Summary

격리 혈관 혈관 확장 타이트 피부 마우스의 세포 외 기질의 분리

Published: March 24, 2017
doi:

Summary

We describe the isolation of cardiac extracellular matrix from C57Bl/6J control mice, tight-skin mice, and tight-skin mice treated with the IRF5 inhibitory peptide. We also describe the vasodilation studies on the isolated vessels from C57Bl/6J, tight-skin mice and tight-skin mice treated with the IRF5 inhibitory peptide.

Abstract

The interferon regulatory factor 5 (IRF5) is crucial for cells to determine if they respond in a pro-inflammatory or anti-inflammatory fashion. IRF5’s ability to switch cells from one pathway to another is highly attractive as a therapeutic target. We designed a decoy peptide IRF5D with a molecular modeling software for designing small molecules and peptides.

IRF5D inhibited IRF5, reduced alterations in extracellular matrix, and improved endothelial vasodilation in the tight-skin mouse (Tsk/+). The Kd of IRF5D for recombinant IRF5 is 3.72 ± 0.74 x 10-6 M as determined by binding experiments using biolayer interferometry experiments. Endothelial cells (EC) proliferation and apoptosis were unchanged using increasing concentrations of IRF5D (0 to 100 µg/mL, 24 h). Tsk/+ mice were treated with IRF5D (1 mg/kg/d subcutaneously, 21 d). IRF5 and ICAM expressions were decreased after IRF5D treatment. Endothelial function was improved as assessed by vasodilation of facialis arteries from Tsk/+ mice treated with IRF5D compared to Tsk/+ mice without IRF5D treatment. As a transcription factor, IRF5 traffics from the cytosol to the nucleus. Translocation was assessed by immunohistochemistry on cardiac myocytes cultured on the different cardiac extracellular matrices. IRF5D treatment of the Tsk/+ mouse resulted in a reduced number of IRF5 positive nuclei in comparison to the animals without IRF5D treatment (50 µg/mL, 24 h). These findings demonstrate the important role that IRF5 plays in inflammation and fibrosis in Tsk/+ mice.

Introduction

세포 증식과 세포 사멸의 면역 반응의 조절은 인터페론 조절 인자의 전사 인자 계열의 역할 핵심이다. IRF5는 1 형과 면역 반응의 조절, 염증 촉진 반응과 2 형, 면역 반응 대상으로 조직 복구에 매우 중요하다고 강조한다. IRF5 1 암 및자가 면역 2, 3, 4, 5의 핵심이다.

꽉 피부 마우스 (쯧 / +)이 때문에 피 브릴 린 (fibrillin)-1 유전자의 중복 돌연변이에 조직의 섬유화 및 경피증을위한 모델이다. 단단한 피부에이 돌연변이 결과 및 결합 조직의 증가. 이러한 쥐 심근 염증, 섬유증 최종적 심부전 5, 6, 7을 개발> 8,9. 경피증은 미국 (6)에서 약 15 만 명에 영향을 미치는자가 면역 섬유 성 질환이다. 이 질환의 특징은 하트 7, 8, 9, 10, 11을 포함한 내부 장기의 섬유화된다.

연구의 특성상 저해 펩티드의 디자인을 요구했다. 소프트웨어 방법은 파지 디스플레이를 이용하여 기존의 방식을 통해 선택되었다. 소프트웨어 접근 방식은 쉽고 적은 시간을 소모합니다. RCSB 데이터 뱅크는 적절한 결합 부위 (12)를 식별하는 데 사용된다. 재조합 단백질 새롭게 설계 펩타이드의 상호 작용을 연구 및 바인딩 파라미터에 집중하는 기술이라고 biolayer 간섭 법을 사용 하였다. Biolayer 간섭은 바이오 센서 기반 techniq입니다UE 즉, 바이오 센서 및 바인딩 샘플을 사용하여 결합 친화, 협회 및 탈퇴를 결정한다. 바이오 센서는 형광, luminescently, 라디오 측정 및 비색 표시 될 수 있습니다. 이 측정은 질량 부가 또는 고갈 협회 탈퇴 13, 14 닮은에 기초한다. 본 연구의 목적은 염증과 심근 섬유증 IRF5의 역할을 이해하는 것이다. 목표는 조직의 섬유화 및 경피증의 개발에 IRF5의 역할에 대한 통찰력을 얻을 수 있었다.

