黑色素瘤分化相关基因 5(MDA-5,Melanoma Differentiation-Associated Gene 5)是一种视黄酸诱导基因 I 样受体(RIG-I-like receptor),可作为细胞质中的双链 RNA(double stranded RNA,dsRNA)传感器,在感知病毒感染以及激活抗病毒反应级联(包括诱导 I 型干扰素和促炎细胞因子)中发挥关键作用。已知 MDA-5 在执行核酸感知功能时,会沿 RNA 链形成聚集体(aggregates)。此外,MDA-5 还可能在增强自然杀伤细胞(natural killer cell,NK 细胞)功能方面发挥重要作用,并且可能参与多种肿瘤细胞系的生长抑制与凋亡过程。该 MDA-5 检测试剂盒与我们的 MDA-5 聚集检测试剂盒兼容,可从单个样本中同时分析聚集型 MDA-5 和总 MDA-5,从而获得更优的检测结果。
MDA-5 检测可对细胞裂解液中 MDA-5 的表达水平进行定量分析。与蛋白质印迹法(Western Blot)不同,该检测完全基于微孔板操作,无需凝胶、电泳或转膜步骤。MDA-5 检测使用两种标记抗体:一种偶联供体荧光团(donor fluorophore),另一种偶联受体荧光团(acceptor)。两种抗体均对 MDA-5 蛋白上的特定表位(epitope)具有高度特异性。当细胞提取物中存在 MDA-5 时,加入这些偶联抗体后,供体荧光团与受体荧光团会相互靠近,进而产生荧光共振能量转移(FRET,Fluorescence Resonance Energy Transfer)信号。该信号强度与样本中 MDA-5 蛋白的浓度直接成正比,且该检测采用免洗涤(no-wash)检测格式,为评估蛋白表达水平提供了便捷方法。(图示:1biomarkers-how-it-works-assay-principle-mda5-total-63adk112peg-63adk112peh.svg,MDA-5 检测原理相关图示)
双板检测方案的流程如下:先在 96 孔板中培养细胞,随后进行细胞裂解;将裂解液转移至 384 孔低体积检测板中,再加入 MDA-5 均相时间分辨荧光(HTRF,Homogeneous Time-Resolved Fluorescence)检测试剂。该方案可对细胞活力(viability)和融合度(confluence)进行监测。(注:原文中检测方案图示编号为 “2biomarkers-how-it-works-assay-protocol-alpha-tubulin-63adk072peg-63adk072peh.svg”,标注为 α- 微管蛋白检测方案,推测为文本错植,此处保留图示编号并明确对应 MDA-5 双板检测方案)(图示:2biomarkers-how-it-works-assay-protocol-alpha-tubulin-63adk072peg-63adk072peh.svg,MDA-5 双板检测方案相关图示)
使用 HTRF 试剂检测 MDA-5 可在单个微孔板中完成,该板可同时用于细胞培养、刺激处理和裂解操作,且无需洗涤步骤。此方案专为高通量筛选(HTS,High-Throughput Screening)设计,可在实现实验微型化的同时,保持稳定可靠的 HTRF 检测质量。(图示:2phospho-how-it-works-total-btk-1-plate-assay-protocol.svg,MDA-5 单板检测方案相关图示)
将 HUTU80 细胞接种到含完全培养基(complete culture medium)的 96 孔板中,在 37°C、5% 二氧化碳(CO₂)条件下孵育。次日,用含聚肌苷酸 - 聚胞苷酸(Poly I:C,高分子量 / HMW,High Molecular Weight)/ 脂质载体(LyoVec)的低血清培养基(含 0.5% 胎牛血清 / FBS,Fetal Bovine Serum)处理细胞,在 37°C、5% 二氧化碳环境中孵育 2 小时。处理完成后,加入补充型 3 号裂解缓冲液(supplemented lysis buffer #3),在室温(RT,Room Temperature)下轻轻振荡 30 分钟以裂解细胞;取 16 微升(µL)裂解液,分两次转移至低体积白色微孔板中,随后加入 4 微升预混合的 HTRF MDA-5 聚集检测试剂或总 MDA-5 检测试剂。孵育过夜(ON,Overnight)后,记录 HTRF 信号。(图示:2assay-validation-mda5-total-1.svg,MDA-5 检测验证相关图示)
MDA-5 作为细胞质中的病毒核酸传感器,其配体(ligand)包括 5' 端帽结构(5' cap)缺乏 2'-O - 甲基化(2'-O-methylation)的 mRNA,以及长度超过 1 千碱基(kb,kilobase)的双链 RNA(dsRNA)。当 MDA-5 与双链 RNA 结合时,其折叠状态会发生改变,进而触发自身聚集。聚集后的 MDA-5 会与线粒体抗病毒信号蛋白(MAVS,Mitochondrial Antiviral Signaling Protein)结合,激活 IKK 相关激酶 ——TANK 结合激酶 1(TBK1,TANK-Binding Kinase 1)和 IκB 激酶 ε(IKBKE,IκB Kinase Epsilon)。这些激酶随后会磷酸化干扰素调节因子 3(IRF3,Interferon Regulatory Factor 3)和干扰素调节因子 7(IRF7,Interferon Regulatory Factor 7),磷酸化后的 IRF3 和 IRF7 可激活抗病毒免疫相关基因的转录,其中包括 I 型干扰素(IFNs,Interferons)中的 α 干扰素(IFN-α,Interferon-Alpha)和 β 干扰素(IFN-β,Interferon-Beta)。(图示:3biomarkers-tab4-mda5-total-simplified-pathway-63adk112peg-63adk112peh-63adk112pej.svg,MDA-5 简化通路相关图示)