熱安定化

熱安定化は、組織サンプルの劣化と変化を即時かつ永続的に阻止する、添加物を使用しない保存技術です。熱安定化は、制御された圧力下で急速な伝導加熱を用いることで、タンパク質を迅速かつ均一かつ不可逆的に熱変性させ、体外組織サンプルにさらなる生物学的変化を引き起こす可能性のある酵素活性を完全かつ永続的に排除します。酵素の永久不活性化により、熱安定化は、急速凍結後に阻害剤を使用するなどの従来の組織サンプル保存技術の欠点を克服します。^[1]

正常組織および病変組織におけるタンパク質、ペプチド、小分子の役割を理解することは、それらを薬剤、薬剤標的、または疾患バイオマーカーとして潜在的に利用できるかどうかを判断する上で極めて重要です。しかし、生物学的変化は組織が本来の環境から取り出された瞬間から始まり、分子レベルでの劇的な変化は数秒以内に起こります。例えば、代謝の変化、エネルギー放出のために巨大分子（ ATPなど）の異化分解が起こり、制御機構が破壊され、リン酸化状態が変化し、タンパク質が分解し始めます。その結果、重要な情報が失われたり歪められたりする可能性があり、サンプル間のばらつき、誤ったデータ解釈のリスク、そして誤解を招く可能性のある結論につながります。^[2]

熱安定化は、生物学的変化を防ぐ従来の方法に比べて大きな利点がある。^[3]阻害剤、pH変化、有機溶媒、架橋結合に続く急速凍結の代替として使用できる。また、凍結組織にも使用できるため、保存サンプルの安定化も可能になる。熱安定化は、ほぼあらゆる種類の組織サンプルに使用でき、質量分析、^[4]リン酸化ショットガン、^[5] MALDIイメージング、^[6] ウェスタンブロット、^[7] 1Dおよび2Dゲル、逆相タンパク質アレイ、^[8] RIAおよびELISAなど、多くの下流分析技術と互換性があることが検証されている。この方法により、バイオセーフティレベルの研究室で収集および取り扱われたサンプルを、処理後にそのような研究室の外で取り扱えるようになる。^[9]

参考文献

^ Svensson M, et al. (2009年2月). 「組織プロテオームの熱安定化：プロテオミクスの改良に向けた新技術」. J. Proteome Res . 8 (2): 974– 981. CiteSeerX 10.1.1.464.2789 . doi :10.1021/pr8006446. PMID 19159280.
^ Sköld K, Alm H, Scholz B (2013年6月). 「バイオサンプリング手順が分子データ解釈に与える影響」. Mol. Cell. Proteomics (Review). 12 (6): 1489– 1501. doi : 10.1074/mcp.R112.024869 . PMC 3675808. PMID 23382104 .
^ Söderquist M (2013年1月15日). 「切除後の生物学的変化の除去」. Gen. Eng. Biotechnol. News (チュートリアル). 33 (2).
^ Smejkal GB, et al. (2011年8月). 「組織の熱安定化と二次元ゲル電気泳動におけるタンパク質リン酸化状態の保存」.電気泳動. 32 (16): 2206– 2215. doi :10.1002/elps.201100170. PMID 21792998.
^ Lundby A, et al. (2012年6月). 「ラット14種の臓器および組織におけるタンパク質リン酸化部位の定量マップ」Nat. Commun . 3 (876): 876. Bibcode :2012NatCo...3..876L. doi :10.1038/ncomms1871. PMC 3621391. PMID 22673903 .
^ Blatherwick EQ, et al. (2013年7月). 「イオンモビリティMALDIイメージングを用いた熱安定化マウス脳におけるアデニンヌクレオチドの局在」. Int. J. Mass Spectrom . 345– 347: 19– 27. Bibcode :2013IJMSp.345...19B. doi :10.1016/j.ijms.2013.02.004.
^ Spellman C, et al. (2013年1月). 「ダウン症候群モデルシステムにおけるトリソミータンパク質の発現」. Gene . 512 (2): 219– 225. doi :10.1016/j.gene.2012.10.051. PMID 23103828.
^ Ahmed MM, et al. (2013年5月). 「Tc1マウスのタンパク質プロファイルはダウン症候群の脳における新たな経路の変動を示唆している」. Hum. Mol. Genet . 22 (9): 1709– 1724. doi :10.1093/hmg/ddt017. PMC 3613160. PMID 23349361 .
^ 「CDCがデネーター社の熱安定化技術に投資」ニュース：製品とサービス。一般工学バイオテクノロジーニュース。36 （ 14）：2016年8月8日。

[1] Svensson M, et al. (2009年2月). 「組織プロテオームの熱安定化：プロテオミクスの改良に向けた新技術」. J. Proteome Res . 8 (2): 974– 981. CiteSeerX 10.1.1.464.2789 . doi :10.1021/pr8006446. PMID 19159280.

[2] Sköld K, Alm H, Scholz B (2013年6月). 「バイオサンプリング手順が分子データ解釈に与える影響」. Mol. Cell. Proteomics (Review). 12 (6): 1489– 1501. doi : 10.1074/mcp.R112.024869 . PMC 3675808. PMID 23382104 .

[3] Söderquist M (2013年1月15日). 「切除後の生物学的変化の除去」. Gen. Eng. Biotechnol. News (チュートリアル). 33 (2).

[4] Smejkal GB, et al. (2011年8月). 「組織の熱安定化と二次元ゲル電気泳動におけるタンパク質リン酸化状態の保存」.電気泳動. 32 (16): 2206– 2215. doi :10.1002/elps.201100170. PMID 21792998.

[5] Lundby A, et al. (2012年6月). 「ラット14種の臓器および組織におけるタンパク質リン酸化部位の定量マップ」Nat. Commun . 3 (876): 876. Bibcode :2012NatCo...3..876L. doi :10.1038/ncomms1871. PMC 3621391. PMID 22673903 .

[6] Blatherwick EQ, et al. (2013年7月). 「イオンモビリティMALDIイメージングを用いた熱安定化マウス脳におけるアデニンヌクレオチドの局在」. Int. J. Mass Spectrom . 345– 347: 19– 27. Bibcode :2013IJMSp.345...19B. doi :10.1016/j.ijms.2013.02.004.

[7] Spellman C, et al. (2013年1月). 「ダウン症候群モデルシステムにおけるトリソミータンパク質の発現」. Gene . 512 (2): 219– 225. doi :10.1016/j.gene.2012.10.051. PMID 23103828.

[8] Ahmed MM, et al. (2013年5月). 「Tc1マウスのタンパク質プロファイルはダウン症候群の脳における新たな経路の変動を示唆している」. Hum. Mol. Genet . 22 (9): 1709– 1724. doi :10.1093/hmg/ddt017. PMC 3613160. PMID 23349361 .

[9] 「CDCがデネーター社の熱安定化技術に投資」ニュース：製品とサービス。一般工学バイオテクノロジーニュース。36 （ 14）：2016年8月8日。