يصف البروتوكول طرقا لدراسة التغيرات المجهرية في الخلايا العصبية وانتقال السيتوكروم ج للميتوكوندريا عن طريق المجهر الإلكتروني للنقل المناعي.
مقالة منهجية
* These authors contributed equally
يصف البروتوكول طرقا لدراسة التغيرات المجهرية في الخلايا العصبية وانتقال السيتوكروم ج للميتوكوندريا عن طريق المجهر الإلكتروني للنقل المناعي.
غالبا ما تقدم تغييرات موقع البروتين في البنية المجهرية آلية تنظيم دقيقة على مستوى العضيات المرضية. إن كيفية التقاط موقع نقل البروتين العضوي هذا بدقة له أهمية وقيمة إيجابية لتشخيص الأمراض وعلاجها. تلعب الميتوكوندريا دورا مركزيا في النخر والمسار الجوهري لموت الخلايا المبرمج. في ظل الظروف العادية ، يوجد السيتوكروم ج (Cyt c) فقط بين الأغشية الداخلية والخارجية للميتوكوندريا وفي النواة. عندما تخضع الخلايا لموت الخلايا المبرمج ، تتغير نفاذية الغشاء الداخلي للميتوكوندريا ، ويتم إطلاق Cyt c من الميتوكوندريا إلى السيتوبلازم. في هذه الدراسة ، تم إنشاء نموذج الفئران لإصابة نقص التروية الدماغية وإعادة التروية ، وأظهرت التغيرات المجهرية للخلايا العصبية التي تخضع لموت الخلايا المبرمج عن طريق المجهر الإلكتروني للنقل المناعي. بالإضافة إلى ذلك ، فإنه يظهر رؤية نقل Cyt c لوضع العلامات على الذهب المناعي من مصفوفة الميتوكوندريا إلى السيتوبلازم بعد إصابة نقص التروية الدماغية وإعادة التروية بشكل أكثر دقة. تقنية المجهر الإلكتروني للنقل المناعي المعروضة في هذا البروتوكول مناسبة لعرض أي انتقالات في موضع البروتين على المستوى المجهري.
وفقا لدراسة العبء العالمي للمرض لعام 2021 ، كانت السكتة الدماغية هي السبب الرئيسي الثالث للوفاة والسبب الرئيسي الرابع لسنوات العمر المعدلة بالإعاقة. كان هناك 11.9 مليون حدث سكتة دماغية جديد ، شكلت فيها السكتة الدماغية الإقفارية 65.3٪ (7.8 مليون) 1. يحدث الموت العصبي بعد نقص التروية الدماغي ، بما في ذلك النخر وموت الخلايا المبرمج. تخضع أنسجة المخ الأكثر تضررا لاحقا لموت الخلايا النخرية. قد تخضع الخلايا العصبية في منطقة ظلال الظل الإقفارية أو منطقة ما حول الاحتشاء لموت الخلايا المبرمج بعد عدة ساعات أو أيام2. بالإضافة إلى وظائف الطاقة الحيوية والتمثيل الغذائي ، تلعب الميتوكوندريا أيضا دورا مركزيا في المسار الجوهري لموت الخلايا المبرمج3،4،5،6.
Cyt C هو بروتين مشفر بواسطة الجينات النووية. في ظل الظروف العادية ، يوجد Cyt C فقط بين الأغشية الداخلية والخارجية للميتوكوندريا وفي النواة. يرتبط المسار موت الخلايا المبرمج بوساطة إطلاقه بالتحكم التنظيمي لأفراد عائلة Bcl-2. بعد تحفيزها عن طريق موت الخلايا المبرمج ، يتم تشكيل أوليغومرات Bax / Bak وإدخالها في مسام الغشاء الخارجي للميتوكوندريا ، مما يؤدي إلى تغيرات في الضغط التناضحي للميتوكوندريا وفقدان إمكانات الغشاء. يتم إطلاق Cyt C من الميتوكوندريا إلى السيتوبلازم ، حيث يرتبط بمنشط موت الخلايا المبرمج 1 لتشكيل مركب موت الخلايا المبرمج وتنشيط pro-caspase-9. في المقابل ، يتم تنشيط caspase-3 و caspase-7 ، مما يؤدي إلى سلسلة Caspase ويؤدي إلى موت الخلايا المبرمج7.
