МЕТОД МУЛЬТИПЛЕКСНОГО ИММУНОПРОФИЛИРОВАНИЯ КЛЕТОК КРОВИ МЫШЕЙ С ВЫСОКОЧУВСТВИТЕЛЬНОЙ ДЕТЕКЦИЕЙ РЕПОРТЁРНОЙ β-ГАЛАКТОЗИДАЗЫ LacZ

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Бактериальная β-галактозидаза (LacZ) широко использовалась в качестве репортёра при создании линий мышей для изучения экспрессии генов. Однако LacZ-репортёры имеют ограничения, связанные с присутствием эндогенной β-галактозидазы в клетках, а также низкой чувствительностью и проникающей способностью существующих субстратов для обнаружения активности LacZ. Для анализа экспрессии генов методом многоцветной проточной цитометрии в живых клетках требуются точные, чувствительные, нетоксичные флуоресцентные индикаторы. В этом исследовании мы оценили эффективность способного к иммобилизации флуоресцентного зонда SPiDER-βGal при детекции LacZ в основных популяциях клеток крови репортёрных мышей методом многоцветной проточной цитометрии. Результаты показали, что SPiDER-βGal имел высокую чувствительность к LacZ, однако обнаруживал и эндогенную β-галактозидазу. Наибольшую фоновую активность имели миелоидные клетки крови. Использование ингибитора протонных помп Бафиломицина А1 позволило повысить точность обнаружения LacZ в популяциях лейкоцитов за счёт подавления эндогенной активности вследствие повышения pH в лизосомах. Продление инкубации с субстратом SPiDER-βGal до 60 минут увеличивало чувствительность метода на порядок. Таким образом, применение специфических ингибиторов протонного транспорта в лизосомах позволяет повысить разрешающую способность анализа активности LacZ в клетках крови репортёрных животных, что может быть использовано для мультиканальной сортировки живых лейкоцитов по уровню экспрессии LacZ и поверхностным маркерам для дальнейших функциональных и генетических исследований.

Об авторах

В. С Михайловская

Научно-технологический университет «Сириус», Научный центр генетики и наук о жизни

Сириус, Россия

Д. А Богданова

Научно-технологический университет «Сириус», Научный центр генетики и наук о жизни; Институт цитологии РАН

Сириус, Россия; Санкт-Петербург, Россия

О. Н Демидов

Научно-технологический университет «Сириус», Научный центр генетики и наук о жизни; Институт цитологии РАН

Сириус, Россия; Санкт-Петербург, Россия

С. А Рыбцов

Научно-технологический университет «Сириус», Научный центр генетики и наук о жизни

