يتيح هذا البروتوكول إمكانية إعادة التصوير لقطرات الدهون وديناميكيات العضيات أثناء الانقسام الانقسامي باستخدام خلايا ورم كبد متزامنة.
يتطلب اشتراك JoVE لعرض هذا المحتوى. تسجيل الدخول أو ابدأ نسخة تجريبية مجانية
مقالة منهجية
يتيح هذا البروتوكول إمكانية إعادة التصوير لقطرات الدهون وديناميكيات العضيات أثناء الانقسام الانقسامي باستخدام خلايا ورم كبد متزامنة.
قطرات الدهون داخل الخلايا (LDs) منتشرة في عدة أنواع من الخلايا. تخزن LDs الدهون المحايدة مثل ثلاثي أسيل جليسرول وكوليستريل إستر وتلعب أدوارا مهمة في استقلابية الطاقة، والإشارات، واستجابات الإجهاد. على الرغم من أن العضيات الخلفية المعترف بها كعضيات داخل الخلية، إلا أن سلوكها خلال تقدم دورة الخلية لا يزال غير واضح. خلال الانقسام الخلوي، تخضع عدة عضيات، بما في ذلك الميتوكوندريا وجهاز جولجي، لإعادة تشكيل واسعة النطاق وإعادة تجميع لاحقة، مما يثير التساؤل عما إذا كانت العضيات الميتوكوندرية تخضع أيضا لتغيرات تعتمد على دورة الخلية. نظرا لأن الديويكس يمكن أن تكون مصادر طاقة ومراكز إشارة، فإن توضيح ديناميكياتها أثناء الانقسام الميتوزيكي أمر بالغ الأهمية. لمعالجة ذلك، نقدم بروتوكولا يجمع بين تزامن دورة الخلية وتلوين LD الفلوري في خلايا الورم الكبدي. يتم مزامنة الخلايا عند حدود G2/M باستخدام نهج قائم على مثبط كيناز 1 المعتمد على السيكلين، وتطلق في دورة الخلية، وتجمع في نقاط زمنية محددة. ثم يتم وسم الديفيدات بصبغة دهنية محايدة ويتم رؤيتها بواسطة مجهر فلوري. توفر هذه الطريقة نهجا قابلا للتكرار لفحص إعادة توزيع LD أثناء الانقسام الانقسابي، ويمكن تطبيقها على نطاق واسع في دراسات بيولوجيا العضيات، وتنظيم الأيض، وفسيولوجيا الخلايا السرطانية.
دورة الخلية هي حدث منسق للغاية يضمن التكرار والفصل الدقيق للحمض النووي الكروموسومي 1,2، حيث تعاد تنظيم العضيات داخل الخلايا ديناميكيا3. يتكون من أربع مراحل رئيسية: G1، S، G2، و M 1,2. أثناء الانقسام الميتوزيكي، تصطف الكروموسومات المكررة عند المستوى الاستوائي للمغزل ثنائي القطب ثم تنتقل لاحقا إلى خليتين ابنتين4. تخضع العضيات مثل الميتوكوندريا وجهاز جولجي لإعادة تشكيل واسعة خلال الانقسام 5,6,7,8. تفككت هذه العضيات إلى حويصلات صغيرة قبل أن توزع على الخليتين الابنتين، حيث تعاد تجميعها خلال التقدم خلال دورة الخليةاللاحقة 3.
قطرات الدهون (LDs) هي عضيات محايدة تحتوي على الدهون تتكون من نواة من الدهون المحايدة محاطة بطبقة أحادية من الفوسفوليبيد. ترتبط بمجموعة متنوعة من البروتينات وتوجد على نطاق واسع في العديد من أنواع الخلايا، بما في ذلك الخلايا المتكاثرة 9,10. تختلف تركيبة البروتين والدهون في LDs حسب نوع الخلية والنسيج11. من بين هذه البروتينات، تم دراسة عائلة البيريبين (PLIN) بشكل مكثف، ويقوم PLIN2 بتثبيت LDs في خلايا الكبد12,13. بالإضافة إلى التثبيت البنيوي، تم ربط بروتينات عائلة PLIN بتنظيم ديناميكيات LD والتفاعلات مع مكونات خلاية أخرى14. تعمل LDs ليس فقط كمستودعات تخزين لترايسيل جليسرول وإستر الكولوستيريل، بل أيضا كمراكز لعملية الطاقة الأيضية15، ومسارات الإشارة16، والتكيف مع الإجهاد17. في الحالات المرضية، مثل التهاب الكبد الدهني المرتبط بخلل الأيض (MASH، المعروف سابقا باسم NASH)، يزداد تراكم LD بشكل ملحوظ مقارنة ب السيطرة الصحية18,19، مما يبرز أهميته في بيولوجيا المرض. ومع ذلك، لم تتوفر سوى ملاحظة محدودة لتحديد المواقع المكانية للديوبلاك في الخلايا المنقسمة، رغم الأبحاث المكثفة حول ديناميكيات الميتوكوندريا، والشبكة الإندوبلازمية، وجهاز جولجي أثناء الانقسام. قمنا بتحليل تحديد موقع الديفيوز اللقائي أثناء الانقسام الانقسابي، باستخدام الطريقة المعروضة هنا. لقد أبلغنا سابقا أن العضيات الخالية أظهرت أنماط توزيع مكاني تختلف عن تلك الخاصة بالعضيات داخل الخلية الأخرى20.
