Name: כימות מבוסס פלואורסצנטיות של פוטנציאל הממברנה המיטוכונדריאלית ורמות הסופראוקסיד באמצעות הדמיה חיה בתאי HeLa (וידאו) | JoVE Journal
Uploaded: 2023-05-12T14:10:00.000+00:00
Duration: 6 min 57 s
Description: חקור דיסרגולציה מיטוכונדריאלית במחלות נוירודגנרטיביות באמצעות הדמיה חיה בפלואורסצנציה בתאי HeLa. השיטה מודדת פוטנציאל ממברנה ורמות סופראוקסיד לחקר מנגנוני מחלות כמו פרקינסון.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

אנו מודים לחברי מעבדת אוונס על המשוב המתחשב שלהם על כתב היד הזה. עבודה זו נתמכת על ידי מלגות דיוק וייטהד, חוקרי המדע והטכנולוגיה של דיוק ומלגת חנה גריי של המכון הרפואי הווארד יוז (HHMI). איור 1A נוצר באמצעות BioRender.com.

כימות פוטנציאל הממברנה המיטוכונדריאלית ורמות סופראוקסיד

<ol><li>Spinelli, J. B., Haigis, M. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+multifaceted+contributions+of+mitochondria+to+cellular+metabolism%5BTitle%5D)+AND+%22Nature+Cell+Biology%22%5BJournal%5D)">The multifaceted contributions of mitochondria to cellular metabolism.</a> Nature Cell Biology. 20 (7), 745-754 (2018).</li>
<li>West, A. P., Shadel, G. S., Ghosh, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Mitochondria+in+innate+immune+responses%5BTitle%5D)+AND+%22Nature+Reviews.+Immunology%22%5BJournal%5D)">Mitochondria in innate immune responses.</a> Nature Reviews. Immunology. 11 (6), 389-402 (2011).</li>
<li>Seth, R. B., Sun, L., Ea, C. K., Chen, Z. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Identification+and+characterization+of+MAVS%2C+a+mitochondrial+antiviral+signaling+protein+that+activates+NF-kappaB+and+IRF+3%5BTitle%5D)+AND+%22Cell%22%5BJournal%5D)">Identification and characterization of MAVS, a mitochondrial antiviral signaling protein that activates NF-kappaB and IRF 3.</a> Cell. 122 (5), 669-682 (2005).</li>
<li>Tait, S. W. G., Green, D. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Mitochondria+and+cell+signalling%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Cell+Science%22%5BJournal%5D)">Mitochondria and cell signalling.</a> Journal of Cell Science. 125, 807-815 (2012).</li>
<li>Antico Arciuch, V. G., Elguero, M. E., Poderoso, J. J., Carreras, M. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Mitochondrial+regulation+of+cell+cycle+and+proliferation%5BTitle%5D)+AND+%22Antioxidants+and+Redox+Signaling%22%5BJournal%5D)">Mitochondrial regulation of cell cycle and proliferation.</a> Antioxidants and Redox Signaling. 16 (10), 1150-1180 (2012).</li>
<li>Grunewald, A., Kumar, K. R., Sue, C. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((New+insights+into+the+complex+role+of+mitochondria+in+Parkinson%27s+disease%5BTitle%5D)+AND+%22Progress+in+Neurobiology%22%5BJournal%5D)">New insights into the complex role of mitochondria in Parkinson's disease.</a> Progress in Neurobiology. 177, 73-93 (2019).</li>
<li>Borsche, M., Pereira, S. L., Klein, C., Grunewald, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Mitochondria+and+Parkinson%27s+disease%3A+clinical%2C+molecular%2C+and+translational+aspects%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Parkinson%27s+Disease%22%5BJournal%5D)">Mitochondria and Parkinson's disease: clinical, molecular, and translational aspects.</a> Journal of Parkinson's Disease. 11 (1), 45-60 (2021).</li>
<li>Ou, Z., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Global+trends+in+the+incidence%2C+prevalence%2C+and+years+lived+with+disability+of+Parkinson%27s+disease+in+204+countries%2Fterritories+from+1990+to+2019%5BTitle%5D)+AND+%22Frontiers+in+Public+Health%22%5BJournal%5D)">Global trends in the incidence, prevalence, and years lived with disability of Parkinson's disease in 204 countries/territories from 1990 to 2019.</a> Frontiers in Public Health. 9, 776847(2021).</li>
<li>Martinez-Vicente, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Neuronal+mitophagy+in+neurodegenerative+diseases%5BTitle%5D)+AND+%22Frontiers+in+Molecular+Neuroscience%22%5BJournal%5D)">Neuronal mitophagy in neurodegenerative diseases.</a> Frontiers in Molecular Neuroscience. 10, 64(2017).</li>
<li>Youle, R. J., Narendra, D. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Mechanisms+of+mitophagy%5BTitle%5D)+AND+%22Nature+Reviews.+Molecular+Cell+Biology%22%5BJournal%5D)">Mechanisms of mitophagy.</a> Nature Reviews. Molecular Cell Biology. 12 (1), 9-14 (2011).</li>
<li>Villa, E., Marchetti, S., Ricci, J. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((No+Parkin+zone%3A+mitophagy+without+Parkin%5BTitle%5D)+AND+%22Trends+in+Cell+Biology%22%5BJournal%5D)">No Parkin zone: mitophagy without Parkin.</a> Trends in Cell Biology. 28 (11), 882-895 (2018).</li>
