תעלות יונים מתבטאות באפיתל צינורי הכליות לשחק תפקיד משמעותי בפתולוגיה של מחלת כליות פוליציסטיות. כאן אנו מתארים פרוטוקולי ניסוי המשמשים לביצוע מדידות וניתוח רמת סידן תוך תאי תיקון מהדק באפיתל פיברוזיס המבודדים טרי מכליות מכרסמים.
הרשמה ל-JoVE נדרשת לצפייה בתוכן זה. התחברו או התחילו בגרסת ניסיון בחינם.
מאמר שיטה
תעלות יונים מתבטאות באפיתל צינורי הכליות לשחק תפקיד משמעותי בפתולוגיה של מחלת כליות פוליציסטיות. כאן אנו מתארים פרוטוקולי ניסוי המשמשים לביצוע מדידות וניתוח רמת סידן תוך תאי תיקון מהדק באפיתל פיברוזיס המבודדים טרי מכליות מכרסמים.
ייזום ציסטה והתרחבות במחלת כליות פוליציסטיות הוא תהליך מורכב המתאפיין בהפרעות בשגשוג תאי צינורי, הצטברות נוזלים והיווצרות luminal מטריקס. פעילות של תעלות יונים ואיתות סידן תוך תאי פרמטרים פיסיולוגיים מפתח הקובעים פונקציות של האפיתל צינורי. אנחנו פיתחנו שיטה מתאימה לתצפית בזמן אמת של פעילות תעלות יונים עם טכניקת תיקון מהדק ורישום של Ca 2 + רמה תאית בmonolayers אפיתל המבודדים טרי מציסטות כליות. חולדות PCK, מודל גנטי של מחלה אוטוזומלית רצסיבית פוליציסטיות כליות (ARPKD), שמשו כאן לניתוח vivo לשעבר של תעלות יונים ושטף סידן. שתואר כאן הוא הליך צעד-אחר-צעד מפורט שנועד לבודד את monolayers פיברוזיס וצינוריות-מורחב שאינם מPCK או חולדות נורמליות ספראג Dawley (SD), ולעקוב אחר פעילות ערוץ אחד וCa 2 + דינמיקה תאית.שיטה זו אינה דורשת עיבוד האנזימטית ומאפשרת ניתוח בהגדרת יליד monolayer אפיתל מבודד טרי. יתר על כן, טכניקה זו היא רגישה מאוד לשינויי סידן תוך תאי ויוצרת תמונות ברזולוציה גבוהות למדידות מדויקות. לבסוף, האפיתל פיברוזיס המבודד יכול לשמש עוד לצביעה עם נוגדנים או צבעים, הכנת תרבויות עיקריות וטיהור למבחנים ביוכימיים שונים.
תעלות יונים לשחק תפקיד משמעותי בהרבה פונקציות פיסיולוגיות, כוללים צמיחת תאים והתמיינות. מחלות אוטוזומלית דומיננטיות ורצסיבי פוליציסטיות כליות (ADPKD וARPKD, בהתאמה) הן הפרעות גנטיות המתאפיינות בפיתוח של שלפוחיות מלאות נוזל כליות של מקור תאי אפיתל צינורי. ADPKD נגרמים על ידי מוטציות של גני PKD1 או PKD2 קידוד polycystins 1 ו -2 חלבונים, קרום מעורב בוויסות של התפשטות תאים והתמיינות. PKD2 על ידי עצמו או כמורכב עם PKD1 גם לתפקד כערוץ קטיון -permeable Ca 2 + 1. מוטציות של fibrocystin PKHD1 גן המקודד (חלבון כמו קולט-הקשורים cilia המעורב בtubulogenesis ו / או התחזוקה של קוטביות של אפיתל) הן הדחף הגנטי של ARPKD 2. צמיחת ציסטה היא תופעה מורכבת בליווי התפשטות מופרעת 3,4, אנגיוגנזה 5, dedifferentiation ואובדן הקוטבity של תאי צינורי 6-8.
