ويرد هنا بروتوكول بسيط وتم التحقق من صحتها جيدا لقياس النشاط تنحية أوتوفاجيك الأكبر في خلايا الثدييات. الأسلوب يستند على قياس نسبة اللاكتات نازعة (رابطة حقوق الإنسان) في سيديمينتابل خلية الكسور مقارنة بإجمالي المستويات الخلوية في رابطة حقوق الإنسان.
مقالة منهجية
* These authors contributed equally
ويرد هنا بروتوكول بسيط وتم التحقق من صحتها جيدا لقياس النشاط تنحية أوتوفاجيك الأكبر في خلايا الثدييات. الأسلوب يستند على قياس نسبة اللاكتات نازعة (رابطة حقوق الإنسان) في سيديمينتابل خلية الكسور مقارنة بإجمالي المستويات الخلوية في رابطة حقوق الإنسان.
أوتوفاجي السائبة تتميز بعزل أجزاء كبيرة من السيتوبلازم إلى الهياكل المزدوجة-membrane متعددة تسمى أوتوفاجوسوميس. ويرد هنا بروتوكول بسيط لرصد هذه العملية. وعلاوة على ذلك، يتم توفير النتائج النموذجية والتجريبية التحقق من صحة الأسلوب تحت ظروف حمل أوتوفاجي في أنواع مختلفة من خلايا الثدييات المستزرعة. خلال أوتوفاجي السائبة، تنحية أوتوفاجوسوميس سيتوسول، وذلك أيضا للذوبان البروتينات سيتوسوليك، جنبا إلى جنب مع غيرها من البضائع أوتوفاجيك. رابطة حقوق الإنسان هي مستقرة وعالية الإنزيم سيتوسوليك وفيرة، والقابلة للذوبان هو المعزول غير انتقائية في أوتوفاجوسوميس. ولذلك يعكس مقدار تنحية رابطة حقوق الإنسان مبلغ السائبة تنحية أوتوفاجيك. لتحديد كفاءة ودقة تنحية رابطة حقوق الإنسان في الخلايا، نحن نوظف بروتوكولا تجزئة المستندة إلى اليكتروديسروبشن الذي يفصل فعالية سيديمينتابل من سيتوسوليك رابطة حقوق الإنسان، تليها قياس النشاط الأنزيمي في سيديمينتابل الكسور مقابل عينات كامل الخلية. عزل أوتوفاجيك يتحدد بطرح نسبة سيديمينتابل رابطة حقوق الإنسان في الخلايا غير المعالجة من تلك الخلايا في المعالجة. ميزة الفحص تنحية رابطة حقوق الإنسان أنه يعطي مقياس كمي لعزل أوتوفاجيك من البضائع المحلية، بدلاً من الأساليب الأخرى أما تنطوي على التعبير حمل خارج الرحم المسابير تنحية أو مبطلات شبه كمي حماية تحليلات لعلامات أوتوفاجي أو مستقبلات.
أوتوفاجي (اليونانية "الأكل الذاتي") عملية تطورية مصانة لتدهور رغوي/تعويض المواد داخل الخلايا. عند اكتشاف الجينات المرتبطة أوتوفاجي ("ATG")، وهامة أوتوفاجي في الخميرة والبشر، والتحقيق أوتوفاجي أن يلعب دوراً هاما في صحة الإنسان والمرض (اعترف بفضل جائزة نوبل في الطب أو الفيزيولوجيا لعام 2016 يوشينوري اوشومي)، أوتوفاجي قد تصبح بسرعة واحدة من العمليات الأكثر كثافة درس في خلية علم الأحياء1،2.
ماكرووتوفاجي (يشار إليه فيما يلي "أوتوفاجي") تتسم بالتوسع وقابلة للطي للغشاء داخل الخلايا سيستيرناي ("فاجوفوريس") في هياكل مختومة، مزدوج أو متعدد membrane ("أوتوفاجوسوميس") الذي عزل فعال المواد enwrapped من باقي السيتوبلازم. عند انصهار أوتوفاجوسوميس مع lysosomes، الغشاء أوتوفاجوسومال الداخلي والبضائع المنحاة المتدهورة والمعاد تدويرها. أوتوفاجوسوميس يمكن عزل المواد هيولى في عشوائية (غير انتقائية أوتوفاجي) وآداب الانتقائي (أوتوفاجي الانتقائي). أوتوفاجي الأكبر على الأرجح يمثل مزيجاً أوتوفاجي انتقائية وغير انتقائي.
