نصف طريقة لاستخدام السيكلودكسترين للتوسط في التبادل بين دهون غشاء البلازما مع الدهون الخارجية. يمكن إقران هذه التقنية بتجارب تدرس بروتينات الغشاء ، والتي تتصرف بشكل مختلف في البيئات الشبيهة بالطوافة الدهنية عما تتصرف في البيئات غير الشبيهة بالطوافة.
يتطلب اشتراك JoVE لعرض هذا المحتوى. تسجيل الدخول أو ابدأ نسخة تجريبية مجانية
مقالة منهجية
* These authors contributed equally
نصف طريقة لاستخدام السيكلودكسترين للتوسط في التبادل بين دهون غشاء البلازما مع الدهون الخارجية. يمكن إقران هذه التقنية بتجارب تدرس بروتينات الغشاء ، والتي تتصرف بشكل مختلف في البيئات الشبيهة بالطوافة الدهنية عما تتصرف في البيئات غير الشبيهة بالطوافة.
الطوافات الدهنية هي مجالات ديناميكية ومرتبة في غشاء البلازما غالبا ما تتشكل أثناء تجميع البروتين الغشائي والإشارات. تدفع الهوية الدهنية للنشرة الخارجية ميل الغشاء إلى تكوين طوافات دهنية. تجعل الطبيعة العابرة للطوافات الدهنية من الصعب الدراسة في الخلايا الحية. لذلك ، فإن الطرق التي تضيف أو تزيل الدهون المكونة للطوافة في النشرة الخارجية للخلايا الحية تسهل دراسة خصائص الطوافات ، مثل تأثيراتها على بروتينات الغشاء. تستخدم تجارب تبادل الدهون التي تم تطويرها في مختبرنا السيكلودكسترين المحملة بالدهون لإزالة وإضافة الدهون الفوسفورية الخارجية لتغيير تكوين الدهون في غشاء البلازما. يمكن أن يساعد استبدال الغشاء بطوف أو دهون غير مكونة للطوافة في دراسة التأثيرات على نشاط البروتين عبر الغشاء. هنا ، نصف طريقة لتبادل الدهون على النشرة الخارجية لغشاء البلازما باستخدام السيكلودكسترين المحمل بالدهون. نوضح تحضير وسائط التبادل والعلاج اللاحق لخلايا الثدييات المرفقة. نعرض أيضا كيفية قياس كفاءة التبادل باستخدام HP-TLC. ينتج عن هذا البروتوكول استبدالا شبه كامل للنشرة الخارجية بدهون خارجية دون تغيير الجدوى الخلوية ، مما يسمح بمزيد من التجارب على أغشية البلازما السليمة المعدلة.
يتكون غشاء البلازما من طبقة ثنائية دهنية غنية ببروتينات غشائية مختلفة ، بما في ذلك مستقبلات الغشاء والقنوات الأيونية. تم توضيح مجالات الدهون داخل الغشاء من خلال المناطق القابلة للذوبان في المنظفات وغير القابلة للذوبان التي تم تحديدها في تجارب تجزئة الغشاء المقاوم للمنظفات (DRM)1. تميزت الأجزاء غير القابلة للذوبان بأنها غنية بالكوليسترول ، وأسفل الفنجوميلين المعبأ بإحكام والفوسفوليبيدات المشبعة ، مما يظهر نقاط انصهار أعلى ، على عكس الكسور القابلة للذوبان التي تتكون في الغالب من درجة حرارة انصهار منخفضة وفوسفوليبيدات غير مشبعة معبأة بشكل فضفاض. يشار إلى المناطق المعبأة بإحكام باسم مجالات الدهون السائلة (Lo) ، أو الطوافات الدهنية ، في حين أن مجالات الدهون الأكثر تنظيما بالسائل (Ld) هي المناطق غير الطوفية في غشاء البلازما2،3. من المعروف أن مناطق الطوافة الدهنية تسهل عمليات الإشارات ، مع وجود أدلة تشير إلى أن مستقبلات الأنسولين النشطة ترتبط بهذه الطوافات4،5. ومع ذلك ، نظرا للطبيعة الديناميكية لغشاء الخلية وصغر حجم المجالات بشكل عام ، فإن التصور المباشر لوجود الطوافات في الخلايا الحية يمثل تحديات كبيرة. في هذا السياق ، نقدم طريقة للتحقيق في تأثير الطوافات الدهنية على مستقبلات الأنسولين من خلال تقنيات تبادل الدهون.