هنا، نقدم بروتوكولا مفصلا لدراسة توزيع LDs والعضيات داخل الخلايا الأخرى أثناء الانقسام في خلايا الورم الكبدي. تشمل الطريقة تزامن دورة الخلية والتلوين الفلوري، مما يتيح التصور المتكرر لديناميكيات LD أثناء الانقسام الميتوزي. تظهر النتائج التمثيلية أن LDs تظهر تغيرات تعتمد على دورة الخلية في التوزيع المكاني بين الطور والانقسام الخلوي، مما يسهل تحليلا مقارنا لتحديد موقع اللانكزال أثناء انقسام الخلايا. يمكن تطبيق هذا النهج بشكل واسع لدراسة تحديد موقع العضيات، والديناميكاة، وتنظيم الأيض في كل من السياقات الفسيولوجية والمرضية.
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
1. الحلول الأصلية المطلوبة لهذا البروتوكول
2. تحضير حمض الأوليك المصاحب مع BSA
3. تزامن حدود G2/M للخلايا
4. إزالة كاشف RO-3306 من الخلايا المتزامنة للدخول في المرحلة الانقسامية
5. تحضير عينات الخلايا الانقسامية
6. صبغ العضيات الخلوية وغيرها من العضيات الخلوية
7. ملاحظة العضيات داخل الخلايا وموقعها تحت الخلوي
8. قياس عدد وحجم ال LDs
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
تزامن خلايا الورم الدهسي عند حدود G2/M باستخدام RO-3306
لدراسة ديناميكيات العضيات داخل الخلايا أثناء الانقسام الميتوزي، تم استخدام RO-3306، وهو مثبط انتقائي ل CDK1، لمزامنة الخلايا عند حدود G2/M20,21. عندما عولجت الخلايا بمثبط CDK1 لمدة 20 ساعة تليها ساعة إضافية في وسط جديد، تم تزامن أكثر من 50٪ من الخلايا عند حدود G2/M (الشكل 1). بإزالة RO-3306، يسمح للخلايا بالدخول إلى دورة الخلية. قبل غ...
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
تشير إعادة توزيع LDs أثناء الانقسام النصفي إلى أن تموضعها ليس عشوائيا بل يتزامن مع إعادة تنظيم الخلايا الهيكلية وتقدم دورة الخلية. على وجه الخصوص، قد يعكس استبعاد LDs من منطقة المغزل قيودا مكانية تفرضها تجميع المغزل المنصفوي أو آليات النقل النشطة التي تحافظ على فصل العضيات أثناء انقسام الخلية. في هذه الدراسة، نقدم نهجا بسيطا وقابلا للتكرار لتحضير الخلايا الانقسامية للتليين المناعي الفلوري، مع تصور LDs أثناء انقسام الخلايا. لتصوير LD، استخدمنا صبغتين دهنيين متميزتين طيفية (أخضر وأحمر-فلور...
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
يعلن المؤلفون أنه لا توجد لديهم تضارب مصالح فيما يتعلق بمحتوى هذا المقال.
وقد دعمت هذه الدراسة منحة جامعة شوا للباحثين الشباب ومنحة JSPS KAKENHI رقم 24K10084.
