中性細胞外トラップを標的とするプロテアゼFRETリポーター

科学分野:

• 免疫学
• 分子生物学
• 生物化学

背景:

• 中性粒子の細胞外トラップ (NET) は中性粒子が放出するDNA構造である.
• NETは炎症,病原体に対する防御,システィック線維症や癌の転移を含む疾患の進行に役割を果たします.
• エラスタゼ (NE) やキャセプシンG (CG) のような中性粒子のタンパク質は,NETと関連しているが,適切なツールがないため,NETに対するその活動は十分に理解されていない.

研究 の 目的:

• 新しいFRETベースのレポーター (H-NEとH-CG) を開発し,DNAに結合したNEとCGの活動を監視する.
• 病理生理学的な文脈でNETにおけるNEとCGの空間時間的活動を調査する.
• 胞性線維症患者のサンプルと in vivo モデルのプロテアゼ活性を評価する.

主な方法:

• 2つのフォースター共鳴エネルギー転送 (FRET) ベースのレポーター,H-NEとH-CGの開発,DNAマイナー・グリューブ・バインダーを組み込む.
• NEとCGの活性をインビトロおよび生物学的サンプルでモニターするための報告器の適用
• 胞性線維症患者の唾液におけるプロテアゼの活性分析
• H-NEを用いたマウスの肺スライスにおけるNE活動の可視化.

主要な成果:

• FRET探査機はDNAに結合したNEとCGの活性を成功裏にモニタリングした.
• ニュートロフィールエラスタゼ (NE) だけがDNAに結合したときに触媒的活性を維持した.
• 胞性線維症患者の唾液の細胞外DNA内で,NEとCGの活性が高まったことが検出されました.
• H-NEは,マウスの肺組織における自由DNAの単細胞解像度イメージングを可能にしました.

結論:

• H-NEとH-CGは,DNA結合中性粒子のプロテアース活性の研究のための効果的なツールです.
• 中性粒子の弾性酵素 (NE) はDNAに触媒的に活性化し,炎症プロセスに寄与する.
• これらのレポーターは,システィック線維症のような疾患におけるプロテアゼの機能に関する貴重な洞察を提供し,複雑な生物学的システムに適用することができます.