelerinde histon asetilasyon sağlam ve tekrarlanabilir bir artış sağlar. Bu nedenle, farklı bir hücre hattı kullanırken ChHAI testi için en uygun konsantrasyonu belirlemek için hdaci ve HATi konsantrasyonları geniş bir yelpazede bir başlangıç ekranı gerçekleştirmek için yararlı olabilir.
HAT tahsinine benzer şekilde, immünoblot protokolünün uygun antikorlar, optimum antikor seyreltmeleri ve dikkatle kontrol edilen numune yüklemesi yoluyla kaliteli sonuçlar elde etmek için optimize edilmesi gerekebilir. Dikkatle kontrol edilen numune yüklemesi bu protokolün başarısı için gereklidir ve tüm numunelerin protein içeriğini dengelerek ve eşit hacimli numuneleri immünoblot jelinin kuyularına borulama yoluyla elde edilebilir. Bir pan-asetil antikor bu protokolde sondalama için kullanılabilir. Ancak, KATs bazı histon lizin kalıntıları için özgüllük var ve HATi hücre kültürü1tüm histon asetilasyon siteleri etkilemez çünkü siteye özgü asetil antikorları ile takviye edilmelidir,2,4,,5,10,11. HAT ve ChHAI tahlillerinde histon asetilasyonunu azaltmada etkili olan inhibitörler ileri değerlendirme için güçlü adaylardır. Daha da önemlisi, HAT ve ChHAI tahlilleri sadece histon asetilasyonküresel değişiklikler hakkında veri sağlayan sınırlama var. Bu sınırlama genomun belirli bölgelerinde yeni HATi etkilerini karakterize etmek için ihtiyaç yaratır.
Kromatin İmmünopan-kantitatif Polimeraz Zincir Reaksiyonu (ChIP-qPCR) boru hattının son protokolüdür ve genomun belirli bölgelerindeki DNA-protein etkileşimlerini değerlendirir. Bu testte H3K27ac'ta zenginleştirilmiş genomik bölgeler immünoprebat (IP) ile saflaştırılır ve qPCR'de DNA astarları kullanılarak analiz edilir. Bu teknik, HATi'nin gen destekleyicileri ve arttırıcılarda histon modifikasyonlarını nasıl etkilediğine dair mekanik bir içgörü sağlar. ChIP-qPCR sağlam bir tekniktir ve tüm genom diziliminden (örneğin, ChIP-seq) daha az maliyetlidir, ancak sonucu etkileyen birçok adım nedeniyle optimize etmek zor olabilir. Doğru optimize etmek için en zor adım adım , immünopresipitasyon. Bu adımı optimize etmek zordur, çünkü eğer 'deki saflaştırılmış DNA son derece seyreltilmişse qPCR reaksiyonunda kötü sonuçlara neden olabilir (örn. hedef gen dizisinin amplifikasyonu ve çok yüksek ΔCt değerleri). IP adımının başarısı, protein hedefinin bolluğu ve IP antikorunun kalitesi gibi çeşitli faktörlere bağlıdır. IP adımının başarısını doğrulamak için IP H3K27ac antikorunun ip ikontrolünden karşı kalitesini doğrulamak çok önemlidir. Örneğin, Şekil 3B'de,H3K27ac spesifik antikor, spesifik olmayan IgG kontrolü üzerinde ,73 kat zenginleştirme görüntüler. Bu H3K27ac antikor yüksek kaliteli olduğunu ve H3K27ac Cyclin D1 organizatörü zenginleştirilmiş olduğunu gösterir. IP antikordoğrulaması yapıldıktan sonra, DMSO ve A tedavi edilen gruplar arasında karşılaştırma yapılabilir. Şekil 3C'degösterildiği gibi, A % Giriş yöntemi (n=2 temsili sonucu) kullanarak DMSO kontrolü ne karşı Cyclin D1 organizatörü nde H3K27ac zenginleştirme azaltır. IP antikordüşük kaliteli olduğunu kanıtlıyorsa ve ilk deneylerde kat zenginleştirme göstermiyorsa, adım 'deki hücre sayılarını artırmayı deneyin. Daha yüksek hücre sayıları, lysat'ın toplam protein içeriğini artırarak zayıf antikor kalitesini telafi etmeye yardımcı olabilir ve IP reaksiyonuna daha fazla protein eklenmesini sağlar.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Yazarların çıkar çatışması ya da açıklama yapmaları gerekmez.
