Este protocolo permite la visualización reproducible de gotas lipídicas y la dinámica de orgánulos durante la mitosis utilizando células hepatomáticas sincronizadas.
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Artículo de método
Este protocolo permite la visualización reproducible de gotas lipídicas y la dinámica de orgánulos durante la mitosis utilizando células hepatomáticas sincronizadas.
Las gotas lipídicas intracelulares (LDs) son ubicuas en varios tipos celulares. Los LD almacenan lípidos neutros como el triacilglicerol y el éster de colesteril y desempeñan papeles importantes en el metabolismo energético, la señalización y las respuestas al estrés. Aunque los LD son reconocidos como orgánulos intracelulares, su comportamiento durante la progresión del ciclo celular sigue siendo incierto. Durante la mitosis, varios orgánulos, incluidos los mitocondrios y el aparato de Golgi, sufren una extensa remodelación y posterior reensamblaje, lo que plantea la cuestión de si los LD también sufren cambios dependientes del ciclo celular. Dado que los LD pueden servir como fuentes de energía y centros de señalización, aclarar su dinámica durante la mitosis es de especial importancia. Para abordar esto, presentamos un protocolo que combina la sincronización del ciclo celular con la tinción fluorescente de LD en células hepatomáticas. Las células se sincronizan en el límite G2/M mediante un enfoque basado en inhibidores de la quinasa 1 dependiente de ciclina, se liberan en el ciclo celular y se recogen en puntos temporales específicos. Los LDs se etiquetan entonces con un tinte lipídico neutro y se visualizan mediante microscopía de fluorescencia. Este método proporciona un enfoque reproducible para examinar la redistribución del LD durante la mitosis y puede aplicarse ampliamente a estudios de biología de orgánulos, regulación metabólica y fisiología de células cancerosas.
El ciclo celular es un evento altamente orquestado que garantiza la duplicación y segregación precisa del ADNcromosómico 1,2, durante el cual los orgánulos intracelulares se reorganizandinámicamente 3. Consta de cuatro fases principales: G1, S, G2 y M 1,2. Durante la mitosis, los cromosomas duplicados se alinean en el plano ecuatorial del huso bipolar y posteriormente se transfieren a dos célulashijas 4. Los orgánulos como las mitocondrias y el aparato de Golgi sufren una extensa remodelación durante lamitosis 5,6,7,8. Estos orgánulos se fragmentaron en pequeñas vesículas antes de distribuirse a las dos células hijas, donde se reensamblan durante la progresión a través del ciclo celular3.
Las gotas lipídicas (LD) son orgánulos que contienen lípidos neutros y están compuestos por un núcleo de lípidos neutros rodeado por una monocapa de fosfolípidos. Están asociados a un conjunto diverso de proteínas y se encuentran ampliamente en muchos tipos de células, incluyendo las célulasproliferantes 9,10. La composición de proteínas y lípidos de los LDs varía según el tipo de célula ytejido 11. Entre estas proteínas, la familia de la perilipina (PLIN) ha sido ampliamente estudiada, y PLIN2 estabiliza las LDs enhepatocitos 12,13. Además de la estabilización estructural, las proteínas de la familia PLIN han estado implicadas en la regulación de la dinámica de la LD e interacciones con otros componentescelulares 14. Los LD funcionan no solo como depósitos de almacenamiento para el triacilglicerol y el éster de colesterilo, sino también como centros para el metabolismo energético15, las vías deseñalización 16 y la adaptación alestrés 17. En condiciones patológicas, como la esteatohepatitis asociada a disfunción metabólica (MASH, anteriormente conocida como NASH), la acumulación de disfunción lúctica aumenta notablemente en comparación con el controlsano 18,19, lo que pone de manifiesto su importancia en la biología de las enfermedades. Sin embargo, solo se ofreció una observación limitada de la localización espacial de las LDs en células en divisiones, a pesar de la extensa investigación sobre la dinámica de las mitocondrias, el retículo endoplasmático y el aparato de Golgi durante la mitosis. Analizamos la localización de la LD durante la mitosis, utilizando el método presentado aquí. Anteriormente hemos informado que los LD exhibían patrones de distribución espacial distintos a los de otros orgánulosintracelulares 20.
Aquí ofrecemos un protocolo detallado para investigar la distribución de LDs y otros orgánulos intracelulares durante la mitosis en células hepatomas. El método incluye sincronización del ciclo celular y tinción fluorescente, lo que permite la visualización reproducible de la dinámica de la LD durante la mitosis. Los resultados representativos demuestran que las LD muestran cambios dependientes del ciclo celular en la distribución espacial entre la interfase y la mitosis, facilitando un análisis comparativo de la localización de LD durante la división celular. Este enfoque puede aplicarse ampliamente para estudiar la localización, dinámica y regulación metabólica de los orgánulos tanto en contextos fisiológicos como patológicos.
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1. Soluciones estándar necesarias para este protocolo
2. Preparación de ácido oleico conjugado con BSA
3. Sincronización de fronteras G2/M de celdas
4. Eliminación del reactivo RO-3306 de las células sincronizadas para entrar en la fase mitótica
5. Preparación de muestras de células mitóticas
6. Tinción de LDs y otros orgánulos celulares
7. Observación de orgánulos intracelulares y su localización subcelular
8. Cuantificación del número y tamaño de los LD
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Sincronización de células hepatomáticas en el límite G2/M usando RO-3306
Para investigar la dinámica de los orgánulos intracelulares durante la mitosis, se utilizó RO-3306, un inhibidor selectivo de CDK1, para sincronizar las células en el límite G2/M 20,21. Cuando las células fueron tratadas con el inhibidor CDK1 durante 20 horas seguidas de una hora adicional en un medio fresco, más del 50% de las células estaban sin...
