دليل خطوة بخطوة للتحقيق في فقدان الليزوزومية الحموضة في الأمعاء من C. ايليجانس استخدام صبغة حساسة لدرجة الحموضة الحيوية 6-كاربوكسي-2 '، اسيتات 7'-ديتشلوروفلوريسسين (كدكفدا)
يتطلب اشتراك JoVE لعرض هذا المحتوى. تسجيل الدخول أو ابدأ نسخة تجريبية مجانية
مقالة منهجية
دليل خطوة بخطوة للتحقيق في فقدان الليزوزومية الحموضة في الأمعاء من C. ايليجانس استخدام صبغة حساسة لدرجة الحموضة الحيوية 6-كاربوكسي-2 '، اسيتات 7'-ديتشلوروفلوريسسين (كدكفدا)
ديدان أسطوانية ايليجانس كاينورهابديتيس (C. ايليجانس) هو نموذج نظام الذي يستخدم على نطاق واسع لدراسة طول العمر والمسارات الإنمائية. ومما ييسر هذه الدراسات شفافية الحيوان، والقدرة على توجيه وعكس الاختبارات الجينية، والسهولة النسبية لتوليد البروتينات المسماة فلوريسسينتلي، واستخدام الأصباغ الفلورية التي يمكن أما أن يكون ميكروينجيكتيد في وقت مبكر الجنين أو إدماجه في غذائها (سلالةكولاي OP50) لتسمية العضيات الخلوية (مثلاً 9-ديثيلامينو-ح 5-بنزو (أ) فينوكسازيني-5-واحد و (3-{2-[(1H,1'H-2,2'-bipyrrol-5-yl-kappaN(1)) ميثيليديني] ح-2-بيرل-5-يل-كابان}-N- [2-(dimethylamino)ethyl]propanamidato)(difluoro)boron). هنا، نحن نقدم استخدام صبغة حساسة لدرجة الحموضة الفلورسنت البقع lysosomes المعوية، توفير قراءات بصرية للتغيرات الفسيولوجية، ودينامية في الحموضة الليزوزومية في الديدان الحية. هذا البروتوكول ليس قياس درجة الحموضة الليزوزومية، ولكن بدلاً من ذلك يهدف إلى وضع طريقة يمكن الاعتماد عليها لتقييم التغيرات ذات الصلة الفسيولوجية في الحموضة الليزوزومية. كدكفدا هو مركب بيرمينت خلية التي يتم تحويلها إلى نيون فلوروفوري 5-(and-6)-carboxy-2',7'-dichlorofluorescein (تتيح) عند التحلل من استيراسيس داخل الخلايا. بروتونيشن داخل lysosomes الفخاخ تتيح في هذه العضيات، حيث يتراكم. وقد استخدمت هذه الصبغة سبب لها pKa منخفضة من 4.8، كجهاز استشعار درجة حموضة في الخميرة. هنا يصف لنا باستخدام كدكفدا كمكمل غذائي لتقييم الحموضة المعوية ليسوسوميس في C. ايليجانس. هذا الأسلوب يسمح للكشف عن ليسوسوميس الكالينيزينج في الحيوانات الحية، ، ولديها مجموعة واسعة من التطبيقات التجريبية بما في ذلك الدراسات المتعلقة بالشيخوخة، وأوتوفاجي، ونشوء حيوي الليزوزومية.
ظهور المجاميع البروتين مقبول على نطاق واسع أن تكون السمة مميزة للشيخوخة في الخلايا حقيقية النواة1،2،3، وتشكيل التي يعتقد أن من بين السائقين مبدأ الشيخوخة الخلوية4 , 5 , 6 , 7-وهناك أدلة متزايدة على أن الخلايا العمر، تقويض البروتين البصر، مما يؤدي إلى زيادة في تجميع البروتين. انهيار بروتيوليسيس في شيخوخة الخلايا ينطوي على ضعف أوتوفاجي8 ، فضلا عن تدهور البروتين بوساطة بروتوزوم9. أخيرا، يتم زيادة أكسدة البروتين الذي لا رجعة فيه في الخلايا القديمة، وإضعاف زيادة تقويض البروتينات10.
