构建光遗传FcR(optoFcR)并验证其功能
实现可调控的FcR激活,以精确研究其信号和功能。
设计optoFcR,包含膜定位序列、FcRγ链胞内域、mScarlet荧光蛋白和CRY2olig光敏感寡聚化域。在BMDMs和RAW264.7中表达,验证光诱导的聚集、Syk招募和吞噬触发。
Prior Fc receptor activation primes macrophages for increased sensitivity to IgG via long-term and short-term mechanisms.
包含体外细胞实验(BMDMs、RAW264.7)、光遗传学操控、吞噬实验、活细胞成像、单分子追踪和转录组分析,且有功能验证和机制验证。
小鼠骨髓来源巨噬细胞(BMDMs) RAW264.7巨噬细胞系 Raji B细胞(肿瘤细胞靶标)
光遗传FcR(optoFcR)构建及光刺激条件(低、中、高强度) IgG包被珠浓度及吞噬时间 短时程(1小时)和长时程(12小时)预刺激的延迟时间 Erk抑制剂PD0325901的处理浓度和时间 转录抑制剂Actinomycin D和翻译抑制剂Cycloheximide的使用
提炼研究问题、关键发现与证据,快速把握文章的核心贡献。
按研究推进顺序梳理实验设计、验证步骤与关键观察。
实现可调控的FcR激活,以精确研究其信号和功能。
设计optoFcR,包含膜定位序列、FcRγ链胞内域、mScarlet荧光蛋白和CRY2olig光敏感寡聚化域。在BMDMs和RAW264.7中表达,验证光诱导的聚集、Syk招募和吞噬触发。
确定亚阈值FcR激活是否改变巨噬细胞对IgG包被靶标的吞噬能力。
用optoFcR或对照(mCherry-CAAX)的BMDMs,先用低强度光刺激15分钟,然后在1或12小时后加入IgG包被珠,测量吞噬效率。
确定启动是否特异性增强IgG介导的吞噬,还是非特异性增强吞噬能力。
使用未包被珠和含磷脂酰丝氨酸(PS)的珠,在启动后测量吞噬,并与IgG珠结果比较。
测试启动是否增强巨噬细胞对抗体包被的癌细胞系的吞噬。
用optoFcR或对照BMDMs,先光刺激,12小时后加入抗CD20抗体包被的Raji B细胞,用时间序列显微镜测量吞噬和胞啃。
明确启动是短期还是长期效应,并确定是否依赖新蛋白合成。
在不同时间点(1,4,6,12小时)测量吞噬,并用放线菌素D(ActD)和环己酰亚胺(CHX)处理,观察对启动的影响。
确定Erk信号是否参与长时程启动。
用PD0325901抑制Erk,在启动后1或12小时测量吞噬,比较对短和长时程启动的影响。
鉴定长时程启动中的转录变化和涉及的信号通路。
对启动和未启动的巨噬细胞进行bulk RNA-seq,进行GO分析和与M1/M2极化的比较。
确定启动影响吞噬的哪些步骤(结合、起始、完成)。
使用活细胞成像,分别在启动后1小时和12小时测量结合、起始和完成的比例及时间。
检测启动后FcR的迁移率变化,并分析其运动类型。
用Qdot标记抗FcRIII Fab,在启动后1小时进行单粒子追踪,计算平均跳跃距离(MJD)和扩散系数,并进行MSS分析。
按研究目的归类文中使用的方法,便于定位所需技术。
| 实验环节 | 名称 | 品牌 | 货号 |
|---|---|---|---|
| 光遗传刺激 | LITOS LED光照板 | -- | -- |
| 细胞培养 | RPMI-1640培养基 | -- | -- |
| 胎牛血清 | -- | -- | |
| 青霉素-链霉素-谷氨酰胺 | -- | -- | |
| DMEM培养基 | -- | -- | |
| L929条件培养基 | -- | -- | |
| 慢病毒生产 | Lipofectamine LTX转染试剂 | Invitrogen | 15338-100 |
| LentiX浓缩试剂 | Takara Biosciences | 631232 | |
| 细胞培养 | MatriPlate 96孔玻璃底板 | Brooks | MGB096-1-2-LG-L |
| 吞噬实验 | 硅珠(4.89 μm) | Bangs Labs | SS05003 |
| 酪蛋白 | Sigma | C5890 | |
| POPC脂质 | Avanti | 850457 | |
| 生物素化PE脂质 | Avanti | 870273 | |
| PEG5000-PE脂质 | Avanti | 880230 | |
| Atto390-DOPE荧光脂质 | ATTO-TEC GmbH | AD | |
| Atto647-DOPE荧光脂质 | ATTO-TEC GmbH | AD | |
| DGS-NTA脂质 | Avanti | 790404 | |
| DOPS脂质 | Avanti | 840035 | |
| 抗生物素 AlexaFluor647-IgG | Jackson ImmunoResearch Laboratories | 200-602-211 | |
| CellTrace CSFE染料 | ThermoFisher | C34570 | |
| CellTrace Far Red染料 | ThermoFisher | C34572 | |
| 抑制实验 | PD0325901 (ERK抑制剂) | Sigma | PZ0162 |
| 流式细胞术 | CD44 Superbright 600抗体 | Invitrogen | 63-044-82 |
| CD64 PerCP-eFluor 710抗体 | Invitrogen | 46-0641-80 | |
| CD16-2 FITC抗体 | Invitrogen | MA-28253 | |
| CD32b APC抗体 | Invitrogen | 17-0321-80 | |
| CD16/32 PE抗体 | Biolegend | 101307 | |
| SIRPa APC/Cy7抗体 | Biolegend | 144018 | |
| Attune NxT流式细胞仪 | Invitrogen | -- | |
| Raji吞噬实验 | 抗CD20抗体(人鼠嵌合) | InvivoGen | hcd20-mab10 |
| 基因表达分析 | 脂多糖 | Sigma | L4516 |
| 干扰素-γ | Sino Biological | 50709-MNAH | |
| 白细胞介素-4 | Sino Biological | 51084-MNAE | |
| RNA提取 | PureLink RNA小提试剂盒 | Invitrogen | 12183018A |
| 单分子追踪 | Qdot 655量子点 | ThermoFisher | Q10123MP |
| Pierce Fab制备试剂盒 | ThermoFisher | 44985 | |
| 抗FcRIII (CD16)抗体 | Cell Signaling | 101307 | |
| 生物素化二抗Fab片段 | Invitrogen | 13-4813-85 |
汇总复现实验时建议重点确认的条件及原文阅读提示。
| 环节 | 核对要点 |
|---|---|
| 光遗传刺激 | 光强度(低、中、高)和时长 阅读提示:STAR Methods - Optogenetic stimulation |
| 吞噬实验 | IgG浓度、珠数量、吞噬时间 阅读提示:STAR Methods - Phagocytosis assay |
| 启动实验 | 启动刺激的强度和时间、延迟时间 阅读提示:Figures 2a-d, 4a |
| 抑制剂处理 | 放线菌素D和环己酰亚胺浓度、处理时间 阅读提示:STAR Methods - Inhibitors |
| Erk抑制 | PD0325901浓度、处理时间 阅读提示:STAR Methods - Inhibitors |
| Raji吞噬实验 | 抗体浓度、细胞数量、成像时间和位置 阅读提示:STAR Methods - Raji eating assay |