<li>Geisler, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+PINK1%2FParkin-mediated+mitophagy+is+compromised+by+PD-associated+mutations%5BTitle%5D)+AND+%22Autophagy%22%5BJournal%5D)">The PINK1/Parkin-mediated mitophagy is compromised by PD-associated mutations.</a> Autophagy. 6 (7), 871-878 (2010).</li>
<li>Kane, L. A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((PINK1+phosphorylates+ubiquitin+to+activate+Parkin+E3+ubiquitin+ligase+activity%5BTitle%5D)+AND+%22The+Journal+of+Cell+Biology%22%5BJournal%5D)">PINK1 phosphorylates ubiquitin to activate Parkin E3 ubiquitin ligase activity.</a> The Journal of Cell Biology. 205 (2), 143-153 (2014).</li>
<li>Koyano, F., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Ubiquitin+is+phosphorylated+by+PINK1+to+activate+parkin%5BTitle%5D)+AND+%22Nature%22%5BJournal%5D)">Ubiquitin is phosphorylated by PINK1 to activate parkin.</a> Nature. 510 (7503), 162-166 (2014).</li>
<li>Ordureau, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Defining+roles+of+PARKIN+and+ubiquitin+phosphorylation+by+PINK1+in+mitochondrial+quality+control+using+a+ubiquitin+replacement+strategy%5BTitle%5D)+AND+%22Proceedings+of+the+National+Academy+of+Sciences%22%5BJournal%5D)">Defining roles of PARKIN and ubiquitin phosphorylation by PINK1 in mitochondrial quality control using a ubiquitin replacement strategy.</a> Proceedings of the National Academy of Sciences. 112 (21), 6637-6642 (2015).</li>
<li>Ordureau, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Quantitative+proteomics+reveal+a+feedforward+mechanism+for+mitochondrial+PARKIN+translocation+and+ubiquitin+chain+synthesis%5BTitle%5D)+AND+%22Molecular+Cell%22%5BJournal%5D)">Quantitative proteomics reveal a feedforward mechanism for mitochondrial PARKIN translocation and ubiquitin chain synthesis.</a> Molecular Cell. 56 (3), 360-375 (2014).</li>
<li>Kitada, T., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Mutations+in+the+parkin+gene+cause+autosomal+recessive+juvenile+parkinsonism%5BTitle%5D)+AND+%22Nature%22%5BJournal%5D)">Mutations in the parkin gene cause autosomal recessive juvenile parkinsonism.</a> Nature. 392 (6676), 605-608 (1998).</li>
<li>Valente, E. M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((PARK6+is+a+common+cause+of+familial+parkinsonism%5BTitle%5D)+AND+%22Neurological+Sciences%22%5BJournal%5D)">PARK6 is a common cause of familial parkinsonism.</a> Neurological Sciences. 23, S117-S118 (2002).</li>
<li>Matsuda, N., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((PINK1+stabilized+by+mitochondrial+depolarization+recruits+Parkin+to+damaged+mitochondria+and+activates+latent+Parkin+for+mitophagy%5BTitle%5D)+AND+%22The+Journal+of+Cell+Biology%22%5BJournal%5D)">PINK1 stabilized by mitochondrial depolarization recruits Parkin to damaged mitochondria and activates latent Parkin for mitophagy.</a> The Journal of Cell Biology. 189 (2), 211-221 (2010).</li>
<li>Sriram, S. R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Familial-associated+mutations+differentially+disrupt+the+solubility%2C+localization%2C+binding+and+ubiquitination+properties+of+parkin%5BTitle%5D)+AND+%22Human+Molecular+Genetics%22%5BJournal%5D)">Familial-associated mutations differentially disrupt the solubility, localization, binding and ubiquitination properties of parkin.</a> Human Molecular Genetics. 14 (17), 2571-2586 (2005).</li>
<li>Vives-Bauza, C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((PINK1-dependent+recruitment+of+Parkin+to+mitochondria+in+mitophagy%5BTitle%5D)+AND+%22Proceedings+of+the+National+Academy+of+Sciences%22%5BJournal%5D)">PINK1-dependent recruitment of Parkin to mitochondria in mitophagy.</a> Proceedings of the National Academy of Sciences. 107 (1), 378-383 (2010).</li>
<li>Wong, Y. C., Holzbaur, E. L. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Optineurin+is+an+autophagy+receptor+for+damaged+mitochondria+in+parkin-mediated+mitophagy+that+is+disrupted+by+an+ALS-linked+mutation%5BTitle%5D)+AND+%22Proceedings+of+the+National+Academy+of+Sciences%22%5BJournal%5D)">Optineurin is an autophagy receptor for damaged mitochondria in parkin-mediated mitophagy that is disrupted by an ALS-linked mutation.</a> Proceedings of the National Academy of Sciences. 111 (42), E4439-E4448 (2014).</li>
<li>Bertolin, G., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Parkin+maintains+mitochondrial+levels+of+the+protective+Parkinson%27s+disease-related+enzyme+17-beta+hydroxysteroid+dehydrogenase+type+10%5BTitle%5D)+AND+%22Cell+Death+and+Differentiation%22%5BJournal%5D)">Parkin maintains mitochondrial levels of the protective Parkinson's disease-related enzyme 17-beta hydroxysteroid dehydrogenase type 10.</a> Cell Death and Differentiation. 22 (10), 1563-1576 (2015).</li>
