Quantitative autoradiografische Methode zur Bestimmung der regionalen Raten der zerebralen Proteinsynthese in Vivo

R. Michelle Saré; Anita Torossian; Michael Rosenheck; Tianjian Huang; Carolyn Beebe Smith

doi:10.3791/58503

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Methodenartikel

Quantitative autoradiografische Methode zur Bestimmung der regionalen Raten der zerebralen Proteinsynthese in Vivo

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DOI:

10.3791/58503

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28. Juni 2019

R. Michelle Saré¹ , Anita Torossian¹ , Michael Rosenheck¹ , Tianjian Huang¹ , Carolyn Beebe Smith¹

¹Section on Neuroadaptation and Protein Metabolism, National Institute of Mental Health, National Institutes of Health

In diesem Artikel

Zusammenfassung

Die Proteinsynthese ist ein kritischer biologischer Prozess für Zellen. Im Gehirn ist es für adaptive Veränderungen erforderlich. Die Messung der Raten der Proteinsynthese im intakten Gehirn erfordert sorgfältige methodische Überlegungen. Hier stellen wir die l-[1-¹⁴C]-eucinquantitative autoradiographische Methode zur Bestimmung der regionalen Raten der zerebralen Proteinsynthese in vivo vor.

Zusammenfassung

Proteinsynthese ist für die Entwicklung und Aufrechterhaltung der neuronalen Funktion erforderlich und ist an adaptiven Veränderungen im Nervensystem beteiligt. Darüber hinaus wird angenommen, dass dysregulation der Proteinsynthese im Nervensystem ein Kernphäpnotyp bei einigen Entwicklungsstörungen sein kann. Eine genaue Messung der Raten der zerebralen Proteinsynthese in Tiermodellen ist wichtig, um diese Störungen zu verstehen. Die Methode, die wir entwickelt haben, wurde entwickelt, um auf das Studium von wachen, sich verhaltenden Tieren angewendet zu werden. Es ist eine quantitative autoradiografische Methode, so dass es Raten in allen Regionen des Gehirns gleichzeitig liefern kann. Die Methode basiert auf der Verwendung einer Tracer-Aminosäure, L-[1-¹⁴C]-Leucin, und einem kinetischen Modell des Verhaltens von L-Leucin im Gehirn. Wir haben uns für L-[1-¹⁴C]-Leucin als Tracer entschieden, da es nicht zu fremd gekennzeichneten Stoffwechselprodukten führt. Es wird entweder in Protein eingliedert oderschnell metabolisiert, um ¹⁴CO2 zu ergeben, das in einem großen Pool von unbeschriftetem CO2 im Gehirn verdünnt wird. Die Methode und das Modell ermöglichen auch den Beitrag von unbeschrifteten Leucin aus Gewebeproteolyse in den Gewebevorläuferpool für die Proteinsynthese. Die Methode hat die räumliche Auflösung, um Proteinsyntheseraten in Zell- und Neuropilschichten sowie hypothalamische und schädelige Nervenkerne zu bestimmen. Um zuverlässige und reproduzierbare quantitative Daten zu erhalten, ist es wichtig, sich an Verfahrensdetails zu halten. Hier stellen wir die detaillierten Verfahren der quantitativen autoradiographischen L-[1-¹⁴C]-Leucin-Methode zur Bestimmung der regionalen Raten der Proteinsynthese in vivo vor.

Einleitung

Die Proteinsynthese ist ein wichtiger biologischer Prozess, der für eine langfristige adaptive Veränderung des Nervensystems erforderlich ist¹. Hemmende Proteinsynthese blockiert die Langzeitspeicherspeicherung bei Wirbellosen und Wirbeltieren². Proteinsynthese ist wichtig für die Aufrechterhaltung der späten Phasen einiger Formen der Langzeitpotenzierung (LTP) und Langzeitdepression (LTD)³, neuronale Überleben während der Entwicklung⁴, und für die allgemeine Wartung des Neurons und seiner synaptische Verbindungen⁵. Die Messung der Raten der Proteins....