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La redistribución observada de los LDs durante la mitosis sugiere que su posición no es aleatoria, sino que está en coordinación con la reorganización del citoesqueleto y la progresión del ciclo celular. En particular, la exclusión de los LDs de la región del huso puede reflejar restricciones espaciales impuestas por el ensamblaje mitótico del huso o por mecanismos de transporte activo que mantienen la segregación de orgánulos durante la división celular. En este estudio, presentamos un ...
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Los autores declaran que no tienen conflictos de interés respecto al contenido de este artículo.
Este estudio fue apoyado por la Beca de la Universidad Showa para Jóvenes Investigadores y la Subvención JSPS KAKENHI Número 24K10084.
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| Nombre | Empresa | Número de catálogo | Comentarios |
|---|---|---|---|
| 0.25% Trypsin/EDTA | Wako | 201-16945 | Disociación celular |
| Placa de cultivo de 10 cm | Corning | 430167 | Cultivo celular |
| Placa de cultivo de tejido de 35 mm | IWAKI | 3000-035 | Cultivo celular |
| Placa de cultivo de tejido de 6 cm | IWAKI | 3010-060 | Cultivo celular |
| Anticuerpo anti-PLIN2 (ADRP) | Proteintech | 15294-1-AP | Marcador de gotas de lípidos |
| Anticuerpo anti-PLIN3 (TIP47) | Proteintech | 10694-1-AP | Marcador de gotas de lípidos |
| Anticuerpo anti-α-tubulina | Sigma-Aldrich | T6199 | Marcador del huso mitótico |
| BODIPY 493/503 | Invitrogen | D3922 | Tinción de lípidos neutrales |
| Filtro de tapón de botella (0.22 μm) | NEST | WNB343001 | Filtración estéril de solución de OA–BSA |
| Álbumina sérica bovina (BSA) | Sigma-Aldrich | A8022 | Reactivo de bloqueo |
| Esmalte de uñas transparente | Disponible en el comercio | No aplicable | Sellado de cubreobjetos |
| Microscopio confocal | Olympus | FV1200 | Imágenes de alta resolución |
| DAPI | Dojindo | 340-07971 | Tinción nuclear |
| D-PBS (–) | Wako | 049-29793 | Cultivo celular |
| Medio de Eagle modificado de Dulbecco (DMEM) | Wako | 041-30081 | Medio de cultivo celular |
| Etanol (99.5%) | Wako | 057-00456 | Solvente para ácido oleico |
| BSA libre de ácidos grasos | Sigma-Aldrich | A7030 | Proteína portadora para ácido oleico |
| Suero fetal bovino | Gibco | 10270-106 | Suplemento de medio |
| Anticuerpos secundarios fluorescentes (conjugados con Alexa Fluor) | Disponible en el comercio | No aplicable | Anticuerpos secundarios específicos de especie para inmunofluorescencia |
| Software FV10-ASW | Olympus | No aplicable | Adquisición y procesamiento de imágenes |
| Cubreobjetos de vidrio (φ15 mm) | Matsunami | 2-176-03 | Sembrado celular para microscopía |
| Diapositivas de microscopio de vidrio | Matsunami | SFF-001 | Diapositivas de vidrio para montaje de cubreobjetos |
| Glutaraldehído (solución al 25%) | Wako | 073-00536 | Fijación alternativa para PLIN3 |
| Células HuH7 | JCRB Cell Bank | JCRB0403 | Línea celular de hepatoma humano |
| Tinción de lípidos neutrales LipidTOX Red | Invitrogen | H34476 | Tinción alternativa de gotas de lípidos |
| Gas nitrógeno (N2) | Disponible en el comercio | No aplicable | Evaporación de etanol |
| Ácido oleico | Sigma-Aldrich | O1383 | Para la preparación de conjugados de ácido oleico–BSA |
| Paraformaldehído, 4% en PBS | Nacalai Tesque | 09154-85 | Fijación |
| Penicilina-estreptomicina | Gibco | 15140-122 | Antibióticos |
| Solución salina fosfatada (×10) | No aplicable | No aplicable | Puede sustituirse por cualquier proveedor |
| RO-3306 | Sigma-Aldrich | SML0569 | Inhibidor de CDK1 para sincronización G2/M |
| Sustente de montaje anti-apagón SlowFade Diamond | Invitrogen | S36963 | Medio de montaje |
| Cloro de sodio (NaCl) | Wako | 191-01665 | Preparación de NaCl 150 mM |
| Hidroxido sódico (NaOH) | Wako | 080-01061 | Usado para saponificación del ácido oleico |
| Diapositivas de análisis celular Tali | Thermo | T10794 | Usado para análisis del ciclo celular |
| Citómetro basado en imágenes Tali | Thermo | No aplicable | Usado para análisis del ciclo celular |
| Tritón X-100 | Sigma-Aldrich | T8787 | Permeabilización celular |
| Microscopio de fluorescencia de campo amplio | KEYENCE | BZ-9000 | Pantalla rápida de células en mitosis |
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