يمكن للفحص المجهري الإلكتروني الناقل (TEM) أن يلاحظ بوضوح التغيرات في بنية الخلية في مراحل مختلفة من موت الخلايا المبرمج. تعد الملاحظة المورفولوجية للفحص المجهري الإلكتروني طريقة موثوقة لتحديد موت الخلايا المبرمج8. ومع ذلك ، لا يمكنه ملاحظة التغييرات في Cyt C في البنية الفوقية. هناك العديد من التقنيات للكشف عن بروتينات معينة في البنية الفوقية: قياس التدفق الخلوي ، ومقايسة الممتز المناعي المرتبط بالإنزيم ، ومقايسة الممتز المناعي المرتبط بالإنزيم ، والقياس الطيفي الضوئي ، والنشاف الغربي. ومع ذلك ، لا يمكنهم التقاط تغييرات موقع البروتين بدقة في البنية المجهرية. يحتوي الذهب الغروي على جزيئات بأحجام مختلفة ، وكثافة الإلكترون للذهب الغروي عالية. تقنية Immunogold مناسبة بشكل خاص لدراسات التوطين أحادية أو متعددة الملصقات للفحص المجهري الإلكتروني المناعي. نظرا لونه المتأصل باللون الأحمر الفاتح إلى الداكن ، فإن الذهب الغروي قابل أيضا للمراقبة تحت الفحص المجهري الضوئي. عندما يتم تمييز بروتينات معينة ب Immunogold ، يمكن تصور تغييرات الموقع عن طريق TEM بدقة تحت الخلوية9.
يصف هذا البروتوكول تسليط الضوء على انتقال Cyt C للميتوكوندريا عن طريق المجهر الإلكتروني للنقل المناعي (IEM). الهدف العام من هذه الطريقة هو تصور الانتقال الخلوي ل Cyt C أثناء موت الخلايا المبرمج الناجم عن نقص التروية باستخدام IEM. الأساس المنطقي ل IEM هو تسمية Cyt C بالذهب الغروي وتصور تغييرات التوطين بدقة تحت الخلوية باستخدام TEM9. يمكن ل IEM مراقبة التغيرات الديناميكية للبروتينات على المستوى المكاني ، مما يوفر وسيلة قوية لشرح الأنشطة الفسيولوجية والمرضية10.
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
تمت الموافقة على برنامج من قبل اللجنة الأخلاقية في SLAS (رقم إصدار IACUC: SYST-2024-018). هنا ، تم تربية 6 فئران SD من الذكور الخالية من مسببات الأمراض (200-220 جم) في أقفاص تهوية مستقلة ، مما يحافظ على بيئة المختبر عند 22-25 درجة مئوية و 45٪ -65٪ رطوبة نسبية. خضعت جميع الفئران للتغذية التكيفية لمدة أسبوع واحد بالماء المجاني والنظام الغذائي خلال هذه الفترة.
1. إنشاء نموذج انسداد الشريان الدماغي الأوسط (MCAO)
2. استعادة تدفق الدم في الشريان الدماغي الأوسط
3. تقييم النقاط العصبية
4. جمع أنسجة المخ
5. عملية الوهم
6. إعداد وتصوير قسم رقيقة للغاية
7. وضع العلامات على Immunogold
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
يؤكد تقييم النقاط العصبية نجاح MCAO ، وفقا لمقياس Longa Score ، قدمت الفئران في مجموعة MCAO على الأقل تدور إلى اليسار (Neuroscore 2). لم تظهر الفئران من مجموعة العمليات الوهمية أي خلل عصبي واضح (الدرجة العصبية 0). لم يلاحظ أي وفيات خلال يوم الجراحة. يتم سرد النتيجة العصبية للحيوانات في الجدول 1.
كشف تحليل IEM لمجموعة MCAO عن خلايا عصبية ذات نوى منكمش وكثافة إلكترون سيتوبلازمية مرتفعة ، مصحوبة باضطراب هيكلي جزئي في الميتوكوندريا. بشكل حاسم ، أظهر Cyt c المسمى بالذهب المناعي إعا...
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
الهدف الأساسي من علاج إعادة التروية في السكتة الدماغية الإقفارية الحادة هو إعادة نضح الدم إلى المنطقة الإقفارية. الآن يمكننا تحقيق هذا الهدف من خلال انحلال التخثر في الوريد والعلاج داخل الأوعية الدموية والعلاج المضاد للتخثر. ومع ذلك ، فإن استعادة نضح الدم يؤدي إلى إصابة نقص التروية وإعادة التروية ، ويؤدي إلى تفاقم النخر العصبي وموت الخلايا المبرمج ، مما يؤدي إلى ضعف عصبي. أثناء نقص التروية ، يؤدي التسرب غير الطبيعي للإلكترونات من سلسلة نقل الإلكترون في الميتوكوندريا إلى إنتاج كمية كبيرة ...
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
المؤلفون ليس لديهم ما يكشفون عنه.
