שינויים ברמות הסידן התוך-תאיות בפודוציטים הם אחד האמצעים החשובים ביותר לשליטה בתפקוד הסינון של גלומרולים. כאן אנו מסבירים גישה בעלת תפוקה גבוהה המאפשרת זיהוי של טיפול בסידן בזמן אמת ופעילות תעלות יונים בודדות בפודוציטים של הגלומרולים הטריים שבודדו.
מאמר שיטה
שינויים ברמות הסידן התוך-תאיות בפודוציטים הם אחד האמצעים החשובים ביותר לשליטה בתפקוד הסינון של גלומרולים. כאן אנו מסבירים גישה בעלת תפוקה גבוהה המאפשרת זיהוי של טיפול בסידן בזמן אמת ופעילות תעלות יונים בודדות בפודוציטים של הגלומרולים הטריים שבודדו.
פודוציטים (תאי אפיתל גלומרולרים כלייתיים) ידועים כמווסתים את החדירות הגלומרולרית ושומרים על המבנה הגלומרולרי; תפקיד מפתח לתאים אלה בפתוגנזה של מחלות כליה שונות נקבע מכיוון שפגיעה בפודוציטים מובילה לפרוטאינוריה ולמחיקת תהליך כף הרגל. בעבר דווח כי חומרים אנדוגניים שונים עלולים לגרום לעומס יתר דרמטי בריכוז Ca2+ תוך תאי בפודוציטים, מה שמוביל ככל הנראה לאלבומינוריה, וזה קורה ככל הנראה באמצעות תעלות יונים מוליכות סידן. לכן, נראה שחשוב לחקור את הטיפול בסידן בפודוציטים הן בתנאים רגילים והן במצבים פתולוגיים שונים. עם זאת, גישות ניסיוניות זמינות נותרו מוגבלות במידה מסוימת לתאים מתורבתים וטרנספטקטים. למרות שהם מייצגים מודל בסיסי טוב למחקרים כאלה, הם מופקים למעשה מהסביבה הטבעית של הגלומרולוס. כאן אנו מתארים את המתודולוגיה של חקר הפודוציטים כחלק מהגלומרולוס השלם המבודד הטרי. תכשיר זה שומר על הפוטנציאל התפקודי של הפודוציטים, שעדיין מחוברים לנימים; לכן, פודוציטים נשארים בסביבה המשמרת את החלקים העיקריים של מנגנון הסינון של גלומרולי. כתב היד הנוכחי מרחיב על שתי גישות ניסיוניות המאפשרות 1) זיהוי בזמן אמת של שינויים בריכוז הסידן בעזרת מיקרוסקופ פלואורסצנטי קונפוקלי רציומטרי, ו-2) רישום פעילות תעלות היונים הבודדות בפודוציטים של הגלומרולים המבודדים הטריים. מתודולוגיות אלו מנצלות את היתרונות של הסביבה הטבעית של הגלומרולוס המאפשרות לחוקרים לפתור שינויים חריפים בטיפול בסידן תוך תאי בתגובה ליישומים של חומרים שונים, למדוד את הריכוז הבסיסי של סידן בתוך התאים (למשל, להעריך את התקדמות המחלה), ולהעריך ולתפעל את מוליכות הסידן ברמה של תעלות יונים בודדות.
הכליות לשמור על איזון homeostatic לחומרים שונים ולהסדיר את נפח דם באופן שקובע כולל לחץ דם. הפרעות בסינון הכלייתי, הספיגה או להוביל להפרשה או מצבים פתולוגיים מלווים, החל יתר או תת לחץ דם בסופו מחלת כליות בשלב שסופו של דבר דורשת השתלת כליה. יחידת כליות הסינון (glomerulus) מורכבת משלוש שכבות - האנדותל הנימים, קרום במרתף ושכבת תא בודד של תאי אפיתל - podocytes, אשר ממלא תפקיד מרכזי בשמירה על שלמות החריץ-סרעפת והפונקציה 1. חוסר תפקוד במסנן גלומרולרי permselective גורם לאובדן שתן של מקרומולקולות, כגון חלבון. סוכנים שונים עשויים להשפיע על המבנה של podocytes ותהליכי רגלם, הקובע את שלמות מחסום סינון glomeruli.