ספיגה פגומה והפרשה מוגברת באפיתל פיברוזיס לתרום להצטברות נוזלים בהרחבת הלום וציסטה 9,10. זרימה תלויה פגום [Ca 2 +] איתות אני כבר קשור גם לcystogenesis במהלך PKD 11-15.
כאן, אנו מתארים שיטה מתאימה למדידות תיקון מהדק של פעילות ערוץ אחד וCa 2 + רמות תאיות בmonolayers אפיתל פיברוזיס מבודד מחולדות PCK. שיטה זו יושמה בהצלחה על ידינו לאפיין פעילות של ערוץ אפיתל Na + (ENaC) 10 ו[ Ca 2 +] אני -dependent תהליכים הנגרמים על ידי Ca 2 + TRPV4 -permeable ומפל איתות purinergic 13.
במחקרים אלה השתמשנו חולדות PCK, מודל של ARPKD נגרמים על ידי מוטציה ספונטנית בגן PKHD1. זן PCK היה originally נובע מSprague-Dawley (SD) חולדות 16 חולדות ובכך SD משמשות כבקרה נאותה להשוואה עם מתח PCK. כתוצאה מכך, שני מגזרי SD עכברוש נפרון וצינורות איסוף מורחב שאינם מבודדים מאותו חולדות PCK יכולים לשמש כשתי קבוצות השוואה שונות לניסויים באפיתל פיברוזיס.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
הפרוצדורות המתוארות להלן אושרו על ידי ועדת הטיפול ושימוש בבעלי חיים המוסדיים בבית הספר לרפואה של ויסקונסין ואוניברסיטת מרכז מדע בריאות טקסס ביוסטון והיו בהתאם למכונים הלאומי לבריאות מדריך לטיפול והשימוש בחי מעבדה. איור 1 מדגים את שלבים עיקריים של בידוד הרקמות והליך עיבוד. בקצרה, כליות מחולדות PCK או SD משמשות לבידוד ידני של monolayers אפיתל של איסוף צינורות או מצינוריות-חייג אינן בריאה או ציסטות. כאן למדנו כליות 4-16 שבועות חולדות PCK ישנים 10,13.
1. צינוריות מגזרי בידוד של ציסטות בכליות וקשיות חיבור (CNT) / איסוף (CD)
אלקטרופיזיולוגיה 2. ערוץ יחיד תיקון מהדק
3. מדידות ratiometric epifluorescence של ריכוז סידן תוך תאים בתאי אפיתל
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
מעורבות ENaC פוטנציאלית בcystogenesis הודגמה על ידי מספר מחקרים שנצפו גורם גדילה באפידרמיס שיבש (EGF) איתות בהתקדמות PKD 22-25 וספיג החוזר של סודיום חריג בARPKD מודלים עכברי ותרביות רקמת 26-28. לדוגמא, Veizis et al. הראה כי קליטת amiloride רגישה Na + היא ירידה בתאי CD ממודל העכבר הלא-orthologous BPK של ARPKD 29. אנחנו הוכחנו לאחרונה כי נתרן לקוי וספיגת מים בציסטות הוא גורם חשוב בהחמרת cystogenesis 10. באופן ספציפי, אנ...
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
שתארנו כאן יישומים של טכניקת תיקון- clamp הקונבנציונלית וסידן הדמיה epifluorescence לmonolayers אפיתל פיברוזיס נגזר ממודל גנטי בעכברים של ARPKD. הפרוטוקול מורכב משלושה שלבים, שרוב תשומת הלב צריך להיות משולם על הבידוד של ציסטות (שלב 1.5 של סעיף הפרוטוקולים) ומחקרי אלקטרו. נהלי מפתח אלה דורשים אימון וסבלנות רבים, והקורא לא צריך להיות מתוסכל ובעונה אחת.
