פרוטוקול זה מתאר שיטה לניתוח כמותי של היווצרות חלבון mitophagy במיוחד בתאי ביתא מדגימות איון האנושי העיקרי. טכניקה זו ובכך מאפשרת ניתוח של mitophagy מתוך חומר ביולוגי מוגבל, אשר חיוניים בדגימות יקרות של תא הלבלב האנושי.
הרשמה ל-JoVE נדרשת לצפייה בתוכן זה. התחברו או התחילו בגרסת ניסיון בחינם.
מאמר שיטה
פרוטוקול זה מתאר שיטה לניתוח כמותי של היווצרות חלבון mitophagy במיוחד בתאי ביתא מדגימות איון האנושי העיקרי. טכניקה זו ובכך מאפשרת ניתוח של mitophagy מתוך חומר ביולוגי מוגבל, אשר חיוניים בדגימות יקרות של תא הלבלב האנושי.
Mitophagy הוא מסלול חיוני בקרת איכות מיטוכונדריאלי, אשר חיוני עבור התא ביתא איון הלבלב ביואנרגיה כדי דלק מגורה ממריצים אינסולין שחרור. הערכה של mitophagy הוא מאתגר ולעתים קרובות דורש כתבים גנטיים או טכניקות משלימים מרובים לא מנוצל בקלות בדגימות רקמות, כגון איואי הלבלב האנושי העיקרי. כאן אנו להפגין גישה חזקה כדי להמחיש ומכמת היווצרות של מתחמי מפתח אנדוגניים מרכזיים באיים הלבלב האנושי העיקרי. ניצול הקירבה רגישות לסדר שיטת החיבור כדי לזהות אינטראקציה של הרגולטורים mitophagy NRDP1 ו USP8, אנחנו מסוגלים במיוחד לכמת היווצרות מתחמי mitophagy חיוניים באתרו. על-ידי צימוד גישה זו כדי להכתים את גורם התמלול PDX1, אנחנו יכולים לכמת את מתחמי mitophagy, ואת הגורמים שיכולים לפגוע mitophagy, במיוחד בתוך תאי בטא. המתודולוגיה שאנו מתארים מתגבר על הצורך בכמויות גדולות של תמציות הסלולר הנדרשות למחקרים של חלבון-חלבון אחרים, כגון immunoprecipitation (IP) או ספקטרומטר מסה, והוא אידיאלי לדגימות של איון אנושי יקרות בדרך כלל לא זמינים בכמויות מספיקות עבור גישות אלה. יתרה מזאת, מתודולוגיה זו בדקה את הצורך בטכניקות מיון זרימה כדי לטהר את תאי הבטא מאוכלוסיית איון הטרוגנית עבור יישומי החלבון במורד הזרם. לפיכך, אנו מתארים פרוטוקול רב ערך עבור ויזואליזציה של mitophagy תואם מאוד לשימוש באוכלוסיות תאים הטרוגנית ומוגבלת.
תאים ביתא הלבלב לייצר את האינסולין הנדרש כדי לשמור על הומאוסטזיס הגלוקוז נורמלי, וכישלון שלהם תוצאות בפיתוח של כל צורות הסוכרת. תאי בטא שומרים על קיבולת מיטוכונדריאלי חזקה כדי ליצור את האנרגיה הדרושה לחילוף החומרים של גלוקוז עם שחרור אינסולין. לאחרונה, זה התברר כי התחזוקה של מסה מיטוכונדריאלי פונקציונלי היא בעלת חשיבות מרכזית עבור הפונקציה האופטימלית של תא ביתא1,2,3. על מנת לקיים מסה מיטוכונדריאלי פונקציונלי, תאי בטא להסתמך על מנגנוני בקרת איכות כדי להסיר תפקוד, פגום, או הזדקנות המיטוa4. אנחנו ואחרים הוכיחו בעבר כי תאים ביתא להסתמך על צורה מיוחדת של מחזור מיטוכונדריאלי, הנקרא הוראות מיטוכונדריאלי (או mitophagy), כדי לשמור על איכות מיטוכונדריאלי בקרת מכרסמים והאדם האנושי1, 2,5. למרבה הצער, עם זאת, לא היתה שיטה פשוטה כדי לזהות mitophagy, או באופן מידי הביע רכיבים mitophagy, בתאי בטא הלבלב האנושי.