أوتوفاجي كان يعتقد في البداية أن يكون عملية غير انتقائية لتدهور الجزء الأكبر من البروتينات التالفة، ولكن الدراسات الأخيرة أشارت إلى أن أوتوفاجي انتقائي للغاية لتقويض المجاميع البروتين واختلال العضيات التي لا قابلة للتحلل عن طريق آليات إزالة البروتين الأخرى11. أثناء عملية أوتوفاجي، هي المحتبس البروتينات التالفة ومجمعة في حويصلة غشاء مزدوج يسمى في أوتوفاجوسومي. ثم الصمامات هذه أوتوفاجوسومي مع العضيات الحمضية التي تسمى lysosomes، الأمر الذي يؤدي إلى تدهور من البضائع أوتوفاجوسومي12. تمثل نقطة النهاية لمسار أوتوفاجيك lysosomes والمشاركة في العمليات الخلوية المختلفة مثل التحكم النسخي وإصلاح الغشاء والاستشعار المغذيات؛ تسليط الضوء على دورها المركزي في التوازن الخلوية (إعادة النظر في الرقم 13). وأظهرت العديد من الدراسات وجود ارتباط بين انخفاض تعتمد على العمر وظيفة الليزوزومية و اضطرابات الأعصاب المختلفة13. دأبت، استعادة وظيفة الليزوزومية في خلايا كبار السن يمكن أن تؤخر ظهور المتصلة بالشيخوخة تعمل14،15. وتوحي الدراسات التكوين للوسط إينترالومين أن انهيار الدالة الليزوزومية في خلايا كبار السن ليس سبب انخفاضا في إنتاج البروتياز الليزوزومية16. وبدلاً من ذلك، اقترح أن فقدان إينتراليسوسومال الحموضة، مطلبا جوهريا لنشاطها الأنزيمي، قد تكمن وراء انخفاض يحلول بوساطة بروتيوليسيس17. لتكون قادرة على استكشاف هذه الفرضية، من الضروري تطوير الكواشف وبروتوكولات للتحقيق التغيرات الدينامية في تعويض درجة الحموضة في الخلايا الحية بطريقة متسقة وقابلة للتكرار.
الأمعاء من C. ايليجانس الأنسجة الأيضية الرئيسية في الديدان ومنظم حاسمة للتوازن المنهجي وعمر. لقد قمنا بتطوير فحوصات لتقييم التغييرات في حموضة التجويف lysosomes المعوية الديدان لتحديد كيف بوساطة يحلول proteolysis يسهم في الشيخوخة. على الرغم من أن فلوروفوريس حساسة لدرجة الحموضة قد استخدمت سابقا في C. ايليجانس بمناسبة ليسوسوميس المعوية، لم يكن هناك بعد محاولة لوضع بروتوكول ناجحة التي يمكن الكشف عن زيادات صغيرة في الأس الهيدروجيني الليزوزومية في فيفو18. هنا، نحن نقدم بروتوكول التي يمكن استخدامها للكشف عن فقدان الليزوزومية الحموضة في الخلايا المعوية من C. ايليجانس استخدام بروتوكول تغذية بسيطة ومريحة الذي يشتمل فلوروفوري حساسة لدرجة الحموضة (كدكفدا) في الغذاء OP50.
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
1-وصمة عار والصورة lysosomes المعوية
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
كدكفدا البقع lysosomes بطريقة تعتمد على درجة الحموضة، و pKa منخفضة وامتصاص جاهزة في ليسوسوميس يجعل استشعار الرقم الهيدروجيني مثالي21. كدكفدا تلطيخ كثافة يتناسب عكسيا مع18،الليزوزومية الأس الهيدروجيني (أي المصبوغة يزداد كثافة كانخفاض الأس الهيدروجيني)22. كدكفدا إشارات ضعيفة دائماً في lysosomes الحيوانات تعامل مع 20 مم لدواء الكلوروكين، مثبط لتحميض الليزوزومية، والديدان المستنفد من الخامس-ATPase، الب...
