邻近连接技术(Proximity Ligation Assay,PLA)是一项极具灵敏度的分子检测方法,可用于在单细胞层面上可视化蛋白质间的相互作用。该技术通过特异性抗体识别并结合目标蛋白,再利用含有寡聚脱氧核苷酸(单链DNA)的PLA探针来识别以及结合一抗。当两个目标蛋白接近时,PLA探针上的DNA会配对形成互补结构,随后在连接酶的作用下,这些DNA片段被连接成环状结构,通过滚环扩增(RCA)产生可检测的信号。PLA技术依赖于亲和探针在近距离(<40nm)识别目标分子,将蛋白质检测转化为DNA核酸序列检测,从而实现对特定蛋白质的检测、定量和定位。
与传统的Co-IP技术相比,PLA技术能够揭示蛋白质相互作用所在的细胞区域,并能够与病理技术结合,观察特定细胞内的蛋白互作情况。通过荧光强度反映互作强弱,实现了蛋白互作的真实可视化。
PLA实验流程一般包括以下几个步骤:
- 样本处理:使用多聚甲醛对细胞爬片进行固定,而组织样本则需经过石蜡包埋及切片去除蜡质处理。
- 封闭处理:向细胞爬片或组织切片上均匀添加封闭液,确保其覆盖整个实验区域。
- 孵育一抗:将稀释的一抗均匀滴加于已封闭的样本上,放入湿盒中于37°C孵育,确保一抗与抗原充分结合。
- 孵育PLA探针:清洗样本后加入两种PLA探针(PLUS和MINUS)。
- 连接反应:添加连接缓冲液(含连接酶),并将载玻片置于预热的湿盒中进行37°C的连接反应。
- 扩增与成像:清洗掉连接缓冲液后,加入含聚合酶的扩增缓冲液,并使用荧光显微镜观察蛋白间的相互作用。
PLA在蛋白互作研究中的应用上,结合抗体的特异性和PCR的高灵敏度,PLA能够敏锐地检测蛋白相互作用。例如,有研究发现Jurkat细胞中的ZAP-70和TCRzeta蛋白主要在细胞质中互作,通过这项研究进一步理解了细胞信号传导机制。
PLA在组织样本中的应用同样令人瞩目。以帕金森疾病为例,LRRK2激酶在该病理状态中的重要性日益凸显。研究者在大鼠脑组织中利用PLA技术探讨LRRK2与pS1292蛋白的互作,发现两者在多巴胺神经元中存在显著的相互作用,其研究结果为疾病的机制提供了新视角。
PLA还可应用于蛋白与RNA的互作研究。例如,在一项研究中,研究人员探讨了FXR1蛋白如何与cMYC mRNA的不同区段结合,证明了PLA技术的多样性与灵活性。
总之,邻近连接技术(PLA)作为一种高灵敏、高特异性的蛋白互作检测技术,展现出广泛的应用前景。在生物医学领域,PLA技术不仅可用于微量样本的微弱互作检测、单细胞水平的蛋白互作与翻译后修饰研究、疾病标志物的发现,还可以助力药物筛选等。随着技术的不断进步,PLA将在更多领域发挥其重要作用,为生物医学研究带来突破性进展。
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