<li>Crowley, L. C., Christensen, M. E., Waterhouse, N. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Measuring+mitochondrial+transmembrane+potential+by+TMRE+staining%5BTitle%5D)+AND+%22Cold+Spring+Harbor+Protocols%22%5BJournal%5D)">Measuring mitochondrial transmembrane potential by TMRE staining.</a> Cold Spring Harbor Protocols. 2016 (12), (2016).</li>
<li>Kuznetsov, A. V., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Mitochondrial+ROS+production+under+cellular+stress%3A+comparison+of+different+detection+methods%5BTitle%5D)+AND+%22Analytical+and+Bioanalytical+Chemistry%22%5BJournal%5D)">Mitochondrial ROS production under cellular stress: comparison of different detection methods.</a> Analytical and Bioanalytical Chemistry. 400 (8), 2383-2390 (2011).</li>
<li>Moore, A. S., Holzbaur, E. L. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Dynamic+recruitment+and+activation+of+ALS-associated+TBK1+with+its+target+optineurin+are+required+for+efficient+mitophagy%5BTitle%5D)+AND+%22Proceedings+of+the+National+Academy+of+Sciences%22%5BJournal%5D)">Dynamic recruitment and activation of ALS-associated TBK1 with its target optineurin are required for efficient mitophagy.</a> Proceedings of the National Academy of Sciences. 113 (24), E3349-E3358 (2016).</li>
<li>Evans, C. S., Holzbaur, E. L. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Degradation+of+engulfed+mitochondria+is+rate-limiting+in+Optineurin-mediated+mitophagy+in+neurons%5BTitle%5D)+AND+%22eLife%22%5BJournal%5D)">Degradation of engulfed mitochondria is rate-limiting in Optineurin-mediated mitophagy in neurons.</a> eLife. 9, e50260(2020).</li>
<li>Jacobsen, L. B., Calvin, S. A., Colvin, K. E., Wright, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((FuGENE+6+Transfection+Reagent%3A+the+gentle+power%5BTitle%5D)+AND+%22Methods%22%5BJournal%5D)">FuGENE 6 Transfection Reagent: the gentle power.</a> Methods. 33 (2), 104-112 (2004).</li>
<li>Schindelin, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Fiji%3A+an+open-source+platform+for+biological-image+analysis%5BTitle%5D)+AND+%22Nature+Methods%22%5BJournal%5D)">Fiji: an open-source platform for biological-image analysis.</a> Nature Methods. 9 (7), 676-682 (2012).</li>
<li>Mitra, K., Lippincott-Schwartz, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Analysis+of+mitochondrial+dynamics+and+functions+using+imaging+approaches%5BTitle%5D)+AND+%22Current+Protocols+in+Cell+Biology%22%5BJournal%5D)">Analysis of mitochondrial dynamics and functions using imaging approaches.</a> Current Protocols in Cell Biology. , Chapter 4, Unit 4.25 1-21 (2010).</li>
<li>Lin, H. C., Liu, S. Y., Lai, H. S., Lai, I. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Isolated+mitochondria+infusion+mitigates+ischemia-reperfusion+injury+of+the+liver+in+rats%5BTitle%5D)+AND+%22Shock%22%5BJournal%5D)">Isolated mitochondria infusion mitigates ischemia-reperfusion injury of the liver in rats.</a> Shock. 39 (3), 304-310 (2013).</li>
<li>Kholmukhamedov, A., Schwartz, J. M., Lemasters, J. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Isolated+mitochondria+infusion+mitigates+ischemia-reperfusion+injury+of+the+liver+in+rats%3A+mitotracker+probes+and+mitochondrial+membrane+potential%5BTitle%5D)+AND+%22Shock%22%5BJournal%5D)">Isolated mitochondria infusion mitigates ischemia-reperfusion injury of the liver in rats: mitotracker probes and mitochondrial membrane potential.</a> Shock. 39 (6), 543(2013).</li>
<li>Thorn, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Genetically+encoded+fluorescent+tags%5BTitle%5D)+AND+%22Molecular+Biology+of+the+Cell%22%5BJournal%5D)">Genetically encoded fluorescent tags.</a> Molecular Biology of the Cell. 28 (7), 848-857 (2017).</li>
<li>Pavel, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Contact+inhibition+controls+cell+survival+and+proliferation+via+YAP%2FTAZ-autophagy+axis%5BTitle%5D)+AND+%22Nature+Communications%22%5BJournal%5D)">Contact inhibition controls cell survival and proliferation via YAP/TAZ-autophagy axis.</a> Nature Communications. 9 (1), 2961(2018).</li>
<li>Rossignol, R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Energy+substrate+modulates+mitochondrial+structure+and+oxidative+capacity+in+cancer+cells%5BTitle%5D)+AND+%22Cancer+Research%22%5BJournal%5D)">Energy substrate modulates mitochondrial structure and oxidative capacity in cancer cells.</a> Cancer Research. 64 (3), 985-993 (2004).</li>