לאחרונה הראינו כי במעלה הזרם של mitophagy בתאי ביתא מסתמך על היווצרות של מתחם חלבון הכולל את E3 ליגסים CLEC16A ו NRDP1 והוא USP81. NRDP1 ו USP8 הוכחו באופן עצמאי להשפיע mitophagy באמצעות פעולה על מפתח מיאופלגיה מיזם parkin6,7. NRDP1 מטרות PARKIN עבור אוביקווינציה והשפלה כדי לכבות את mitophagy6, ו USP8 במיוחד באופן בלתי מקושר K6-parkin לקדם את הטרנסלוקציה שלה כדי המיטומטר7. שיטת החיבור הצמוד (PLA) הטכנולוגיה היתה מקדמה לאחרונה בתחום של אינטראקציה חלבון ביולוגיה8, המאפשר ויזואליזציה של אינטראקציות חלבונים אנדוגניים באתרו תאים בודדים, והוא אינו מוגבל על ידי חומר לדוגמה נדירים. מתודולוגיה זו מפתה במיוחד לביולוגיה של האדם/תא ביתא, בשל הספניות של זמינות המדגם, ביחד לצורך הבנת מתחמי חלבון רלוונטיים מבחינה פיזיולוגית בתוך סוגי תאים הטרוגנית.
ניצול הגישה PLA, אנחנו מסוגלים להתבונן מרכזי מפתח אנדוגניים מתחמי בתאי בטא הלבלב האנושי העיקרי וקווי התאים עצביים, ולהדגים את ההשפעות של סביבה diabetogenic על מסלול מיטואופג'י1. לסיכום, מטרת היסוד של פרוטוקול זה היא לנתח מתחמי חלבון mitophagy ספציפיים ברקמות חסר חומר שופע, או כאשר מחקרים קונבנציונאלי-חלבון האינטראקציה אינם אפשריים.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
השימוש של האדם תורם דה מזוהה הלבלב האנושי הוא באמצעות הלוח סקירה מוסדית (IRB) פטור ובהתאם למדיניות האוניברסיטה של מישיגן IRB. איונים הלבלב האנושי סופקו על ידי התוכנית הפצה משולבת של איון/NIDDK של משולב הפצת האיים (IIDP).
1. הכנה לדוגמא של האדם איון
2. אימונוהיסטוכימיה
3. שיטת היטל קירבה
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
ערכנו ניסויים הראשונית קו הלבלב MIN6 ביתא תא ואת SH-SY5Y ונוירובלסטומה חוט התא SH-SY5Y, כדי למטב ולאשר הן ספציפיות של הנוגדנים ואת אינטראקציות החלבון דמיינו. MIN6 תאים היו מצופים שמיכות ב 30,000 תאים/mL ושמאלה כדי לדבוק 48 h, SH-SY5Y תאים היו מצופים שמיכות ב 15,000 תאים/mL ושמאלה כדי לדבוק 24 h. לאחר מכן הפרוטוקול PLA התחיל לעיל, החל משלב 1.2.3. כדי להבטיח את הספציפיות של אותות PLA, אנו הראשון ביצע גישה זו בנוכחות של (אני) אין נוגדן ראשי (איור 2A,
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
כאן אנו מתארים גישה פשוטה ויעילה לשימוש NRDP1: USP8 PLA ברקמות/תאים של עניין היווצרות מכמת של מכלולי mitophagy במעלה. בעבר אישרו את היווצרות של מורכבות CLEC16A-NRDP1-USP8 mitophagy בתאי ביתא הלבלב על ידי כמה מתודולוגיות, כולל שיתוף immunoprecipitation ניסויים, תא ללא אינטראקציה לימודי, וחוץ גופית, כמו גם תא מבוסס והפגינו כיצד מורכב זה כוננים מורכבים השטף מיטואני מוסדר1,15. לימודי ה-PLA שאנו מדווחים ומתארים כאן מאפשרים תצוגה מהירה, כמותית, ומיוחדת לתא של מסלול mit...
