يتطلب اشتراك JoVE لعرض هذا المحتوى. تسجيل الدخول أو ابدأ نسخة تجريبية مجانية

مقالة منهجية

قياس تدفق الركيزة الميتوكوندريا في الخلايا المتالفة Perfringolysin O-Permeabilized

2K مشاهدة

⸱

DOI:

10.3791/62902

⸱

أغسطس 13, 2021

 ,  ,  ,  ,  , 

* These authors contributed equally

في هذه المقالة

ملخص

في هذا العمل، ونحن نصف بروتوكول معدل لاختبار تدفق الركيزة التنفسية الميتوكوندريا باستخدام perfringolysin O المؤتلف في تركيبة مع قياس التنفس القائم على الصفائح الدقيقة. مع هذا البروتوكول، نظهر كيف يؤثر الميتفورمين على تنفس الميتوكوندريا لخطين مختلفين للخلايا السرطانية.

الملخص

تدفق الركيزة الميتوكوندريا هو سمة مميزة لكل نوع من أنواع الخلايا، وتشارك التغيرات في مكوناته مثل الناقلين، والقنوات، أو الإنزيمات في مسببات الأمراض من عدة أمراض. يمكن دراسة تدفق الركيزة الميتوكوندريا باستخدام الخلايا السليمة، والخلايا permeabilized، أو الميتوكوندريا المعزولة. التحقيق في الخلايا سليمة يواجه العديد من المشاكل بسبب الأكسدة في وقت واحد من الركائز المختلفة. الى جانب ذلك ، تحتوي عدة أنواع من الخلايا على مخازن داخلية من الركائز المختلفة التي تعقد تفسير النتائج. طرق مثل عزل الميتوكوندريا أو استخدام عوامل البيرميلينج ليست قابلة للاستنساخ بسهولة. عزل الميتوكوندريا النقية مع الأغشية سليمة بكميات كافية من عينات صغيرة إشكالية. استخدام permeabilizers غير انتقائية يسبب درجات مختلفة من تلف غشاء الميتوكوندريا لا مفر منه. تم تقديم perfringolysin O المؤتلف (rPFO) كمطهر أكثر ملاءمة ، وذلك بفضل قدرته على اختراق غشاء البلازما بشكل انتقائي دون التأثير على سلامة الميتوكوندريا. عندما تستخدم في تركيبة مع قياس التنفس microplate، فإنه يسمح اختبار تدفق العديد من الركائز الميتوكوندريا مع ما يكفي من يكرر داخل تجربة واحدة أثناء استخدام الحد الأدنى من عدد الخلايا. في هذا العمل، يصف البروتوكول طريقة لمقارنة تدفق الركيزة الميتوكوندريا من اثنين من الأنماط الظاهرية الخلوية المختلفة أو الأنماط الجينية ويمكن تخصيصها لاختبار ركائز الميتوكوندريا المختلفة أو مثبطات.

المقدمة

وقد أحدثت ثورة في قياس التنفس القائم على الصفائح الدقيقة أبحاث الميتوكوندريا من خلال تمكين دراسة التنفس الخلوي لحجم عينة صغيرة1. ويعتبر التنفس الخلوي عموما كمؤشر على وظيفة الميتوكوندريا أو "خلل وظيفي", على الرغم من حقيقة أن مجموعة الميتوكوندريا من الوظائف يمتد إلى ما بعد إنتاج الطاقة2. في الظروف الهوائية، الميتوكوندريا استخراج الطاقة المخزنة في ركائز مختلفة عن طريق كسر وتحويل هذه الركائز إلى وسيطة الأيض التي يمكن أن تغذي دورة حمض الستريك3 (الشكل 1). التدفق المستمر للركائز ضروري لتدفق دورة حمض الستريك لتوليد الطاقة العالية "المتبرعين بالإلكترون"، والتي توفر الإلكترونات....

الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.

البروتوكول

1. قبل يوم واحد من الفحص

  1. إعداد الكواشف والركائز.
    1. محلول المقايسة الميتوكوندريا (MAS): إعداد حلول المخزون لجميع الكواشف كما هو موضح في الجدول 1. تدفئة مخزونات مانيتول و السكروز إلى 37 درجة مئوية لتذوب تماما. تخلط الكواشف لإعداد ماس 2x، ثم تسخين الخليط إلى 37 درجة مئوية. ضبط درجة الحموضة مع 5N KOH إلى 7.4 (~ 7 مل)، ثم إضافة الماء لجعل حجم يصل إلى 1 L. تصفية تعقيم وتخزين الاقتباسات في -20 درجة مئوية حتى يوم القياس.
    2. الألبومين مصل البقر (5٪ BSA): حل 5 غرام من جيش استقلال اليابان في 90 مل من الماء العقيم قبل الحرب على ستيرر المغناطيسي وتجنب اهتزاز. ضبط درجة الحموضة إلى 7.4 مع 5 N KOH، ثم إضافة الماء لرفع مستوى الصوت يصل إلى 100 ....

الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.