<li>Schornack, P. A., Gillies, R. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Contributions+of+cell+metabolism+and+H%2B+diffusion+to+the+acidic+pH+of+tumors%5BTitle%5D)+AND+%22Neoplasia%22%5BJournal%5D)">Contributions of cell metabolism and H+ diffusion to the acidic pH of tumors.</a> Neoplasia. 5 (2), 135-145 (2003).</li>
<li>Christensen, M. E., Jansen, E. S., Sanchez, W., Waterhouse, N. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Flow+cytometry+based+assays+for+the+measurement+of+apoptosis-associated+mitochondrial+membrane+depolarisation+and+cytochrome+c+release%5BTitle%5D)+AND+%22Methods%22%5BJournal%5D)">Flow cytometry based assays for the measurement of apoptosis-associated mitochondrial membrane depolarisation and cytochrome c release.</a> Methods. 61 (2), 138-145 (2013).</li>
<li>Muller, B., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Application+of+extracellular+flux+analysis+for+determining+mitochondrial+function+in+mammalian+oocytes+and+early+embryos%5BTitle%5D)+AND+%22Scientific+Reports%22%5BJournal%5D)">Application of extracellular flux analysis for determining mitochondrial function in mammalian oocytes and early embryos.</a> Scientific Reports. 9 (1), 16778(2019).</li>
<li>Connolly, N. M. C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Guidelines+on+experimental+methods+to+assess+mitochondrial+dysfunction+in+cellular+models+of+neurodegenerative+diseases%5BTitle%5D)+AND+%22Cell+Death+and+Differentiation%22%5BJournal%5D)">Guidelines on experimental methods to assess mitochondrial dysfunction in cellular models of neurodegenerative diseases.</a> Cell Death and Differentiation. 25 (3), 542-572 (2018).</li>
<li>Demine, S., Renard, P., Arnould, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Mitochondrial+uncoupling%3A+a+key+controller+of+biological+processes+in+physiology+and+diseases%5BTitle%5D)+AND+%22Cells%22%5BJournal%5D)">Mitochondrial uncoupling: a key controller of biological processes in physiology and diseases.</a> Cells. 8 (8), 795(2019).</li>
<li>Narendra, D., Tanaka, A., Suen, D. F., Youle, R. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Parkin+is+recruited+selectively+to+impaired+mitochondria+and+promotes+their+autophagy%5BTitle%5D)+AND+%22The+Journal+of+Cell+Biology%22%5BJournal%5D)">Parkin is recruited selectively to impaired mitochondria and promotes their autophagy.</a> The Journal of Cell Biology. 183 (5), 795-803 (2008).</li>
<li>Kwak, S. H., Park, K. S., Lee, K. U., Lee, H. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Mitochondrial+metabolism+and+diabetes%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Diabetes+Investigation%22%5BJournal%5D)">Mitochondrial metabolism and diabetes.</a> Journal of Diabetes Investigation. 1 (5), 161-169 (2010).</li>
<li>Reddy, P. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Role+of+mitochondria+in+neurodegenerative+diseases%3A+mitochondria+as+a+therapeutic+target+in+Alzheimer%27s+disease%5BTitle%5D)+AND+%22CNS+Spectrums%22%5BJournal%5D)">Role of mitochondria in neurodegenerative diseases: mitochondria as a therapeutic target in Alzheimer's disease.</a> CNS Spectrums. 14 (8), 8-13 (2009).</li>
<li>Wang, W., Zhao, F., Ma, X., Perry, G., Zhu, X. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Mitochondria+dysfunction+in+the+pathogenesis+of+Alzheimer%27s+disease%3A+recent+advances%5BTitle%5D)+AND+%22Molecular+Neurodegeneration%22%5BJournal%5D)">Mitochondria dysfunction in the pathogenesis of Alzheimer's disease: recent advances.</a> Molecular Neurodegeneration. 15 (1), 30(2020).</li>
<li>Baloyannis, S. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Mitochondrial+alterations+in+Alzheimer%27s+disease%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Alzheimer%27s+Disease%22%5BJournal%5D)">Mitochondrial alterations in Alzheimer's disease.</a> Journal of Alzheimer's Disease. 9 (2), 119-126 (2006).</li>
<li>Wallace, D. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Mitochondria+and+cancer%5BTitle%5D)+AND+%22Nature+Reviews.+Cancer%22%5BJournal%5D)">Mitochondria and cancer.</a> Nature Reviews. Cancer. 12 (10), 685-698 (2012).</li>
<li>Middleton, P., Vergis, N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Mitochondrial+dysfunction+and+liver+disease%3A+role%2C+relevance%2C+and+potential+for+therapeutic+modulation%5BTitle%5D)+AND+%22Therapeutic+Advances+in+Gastroenterology%22%5BJournal%5D)">Mitochondrial dysfunction and liver disease: role, relevance, and potential for therapeutic modulation.</a> Therapeutic Advances in Gastroenterology. 14, 17562848211031394(2021).</li>
</ol>

