验证PG和lyso-PG是BMP前体
确定BMP合成的上游底物
用18:1/18:1 PG或18:1 lyso-PG孵育HMC3和HEK293T细胞,通过免疫荧光和LC-MS/MS检测BMP水平变化。
PLD3 and PLD4 synthesize S,S-BMP, a key phospholipid enabling lipid degradation in lysosomes.
包含体外酶活、纯化蛋白、细胞敲除与回补、小鼠组织及疾病突变体等多层证据,并验证了立体化学机制。
HMC3细胞 HEK293T细胞 PLD3敲除小鼠 PLD4敲除小鼠
PLD3或PLD4过表达后溶酶体提取物的BMP合成活性 纯化PLD3/PLD4的转磷脂酰化反应及产物立体构型 PLD3敲除细胞中BMP水平及神经节苷脂累积 PLD3敲除小鼠脑和PLD4敲除小鼠脾的BMP与神经节苷脂水平
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。
确定BMP合成的上游底物
用18:1/18:1 PG或18:1 lyso-PG孵育HMC3和HEK293T细胞,通过免疫荧光和LC-MS/MS检测BMP水平变化。
验证BMP通过lyso-PG与MAG的转磷脂酰化合成
在HMC3细胞溶酶体提取物中加入R,rac-lyso-PG和18:1 d5-MAG,检测d5-BMP生成;并测试不同底物和pH。
确定催化BMP合成的酶
过表达PLD1-6,分离溶酶体检测BMP合成活性;构建催化位点突变体。
证明PLD3/PLD4足以催化S,S-BMP合成
纯化重组PLD3/PLD4,与底物反应,通过手性衍生化和LC-MS/MS以及PLA2G15抗性鉴定产物构型。
检验PLD3/4缺失对BMP和溶酶体功能的影响
CRISPR-Cas9构建PLD3敲除细胞,检测BMP、神经节苷脂、ILV、胆固醇和galectin-3等。
验证PLD3/4在小鼠组织中对BMP和神经节苷脂的调控
分析PLD3敲除小鼠脑和PLD4敲除小鼠脾的BMP和神经节苷脂水平。
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 |
|---|---|---|---|
| 细胞培养 | Dulbecco改良Eagle培养基 | Gibco | 11965126 |
| 热灭活胎牛血清 | Gibco | 10438026 | |
| 青霉素-链霉素 | Gibco | 15140163 | |
| FreeStyle 293表达培养基 | Gibco | 12338026 | |
| 支原体检测 | PCR检测试剂盒 | abm | G238 |
| RT-PCR | RNA提取试剂盒 | Qiagen | 74104 |
| sensiFAST cDNA合成试剂盒 | Meridian Bioscience | BIO-65053 | |
| Power SYBR Green PCR预混液 | Applied Biosystems | 4367659 | |
| 分子克隆 | Q5高保真DNA聚合酶 | New England Biolabs | M0515 |
| NEB-Gibson组装试剂盒 | New England Biolabs | E2611S | |
| Q5定点突变试剂盒 | New England Biolabs | E0554S | |
| 慢病毒生产 | PEI-max转染试剂 | Polysciences | 24765-100 |
| 基因编辑 | FuGene HD转染试剂 | Promega | E2312 |
| 嘌呤霉素 | -- | -- | |
| 聚brene | -- | -- | |
| 脂质孵育 | 磷脂酰甘油 | Avanti Polar Lipids | -- |
| 溶血磷脂酰甘油 | Avanti Polar Lipids | -- | |
| S,S-BMP | Avanti Polar Lipids | -- | |
| 免疫染色 | 甲醛 | BosterBio | AR1068 |
| 皂苷 | Sigma-Aldrich | 47036 | |
| 牛血清白蛋白 | Sigma-Aldrich | A6003 | |
| Fluoromount水性封片剂 | Sigma-Aldrich | F4680 | |
| DQ-BSA去淬灭实验 | DQ-BSA | Invitrogen | D12050 |
| LysoTracker Red DND-99 | Invitrogen | L7528 | |
| 溶酶体pH测定 | LysoSensor Green DND-189 | Invitrogen | L7535 |
| LysoSensor Yellow/Blue DND-160 | Invitrogen | L7545 | |
| 胆固醇测定 | Amplex Red胆固醇测定试剂盒 | Invitrogen | A12216 |
| 蛋白质印迹 | 二抗 | Santa Cruz Biotechnology | sc516102, sc2357 |
| 溶酶体纯化 | 抗HA磁珠 | -- | -- |
| 重组蛋白纯化 | 抗FLAG磁珠 | Sigma-Aldrich | A2220 |
| 1x FLAG肽 | Sigma-Aldrich | F3290 | |
| 30 kDa浓缩管 | Millipore | UFC9030 | |
| 体外酶活实验 | 抗FLAG磁珠 | Sigma-Aldrich | M8823 |
| 溶酶体分解代谢活性测定 | Pierce BCA蛋白测定试剂盒 | Pierce | 23225 |
| 4-甲基伞形酮 | Sigma-Aldrich | M1381 | |
| 人工底物 | Cayman Chemicals | -- | |
| 手性衍生化 | 吡啶 | Sigma-Aldrich | 270970 |
| 手性分离 | YMC Chiral ART Cellulose-SZ色谱柱 | YMC America | KSZ99S03-2502WT |
| 脂质提取 | Sola HRP SPE 30mg/2mL 96孔板 | Thermo Scientific | 60509-001 |
| 薄层色谱 | 高效薄层色谱板 | Sigma-Aldrich | 1056310001 |
| LC-MS/MS | Orbitrap Exploris 240质谱仪 | Thermo Scientific | BRE725535 |
| C18反相柱 | Phenomenex | 00B-4435-E0 | |
| BMP LC-MS/MS | C-30反相柱 | Thermo Scientific | 078664 |
| 数据分析 | LipidSearch 5.0 | Thermo Scientific | OPTON-30880 |
| Excalibur 3.1 | Thermo Scientific | OPTON-30965 | |
| 基因组DNA提取 | 基因组DNA提取试剂盒 | ThermoFisher Scientific | K0512 |
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 |
|---|---|
| 脂质孵育 | 磷脂浓度25 μM,孵育时间6小时,洗涤6次 阅读提示:STAR Methods中Lipid incubations小节 |
| 体外BMP合成实验 | 底物浓度50 μM磷脂和25 μM MAG/DAG,pH 5.4,45分钟,37°C,蛋白量3-5 μg溶酶体提取物或1 μg纯化酶 阅读提示:STAR Methods中In vitro enzymatic assays小节 |
| 细胞敲除与回补 | CRISPR-Cas9 sgRNA序列,嘌呤霉素筛选浓度1 μg/mL,回补用慢病毒和polybrene 10 μg/mL 阅读提示:STAR Methods中Gene editing小节 |
| 小鼠组织分析 | 小鼠年龄2-3个月,每组6只,雌雄各半 阅读提示:图6和图7图注及STAR Methods中Mouse lines小节 |