النتائج

ابدأ بتطبيع النتائج إلى القياس الثاني للتنفس الأساسي لإظهار القيم كنسبة مئوية لمعدل استهلاك الأكسجين (OCR٪). تظهر نتائج الفحص في الشكل 5والشكل 6 والشكل 7 والشكل 8. من المهم تعيين الآبار الخلفية المناسبة لكل مجموعة وتعطيل الآبار الخلفية للمجموعات الأخرى. ويبين الشكل 5 أن المجموعة المعالجة لديها معدل أعلى من التنفس الناجم عن النجدة. وكانت اس.......

الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.

المناقشة

هذا البروتوكول هو تعديلللدراسات المنشورة سابقا7و8و9و10 ودليل مستخدم المنتج. على النقيض من بروتوكول الشركة المصنعة، يستخدم 2x ماس بدلا من ماس 3x، منذ 2× ماس هو أسهل لتذوب ولا تشكل هطول الأمطار بعد التجمد. المجمدة 2x MAS aliquots يمكن تخزينها حتى ستة أشهر وتظهر نتائج متسقة. وثمة فرق آخر هو بما في ذلك ADP في مكونات ماس 2x وحذف BSA من الصيغة. الحلول التي تحتوي على BSA هي أكثر صعوبة لحقن وتسبب إمكان.......

الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.

الإفصاحات

ولا يوجد لدى صاحبي البلاغ تضارب في المصالح يعلنانه.

شكر وتقدير

يشكر المؤلفون موظفي قسم علم وظائف الأعضاء في كلية الطب في هراديك كرالوفي وقسم الفيزيولوجيا المرضية في الكلية الثالثة للطب على المساعدة في إعداد المواد الكيميائية والعينات. وقد تم دعم هذا العمل من قبل جامعة تشارلز برامج المنح PROGRES Q40/02، منحة وزارة الصحة التشيكية NU21-01-00259، منحة مؤسسة العلوم التشيكية 18-10144 ومشروع INOMED CZ.02.1.01/0.0/0.0/18_069/0010046 بتمويل من وزارة التعليم والشباب والرياضة في الجمهورية التشيكية والاتحاد الأوروبي.

....

الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.

المواد

قائمة المواد المستخدمة في هذه المقالة
الاسمالشركةرقم فهرسيالتعليقات
الأدينوزين 5 & prime; -ثنائي الفوسفات أحادي البوتاسيوم ملح ثنائي هيدراتMerckA5285مخزن في -20 & درجة ؛ متجر C
Antimycin AMerckA8674عند -20 درجة ؛ C
مصل الأبقار الألبومينميركA3803مخزن في 2 - 8 درجة ؛ C
كربونيل سيانيد 4- (ثلاثي فلوروميثوكسي) فينيل هيدرازونMerckC2920مخزن في -20 درجة ؛ متجر سي
ثنائي ميثيل سلفوكسيدميركD8418في متجر RT
D-MannitolMerck63559في
RT Dulbecco الملحي الممخزن بالفوسفاتGibco14190-144في RT
Ethylene glycol-bis (2-aminoethylether) -N ، N ، N ، N ، N ؛ - حمض رباعي الأسيتيكمتجر Merck03777في RT
HEPESMerckمتجر H7523في RT
L (-) ملح حمض الماليك ثنائي الصوديومMerckM9138في RT
L-Glutamic حمض الصوديوم ملح هيدراتMerckG5889مخزن في RT
كلوريد المغنيسيوم سداسي هيدراتMerckM2670في RT
OligomycinMerckO4876متجر في -20 درجة ؛ C
Palmitoyl-DL-carnitine كلوريدMerckP4509مخزن في -20 درجة ؛ متجر
484016 هيدروكسيد البوتاسيومMerckفي متجر RT
Potassium Potassium أحادي القاعدةMerckP5655في متجر RT
RotenoneMerckR8875في -20 درجة ؛ C
Seahorse Wave Desktop Softwareتقنيات Agilentتنزيل من www.agilent.com
Seahorse XFe96 Analyzerتقنيات Agilent
Seahorse XFe96 FluxPakAgilent تقنيات102416-100XFe96 وألواح دقيقة لثقافة الخلايا XF96
مخزن بيروفات الصوديومMerckP2256عند 2 - 8 درجة ؛ متجر C
سكسينات الصوديوم ثنائي القاعدة سداسي هيدراتMerckS2378في متجر RT
SucroseMerckS7903في متجر RT
WaterMerckW3500في
متجر RT XF Agilenttechnologies100840-000في RT
XF نفاذة غشاء البلازماAgilent Technologies102504-100المؤتلف perfringolysin O (rPFO) - Aliquot وتخزينه عند -20 درجة ؛ ج
متجر ، متجر C Seahorse XFe96

المراجع

  1. Gerencser, A. A., et al. Quantitative microplate-based respirometry with correction for oxygen diffusion. Analytical Chemistry. 81 (16), 6868-6878 (2009).
  2. Murphy, E., et al. Mitochondria....

الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.

إعادة الطباعة والأذونات

استكشف المزيد من المقالات

نفاذية بيرفرينجوليسين Oنفاذية الخلايامحلل Seahorse XFقياس التنفس في الأطباق الدقيقةالتنفس الميتوكوندريالتنفس المستحث بالركيزةالعلاج بالميتفورمينخلايا A549