野生型、mdx和Galgt2转基因小鼠骨骼肌中dystroglycan相关蛋白的比较蛋白质组学分析

Comparative proteomic profiling of dystroglycan-associated proteins in wild type, mdx, and Galgt2 transgenic mouse skeletal muscle.

作者信息Jung Hae Yoon, Eric Johnson, Rui Xu, Laura T Martin, Paul T Martin, Federica Montanaro
PMID22775139
发布时间2012-09-07
DOI10.1021/pr300328r

实验完整度

包含免疫沉淀、质谱蛋白质组学、免疫共沉淀、免疫染色等验证,但缺乏功能验证实验。

主要模型

C57Bl/6野生型小鼠骨骼肌 mdx(C57Bl/10ScSn-Dmdmdx/J)小鼠骨骼肌 Galgt2转基因野生型和mdx小鼠骨骼肌 P3ProCreDag1loxP/loxP小鼠后肢骨骼肌(dystroglycan缺失)

重点核对

免疫沉淀抗体:抗β-dystroglycan单克隆抗体MANDAG2,对照抗体MW8 肌肉样品:100 mg股四头肌和腓肠肌 裂解缓冲液:含1%洋地黄皂苷和0.05% NP-40 质谱分析:LTQ质谱仪,SEQUEST数据库搜索 FDR阈值:<5%(除一个样本外)

摘要

Dystroglycan是骨骼肌中主要的细胞表面糖蛋白受体,与细胞外基质结合。dystroglycan糖基化缺陷会导致肌营养不良,dystroglycan糖基化的改变会影响细胞外基质结合。本文描述了一种免疫沉淀技术,可从去污剂溶解的骨骼肌中分离β-dystroglycan及其与肌营养不良蛋白相关蛋白复合体(DAPC)的成员。免疫沉淀结合鸟枪法蛋白质组学,使我们能够鉴定新的dystroglycan相关蛋白,并确定营养不良骨骼肌中DAPC内发生的关联变化。此外,我们还描述了Galgt2过表达引起的变化,Galgt2是一种通常在突触表达的肌肉糖基转移酶,可修饰α-dystroglycan,并在过表达时抑制肌营养不良的发展。这些研究鉴定了新的dystroglycan相关蛋白,它们可能参与dystroglycan在肌营养不良中的正负作用。

实验结论

提炼研究问题、关键发现与证据,快速把握文章的核心贡献。

研究问题
如何通过比较蛋白质组学鉴定dystroglycan相关蛋白,并定义在mdx和Galgt2转基因肌肉中DAPC组成的变化?
核心机制
Galgt2过表达改变α-dystroglycan糖基化,可能促进dystroglycan与Spire2和IL15Rα等蛋白的相互作用,从而稳定DAPC并抑制肌营养不良。(基于免疫共沉淀和共定位,文献未明确因果机制)
主要证据
免疫沉淀结合LC-MS/MS鉴定已知DAPC成员,发现Galgt2转基因肌肉中Spire2和IL15Rα与β-dystroglycan共沉淀和共定位(图2、图3)。
研究意义
提供了一种高效的方法来鉴定新的dystroglycan相关蛋白和DAPC变化,可能有助于理解肌营养不良的病理机制和治疗干预。

研究路径

按研究推进顺序梳理实验设计、验证步骤与关键观察。

1

免疫沉淀条件优化

开发并优化从骨骼肌中分离DAPC的免疫沉淀方法。

使用MANDAG2抗体(针对β-dystroglycan胞内域)与Dynabeads Protein G偶联,从去污剂裂解的骨骼肌中免疫沉淀dystroglycan及其结合蛋白。测试不同去污剂条件,最终采用1%洋地黄皂苷和0.05% NP-40。