تتكون السيكلوديكسترين (CDs) من مونومرات الجلوكوز المرتبطة التي تخلق بنية تشبه الحلقة مع تجويف مركزي. يتم تحديد حجم هذا التجويف من خلال عدد وحدات الجلوكوز: ست وحدات تشكل ألفا سيكلودكسترين (α-CD) ، بينما تخلق سبع وحدات بيتا سيكلودكسترين (β-CDs). الأقراص المضغوطة هي جزيئات عالية الذوبان في الماء قادرة على تغليف الدهون داخل تجويفها ، وبالتالي تسهيل نقلها إلى غشاء الخلية6. تم استخدام بيتا سيكلودكسترين على نطاق واسع لإضافة وإزالة الدهون من الأغشية7. ومع ذلك ، فإن تجويفه الأكبر يفتقر إلى خصوصية الكوليسترول أو الدهونالفوسفورية 8. في المقابل ، تظهر ألفا سيكلودكسترين ، بتجويفها الأصغر ، انتقائية أكبر في ربط جزيئات الدهون على الستيرولات. على وجه التحديد ، لا يتفاعل ميثيل α-سيكلودكسترين (الميثيل α-CDs) مع الستيرولات وقد تم استخدامه بشكل فعال لتبادل الدهون الفوسفورية والسفينجوميلين دون تغيير تكوين الكوليسترول في غشاء الخلية8،9.
في هذه المخطوطة ، نقدم بروتوكولا مفصلا لاستخدام الميثيل α-CDs (MαCD) لتبادل الدهون في النشرة الخارجية لغشاء الخلية مع الدهون الخارجية التي لها خصائص إما تعزز أو تعطل تكوين طوف الدهون. يستخدم هذا التبادل للتحقيق في تأثير الطوافات الدهنية على نشاط مستقبلات الأنسولين. سيركز العرض التوضيحي على إدخال الفوسفوليبيد والسفينجوميلين الذي يؤثر على تكوين مجالات سائلة (Lo) في غشاء البلازما لخطوط خلايا مبيض الهامستر الصيني (CHO) التي تفرط في التعبير بثبات عن مستقبلات الأنسولين (IR)10. سيتم تقييم مدى تبادل الدهون في خلايا CHO IR من خلال كروماتوغرافيا الطبقة الرقيقة عالية الأداء (HP-TLC) ، بينما سيتم قياس التغيرات في نشاط مستقبلات الأنسولين عن طريق تحليل اللطخة الغربية بعد تحفيز الأنسولين بعد تبادل الدهون.
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
1. تحضير محلول الميثيل α-CD
2. تحضير الحويصلات متعددة الصفائح (MLVs)
3. تحضير وسائط تبادل الدهون
4. علاج تبادل الدهون للخلايا
5. استخراج الدهون على لوحة زراعة الخلايا
6. التحقق من كفاءة التبادل باستخدام HP-TLC
7. فحص تنشيط المستقبلات باستخدام فحص الفسفرة الذاتية واللطخة الغربية
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
لإثبات التغيير الملحوظ في تكوين الدهون الخلوية بعد التبادل ، أجرينا HP-TLC على خلايا CHO IR بعد تبادل SM الدماغ (bSM) و 1،2-dioleoyl-sn-glycero-3-phosphocholine (DOPC) (الشكل 1). في الحالات التي يتم فيها استخدام sphingomyelins مثل bSM للتبادل ، تظهر زيادة في شدة نطاق SM ، إلى جانب انخفاض في شدة نطاق الكمبيوتر بالنسبة للتحكم غير المعالج. على العكس من ذلك ، عند تبادل الفوسفاتيديل كولين مثل DOPC ، يصبح نطاق الكمبيوتر أكثر كثافة بينما يصبح نطاق SM أقل كثافة. يمكن تحديد كفاءة التبادل عن طريق قياس...