למחברים אין אינטרסים מתחרים להצהיר.

ניתן להשתמש בתהליך העבודה המתואר כאן כדי לכמת את פוטנציאל הממברנה המיטוכונדריאלית ואת רמות הסופראוקסיד בצורה חזקה וניתנת לשחזור באמצעות הדמיה מבוססת פלואורסצנטיות30. ישנן מגבלות טכניות חשובות שיש לקחת בחשבון בעת תכנון ניסויים אלה. תאי HeLa הודבקו בווקטור YFP ריק, YFP-ParkinWT או YFP-ParkinT240R. וקטור YFP הריק שימש כבקרה כדי לאשר שממצאי הניסוי היו ספציפיים לפרקין. עבור טרנספקציה חולפת, יחס מסה של 1:3 עבור DNA למגיב טרנספקציה נקבע בניסוי כמניב את שיעור הטרנספקציה הגבוה ביותר, ...

הרשת המיטוכונדריאלית היא סדרה של אברונים מחוברים זה לזה הממלאים תפקיד מכריע בייצור אנרגיה1, חסינות מולדת2,3 ואיתות תאי 4,5. חוסר ויסות מיטוכונדריאלי נקשר למחלות נוירודגנרטיביות כגון מחלת פרקינסון (PD)6,7. פרקינסון היא הפרעה נוירודגנרטיבית מתקדמת המשפיעה על נוירונים דופמינרגיים של החומר השחור המשפיעה על כמעט 10 מיליון אנשים ברחבי העולם8. מחלת פרקינסון נקשרה גנטית למיטופגיה, מסלול בקרת איכות מיטוכונדריאלי הנחוץ לשמירה על הומאוסטזיס תאי המסיר באופן סלקטיבי מיטוכונדריהפגומה 9,10. מחקרים זיהו מספר מסלולי מיטופגיה בלתי תלויים, כולל תחום FUN14 המכיל מיטופגיה בתיווך 1 (FUNDC1), מיטופגיה בהנחיית Bcl-2 3 (BNIP3), מיטופגיה תלוית NIX, ומיטופגיה 1 המושרה על ידי PTEN (PINK1)/מיטופגיה מווסתת פרקין10,11. PINK1 (קינאז משוער) ופרקין (E3 יוביקוויטין ליגאז) פועלים יחד עם מיטוכונדריה פגומה של פוספו-יוביקוויטינאט, אשר מניעה את היווצרותם של אוטופגוזומים הבולעים את האברון הפגוע ומתמזגים עם ליזוזומים כדי ליזום פירוק 12,13,14,15,16. מוטציות בפרקין נקשרו לפנוטיפים הקשורים לפרקינסון כגון ניוון עצבי באמצעות אובדן נוירונים דופמינרגיים17,18.
כאן, מתואר פרוטוקול שבו תאי HeLa, תאים אימורטליים בשימוש שגרתי שמקורם בסרטן צוואר הרחם, משמשים לחקור את התפקיד של פרקין בשמירה על בריאות הרשת המיטוכונדריאלית. תאי HeLa מבטאים רמות זניחות של פרקין אנדוגני ולכן דורשים ביטוי אקסוגני של פרקין19. כדי לחקור את תפקידו של פרקין בבריאות הרשת המיטוכונדריאלית, תאי HeLa נגועים בפרקין מסוג פרא (ParkinWT), מוטנט פרקין (ParkinT240R), או וקטור בקרה ריק. פרקיןT240R היא מוטציה אוטוזומלית רצסיבית לפרקינסוניזם נעורים המשפיעה על פעילות ליגאז פרקין E3, ומפחיתה משמעותית את יעילות מסלול המיטופגיה20. תאי HeLa כפופים לריכוזים קלים (5 מיקרומטר) או חמורים (20 מיקרומטר) של קרבוניל ציאניד m-כלורופניל הידרזון (CCCP), חומר לפירוק צימוד מיטוכונדריאלי. טיפול בריכוזים חמורים של CCCP משמש באופן שגרתי להשראת מיטופגיה בתיווך פרקין בשורות תאים שונות, כגון HeLa ותאי COS-721,22,23.
לאחר הטיפול, הפרוטוקול משתמש בהדמיה חיה של הרשת המיטוכונדריאלית באמצעות שני צבעים פלואורסצנטיים ממוקדים במיטוכונדריה הזמינים כיום. טטרמתילרודמין, אתיל אסטר, פרכלורט (TMRE) הוא צבע קטיוני המפליא בהתבסס על פוטנציאל קרום מיטוכונדריאלי24, ואילו מיטוסוקס הוא אינדיקטור סופראוקסיד מיטוכונדריאלי שבו עוצמת הפלואורסצנטיות היא פונקציה של ריכוז סופראוקסיד25. לבסוף, הפרוטוקול המתואר משתמש בכימות מבוסס פלואורסצנטיות ובזרימת עבודה פשוטה כדי לכמת ביעילות את פוטנציאל הממברנה המיטוכונדריאלית ואת רמות הסופראוקסיד עם טווח מינימלי להטיית המשתמש. למרות שפרוטוקול זה נועד לחקור את תפקוד המיטוכונדריה בתאי HeLa, ניתן להתאים אותו לקווי תאים נוספים ולסוגי תאים ראשוניים כדי לאפיין כמותית את בריאות הרשת המיטוכונדריאלית.