2

鸟枪法蛋白质组学鉴定

鉴定dystroglycan免疫沉淀复合物中的蛋白质,并比较不同基因型肌肉中DAPC组成。

对免疫沉淀的蛋白进行胶上胰蛋白酶消化,肽段经nano-LC-MS/MS分析,使用SEQUEST数据库搜索,并减去对照IP中的非特异性蛋白。

3

共定位和共沉淀验证

验证新鉴定的候选蛋白(Spire2和IL15Rα)与dystroglycan的关联。

对野生型、Galgt2转基因、mdx和Dag1-/-肌肉进行免疫荧光共定位和免疫共沉淀实验。

研究方法

按研究目的归类文中使用的方法,便于定位所需技术。

验证分子表达变化
数据分析与统计

产品清单

实验环节名称品牌货号
Dynabeads Protein G磁珠Invitrogen--
Protein G 琼脂糖Invitrogen--
MANDAG2抗体Developmental Studies Hybridoma Bank--
MW8抗体Developmental Studies Hybridoma Bank--
cOmplete ULTRA蛋白酶抑制剂Roche--
PhosSTOP磷酸酶抑制剂Roche--
BCA蛋白定量试剂盒Pierce--
C18色谱柱(Zorbax SB,5 μm)Agilent--
LTQ质谱仪Thermo Finnigan--
纳升电喷雾离子源----
安捷伦1100自动进样器Agilent--
测序级修饰胰蛋白酶Promega--
硝酸纤维素膜----
二甲基庚二亚胺酯----
Dynabead-Protein G-MANDAG2复合物Invitrogen--
Dynabead-Protein G-MW8复合物Invitrogen--
抗IL15Rα抗体(bs-2605R)Bioss--
抗Spire2抗体(17757-1-AP)Proteintech--
抗β-dystroglycan抗体(43DAG或MANDAG2)Novo Castra/DSHB--
抗dystrophin抗体(Dys1或MANEX1011b)Novo Castra/DSHB--
抗utrophin抗体DSHB--
抗α-dystroglycan抗体(克隆IIH6C4)Upstate Biotechnology--
抗α-dystrobrevin抗体(610766)BD Bioscience--
抗α-和β-syntrophins抗体kind gift of Dr. Stanley Froehner--
抗白细胞介素15受体α抗体Bioss/R&D systems--
抗Spire2抗体Abgent/Proteintech--
抗αB晶状体蛋白抗体Enzo Life Sciences--
抗突触足蛋白2抗体Prosci--
抗菱形相关蛋白1抗体Abcam--
Cy2/Cy3标记二抗Jackson Immunoresearch--
马血清----
Triton X-100----
十二烷基硫酸钠----
甲酸----
二硫苏糖醇----
碳酸氢铵----

关键环节

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
动物模型与肌肉取材
小鼠品系、性别、年龄、饲养条件、肌肉类型(股四头肌和腓肠肌)和样本量。
阅读提示:实验步骤中‘Animals’部分
免疫沉淀
裂解缓冲液成分(洋地黄皂苷浓度、NP-40浓度)、抗体(MANDAG2和MW8)浓度、Protein G磁珠用量、交联剂DMP浓度、孵育时间和温度。
阅读提示:实验步骤中‘Sample Preparation and Immunoprecipitation’部分
质谱分析
色谱柱规格、流动相梯度、质谱参数(如碰撞能量、动态排除)、数据库版本和搜索参数(如肽段容差、FDR阈值)。
阅读提示:实验步骤中‘Nano-LC-ESI-MS/MS and data analysis’部分
免疫共沉淀验证
用于共沉淀的抗体(抗IL15Rα和抗Spire2)及浓度、蛋白G琼脂糖用量、Western blot检测的抗体。
阅读提示:实验步骤中‘Sample Preparation and Immunoprecipitation’和‘Western Blotting’部分,以及图3图注
免疫荧光共定位
肌肉切片厚度、固定液(2%多聚甲醛)、抗原修复条件(0.2% SDS)、封闭液、一抗和二抗浓度、孵育时间。
阅读提示:实验步骤中‘Immunostaining and Confocal Microscopy’部分及图2图注