Email: rybtsov.sa@talantiuspeh.ru
Сириус, Россия

Список литературы

  1. Friedel, R. H., Seisenberger, C., Kaloff, C., and Wurst, W. (2007) EUCOMM - the European conditional mouse mutagenesis program, Brief. Funct. Genomics Proteomics, 6, 180-185, https://doi.org/10.1093/bfgp/elm022.
  2. Krämer, M. S., Feil, R., Schmidt, H. (2021) Analysis of gene expression using lacZ reporter mouse lines, in Mouse Genetics. Methods in Molecular Biology (Singh, S. R., Hoffman, R. M., Singh, A., eds), vol. 2224, https://doi.org/10.1007/978-1-0716-1008-4_2.
  3. Doura, T., Kamiya, M., Obata, F., Yamaguchi, Y., Hiyama, T. Y., Matsuda, T., Fukamizu, A., Noda, M., Miura, M., and Urano, Y. (2016) Detection of LacZ-positive cells in living tissue with single-cell resolution, Angew. Chem. Int. Ed. Engl., 55, 9620-9624, https://doi.org/10.1002/anie.201603328.
  4. Ito, H., Kawamata, Y., Kamiya, M., Tsuda-Sakurai, K., Tanaka, S., Ueno, T., Komatsu, T., Hanaoka, K., Okabe, S., Miura, M., and Urano, Y. (2018) Red-shifted fluorogenic substrate for detection of lacZ-positive cells in living tissue with single-cell resolution, Angewandte Chemie, 57, 15702-15706, https://doi.org/10.1002/anie.201808670.
  5. Ayadi, A., Birling, M. C., Bottomley, J., Bussell, J., Fuchs, H., Fray, M., Gailus-Durner, V., Greenaway, S., Houghton, R., Karp, N., Leblanc, S., Lengger, C., Maier, H., Mallon, A. M., Marschall, S., Melvin, D., Morgan, H., Pavlovic, G., Ryder, E., Skarnes, W. C., et al. (2012) Mouse large-scale phenotyping initiatives: overview of the European Mouse Disease Clinic (EUMODIC) and of the Wellcome Trust Sanger Institute Mouse Genetics Project, Mammal. Genome, 23, 600-610, https://doi.org/10.1007/s00335-012-9418-y.
  6. Kamiya, M., Asanuma, D., Kuranaga, E., Takeishi, A., Sakabe, M., Miura, M., Nagano, T., and Urano, Y. (2011) β-Galactosidase fluorescence probe with improved cellular accumulation based on a spirocyclized rhodol scaffold, J. Am. Chem. Soc., 133, 12960-12963, https://doi.org/10.1021/ja204781t.
  7. Nakamura, Y., Mochida, A., Nagaya, T., Okuyama, S., Ogata, F., Choyke, P. L., and Kobayashi, H. (2017) A topically-sprayable, activatable fluorescent and retaining probe, SPiDER-βGal for detecting cancer: Advantages of anchoring to cellular proteins after activation, Oncotarget, 8, 39512-39521, https://doi.org/10.18632/oncotarget.17080.
  8. Cho, J. H., Kim, E. C., Son, Y., Lee, D. W., Park, Y. S., Choi, J. H., Cho, K. H., Kwon, K. S., and Kim, J. R. (2020) CD9 induces cellular senescence and aggravates atherosclerotic plaque formation, Cell Death Differ., 27, 2681-2696, https://doi.org/10.1038/s41418-020-0537-9.
  9. Hall, B. M., Balan, V., Gleiberman, A. S., Strom, E., Krasnov, P., Virtuoso, L. P., Rydkina, E., Vujcic, S., Balan, K., Gitlin, I. I., Leonova, K. I., Consiglio, C. R., Gollnick, S. O., Chernova, O. B., and Gudkov, A. V. (2017) p16(Ink4a) and senescence-associated β-galactosidase can be induced in macrophages as part of a reversible response to physiological stimuli, Aging, 9, 1867-1884, https://doi.org/10.18632/aging.101268.
  10. Kubo, H., Murayama, Y., Ogawa, S., Matsumoto, T., Yubakami, M., Ohashi, T., Kubota, T., Okamoto, K., Kamiya, M., Urano, Y., and Otsuji, E. (2021) β-Galactosidase is a target enzyme for detecting peritoneal metastasis of gastric cancer, Sci. Rep., 11, 10664, https://doi.org/10.1038/s41598-021-88982-2.
  11. Martínez-Zamudio, R. I., Dewald, H. K., Vasilopoulos, T., Gittens-Williams, L., Fitzgerald-Bocarsly, P., and Herbig, U. (2021) Senescence-associated β-galactosidase reveals the abundance of senescent CD8+ T cells in aging humans, Aging Cell, 20, e13344, https://doi.org/10.1111/acel.13344.
  12. Valieva, Y., Ivanova, E., Fayzullin, A., Kurkov, A., and Igrunkova, A. (2022) Senescence-associated β-galactosidase detection in pathology, Diagnostics, 12, 2309, https://doi.org/10.3390/diagnostics12102309.
  13. Hendrikx, P. J., Martens, A. C. M., Visser, J. W. M., and Hagenbeek, A. (1994) Differential suppression of background mammalian lysosomal β-galactosidase increases the detection sensitivity of LacZ-marked leukemic cells, Anal. Biochem., 222, 456-460, https://doi.org/10.1006/abio.1994.1516.
  14. Merkwitz, C., Blaschuk, O., Schulz, A., and Ricken, A. M. (2016) Comments on methods to suppress endogenous β-galactosidase activity in mouse tissues expressing the LacZ reporter gene, J. Histochem. Cytochem., 64, 579-586, https://doi.org/10.1369/0022155416665337.
  15. Young, D. C., Kingsley, S. D., Ryan, K. A., and Dutko, F. J. (1993) Selective inactivation of eukaryotic beta-galactosidase in assays for inhibitors of HIV-1 TAT using bacterial beta-galactosidase as a reporter enzyme, Anal. Biochem., 215, 24-30, https://doi.org/10.1006/abio.1993.1549.
  16. Knapp, T., Hare, E., Feng, L., Zlokarnik, G., and Negulescu, P. (2003) Detection of beta-lactamase reporter gene expression by flow cytometry, Cytometry, 51, 68-78, https://doi.org/10.1002/cyto.a.10018.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML

© Российская академия наук, 2025

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».