קודם כל, את עיקר תשומת הלב צריך להיות משולם על התהליך של בידוד ...
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
למחברים אין מה לחשוף.
המחברים מבקשים להודות לגלן סלוקום (ספר לרפואה של ויסקונסין) וקולין א לאבין (מכשירי Nikon Inc) לקבלת סיוע טכני מעולה עם ניסויים במיקרוסקופ. מחקר זה נתמך על ידי המכון הלאומי לבריאות מעניקים R01 HL108880 (לAS), R01 DK095029 (לOPO) וK99 HL116603 (לכפית), קרן הלאומית לכליות IG1724 (לכפית), איגוד לב האמריקאי 13GRNT16220002 (לOPO) ו בן ג 'יפס מחקר המלגה מהאגודה האמריקנית לנפרולוגיה (ל- DVI).
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
| שם | חברה | מספר קטלוג | הערות |
|---|---|---|---|
| Fura-2 AM | Life Technologies | F-14185 | |
| Fluo-8 | AAT Bioquest | 21091 | |
| פולי-L-ליזין | סיגמא-אולדריץ' | P4707 | |
| חומצה פלורונית | סיגמא-אולדריץ' | F-68 | תמיסה |
| Shaker | Boekel Scientific | 260350 | |
| מקור אור | Sutter Instrument Co | Lambda XL | עם נהג גלגל תריס/פילטר משולב |
| מסנני צפיפות ניטרלית | Nikon | ND4, ND8 | |
| Objective | Nikon | SFluo | 40/1.3 DIC WD 0.22 |
| מצלמת | שמן Andor Technologies | Zyla sCMOS | |
| Nikon מיקרוסקופ (הפוך) | Nikon Nikon Eclipse TE2000-S | ||
| כיסוי זכוכית | Thermo Scientific | 6661B52 | |
| עיפרון יהלום | Fisher Scientific | 22268912 | |
| תוכנת רכישת תמונות | Nikon Nikon | NIS-Elements | |
| תוכנת ניתוח תמונות | ImageJ | http://imagej.nih.gov/ | ND Utility plugin מאפשר לייבא תמונות בפורמט המקורי של Nikon Instruments .nd2 |
| תא הקלטה/זלוף | מגבר Warner Instruments | RC-26 | |
| Patch Clamp | Devices Molecular Devices | MultiClamp 700B | |
| Data Acquisition System | התקנים מולקולריים | Digidata 1440A | Axon Digidata® מערכת |
| מסנן מעבר נמוך | וורנר אינסטרומנטס | LPF-8 | 8 מוט בסל |
| בורוסיליקט נימי זכוכית | דיוק עולמיים | 1B150F-4 | |
| חולץ מיקרופיפטה | Sutter Instrument Co | P-97 | חולץ מיקרופיפטה מסוג בוער / חום |
| Microforge | Narishige | MF-830 | יפן |
| מיקרומניפולטור | ממונעSutter Instrument Co | MP-225 | |
| מיקרוסקופ הפוך | Nikon | Eclipse Ti | |
| שולחן בידוד מיקרו-רטט | TMC | מצויד בכלוב פאראדיי | |
| מערכת זלוף שסתומים רב-ערוצית | AutoMake Scientific | Valve Bank II | |
| תא הקלטה/זלוף | תוכנת Warner Instruments | RC-26 | |
| מכשירים מולקולריים | pClamp 10 . 2 | ||
| שולחן כירורגי מבוקר טמפרטורה | ליבת | למכרסמים | |
| סטריאומיקרוסקופ דו-עיני | Nikon | SMZ745 | |
| מערכת זלוף מבוססת משאבת מזרק | מכשירי | ||
| צינורות פוליאתילן | Sigma-Aldrich | PE50 | |
| הרדמה איזופלואורן | http://www.vetequip.com/ | 911103 | |
| ריאגנטים בסיסיים אחרים | סיגמא-אולדריץ' |
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.