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
منذ تصور وجود طوافات دهنية في غشاء الخلية ، كانت هناك محاولات عديدة لتصورها في الخلايا ودراسة ارتباط الدهون والمستقبلات. استخدمت التجارب التي تنطوي على الفحصالمجهري 11 في الخلايا المؤشرات الحيوية ذات العلامات الفلورية ، وعادة البروتينات والدهون المعروفة بارتباطها بالطوافات ، لدراسة توطين مجالات الدهون المرتبة في الخلية12 بصريا. ومع ذلك ، فإن غشاء الخلية مليء بالطيات13،14 ، وغزوات ال...
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
يعلن أصحاب البلاغ عدم وجود تضارب في المصالح.
تم توفير التمويل من قبل منحة المعاهد الوطنية للصحة GM 122493. كانت خلايا CHO IR هدية لطيفة من الدكتور جوناثان ويتاكر (جامعة كيس ويسترن ريزيرف).
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
| الاسم | الشركة | رقم فهرسي | التعليقات |
|---|---|---|---|
| 1،2-ديلاورويل-sn-glycero-3-phosphocholine (DLPC) | Avanti Polar Lipids | 850335 | |
| 1،2-dimyristoyl-sn-glycero-3-phosphocholine (DMPC) | Avanti Polar Lipids | 850345 | |
| 1،2-dioleoyl-sn-glycero-3-phosphocholine (DOPC) | Avanti Polar Lipids | 850375 | |
| 1،2-dipalmitoyl-sn-glycero-3-phosphocholine (DPPC) | Avanti Polar Lipids | 850355 | |
| 1،2-distearoyl-sn-glycero-3-phosphocholine (DSPC)Avanti | Polar Lipids | 850365 | |
| 1-palmitoyl-2-oleoyl-sn-glycerol-3-phosphocholine (POPC) | Avanti Polar Lipids | 850457 | |
| الأنسولين المضادة وبيتا تقنية إشارات خلايا الأجسام المضادة | CST3025 | ||
| الأجسام المضادة للأجسام | R & دي سيستمز إنك. | AF2507 | |
| IgG المضاد للأرانب ، تقنية إشارات خلايا الأجسام المضادة المرتبطة ب HRP | 7074 | ||
| أنابيب اختبار زجاج البورسليكات (12 × 75 مم) | Thermo Fisher Scientific | 14-961-26 | |
| sphingomyelin الدماغ (bSM) | Avanti Polar Lipids | 860062 | |
| Egg sphingomyelin (eSM) | Avanti Polar Lipids | 860061 | |
| مصل الأبقار الجنينية ( FBS) | كورنينج | 35-016-CV | |
| G418 ملح ثاني كبريتات | سيجما ألدريتش | A1720 | |
| جيبكو محلول مضاد للمضادات الحيوية ومضاد للفطريات (100x) | ثيرمو فيشر ساینتيك | 15240062 | |
| جيبكو دولبيكو s وسط النسر المعدل (DMEM ، 4.5 جم / لتر جلوكوز ، L-جلوتامين ، بيروفات الصوديوم) | ثيرمو فيشر Scientific | 11965092 | |
| Gibco ham ' s F12 media | Thermo Fisher Scientific | 11765054 | |
| Gibco L-glutamine | Thermo Fisher Scientific | 25030032 | |
| Gibco MEM محلول الأحماض الأمينية غير الأساسية (100X) | Thermo Fisher Scientific | 11140050 | |
| ملحي مخزن بفوسفات جيبكو (PBS) بدون الكالسيوم والمغنيسيوم (0.144 جم / لتر KH2PO4 ، 9 جم / لتر كلوريد الصوديوم ، 0.795 جم / لتر Na2- HPO4 (اللاماء))ثيرمو | فيشر العلمي | 10010023 | |
| جيبكو تريبسين-EDTA (0.05٪) ، فينول أحمر | ثيرمو فيشر العلمي | 25300054 | |
| كروماتوغرافيا طبقة رقيقة عالية الأداء (HP-TLC) | ميرك | HP-TLC هلام السيليكا 60 لوحة غشاء | |
| Immobilon-P PVDF | Millipore | IPVH00010 | |
| ميثوتريكسات | سيجما ألدريتش | 454126 | |
| الميثيل - ألفا ؛ - سيكلودكسترين (M & alpha ؛ CD) | AraChem | CDexA076 / BR | |
| بيرس ECL الركيزة النشاف الغربية | الحرارية فيشر العلمية | 32106 | |
| أورثوفانادات الصوديوم ، المنشط | سيجما ألدريتش | 5.08605 |
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.