<table><tbody><tr><td><כימיקלים >חזקים, פפטידים וחלבונים רקומביננטיים</חזקים></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>CCCP (קרבוניל ציאניד m-כלורופניל הידרזון)&nbsp;</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>C2759</td><td></td></tr><tr><td>DMEM (1x) עם 4.5 גרם/ליטר גלוקוז</td><td>Gibco</td><td>11-965-084</td><td></td></tr><tr><td>DMSO,</td> נטול מים <td>ThermoFisher Scientific</td><td>D12345</td><td></td></tr><tr><td>סרום בקר עוברי</td><td>Hyclone</td><td>SH3007103</td><td></td></tr><tr><td>FuGENE 6 (מגיב טרנפיקציה)</td><td>Promega</td><td>E2691</td><td></td></tr><tr><td>GlutaMAX 100x (תמיסת L-גלוטמין)&nbsp;</td><td>גיבקו&nbsp;</td><td>35-050-061</td><td></td></tr><tr><td>Hoescht 33342</td><td>ThermoFisher Scientific</td><td>62249</td><td></td></tr><tr><td>MitoSOX&nbsp; אדום&nbsp;</td><td>ThermoFisher Scientific</td><td>M36008</td><td></td></tr><tr><td>MitoTracker אדום עמוק</td><td>ThermoFisher Scientific</td><td>M7514</td><td></td></tr><tr><td>Opti-MEM (מדיית סרום מחודשת)ThermoFisher</td> <td>31985070</td><td></td> <td>מדעי</td></tr><tr><td>טטרמתילרודמין, אתיל אסתר, פרכלורט (TMRE)&nbsp;</td><td>ThermoFisher Scientific</td><td>T669</td><td></td></tr><tr><td><מודלים ניסיוניים חזקים>: אורגניזמים/זנים</חזקים></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>HeLa-M (Homo sapiens)</td><td>A. Peden (מכון קיימברידג' למחקר רפואי)</td><td>N/A</td><td></td></tr><tr><td>DNA רקומביננטי</חזק></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>EYFP וקטור ריק</td><td>N/A</td><td>N/A</td><td></td></tr><tr><td>YFP-Parkin T240R</td><td>מאמר זה</td><td>נוצר על ידי מוטגנזה מכוונת אתר מ- YFP-Parkin</td><td></td></tr><tr><td>YFP-Parkin</td><td>WT Addgene; PMID:19029340</td><td>RRID:Addgene_23955</td><td></td></tr><tr><td>Software and Algorithms</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Adobe Illustrator</td><td>Adobe Inc.</td><td>https://www.adobe.com/products/illustrator</td><td>(שינדלין, 2012)</td></tr><tr><td>אקסל (תוכנת גיליונות אלקטרוניים)</td><td>מיקרוסופט אופיס&nbsp;</td><td></td><td></td>https://www.microsoft.com/en-us/microsoft-365/excel</tr><tr><td>ImageJ</td><td></td><td>https://imagej.net/software/fiji/</td><td></td></tr> <tr><td>Leica Application Suite (LAS X)</td><td>Leica</td><td>https://www.leica-microsystems.com/products/microscope-software/p/leica-las-x-ls/</td><td></td></tr> <tr><td>Microsoft Excel</td><td>Microsoft Office</td><td></td> https://www.microsoft.com/excel <td></td></tr><tr><td>Prism9 (סטטיסטי) תוכנת ניתוח)</td><td>תוכנת GraphPad</td><td>https://www.graphpad.com</td><td></td></tr><tr><td><חזקה>אחר</חזקה></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>35 מ"מ צלחת, כיסוי מס' 1.5, קוטר זכוכית 20 מ"מ,</td> חממת כלוב <td>MatTek</td><td>P35G-1.5-20-C</td><td></td>לא מצופה</tr><tr><td>(תא סביבתי)</td><td>Okolab</td><td>https://www.oko-lab.com/cage-incubator</td><td></td></tr><tr><td>DMiL מיקרוסקופ הפוך</td><td>Leica</td><td>N/A</td><td></td></tr><tr><td>תוכנת דה-קונבולוציה של ברק</td><td>Leica</td><td>N/A</td><td></td></tr><tr><td>STELLARIS 8 מיקרוסקופ קונפוקלי</td><td>Leica</td><td>N/A</td><td></td></tr></tbody></table>

כימות מבוסס פלואורסצנטיות של פוטנציאל הממברנה המיטוכונדריאלית ורמות הסופראוקסיד באמצעות הדמיה חיה בתאי hela

Fluorescence-Based Quantification of Mitochondrial Membrane Potential and Superoxide Levels Using Live Imaging in HeLa Cells