تم دعم هذا العمل من قبل مشروع البحث العلمي الخاص حول الطب الصيني التقليدي التابع لإدارة مقاطعة سيتشوان للطب الصيني التقليدي (2021MS414).
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
| الاسم | الشركة | رقم فهرسي | التعليقات |
|---|---|---|---|
| 0.9٪ محلول ملحي عادي | سيتشوان كيلون الصيدلانية المحدودة | H20083400 | |
| 200 شبكة شبكات نحاسية مطلية | ب Zhongjingkeyi Technology Co.، Ltd. | BZ10262a | |
| 220-230g MCAO Monofilaments | Beijing Cinontech Co.، Ltd. | A4-243250 | |
| الإيثانول | المطلق تشنغدو ؛ كيلونغ الكيميائية ؛ المحدودة | 2023101201 | |
| أسيتون | تشنغدو كيلونغ الكيميائية ؛ المحدودة | 2023120501 | |
| نظام التخدير الحيواني | Rayward Life Technology Co.، Ltd. | R500 | |
| الحافظ على درجة حرارة | Rayward Life Technology Co.، Ltd. | 69020 | |
| طاولة الخبز | شنتشن Bangqi Chuangyuan التكنولوجيا المحدودة | CT-946 | |
| أدوات العلوم الدقيقة لقص العظام | 16102-11 | ||
| قوالب تضمين المحفظة | Zhongjingkeyi Technology Co.، Ltd. | GP130-B | |
| جهاز طرد مركزي | SCILOGEX | D3024R | |
| الفحص المجهري البصري التقليدي ذو المجال الساطع | Zeiss (ألمانيا) | Primo Star | |
| (10 سم) | Shanghai Medical Equipment Co.، Ltd. | 211001 | |
| سكين الماس | دياتوم (سويسرا) | DU4530 | |
| ملقط | Rayward Life Technology Co.، Ltd. | F12018-10 | |
| الملقط | Rayward Life Technology Co.، Ltd. | F12010-10 | |
| فرن تجفيف الانفجار الكهربائي | شنغهاي YiHENG Scientific Instrument Co.، Ltd. | DHG-9030A | |
| ماكينة حلاقة كهربائية | Yiwu Kemei للأجهزة الكهربائية المحدودة | KM-PG5002 | |
| سائل التثبيت | سيتشوان عالم التكنولوجيا الحيوية المحدودة | SC0001 | |
| الشريحة الزجاجية | نانتونغ ميفيد علوم الحياة المحدودة | 220518001 | |
| الماعز المترافق بالذهب المضادة للأرانب lgG | Sangon Biotech (شنغهاي) المحدودة. | D111094 | |
| ملقط مرقئ (12.5 سم) | Anqisheng Biotechnology Co.، Ltd. | PL068 | |
| ملقط مرقئ (14 سم) | Anqisheng Biotechnology Co.، Ltd. | PL002 | |
| Isoflurane | Rayward Life Technology Co.، Ltd. | 2024071201 | |
| L. R. الراتنج الأبيض | تيانجين تاينو العلوم والتكنولوجيا المحدودة | AGR1281A | |
| سترات الرصاص | SPI (الولايات المتحدة) | GA10701 | |
| حامل الإبرة ؛ | جياشي التكنولوجيا الطبية المحدودة | 10044036898028 | |
| رباعي أكسيد الأوزميوم | تيد بيلا (الولايات المتحدة) | 4008-220501 | |
| PBS | Servicebio | G4202 | |
| أجسام مضادة متعددة النسيلة للأرانب للسيتوكروم c & nbsp ؛ | Affinity Biosciences، Ltd. | AF0146 | |
| الفئران | بكين Huafukang التكنولوجيا الحيوية المحدودة | 110322241102187881 | |
| SPI-Pon 812 طقم الراتنج المدمج | SPI (الولايات المتحدة) | GS02660 | |
| المجهر المجسم | شركة Sunny Optical Technology Co.، Ltd. | Soptop SZMN | |
| مقص مستقيم الرأس (10 سم) | Anqisheng Biotechnology Co.، Ltd. | PL063 | |
| ملقط عيون مستقيم (10 سم) | شنغهاي للمعدات الطبية المحدودة | 211001 | |
| مقص جراحي | Rayward Life Technology Co.، Ltd. | S14001-10 | |
| الفحص المجهري الإلكتروني لنقل | هيتاشي (اليابان) المحدودة. | HT7800 | |
| ultramicrotome | Leica (ألمانيا) | UC7 | |
| أسيتات اليورانيوم | SPI (الولايات المتحدة) | GS02624 |
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