13 ביולי 2018
כאן, אנו מציגים פרוטוקול העושה JC-1 צבע כדי להעריך את פוטנציאל ממברנה מיטוכונדריאלי של התאים לאחר נחשפים היפוקסיה/reoxygenation עם או בלי סוכן מגן.
שיטה זו יכולה לעזור למדוד את ההשפעה של היפוקסיה/חמצון מחדש על תאים בפוטנציאל הממברנה המיטוכונדריאלית, וניתן להשתמש בה כדי להעריך אם חומר מגן מפני פציעה. היתרון העיקרי של בדיקה זו הוא ש-MMP שזוהה על ידה הוא במקרה של גורמים כמו גודל המיטוכונדריה. בנוסף, יש לו דרישה נמוכה לחומרים ולזוהר.
התחל עם 70% מיוציטים לבביים אנושיים בצלחת של שש בארות. לאחר שטיפת התאים במי מלח פוספט, הוסף תרופה או רכב בשני מיליליטר של סרום ו-DMM ללא גלוקוז. דגירה באינקובטור תרבית תאים המכיל 5% CO2 ו-95% אוויר בטמפרטורה של 37 מעלות צלזיוס למשך 30 דקות לפני היפוקסיה.
לאחר 30 דקות הכניסו את צלחת מיוציטים לבביים אנושיים לצנצנת אנהיפוקסית אטומה בנפח 2.5 ליטר. מצויד בזרז לניקוי חמצן חופשי, ומחוון אנרובי למדידת מתח החמצן במדיום. מניחים את הצנצנת בחממת תרבית הרקמות.
צבע האינדיקטור האנרובי משתנה מכחול בהיר בסביבה נורמוקסית ללבן חיוור בתנאים היפוקסיים. חמצן מחדש את מיוציטי הלב האנושיים על ידי הוצאת צלחת שש הבארות מהצנצנת והנחתה על מדף החממה למשך שעתיים. לאחר החמצון יש לשטוף את התאים במיליליטר אחד של PBS שחומם מראש, ולהוסיף 0.5 מיליליטר של 25% טריפסין שחומם מראש לאורך דופן הבאר.
דגירה בטמפרטורה של 37 מעלות צלזיוס למשך כדקה עד שכל מיוציטים לבביים אנושיים כמעט מנותקים. לאחר מכן הוסף מיליליטר אחד של מדיום שלם DMEM לבארות כדי לנטרל את הטריפסין. העבירו את תרחיף התא לצינור צנטריפוגה של 15 מיליליטר, וגלולה HCMs על ידי צנטריפוגה ב-500 פעמים G למשך שלוש דקות, בטמפרטורת החדר.
לאחר צנטריפוגליזציה, שאפו בזהירות את הסופרנטנט מבלי להפריע לכדורים. לאחר מכן הוסף 5 מיליליטר של מדיום שלם של מיוציט לב אנושי, ו-5 מיליליטר של תמיסת עבודה JC-1 לכל צינור. השעו מחדש את ה-HCMs על ידי פיפטינג למעלה ולמטה.
מכסים את הצינורות בנייר אלומיניום כדי למנוע הלבנה של מחוון הפלורסנט, ודוגרים על התאים בתנאים רגילים למשך 20 דקות. לאחר הטלת מיוציטים של הלב האנושי על ידי צנטריפוגה ב-500 פעמים G למשך שלוש דקות בצנטריפוגה מקוררת מראש לארבע מעלות צלזיוס, שטפו את התאים פעמיים עם שני מיליליטר של מאגר צביעה JC-1 קר כקרח. לאחר השטיפה השנייה, השעו מחדש את מיוציטי הלב האנושיים ב-300 מיקרוליטר של מאגר מכתים קר כקרח.
ולסנן את הדגימות לתוך צינורות הדגימה המתאימים. נתח את התאים על ידי זרימה ציטומטרית תוך 30 דקות. הפעל את ציטומטר הזרימה וודא שהתוכנה מחוברת.