Bu çalışma James ve Esther King Biyomedikal Araştırma Programı (6JK03 ve 20K07) ve Bankhead-Coley Kanser Araştırma Programı (4BF02 ve 6BC03), Florida Sağlık Bakanlığı, Florida Meme Kanseri Vakfı ve UF Sağlık Kanser Merkezi hibe tarafından desteklenmiştir. Ayrıca, dr Zachary Osking ve Dr Andrea Lin yayın sürecinde destek için teşekkür etmek istiyorum.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
ml tube | Fisher Scientific | For all methods | |
10 cm dish | Sarstedt AG & Co. | For cell culture of MCF-7 cells | |
10 ul tips | Fisher Scientific | For all Methods | |
ul tips | Corning | For all Methods | |
10X Glycine buffer | For Method 3. See Table 1 for recipe. | ||
10X Running Buffer | For Methods 1 and 2. See Table 1 for recipe. | ||
10X TBST | For Methods 1 and 2. See Table 1 for recipe. | ||
12 well plate | Corning | For Method 2 | |
15 cm dish | Sarstedt AG & Co. | For Method 3 | |
15 ml conical tube | Santa Cruz Biotechnology | sc | For Methods 2 and 3 |
1X TBST with 5% milk and % Sodium Azide | For Methods 1 and 2. Can be used to dilute primary antibodies that will be used more than once. Allows for short-term storage of primary antibody dilutions. Do not use for secondary antibody diluton. CAUTION: Sodium Azide is toxic. | ||
1X TBST with 5% milk | For Methods 1 and 2. Used to block PVDF membrane and for antibody diltions. See Table 1 for recipe. | ||
ul tips | Corning | For all Methods | |
2-mercaptoethanol | Sigma-Aldrich | M | for SDS sample buffer preparation |
% polyacrylamide gel | Thermo Fisher: Invitrogen | XPBOX | For Methods 1 and 2 |
5X Assay buffer | For Method 1. See Table 1 for recipe. | ||
5X Passive lysis buffer | For Method 2. See Table 1 for recipe. | ||
6X Sodium Dodecyl Sulfate (SDS) | For Methods 1 and 2. See Table 1 for recipe. | ||
A | MedChemExpress | HY | CBP/p Inhbitor for use in Methods 2 and 3. Dissolved in DMSO. |
Acetyl-CBP(K)/p(K) antibody | Cell Signaling Technology | For Method 1 | |
Acetyl-CoA | Sigma-Aldrich | A | for use in Method 1 |
Acetyl-Histone H3 (Lys 27) antibody (H3K27ac) | Cell Signaling Technology | CST | antoibodies for H3K27ac for immunoblots and ChIP |
Acetyl-Histone H3 (Lys18) antibody (H3K18ac) | Cell Signaling Technology | CST | antoibodies for H3K18ac for immunoblots and ChIP |
alpha tubulin antibody | Millipore Sigma | T | For Method 2. Dilute , |
Anacardic acid | Cayman Chemical | For Method 1 | |
anti-mouse IgG HRP linked secondary antibody | Cell Signaling Technology | For Methods 1 and 2. Dilute , | |
anti-rabbit IgG secondary antibody | Jackson ImmunoResearch | For Methods 1 and 2. Dilute , to , | |
Autoradiography film | MIDSCI | BX | For Methods 1 and 2 |
Belly Dancer Rotating Platform | Stovall Life Science Incorporated | not available | For Methods 1 and 2 |
Bovine Calf Serum (BCS) | HyClone | SH | cell culture media |
Bovine Serum Albumin (BSA) | Sigma-Aldrich | A | for buffer preparation |
Bromophenol Blue | Sigma-Aldrich | B | for SDS sample buffer preparation |
CDTA | Spectrum Chemical | For buffer preparation | |
cell scraper | Millipore Sigma | CLS | For Method 3 |
ChIP dilution buffer | For Method 3. See Table 1 for recipe. | ||
ChIP Elution Buffer | For Method 3. See Table 1 for recipe. | ||
Complete DMEM for MCF-7 Cells | For Methods 2 and 3. See Table 1 for recipe. | ||
Covaris µl microTUBE | Covaris | Sonication tube for use with Covaris S in Method 3 | |
Covaris S Focused-ultrasonicator | Covaris | S | DNA sonicator for use in Method 3 |
Dimethyl sulfoxide (DMSO) | Sigma-Aldrich | for drug dilution and vehicle control treatment | |
DL-Dithiothreitol (DTT) | Sigma-Aldrich | for SDS sample buffer preparation | |
DMEM | Corning | CV | cell culture media |
EDTA | Fisher Scientific | BP | for buffer preparation |
Example transfer tank and transfer apparatus | Bio-rad | For Methods 1 and 2 | |
EZ-Magna ChIP A/G Chromatin Immunoprecipitation Kit | Millipore Sigma | For Method 3 | |
FK (Romidepsin) | Cayman Chemical | HDAC Inhibitor for use in Method 2 | |
Formaldehyde solution | Sigma-Aldrich | F | for cell fixation |
glycerol | Fisher Scientific | BP | For buffer preparation |
glycine | Sigma-Aldrich | G | for buffer preparation |
HEPES | Sigma-Aldrich | for buffer preparation | |
High salt wash buffer | For Method 3 | ||
IGEPAL (NP) | Sigma-Aldrich | I | for buffer preparation |
Immobilon Chemiluminescent HRP Substrate | Millipore Sigma | WBKLS | For Methods 1 and 2 |
KCl | Fisher Scientific | BP | for buffer preparation |
LiCl | Sigma-Aldrich | L | For buffer preparation |
LiCl wash buffer | For Method 3. See Table 1 for recipe. | ||
Low salt wash buffer | For Method 3. See Table 1 for recipe. | ||
Magnetic Separator | Promega | Z | For use in Method 3 |