في عام 1960 و 70 ("المورفولوجية عصر" البحوث أوتوفاجي)، وعزل أوتوفاجيك قيمت أساسا من خلال التحليلات ultrastructural. في ثمانينيات القرن الماضي وبداية تسعينيات القرن العشرين ('' مرحلة البيوكيميائية '') "كل سيجلين" وزملاء العمل – الذي درس أوتوفاجي في خلايا الكبد في الفئران الأولية – تطوير أساليب الأولى لقياس كمي تنحية أوتوفاجيك النشاط3. استخدام هذه الاختبارات، سيجلين تعريف ووصف مختلف الخطوات من4،أوتوفاجيك الليزوزومية المسار5، اكتشفت ويسك أمفيسومي6 (منتج الانصهار دخلول-أوتوفاجوسومي) وكان الأول من وصف دور الفسفرة البروتين في أوتوفاجي لائحة7. ومع ذلك، بعد اكتشاف أتجس في لعام 1990 ("عصر الجزيئية")، ووصف أول بروتين ATG8 الثدييات، سلسلة البروتينات المرتبطة microtubule 1A/1B-الضوء 3 (LC3) في عام 20008، استخدام البروتينات ATG كعلامات عملية أوتوفاجيك سرعان ما اكتسب شعبية، وتركت الطرق البيوكيميائية الأكبر سنا وأكثر مشقة. وفي الواقع، على مدى 18 عاماً الماضية ولطخة غربية وتحاليل مجهرية fluorescence LC3 أصبحت حد بعيد الأكثر شعبية (وفي كثير من الحالات فقط) وسيلة لدراسة أوتوفاجي في خلايا الثدييات. الميزة هي السهولة النسبية التي يمكن تنفيذ هذه الأساليب. العيب أن واحداً دراسة مكون عربة (LC3) بدلاً من البضائع أوتوفاجيك الفعلية. وهذا عيب خطير بدلاً من ذلك، نظراً للعلاقة بين الدول و/أو التمويه LC3 من خلال المسار مقابل عزل وتدفق البضائع غير واضح جداً. وفي الواقع، أننا أظهرنا أنه يمكن الحفاظ على تدفق البضائع السائبة في مستويات عالية في ظروف حيث يوجد لا التمويه LC3، على الرغم من وجود LC3 مترافق في خلايا9. وعلاوة على ذلك، أثبتنا أن أوتوفاجي الأكبر لا تتأثر بكفاءة LC3 نضوب، وبالتالي يرجح أن هو مستقل LC39. وقد أكد هذا الاستنتاج في وقت لاحق LC3 الدراسات المغلوب10،11، التي تشير أيضا إلى أن تعتمد على باركين ميتوفاجي (أوتوفاجي انتقائية من الميتوكوندريا) بشكل مستقل LC310،11 .
وباختصار، هناك واضحة تحتاج لفحوصات على أساس الشحن لمراقبة نشاط أوتوفاجيك. على النحو الأمثل ينبغي أن تكون مثل هذه الاختبارات على نطاق واسع المنطبقة ومحددة تحديداً جيدا، وسهلة لتنفيذ. على مدى السنوات القليلة الماضية لقد أحطنا اهتماما خاصا بمقايسة تنحية رابطة حقوق الإنسان، التي وضعتها "كل سيجلين" في ثمانينيات القرن الماضي12، ويستند إلى قياس نقل رابطة حقوق الإنسان سيتوسوليك إلى سيديمينتابل، أوتوفاجيك الخلية التي تحتوي على المنقبضة الكسور. رابطة حقوق الإنسان هو بروتين سيتوسوليك مستقر وقابل للذوبان بسهولة المحتبس المشترك عند فاجوفوريس لف البضائع هيولى. ولذلك تنحية من رابطة حقوق الإنسان مقياس عام لعزل أوتوفاجيك. رابطة حقوق الإنسان المتدهورة حصرا ب المسار أوتوفاجيك الليزوزومية12. وبالتالي، وجود مثبطات تدهور الليزوزومية، مثلاً، بافيلوميسين A1 (Baf)13، آثار العلاج التجريبي مباشرة تعكس التغييرات في نشاط تنحية أوتوفاجيك. نظراً لغياب مثبطات التدهور، يمكن قياس الأثر الصافي للتعديلات في تنحية رابطة حقوق الإنسان والتدهور.