Podocytes מעורב בתחזוקה של הגנב שפונקצית סינון eruli. זה כבר נקבע כי טיפול סידן נאותה podocyte מוביל לפציעת תא וממלא תפקיד חשוב בהתקדמות של צורות שונות של nephropathies 2,3. לכן, פיתוח של מודל המאפשר למדידה ישירה של שינויי ריכוז סידן תוך תאי יהיה אינסטרומנטלי ללימודים של פונקצית podocyte. glomeruli המבודדת שימשה בעבר במחקרים רבים, כולל מדידה של מקדם השתקפות אלבומין משנה 4 והערכה של זרמים סלולריים נפרד במדידות תיקון מהדק אלקטרו כל תא 5,6. בעבודה הנוכחית אנו מתארים את הפרוטוקול שמאפשר לחוקר למדוד תאיים שינויי ריכוז סידן בתגובה לבקשות של סוכנים תרופתיים, להעריך את הרמות בסיסיות של סידן בתוך התאים, ולהעריך את פעילות ערוצי סידן בודדת. מדידות ריכוז סידן Ratometric וelectrop תיקון מהדקhysiology שימש לקביעת שינויים בריכוז סידן תוך תאי במסגרת פעילות podocyte והערוץ, בהתאמה.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
שימוש בבעלי חיים ולרווחתם צריך לדבוק במדריך NIH לטיפול ושימוש בחי המעבדה הבא פרוטוקולים נבדקו ואושרו על ידי הוועדה המוסדית הטיפול בבעלי חיים והשימוש (IACUC).
פלאש 1. הכליות
2. בידוד של glomeruli העכברוש
3. ערוץ יחיד תיקון מהדק אלectrophysiology
4. מדידות ratiometric Confocal הקרינה של ריכוז סידן תוך תאים בPodocytes
ניתוח תמונה 5. למדידות סידן
6. חישובי ריכוז סידן תוך תאים באמצעות Fluo-4 פלואורסצנטי איתותים

הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
כאן אנו התייחסנו לבעיה של מדידת שינויים חריפים ברמות סידן בpodocytes. איור 1 מראה ייצוג סכמטי של פרוטוקול הניסוי תוכנן על מנת לבצע הדמיה confocal הקרינה חי ברזולוציה גבוהה והקלטות פעילות ערוץ יון אחד בpodocytes של טרי glomeruli מכרסם מבודדת. בקצרה, לאחר החולדה מורדמת, צריכים להיות סמוקות הכליות עם PBS כדי לנקות אותם מדם. לאחר מכן, הכליות הם נכרת וdecapsulated, וglomeruli מבודדות מקליפת הכליה על ידי סינון ההפרש. חלק מהמדגם שניתן לנקוט לניתוח תיקון מהדק וניתן לטעון ...
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
הגישה המתוארת כאן מאפשרת הניתוח של טיפול בסידן על ידי podocytes של glomeruli המכרסמים. טכניקה זו מאפשרת יישום של אלקטרופיזיולוגיה תיקון מהדק היחידה ערוץ וההדמיה confocal ratiometric הקרינה. עם זאת, ניתן להשתמש בשתי הגישות בנפרד, בכוחות עצמם. יש הפרוטוקול המוצע כמה צעדים פשוטים יחסית, הכוללים סומק) בכליות 1; בידוד של glomeruli ידי סינון ההפרש 2); 3) ביצוע ניסויי אלקטרו תיקון מהדק, או דגירה של glomeruli עם צבעי ניאון תיוג סידן הדמיה confocal ratiometric של שינויים בסידן תוך תאי.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
יש המחברים אין לחשוף.
המחברים מבקשים להודות לגלן סלוקום (ספר לרפואה של ויסקונסין) וקולין א לאבין (ניקון מכשירים, Inc) לקבלת סיוע טכני מעולה עם ניסויים במיקרוסקופ. גרגורי בלס הוא הודה להגהה ביקורתית של כתב היד. מחקר זה נתמך על ידי המכון הלאומי לבריאות וHL108880 מענק איגוד סוכרת האמריקנית להעניק 1-15-BS-172 (לAS), ובן ג 'יפס מחקר המלגה מהאגודה לנפרולוגיה האמריקנית (ל- DVI).