מיטוכונדריה הם אברונים דינמיים החיוניים להומאוסטזיס מטבולי על ידי שליטה בייצור האנרגיה באמצעות סינתזת ATP. כדי לתמוך בחילוף החומרים בתאים, מנגנוני בקרת איכות מיטוכונדריאליים שונים משתפים פעולה כדי לשמור על רשת מיטוכונדריאלית בריאה. מסלול אחד כזה הוא מיטופגיה, שבה קינאז 1 המושרה על ידי PTEN (PINK1) ופרקין פוספו-יוביקוויטינציה של מיטוכונדריה פגומה מסייעים לקיבוע אוטופגוזום ולאחר מכן לסילוק מהתא באמצעות איחוי ליזוזומים. מיטופגיה חשובה להומאוסטזיס תאי, ומוטציות בפרקין קשורות למחלת פרקינסון (PD). בשל ממצאים אלה, הושם דגש משמעותי על חקירת נזק ותחלופת מיטוכונדריה כדי להבין את המנגנונים המולקולריים והדינמיקה של בקרת איכות מיטוכונדריאלית. כאן, נעשה שימוש בהדמיה של תאים חיים כדי להמחיש את הרשת המיטוכונדריאלית של תאי HeLa, כדי לכמת את פוטנציאל הממברנה המיטוכונדריאלית ואת רמות הסופראוקסיד לאחר טיפול בקרבוניל ציאניד m-chlorophenyl hydrazone (CCCP), חומר לפירוק צימוד מיטוכונדריאלי. בנוסף, מוטציה הקשורה לפרקינסון של פרקין (ParkinT240R) המעכבת מיטופגיה תלוית פרקין באה לידי ביטוי כדי לקבוע כיצד ביטוי מוטנטי משפיע על הרשת המיטוכונדריאלית בהשוואה לתאים המבטאים פרקין מסוג פרא. הפרוטוקול המתואר כאן מתאר זרימת עבודה פשוטה באמצעות גישות מבוססות פלואורסצנטיות לכימות יעיל של פוטנציאל הממברנה המיטוכונדריאלית ורמות הסופראוקסיד.

בפרוטוקול זה, נעשה שימוש בכימות מבוסס פלואורסצנטיות כדי למדוד את פוטנציאל הממברנה ואת רמות הסופראוקסיד של הרשת המיטוכונדריאלית לאחר טיפול CCCP (איור 1). תהליך עבודה זה השתמש בתאי HeLa, קו תאים אימורטלי שמקורו בסרטן צוואר הרחם. תאי HeLa משמשים באופן שגרתי לחקר ביולוגיה מיטוכונדריאלית והם שטוחים יחסית, מה שמקל על הדמיה של הרשת המיטוכונדריאלית באמצעות מיקרוסקופיה. כדי לחקור את תפקידו של פרקין בשמירה על בריאות הרשת המיטוכונדריאלית, תאי HeLa הודבקו באופן זמני בווקטור בקרה ריק, ParkinWT...

טכניקה זו מתארת זרימת עבודה יעילה כדי להמחיש ולמדוד כמותית את פוטנציאל הממברנה המיטוכונדריאלית ואת רמות הסופראוקסיד בתוך תאי HeLa באמצעות הדמיה חיה מבוססת פלואורסצנטיות.

כימות מבוסס פלואורסצנטיות של פוטנציאל הממברנה המיטוכונדריאלית ורמות הסופראוקסיד באמצעות הדמיה חיה בתאי HeLa

Mitochondria are dynamic organelles critical for metabolic homeostasis by controlling energy production via ATP synthesis. To support cellular metabolism, ...

מחקר זה מתמקד בחוסר ויסות מיטוכונדריה במחלות נוירודגנרטיביות. אנו מאמינים כי מחקר זה יכול לשמש להבנת גורמים פוטנציאליים להתפרצות מחלות שיכולים להוביל לטיפולים הנלחמים במחלות נוירודגנרטיביות כמו מחלת פרקינסון ו- ALS. טכניקות כגון מיקרוסקופ סופר רזולוציה כמו STED ו- SIM או מיקרוסקופ הרחבה שיפרו את היכולת להבין במדויק את התפלגות החלבונים בתוך אברונים בודדים ואת פיזור המיטוכונדריה ברחבי התא.תוצאות של טכניקה זו יכולות לשמש כנקודת מוצא לחקר ההשפעה של מוטציות הקשורות למחלת פרקינסון על תחלופת המיטוכונדריה ולהתחיל להבין את החשיבות של ויסות רמות חמצן תגובתי ופוטנציאל קרום המיטוכונדריה לשמירה על בריאות עצבית. המעבדה שלנו שואפת לאפיין באופן מכניסטי מסלולי בקרת איכות מיטוכונדריאליים אינדיבידואליים כדי להבין את יחסי הגומלין בין מסלולים אלה. על-ידי תובנות לגבי דינמיקת מסלולים, ניתן להבין כיצד מיטוכונדריה נשמרים וכיצד חוסר ויסות מיטוכונדריאלי תורם להתפרצות מחלות נוירודגנרטיביות.

fluorescence-based-quantification-mitochondrial-membrane-potential

Research

JoVE Journal

Biology

ביולוגיה

פרוטוקול זה מתאר שיטה למדידת זמן אמת של והנתיבים סידן המיטוכונדריה ידי דימות פלואורסצנטי. השיטה מנצלת את חיישן YFP מבוססי permutated מעגלית סידן עירור כפול ratiometric (ratiometric pericam-MT) הביע סלקטיבי במיטוכונדריה.

