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Life sciences2013Apr19Vol.92issue(13)

新しい課題に直面している古い方法:神経科学研究のための内部参照制御としてハウスキーピングタンパク質を再訪する

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文献タイプ:
  • Journal Article
  • Research Support, N.I.H., Extramural
  • Research Support, Non-U.S. Gov't
  • Review
概要
Abstract

特定の標的タンパク質発現の研究​​は、多くの場合、ウエスタンブロッティングによって行われます。これは、特定の抗体による神経科学研究におけるタンパク質発現を測定するために一般的に使用される方法です。ハウスキーピングタンパク質は、ウエスタンブロッティング分析の参照と同様に、タンパク質負荷の内部制御として使用されます。この実践は、そのようなハウスキーピング遺伝子は、すべての組織で遍在的かつ構成的に発現し、正常な細胞機能に必要な最小限の必須転写産物を生成すると考えられているという信念に基づいています。最も一般的に使用されるハウスキーピングタンパク質は、β-アクチン、β-チューブリン、およびグリセルアルデヒド3-リン酸デヒドロゲナーゼ(GAPDH)です。しかし、最近の研究では、脊髄損傷やアルツハイマー病などのさまざまな神経病理学的イベントのmRNAレベルとタンパク質レベルの両方で、いくつかのハウスキーピング遺伝子の有意なばらつきが示されています。ハウスキーピング遺伝子の変化は、さまざまな組織の非神経疾患によっても誘導されます。したがって、これらの発見は、標的タンパク質分析の内部基準としてハウスキーピングタンパク質を使用することが適切な実践であるかどうかに関する潜在的な懸念を高めています。このミニレビューは、(i)神経および非神経疾患、実験的状態、およびハウスキーピング遺伝子の変化に関する組織固有の役割、および(ii)遺伝子およびタンパク質発現分析の代替内部標準の影響に焦点を当てます。

特定の標的タンパク質発現の研究​​は、多くの場合、ウエスタンブロッティングによって行われます。これは、特定の抗体による神経科学研究におけるタンパク質発現を測定するために一般的に使用される方法です。ハウスキーピングタンパク質は、ウエスタンブロッティング分析の参照と同様に、タンパク質負荷の内部制御として使用されます。この実践は、そのようなハウスキーピング遺伝子は、すべての組織で遍在的かつ構成的に発現し、正常な細胞機能に必要な最小限の必須転写産物を生成すると考えられているという信念に基づいています。最も一般的に使用されるハウスキーピングタンパク質は、β-アクチン、β-チューブリン、およびグリセルアルデヒド3-リン酸デヒドロゲナーゼ(GAPDH)です。しかし、最近の研究では、脊髄損傷やアルツハイマー病などのさまざまな神経病理学的イベントのmRNAレベルとタンパク質レベルの両方で、いくつかのハウスキーピング遺伝子の有意なばらつきが示されています。ハウスキーピング遺伝子の変化は、さまざまな組織の非神経疾患によっても誘導されます。したがって、これらの発見は、標的タンパク質分析の内部基準としてハウスキーピングタンパク質を使用することが適切な実践であるかどうかに関する潜在的な懸念を高めています。このミニレビューは、(i)神経および非神経疾患、実験的状態、およびハウスキーピング遺伝子の変化に関する組織固有の役割、および(ii)遺伝子およびタンパク質発現分析の代替内部標準の影響に焦点を当てます。

The study of specific target protein expression is often performed by western blotting, a commonly used method to measure the protein expression in neuroscience research by specific antibodies. Housekeeping proteins are used as an internal control for protein loading as well as reference in the western blotting analysis. This practice is based on the belief that such housekeeping genes are considered to be ubiquitously and constitutively expressed in every tissue and produce the minimal essential transcripts necessary for normal cellular function. The most commonly used housekeeping proteins are β-actin, β-tubulin, and glyceraldehyde 3-phosphate dehydrogenase (GAPDH). However, recent studies have shown significant variation in some housekeeping genes both at the mRNA and protein levels in various neuropathological events, such as spinal cord injury and Alzheimer's diseases. Changes of housekeeping genes are also induced by non-neuronal diseases in various tissues. Therefore, these discoveries raise a potential concern regarding whether using a housekeeping protein as an internal standard for target protein analysis is an appropriate practice. This minireview will focus on (I) the effects of neuronal and non-neuronal diseases, experimental condition, and tissue-specific roles on alteration of housekeeping genes, and (II) alternative internal standards for gene and protein expression analysis.

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