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
مجموعة متنوعة من الأحداث الجزيئية والخلوية تسهم في الشيخوخة، متأثر بسمات تاريخ الحياة والعوامل الوراثية. لدينا الدراسة الأخيرة22 تشير إلى أن دورة الإنجابية دوراً هاما في السيطرة على اللياقة البدنية سوما من خلال تنظيم ديناميات الليزوزومية الأس الهيدروجيني. أظهرنا أن يتعزز هذا proteolysis الليزوزومية بوساطة حين استنساخ الحيوانات بنشاط قبل upregulation نسخ الخامس-ATPase، الذي يكفل بدوره lysosomes الحمضية. عند نهاية الاستنساخ، قطرات التعبير الخامس-ATPase، الكالينيزي lysosomes، وتتراكم المجاميع البروتي...
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
الكتاب يعلن لا تضارب في المصالح.
نود أن نشكر مركز علم الوراثة كاينورهابديتيس السلالات، والعلوم الطبيعية ومجلس البحوث الهندسية (مقدمة)، والمؤسسة الكندية للابتكار (CFI) للتمويل. ونود أن نشكر الدكتور تشين ليزين (إدارة أنظمة الخلية والتشريح، UT الصحة سان أنطونيو) للسماح بالاستخدام غير المقيد لها مرافق مختبر لجميع التجارب التي C. ايليجانس ، فضلا عن الدكتور وانغ اكسينج (المدير المعاون، مرفق التصوير الضوئي ، UT الصحة سان أنطونيو) للحصول على المساعدة مع الفحص المجهري [كنفوكل]. ونود أيضا أن نشكر الدكتور مايرون إغناطيوس لتقديم الدعم والتشجيع لتسهيل تصوير فيديو.
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
| الاسم | الشركة | رقم فهرسي | التعليقات |
|---|---|---|---|
| OP50 (E. coli< / em>) مركز | Caenorhabditis لعلم الوراثة | اطلب عبر الإنترنت على https://cgc.umn.edu/strain/OP50 | |
| 5 (6) -carboxy-2 '، 7'-dichlorofluorescein diacetate ؛ | ThermoFisher | C369 | المعروف باسم cDCFDA |
| 9-diethylamino-5H-benzo (a) phenoxazine-5-one و (3-{2-[(1H,1'H-2,2'-bipyrrol-5-yl-kappaN (1))methylidene] -2H-pyrrol-5-yl-kappaN}-N- [2- (dimethylamino) ethyl] propanamidato) (ثنائي فلورو) البورون | ThermoFisher | L7528 | المعروف باسم مجهر Lysotracker الأحمر |
| متحد البؤر (مثل Zeiss LSM 510) ImageJ | |||
| قم بالتنزيل مجانا من https://imagej.nih.gov/ij/download.html | |||
| LB Broth Powder | ThermoFisher | 22700041 | |
| Bacto Agar | Sigma | A5306-1KG | |
| NaCl | Sigma | S9888 | |
| Bacto Peptone | Fisher Scientific | S71604 | |
| مسحوق الكوليسترول | Sigma | C3045 ؛ | |
| CaCl2 | Sigma | 449709 | |
| MgSO4 | Sigma | M7506 | |
| K3PO4 | Sigma | P5629 | |
| Sodium Azide | Sigma | S2002 | |
| DMSO | Sigma | D8418 | |
| شرائح مجهر | VWR | 48311-703 | |
| زلات الغطاء | ThermoFisher | 3406 | |
| حاضنة | |||
| Agarose | Sigma | A6013 | |
| أو أي سطح |
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.