ניטור שינויים דינמיים רמות הסידן מיטוכונדריאלי במהלך אפופטוזיס באמצעות חיישן סידן מקודד גנטית

מיקרוסקופיה confocal הסריקה מיושמת הדמיה אירועי המיטוכונדריה בודדות בלב perfused או שרירי שלד בבעלי חיים בשידור חי. ניטור של תהליכי המיטוכונדריה יחיד כגון הבזקי סופראוקסיד ותנודות פוטנציאל הממברנה בזמן אמת מאפשר ההערכה של תפקוד המיטוכונדריה בהקשר רלוונטי מבחינה פיזיולוגית ובמהלך ההפרעות פתולוגיות.

ההדמיה confocal של הבזקים בודדים מיטוכונדריאלי Superoxide בלב שלם או בVivo

המיטוכונדריה יכול לנצל את הפוטנציאל אלקטרוכימי על פני הקרום הפנימי שלהם (Δ Ψm) כדי לעקל סידן (Ca 2 +), המאפשר להם לעצב Ca cytosolic 2+ איתות בתוך התא. אנו מתארים שיטה המיטוכונדריה מדידה בו זמנית ספיגת Ca 2 + ו ΔΨ מ בתאים חיים באמצעות צבעי ניאון ו מיקרוסקופיה confocal.

מדידה בו זמנית של סידן מיטוכונדריאלי מיטוכונדריאלי ממברנה פוטנציאלית בתאים חיים באמצעות פלורסנט מיקרוסקופית

מאמר זה מציג עבודה תוכן גבוהה מיקרוסקופ לכימות בו זמנית של רמות ROS תאיים, כמו גם פוטנציאל הממברנה המיטוכונדריה ומורפולוגיה - המכונים במשותף כמו morphofunction המיטוכונדריה - בתאים חסיד חיים באמצעות מולקולרית פלואורסצנטי חוברת מולקולות כתב 5- (ו - 6) -כלורומיליל -2 ', 7'-dichlorodihydrofluorescein diacetate, אסתר אצטיל (CM-H 2 DCFDA) ו tetramethylrhodamine methylester (TMRM).

התאוששות נייד באמצעות פרופילים תוכן גבוהה מיקרוסקופית

במחקר זה, אנו מתארים פרוטוקול שלב אחר שלב ומדגישים את הפרטים העיקריים לקביעת מאפיינים מורפולוגיים של מיטוכונדריה בתאים חיים, כולל הכנת דגימות, רכישת תמונה וניתוח נתונים. שיטה זו משמשת בדרך כלל לבחינת מורפולוגיה מיטוכונדריאלית לחקר מצבים שונים.

קביעת מורפולוגיה מיטוכונדריאלית בתאים חיים באמצעות מיקרוסקופיה קונפוקלית

הקרינה מבוסס מדידה הכניסה חנות המופעל הסידן בתאים חיים: מתא הסרטן תרבותי כדי סיב שריר שלד

כדאיות ניידת תלויה בניהול הזמן והיעיל של misfolding חלבון. כאן אנו מתארים שיטה להמחשת הגורל הפוטנציאלי השונה של חלבון misfolded: קפל שוב, שפלה, או תפיסה בתכלילים. אנו מדגימים את השימוש בחיישן מתקפל,...

4D הדמיה של צבירת חלבון בתאים חיים

כאן אנו מתארים שיטה יעילה ללימוד דינמיקה של פינוי תאים...

חי הדמיה של חיסול תאים אפופטוטיים במהלך<em&gt; דרוזופילה</em&gt; עובר

מיקרוסקופיה Intravital היא כלי רב עוצמה המאפשר הדמיה של תהליכים ביולוגיים שונים בבעלי חיים. במאמר זה, אנו מציגים שיטה מפורטת להדמית הדינמיקה של מבני subcellular, כגון גרגרי ההפרשה, בבלוטות הרוק של עכברים חיים.

מיקרוסקופית Intravital למבני ההדמיה subcellular בעכברים חיים לבטא חלבוני פלורסנט

מאמר זה מתאר פרוטוקול איתור של אחד או יותר פלזמה ו/או חלבונים תאיים ממברנה בעזרת מיקרוסקופ סופר-ברזולוציה המחסור בקרקע (GSD) בתאי יונקים. כאן, אנו נדון את היתרונות ואת השיקולים של שימוש בגישות כאלה עבור ויזואליזציה של כימות של החלבונים.

הדמיה סופר-ברזולוציה המחסור בקרקע בתאים בתרבית

חקור דיסרגולציה מיטוכונדריאלית במחלות נוירודגנרטיביות באמצעות הדמיה חיה בפלואורסצנציה בתאי HeLa. השיטה מודדת פוטנציאל ממברנה ורמות סופראוקסיד לחקר מנגנוני מחלות כמו פרקינסון.

כימות מבוסס פלואורסצנטיות של פוטנציאל הממברנה המיטוכונדריאלית ורמות הסופראוקסיד באמצעות הדמיה חיה בתאי HeLa

גלה סרטונים נוספים