مقايسة تنحية رابطة حقوق الإنسان المطبقة على نطاق واسع، حيث يعبر رابطة حقوق الإنسان عاليا وأوبيكويتوسلي في جميع أنواع الخلايا، ويمكن قياس مستويات رابطة حقوق الإنسان بدقة تحليل الأنزيمي14،15. غير أن البروتوكول الأصلي12 – أنشئت في خلايا الكبد في الفئران الأولية – بدلاً من ذلك يستغرق وقتاً طويلاً ويتطلب كمية عالية من ابتداء من المواد، فضلا عن تفريغ كهربائي مصنوعة خصيصا مكثف. على نحو تدريجي، ونحن قد تحولت تدريجيا المقايسة إلى طريقة سهلة ومرنة. أولاً، البروتوكول الأصلي تم تكييفها للاستخدام في خلايا الثدييات الأسطر16. وثانيا، كان الأسلوب كثيرا المصغرة3،9. ثالثا، تم القضاء على العديد من الخطوات في البروتوكول، بما في ذلك كثافة شاقة وسادة الخطوة17. مكن هذا في نفس الوقت تصغير أبعد من الأسلوب، من نقطة البداية الأصلية لاستخدام لوحة 10 سم كل عينة16 إلى استخدام بئر واحدة من صفيحة 12-جيدا كل عينة (أيحوالي 15-fold أقل بدءاً 17من المواد). ورابعاً، حددنا جهاز انهانسر تجارية التي يمكن أن تحل محل مكثف تفريغ كهربائي مصنوعة خصيصا17.
ويرد هنا لدينا البروتوكول الأكثر حداثة للمقايسة تنحية رابطة حقوق الإنسان، التي تشمل بعض التبسيطات مواصلة أسلوب مقارنة ب نشرها مسبقاً17 . وعلاوة على ذلك، يتم إظهار مجموعة من النتائج النموذجية التي تم الحصول عليها في عدد من أنواع مختلفة من الخلايا، والأهم من ذلك، يتم توفير عدة أسطر من التصديقات التجريبية لأسلوب استخدام ضربة قاضية الدوائية فضلا عن الجينية والنهج خروج المغلوب. لمخطط تدفق الإجمالي البروتوكول كله، انظر الشكل 1.
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
1-خلية البذر والعلاج
2-الخلية الحصاد وإعداد اليكتروديسروبشن
3-غشاء البلازما اليكتروديسروبشن والانفصال من الكسور سيديمينتابل ومجموع الخلايا
4-رابطة حقوق الإنسان استخراج وقياس النشاط الأنزيمي رابطة حقوق الإنسان
5-حساب تنحية رابطة حقوق الإنسان

الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
استخدام البروتوكول الموصوفة هنا، نشاط تنحية أوتوفاجيك الأكبر في عدد من خطوط خلايا الثدييات المختلفة، بما في ذلك LAPC4، DU145، Huh7، PNT2A، هيلا، VCaP، H3122، Hec1A، MCF-7، G361، T47D، U2OS، PC3 الماوس الليفية الجنينية (MEFs)، RPE-1، وتم قياس الخلايا BJ، HEK293 ولنكاب. عزل بتقييم ظروف القاعدية (في المتوسط كاملة، الغنية بالمغذيات)، أو في خلايا حادة المتعطشة للمصل والأحماض الأمينية ( حسن النية الذي يحفز أوتوفاجي شرط22). أشارت النتائج إلى أن نشاط تنحية رابطة ح...