Protocol

이 연구는 국립 보건원 (National Institutes of Health)의 실험 동물의 관리 및 사용에 대한 가이드의 권장 사항을 엄격히 준수하여 실시 하였다. 이 프로토콜은 기관 동물 관리 및 사용위원회 (: AUA 번호 1517 프로토콜)에 의해 승인되었다. 마우스와 관련된 모든 연구는 PHS 정책에 부합 하였다. 미끼 펩타이드 1. 디자인 IRF5의 3D 구조를 찾아 그 위에 디자인을 기반으로. 438 (ELSWSADSIRLQISNPD) – 17 메…

Representative Results

도 1에서 보여준 결과 펩타이드를 디자인하는 방법을 보여준다. 그림 1, 왼쪽은 키나제의 숫자에 의해 인산화되어 IRF5의 영역 (2 노란색 화살표 사이, 아미노산 (AA) 425-436)를 보여줍니다. 그림 1, 오른쪽은 IRF5의 인산화 도메인이 결합하는 노란 타원형을 보여줍니다. 3DSH의 이량 체 구조는 나선 2 (aa303-312)의 왼쪽에 갈라진 틈이나 계곡을 …

Discussion

목표는 쯧 / + 마우스의 마음에 염증, 섬유화, 혈관 기능에 IRF5의 역할을 규명하기 위해 IRF5 억제제를 설계하는 것이 었습니다. 결과는 IRF5D이 증식 또는 세포 사멸을 유도하지 않았다 있습니다. 또한, 염증 감소와 혈관 기능이 향상되었다. 이러한 데이터는 IRF5 쯧 / + 마우스의 심장 염증 및 섬유증의 개발에 중요한 역할을 기계적 것을 제안하고이 치료 표적이 될 수있는 잠재력을 가지고있다.

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Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

This work was supported by NIH grants HL-089779 (DW), HL-112270 (KAP) and HL-102836 (KAP) and Cimphoni Life Sciences (part of DW salary). The authors thank Meghann Sytsma for editing the manuscript.

Materials

 Triton X 100 Sigma Aldrich X100- 100ml
Alexa 488-labeled goat anti-mouse IgG antibody  Thermo Fisher A11001
Bardford reagent Thermo Fisher 23200 Pierce 
Biosensors Forte-Bio MR18-0009
CD64 (H-250) Santa Cruz Biotechnologies sc-15364
CellEvent Caspase-3/7 Substrate Thermo Fisher/Life Technologies C10427
CellTiter AQueous One Solution Cell Proliferation Assay kit Promega G3580 Promega
DAPI (4′,6-diamidino-2-phenylindole) Thermo Fisher D-1306 1:1000 dilution in PBS
donkey anti rat Alexa 488 Thermo Fisher A-21208 1:1000 dilution in PBS
ECL plus GE healthcare/Amersham RPN2133 After a lot of trial and error we came back to this one
Eclipse TE 200-U microscope with EZ C1 laser scanning software Nikon
goat anti rabbit Alexa 488 Thermo Fisher A-11008 1:1000 dilution in PBS
HRP  anti-goat Santa Cruz Biotechnologies sc-516086 !:10000 dilution in TBS
HRP donkey anti-mouse Santa Cruz Biotechnologies sc-2315 1:10000 dilution in TBS
ICAM-1 antibody Santa Cruz Biotechnologies sc-1511 1:200 dilution in PBS
IRF5 antibody (H56) Santa Cruz Biotechnologies sc-98651
Micro plate reader Elx800 Biotek
NIMP neutrophil marker Santa Cruz Biotechnologies sc-133821 1:200 dilution in PBS
Octet RED Forte Bio protein-protein binding
Peptide design  Medit SA software RCSB.org
Recombinant IRF5 protein synthesis TopGene Technologies protein expression, synthesis service
sodium dodecyl phosphate Sigma Aldrich 436143 detergent
Ketamine Pharmacy Schedule III controlled substance, presciption required 
Xylazine MedVet
3.5X-45X Trinocular Dissecting Zoom Stereo Microscope with Gooseneck LED Lights Am Scope SKU: SM-1TSX-L6W
Zeba Desalting Columns Thermofisher 2161515
Endothelial Basal Media EBM Bullet kit Lonza CC-3124 kit contains growth supplemets
VIA-100K  Boeckeler Instruments
4-15% TGX gel Bio-Rad 5671081
MedSuMo software Medit, Palaiseau, France
Laemmli Buffer BioRad

References

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Weihrauch, D., Krolikowski, J. G., Jones, D. W., Zaman, T., Bamkole, O., Struve, J., Pagel, P. S., Lohr, N. L., Pritchard, Jr., K. A. Vasodilation of Isolated Vessels and the Isolation of the Extracellular Matrix of Tight-skin Mice. J. Vis. Exp. (121), e55036, doi:10.3791/55036 (2017).

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