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
. למחברים אין מה לגלות
המחברים מכירים בתמיכת JDRF (CDA-2016-189 וסרה-2018-539), המכון הלאומי לסוכרת ומחלות עיכול וכליות, המכונים הלאומיים לבריאות (R01-DK-108921), משפחת Brehm, ומשפחת אנטוני. פרס לפיתוח קריירה JDRF ל-S.A.S. נתמך בחלקו על ידי האקדמיה לסוכרת דנית, אשר נתמכת על ידי קרן נובו Nordisk.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
| שם | חברה | מספר קטלוג | הערות |
|---|---|---|---|
| 0.25% טריפסין-EDTA 1X | Life Technologies | 25200-056 | |
| טכנולוגיות חיים אנטיביוטיות-אנטימיקוטיות | 15240-062 | ||
| תמיסת בלוק | ביתי | 1X PBS, הוסף 10% סרום חמור ו-0.3% חומר ניקוי טריטון X-100. | |
| חוצץ | A תוצרת בית | להכנת 1 ליטר: מערבבים 8.8 גרם NaCl, 1.2 גרם בסיס Tris, 500ul Tween-20, עם 750 מ"ל ddH20. pH עד 7.5 עם HCl, וממלאים עד 1 ליטר. מסננים ומאחסנים ב-4 מעלות צלזיוס. מביאים ל-RT לפני השימוש הניסיוני | |
| Buffer B | תוצרת בית | להכנת 1 ליטר: מערבבים 5.84 גרם NaCl, 4.24 גרם בסיס Tris, 26 גרם Tris-HCl עם 500 מ"ל ddH20. pH עד 7.5, וממלאים ל-1 ליטר. סנן תמיסת ואחסן 4C. הביאו ל-RT לפני השימוש הניסיוני | |
| AffiniPure donkey מצומד נגד עזים | Jackson Labs | 705-175-147 | |
| ריאגנטים לזיהוי | Red Sigma- Aldrich | DU092008-100RXN | ערכה המכילה: מלאי תמיסת קשירה (5X), ליגאז, מלאי תמיסת הגברה (5X) ופולימראז. |
| DuoLink PLA בדיקה נגד עכבר MINUS | Sigma- Aldrich | DU092004-100RXN | |
| DuoLink PLA בדיקה נגד ארנב PLUS | Sigma- Aldrich | DU092002-100RXN | |
| סרום | |||
| עיזים פוליקלונלי אנטי-PDX1 (שיבוט A17) | סנטה קרוז | SC-14664 | RRID: AB_2162373 |
| HEPES (1M) | Life Technologies | 15630-080 | |
| קו תאי לבלב MIN6 | מתנה מ- D. Stoffers | קו תאי אינסולינומה של עכבר, המשמש לבדיקות מבוססות תאים. | |
| נוגדן חד-שבטי נגד USP8 של עכבר (שיבוט US872) | Sigma-Aldrich | SAB200527 | |
| Pap-pen | Research Products International | 195505 | |
| Parafilm | השתמש כדי לאטום נוגדנים ולבדוק תמיסות על התאים שלך כדי למנוע אידוי בעת שימוש בנפחי תמיסה קטנים. | ||
| PBT (תמיסת מלח חוצצת פוספט עם טריטון) | תוצרת בית | להכנת 50 מ"ל: 43.5 מ"ל LddH2O, 5 מ"ל 10X PBS, 0.5 מ"ל 10X BSA (תמיסה של 100 מ"ג/מ"ל), 1 מ"ל 10% טריטון X-100 תמיסת ddH20) | |
| פניצילין-סטרפטומיצין (100X) | Life Technologies | 15140-122 | |
| תמיסת מלח חוצצת פוספט, 10X | Fisher Scientific | BP399-20 | |
| PIM(ABS) סרום AB אנושי | Prodo Labs | PIM-ABS001GMP | |
| PIM(G) (גלוטמין) | Prodo Labs | PIM-G001GMP | |
| PIM(S) מדיה | Prodo Labs | PIM-S001GMP | |
| PR619 | Apex Bio | A812 | |
| Prolong Gold antifade Reagent עם DAPI | Life Technologies (בדיקות מולקולריות) | P36935 | |
| ארנב פוליקלונלי אנטי-FLRF / RNF41 (Nrdp1) | Bethyl Laboratories | A300-049A | RRID: AB_2181251 |
| תאי SH-SY5Y | מתנה מקו | תאי נוירובלסטומה אנושית L. Satin, המשמש לבדיקות מבוססות תאים. | |
| נתרן פירובט (100X) | Life Technologies | 11360-070 | |
| Triton X-100 | Fisher Scientific | BP151-100 | |
| Tween-20 | Fisher Scientific | BP337-100 | |
| מים לעבודת RNA (DEPC מים) | Fisher Scientific | BP361-1L |
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.