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
| שם | חברה | מספר קטלוג | הערות |
|---|---|---|---|
| Fluo4 AM | Life Technologies | F14217 | 500 µl ב-DMSO |
| FuraRed AM | Life Technologies | F-3020 | |
| Poly-ʟ-lysine | Sigma-Aldrich | P4707 | |
| Pluronic acid | Sigma-Aldrich | F-68 | תמיסה |
| Ionomycin | Sigma-Aldrich | I3909-1ML | |
| מסובב מבחנות | Miltenyi Biotec GmbH | 130-090-753 | גרמניה |
| מיקרוסקופ קונפוקלי של Nikon (הפוך) | Nikon | Nikon A1R | עירור לייזר 488 nm. מסנני פליטה 500-550 nm ו-570-620 nm |
| עדשה | Nikon | Plan Apo 60x/NA 1.4 Oil | |
| זכוכית כיסוי | Thermo Scientific | 6661B52 | |
| גריז לוואקום גבוה | Dow Corning | תרכובת סיליקון | |
| תוכנה | Nikon | Nikon NIS-Elements | |
| תא הקלטה/פרפוזיה | Warner Instruments | RC-26 | |
| מגבר Patch clamp | Molecular Devices | MultiClamp 700B | |
| מערכת רכישת נתונים | Molecular Devices | Digidata 1440A | מערכת Axon Digidata® |
| מסנן מעביר נמוך | Warner Instruments | LPF-8 | Bessel 8-pole |
| קפילריות זכוכית בורוסיליקט | World Precision Instruments | 1B150F-4 | |
| מכשיר למשיכת מיקרופיפטות | Sutter Instrument Co | P-97 | מכשיר למשיכת מיקרופיפטות מסוג Flaming/Brown |
| מיקרופורג' (Microforge) | Narishige | MF-830 | יפן |
| מיקרו-מניפולטור ממוטור | Sutter Instrument Co | MP-225 | |
| מיקרוסקופ הפוך | Nikon | Eclipse Ti | |
| שולחן בידוד מרעידות מיקרוסקופיות | TMC | מצויד בכלוב פאראדיי | |
| מערכת פרפוזיה רב-שסתומית | AutoMake Scientific | Valve Bank II | |
| תא הקלטה/פרפוזיה | Warner Instruments | RC-26 | |
| תוכנה | Molecular Devices | pClamp 10.2 | |
| Nicardipine | Sigma-Aldrich | N7510 | |
| Iberiotoxin | Sigma | I5904-5UG | |
| Niflumic acid | Sigma-Aldrich | N0630 | |
| DIDS | Sigma-Aldrich | D3514-25MG | |
| TEA chloride | Tocris | T2265 | |
| RPMI 1640 | Life Technologies | 11835030 | ללא אנטיביוטיקה |
| BSA | Sigma-Aldrich | A8327 | תמיסת אלבומין 30% |
| שולחן ניתוחים בבקרה טמפרטורית | MCW core | למכרסמים | |
| נפה פלדה: | #100 (150 μm), 140 (106 μm) | ||
| Gilson, Inc SIEVE 3 SS FH NO200 | Fisher Sci | 50-871-316 | |
| Gilson, Inc SIEVE 3 SS FH NO270 | Fisher Sci | 50-871-318 | |
| Gilson, Inc SIEVE 3 SS FH NO400 | Fisher Sci | 50-871-320 | |
| רשת 200 | Sigma-Aldrich | s4145 | מסנן עבור CD-1 |
| מיקרוסקופ בינוקולרי | Nikon | Eclipse TS100 | |
| מיקרוסקופ בינוקולרי | Nikon | SMZ745 | |
| מערכת פרפוזיה מבוססת משאבת מזרק | Harvard Apparatus | ||
| צינוריות פוליאתילן | Sigma-Aldrich | PE50 | |
| הרדמה ב-Isofluorane | VetEquip, Inc. | 911103 | |
| ריאגנטים בסיסיים אחרים | Sigma-Aldrich |
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
בקש הרשאה לשימוש חוזר בטקסט או באיורים של מאמר JoVE זה
בקש הרשאה