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
ويمثل البروتوكول الموصوفة هنا في ملخص، طريقة موثوقة وقابلة للتطبيق على نطاق واسع لمراقبة نشاط تنحية أوتوفاجيك الأكبر في خلايا الثدييات. مقارنة بالأسلوب الأصلي12،16، نحن إزالة عدد من الخطوات غير الضرورية، وتبسيط العديد من الخطوات المتبقية، وأدخلت تقليص حجم كبير. نتيجة لذلك البروتوكول هو تحسن كبير فيما يتعلق بكفاءة التكلفة والوقت، ويمكن الآن التعامل مع نفس المقدار من العينات في أقل من نصف الوقت بالمقارنة مع الأصلي للبروتوكول. لعينات 24، الخطوات 2 – 3 (اليوم الأول) ...
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
وقد المؤلفون لا تضارب في المصالح.
كان هذا العمل دعم مالي من مجلس البحوث في النرويج وجامعة أوسلو، أندرس جهر مؤسسة، مؤسسة نانسن، والتركة في الذاكرة للأفغاني هنريك. ونشكر الدكتور نوبورو ميزُشيما ATG5 + + ميفس و ATG5--/--ميفس، الدكتور ماساكي كوماتسو ATG7 + + ميفس ATG7/ميفس، والدكتور شيزو أكيرا ATG9A + + ميفس و ATG9A/ميفس. ونشكر Sætre فرانك للمساعدة التقنية، والدكتور كل O. سيجلين للمناقشات البناءة بالمنهجية.
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
| الاسم | الشركة | رقم فهرسي | التعليقات |
|---|---|---|---|
| 1.5 مل و 2 مل أنابيب الطرد المركزي الدقيقة | Eppendorf | 211-2130 و 211-2120 | |
| 12 بئر ألواح | Falcon | 353043 | |
| Accumax حل انفصال الخلايا | تقنيات الخلايا المبتكرة | A7089 | الحفاظ على الحصص عند -20 درجة ؛ C لسنوات ، وفي الثلاجة لبضعة أشهر |
| Bafilomycin A1 | Enzo | BML-CM110-0100 | تذوب في خلايا DMSO |
| BJ | ATCC | CRL-2522 | تستخدم عند المرور < ؛ 30 |
| ألبومين مصل البقر (BSA) | VWR | 422361V | |
| غرفة عد بوركر | فيشر ساينتفيك | 139-658585 | |
| شرائح غرفة عد خلايا الكونتيسة | ThermoFisher Scientfic | C10228 | |
| الكونتيسة الثانية عداد الخلايا الآلي | ThermoFisher Scientfic | AMQAX1000 | |
| غطاء زجاجي لغرفة | عد بوركرفيشر ساينتفيك | 139-658586 | |
| معيار Tris-HCl Gel ، 4 & ndash ؛ 20٪ ، 26 بئر ، 15 وميكرو ؛ الطول ، 13.3 سم × 8.7 سم (العرض × الطول) | Bio-Rad | 3450034 | |
| DTT | Sigma-Aldrich | D0632 | |
| محلول الملح المتوازن من إيرل (EBSS) | Gibco | 24010-043 | conatains 0.1٪ جلوكوز |
| EDTA | Sigma-Aldrich | E7889 | |
| كوفيت التثقيب الكهربائي (4 مم) | Bio-Rad | 1652088 | |
| المثقور الكهربائي لموجة الاضمحلال الأسي | BTX هارفارد الأجهزة | EMC 630 | |
| مصل الأبقار الجنينية (FBS) | Sigma | F7524 | تركيز نهائي 10٪ في RPMI 1640 خلايا |
| HEK293 | ATCC | CRL-1573 | |
| Imidazole | Sigma-Aldrich | 56750 | الأوتوكلاف محلول 65 ملي مولار والاحتفاظ بها في الثلاجة لأشهر |
| حاضنة. حاضنة التدفق التلقائي للحرارة المباشرة للحرارة CO2 | NuAire | NU-5510E | |
| Lipofectamine RNAiMAX كاشف الإرسال | ThermoFisher | 13778150 | |
| خلايا LNCaP | ATCC | CRL-1740 | تستخدم عند المرور < ؛ 30 |
| 3-ميثيل الأدينين (3MA) | Sigma-Aldrich | M9281 | مخزون 100 ملي مولار في البوصة التحضيرية في -20 درجة مئوية ؛ تسخين المرق إلى 65 درجة ؛ C لمدة 10 دقائق ، واستخدامها بتركيز نهائي 10 ملي |