בצע הפעלה נוזלית. התחל את הזרם והגדר את ההפסקה. פתח שני חלונות עלילת נקודות בתוכנת ציטומטריית הזרימה.
בחר אור מפוזר קדימה על ציר ה-X, ואור מפוזר בצד על ציר ה-Y בתרשים הנקודה הראשונה. לייצג את מאפייני התאים מבחינת גודלם והגרגיריות שלהם, בהתאמה. בחר את ערוץ זיהוי PE עבור ציר ה-Y.
ו-FITC עבור ציר ה-X, באמצעות סולם לוגריתמי בתרשים הנקודה השני, המשמש למדידת עוצמת הפריחה של צבע JC-1 בתאים. לחץ על פריקה כדי לשחרר את זרוע התמיכה בצינור, ומקם את צינור הדגימה הריק המכיל מיוציטים לבביים אנושיים שלא נצבעו ב-JC-1. לחץ על עומס כדי להחזיר את זרוע התמיכה למצב העבודה שלה.
לחץ על רשומה כדי לאסוף חלקיקים מהמתלה בצינור הדגימה הריק. ולהתאים את המתחים של תעלות פלואורסנס בתרשים הנקודה השנייה. שער את אוכלוסיית התאים לניתוח נוסף בתרשים הנקודות הראשון.
לאחר מכן, נתח את מיוציטים הלב האנושיים. הצג את הנתונים הסטטיסטיים של כל צינור דגימה וחשב את ה-MMPs של כל דגימה על ידי חלוקת היחס בין עוצמת העפלור האדום לזה של עוצמת העפלור הירוק. היפוקסיה וחמצון מחדש גורמים באופן משמעותי לאפופטוזיס של מיוציטים לבביים אנושיים, בהשוואה לתאים רגילים כפי שנמדד על ידי יחס Annexin PI.
רפואה סינית מסורתית עם השפעות מגנות על הלב, מנעה אפופטוזיס של HCMs לאחר היפוקסיה/חמצון מחדש. כפי שמוצג כאן, היחס בין אדום/ירוק JC-1 לאחר טיפול במק"ס המיטוכונדריאלי היה כמעט אפס. תואם את התוצאות של בדיקת האפופטוזיס.
הקבוצה שטופלה ב-H/R הראתה יחס אדום/ירוק נמוך משמעותית, בהשוואה לקבוצה הרגילה. והפך שינוי יחס כזה. בזמן ניסיון הליך זה, חשוב לזכור להפעיל את התאים העמוסים ב-JC-1 במאגר עומד קר כקרח, שכן לטמפרטורה יש השפעה ניכרת על יציבות פוטנציאל הממברנה המיטוכונדריאלית.
בעקבות הליך זה, ניתן לבצע שיטות אחרות כמו מניפולציה גנטית כדי לענות על שאלות נוספות כמו אם הירידה ב-MMP נובעת מפתיחת MPTP.
צפו בתמליל המלא וקבלו גישה לאלפי סרטונים מדעיים
פרוטוקול זה משתמש בצבע JC-1 כדי להעריך את הפוטנציאל הממברני המיטוכונדריאלי (MMP) של תאים שנחשפו להיפוקסיה/ראוקסיגנציה. הוא גם מעריך את ההשפעות המגנות של חומרים כנגד פגיעה תאית.
Assessing mitochondrial membrane potential (MMP) is critical for evaluating cardioprotective strategies in ischemia-reperfusion injury models. This flow cytometry-based JC-1 assay provides a quantitative, high-throughput readout of mitochondrial depolarization in human cardiac myocytes, enabling mechanistic de-risking of therapeutic candidates targeting reperfusion injury. The method supports target validation by linking MMP changes to mitochondrial permeability transition pore (mPTP) opening, a key event in cardiomyocyte death.
The assay fits within the early discovery continuum, supporting target validation and lead identification by providing mechanistic insights into mitochondrial dysfunction in cardiovascular disease models.