Methanol | Sigma-Aldrich | For buffer preparation | |
Mini gel tank | Invitrogen | A | For Methods 1 and 2 |
MS (Entinostat) | Cayman Chemical | HDAC Inhibitor for use in Method 2. Dissolved in DMSO. | |
NaCl | Fisher Scientific | for buffer preparation | |
NaOH | Fisher Scientific | S | for buffer preparation in Methods 1 and 2 |
Normal Rabbit IgG | Bethyl Laboratories | P | Control rabbit antibody for use in Method 3 |
Nuclei swelling buffer | For Method 3. See Table 1 for recipe. | ||
PCR Cleanup Kit | Qiagen | For use in Method 3 | |
Penicillin/Streptomycin X | Corning | CI | cell culture media |
Phosphate-buffered saline (PBS) | Corning | CV | For Methods 2 and 3 |
PIPES | Sigma-Aldrich | for buffer preparation | |
powdered milk | Nestle Carnation | For Methods 1 and 2 | |
Power Pac for western blot transfer | Bio-rad | For Methods 1 and 2 | |
Power Pac for SDS gel running | Bio-rad | For Methods 1 and 2 | |
Prestained Protein Ladder | Thermo Fisher | For Methods 1 and 2 | |
Protease Inhibitor Cocktail | Sigma-Aldrich | PI | for use in Method 3 |
Protein A Magentic Beads | New England BioLabs | SS | For use in Method 3 |
Proteinase K | New England BioLabs | PS | For use in Method 3 |
PTC Programmable Thermal Controller | MJ Research Inc. | PTC | For Method 1 |
PVDF Transfer Membrane | Millipore Sigma | IEVH | For Methods 1 and 2 |
Recombinant H | New England BioLabs | MS | for use in Method 1 |
Recombinant p | ENZO Life Sciences | BML-SE | for use in Method 1 |
SAHA (Vorinostat) | Cayman Chemical | HDAC Inhibitor for use in Method 2 | |
SDS lysis buffer | For Method 3. See Table 1 for recipe. | ||
Sodium Azide | Fisher Scientific | For Methods 1 and 2. CAUTION: Sodium Azide is toxic. See SDS for proper handling. | |
Sodium Bicarbonate | Fisher Scientific | S | for buffer preparation |
Sodium deoxycholate | Sigma-Aldrich | D | for buffer preparation |
Sodium dodecyl sulfate (SDS) | Sigma-Aldrich | for SDS sample buffer preparation | |
Standard Heatblock | VWR Scientific Products | MPN: | For Methods 1 and 2 |
Table top centrifuge | Eppendorf | R | For all methods |
TE buffer | For Method 3. See Table 1 for recipe. | ||
Transfer buffer | For Methods 1 and 2. See Table 1 for recipe. | ||
Trichostatin A | Cayman Chemical | HDAC Inhibitor for use in Method 2 | |
Tris | Fisher Scientific | BP | for buffer preparation |
Triton X | Sigma-Aldrich | T | for buffer preparation |
Tween 20 | Sigma-Aldrich | for buffer preparation in Methods 1 and 2 | |
X-ray film processor | Konica Minolta Medical & Graphic, Inc. | SRXA | For Methods 1 and 2 |
DOWNLOAD MATERIALS LIST
Thesis Type: Postgraduate
Institution Of The Thesis: Uludağ niversitesi, Turkey
Approval Date:
Thesis Language: Turkish
Student: OĞUZHAN AKGN
Supervisor: FERDA ARI
Abstract:Cancer is a group of diseases characterized by uncontrolled growth and the spread of abnormal cells. If this spread is not controlled, it can result in death. Lung cancer is the most common cancer worldwide. Epigenetic modifications are one of the effective mechanisms in tumor development. The most important feature of epigenetic modifications is their reversibility. This feature has enabled epigenetic drugs to be developed and used in the treatment of cancer. Epigenetic mechanisms are also effective in the development and progression of lung cancer. In the treatment of lung cancer, epigenetic drugs such as histone deacetylase inhibitors and chemotherapy drugs are used in combination. Therefore, in this thesis study, cytotoxic effects and mechanisms of histone deacetylase inhibitor valproic acid, stem cell Wnt pathway inhibitor cyclosamine and its combinations on human lung cancer cell lines (A, H) were investigated. The effects of the compounds and combination therapy on cell viability were determined by SRB viability test. The results were confirmed by ATP viability test. Flow cytometry was used to determine the mechanism of cell death (Apopotosis, Necrosis, Autophagy) responsible for the cytotoxic effects of combination therapy. The presence of apoptosis and necrosis in the cells was supported by imaging on a fluorescence microscope with Hoechst / Anneksin-V / Propidium Iodine triple staining method. In addition, expression levels of proteins associated with necrosis and necroptosis cell death were demonstrated by immunoblotting and expression levels of genes using real time PCR. This treatment option induces necrosis in the A lung cancer cell line and necroptosis in the H lung cancer cell line. When all the data are evaluated, valproic acid and nicosamid combination therapy can be used as an effective treatment option by affecting different pathways and the results should be supported by in vivo analysis.