| جهاز طرد مركزي دقيق مبرد | Beckman Coulter Life Sciences | 368831 | |
| جهاز طرد مركزي دقيق مبرد مع وظيفة الوضع | الناعم Eppendorf & nbsp ؛ | Eppendorf 5417R | |
| هيدروكلوريد MRT67307 (ULKi) | سيجما ألدريتش | SML0702 | يثبط نشاط كيناز ULK. يذوب في DMSO. |
| MaxMat Multianalyzer أداة | Erba Diagnostics | PL-II | |
| MCF7 خلايا | ATCC | HTB-22 | |
| NADH | Merck-Millipore | 1.24644.001 | |
| Nycodenz | Axis-Shield | 1002424 | |
| Opti-MEM مصل مخفض متوسط | ThermoFisher | 31985062 | |
| محلول ملحي مخزن بالفوسفات (PBS) | جيبكو | 20012-019 | |
| أطراف الماصة 3 (0.5-20 & micro; L) | VWR | 732-2223 | Thermo Fischer ART نصائح حاجز |
| الماصة (1-200 & micro; L) | VWR | 732-2207 | نصائح حاجز Thermo Fischer ART |
| أطراف الماصة (100-1,000 & micro; L) | VWR | 732-2355 ؛ | نصائح حاجز Thermo Fischer ART |
| Pipettes | ThermoFisher | 4701070 | Finnpipette F2 GLP Kit |
| Poly-D-lysine | Sigma-Aldrich | P6407-10X5MG | اصنع محلول مخزون 1 مجم / مل في H2< / sub>O. هذا الحل مستقر عند -20 درجة ؛ ج لمدة 1 سنة على الأقل. |
| خلايا بيروفات | ميرك ميليبور | 1066190050 | |
| RPE-1 (hTERT RPE-1) ATCC | CRL-4000 | ||
| RPMI 1640 | Gibco | 21875-037 | |
| SAR-405 | ApexBio | A8883 | يثبط الفوسفينوزيتيد 3-كيناز من الفئة الثالثة (PIK3C3). يذوب في DMSO. |
| حدد التحكم السلبي # 1 (siCtrl) | ThermoFisher / Ambion | 4390843 | |
| Silencer Select ATG9 - استهداف siRNA (siATG9A) ThermoFisher | / Ambion | s35504 | |
| Callr Select FIP200 - استهداف siRNA (siFIP200) | ThermoFisher / Ambion | s18995 | |
| Callr Select ULK1 - استهداف siRNA (siULK1) | ThermoFisher / Ambion | s15964 | |
| كاتم الصوت حدد siRNA الذي يستهدف ULK2 (siULK2) | ThermoFisher / Ambion | s18705 | |
| Silencer Select GABARAP-targeting siRNA (siGABARAP) | ThermoFisher / Ambion | s22362 | |
| Silencer Select GABARAPL1-targeting siRNA (siGABARAPL1) | ThermoFisher / Ambion | s24333 | |
| Callr Select GABARAPL2-targeting siRNA (siGABARAPL2) | ThermoFisher / Ambion | s22387 | |
| هيدرات أحادي القاعدة فوسفات الصوديوم (NaH2PO4 & 2H2O) | Merck-Millipore | 1.06580.1000 | |
| ثنائي هيدرات ثنائي القاعدة فوسفات الصوديوم (Na2HPO4 & 2H2O) | Prolabo | 28014.291 | |
| السكروز | VWR | 443816T | 10٪ التركيز النهائي في الماء ؛ تصفية من خلال 0.45 & micro ؛ م تصفية واحتفظ بها في الثلاجة لعدة أشهر |
| يثيب Thapsigargin | Sigma-Aldrich | T9033 | مضخة SERCA ER Ca2 + < / sup>. يذوب في DMSO. |
| Triton X-405 | Sigma-Aldrich | X405 | 1٪ نهائي |
| Trypan Blue stain 0.4٪ | مجسات جزيئية | T10282 | |
| Trypsin-EDTA (0.25٪ وزن / حجم من التربسين) | Gibco | 25200-056 | |
| Tween-20 | Sigma-Aldrich | P2287 | 0.01٪ نهائي |
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
طلب إذن لإعادة استخدام النص أو الأشكال في مقالة JoVE هذه
طلب إذن