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
| الاسم | الشركة | رقم فهرسي | التعليقات |
|---|---|---|---|
| 0.25% Trypsin/EDTA | Wako | 201-16945 | تفكك الخلايا |
| طبق زراعي مقاس 10 سم | Corning | 430167 | زراعة الخلايا |
| طبق زراعي للأنسجة مقاس 35 ملم | IWAKI | 3000-035 | زراعة الخلايا |
| طبق زراعي للأنسجة مقاس 6 سم | IWAKI | 3010-060 | زراعة الخلايا |
| جسم مضاد لـ PLIN2 (ADRP) | Proteintech | 15294-1-AP | علامة قطيرات الدهون |
| جسم مضاد لـ PLIN3 (TIP47) | Proteintech | 10694-1-AP | علامة قطيرات الدهون |
| جسم مضاد لـ α-tubulin | Sigma-Aldrich | T6199 | علامة المغزل الانقسامي |
| BODIPY 493/503 | Invitrogen | D3922 | تلطيخ الدهون المحايدة |
| فلتر أعلى الزجاجة (0.22 ميكرومتر) | NEST | WNB343001 | ترشيح معقم لمحلول OA-BSA |
| ألبومين مصل البقر (BSA) | Sigma-Aldrich | A8022 | عامل حظر |
| ملمع أظافر شفاف | متاح تجاريا | لا ينطبق | ختم أغطية الشريحة |
| مجهر انعكاسي | Olympus | FV1200 | تصوير عالي الدقة |
| DAPI | Dojindo | 340-07971 | تلطيخ النواة |
| D-PBS (منزوع) | Wako | 049-29793 | زراعة الخلايا |
| وسط دولبيكو المعدّل للخلايا النسر (DMEM) | Wako | 041-30081 | وسط زراعة الخلايا |
| الكحول (99.5%) | Wako | 057-00456 | مذيب لحمض الأوليك |
| BSA خالٍ من الأحماض الدهنية | Sigma-Aldrich | A7030 | بروتين ناقل لحمض الأوليك |
| مصل بقريّ جنيني | Gibco | 10270-106 | مكمل الوسط |
| أجسام مضادة ثانوية فلورية (موصولة بـ Alexa Fluor) | متاح تجاريا | لا ينطبق | أجسام مضادة ثانوية محددة للأنواع لفحص المناعة الفلورية |
| برنامج FV10-ASW | Olympus | لا ينطبق | اكتساب ومعالجة الصور |
| غطاء زجاجي (φ15 ملم) | Matsunami | 2-176-03 | زرع الخلايا للفحص المجهري |
| شرائح زجاجية للمجهر | Matsunami | SFF-001 | شرائح زجاجية لتركيب أغطية الشريحة |
| الغلوتاراتديهيد (محلول 25%) | Wako | 073-00536 | تثبيت بديل لـ PLIN3 |
| خلايا HuH7 | بنك الخلايا JCRB | JCRB0403 | سليلة خلايا سرطان الكبد البشري |
| صبغة LipidTOX Red للدهون المحايدة | Invitrogen | H34476 | صبغة بديلة لقطيرات الدهون |
| غاز النيتروجين (N2) | متاح تجاريا | لا ينطبق | تبخر الإيثانول |
| حمض الأوليك | Sigma-Aldrich | O1383 | لتحضير كومبينات حمض الأوليك-BSA |
| البارافورمالديهايد، 4% في PBS | Nacalai Tesque | 09154-85 | تثبيت |
| البنسللين-ستربتومايسين | Gibco | 15140-122 | مضادات حيوية |
| محلول فوسفات عازل (×10) | لا ينطبق | لا ينطبق | يمكن استبدالها بأي مورد |
| RO-3306 | Sigma-Aldrich | SML0569 | مثبط CDK1 لمزامنة G2/M |
| SlowFade Diamond Antifade Mountant | Invitrogen | S36963 | وسط التركيب |
| كلوريد الصوديوم (NaCl) | Wako | 191-01665 | تحضير 150 ملي مولار من NaCl |
| هيدروكسيد الصوديوم (NaOH) | Wako | 080-01061 | استخدم في صابونية حمض الأوليك |
| شرائح تحليل الخلايا Tali | Thermo | T10794 | استخدم في تحليل دورة الخلية |
| عداد الخلايا Tali المستند إلى الصور | Thermo | لا ينطبق | استخدم في تحليل دورة الخلية |
| Triton X-100 | Sigma-Aldrich | T8787 | اختراق الخلايا |
| مجهر فلوري واسع المجال | KEYENCE | BZ-9000 | فحص سريع للخلايا الانقسامية |
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.