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Autofagia (greco per "auto-eating") è un processo evolutivo conservato per vacuolar/lysosomal degradazione di materiale intracellulare. Al momento della scoperta dei geni autophagy-relative ("ATG"), che sono importanti per autofagia in lievito ed in esseri umani, e la realizzazione che autophagy svolge un ruolo significativo nella salute e nella malattia (riconosciuto dal premio Nobel 2016 in medicina o fisiologia di Yoshinori Ohsumi), l'autofagia è rapidamente diventato uno dei processi più intensamente studiati in biologia cellulare1,2.
Macroautophagy (in appresso denominato "autofagia") è caratterizzata dall'espansione e pieghevole di cisterne intracellulare membrana ("phagophores") in strutture sigillate, doppio - o multi - membrane ("autofagosomi") che sequestrano efficacemente il materiale avvolto dal resto del citoplasma. Al momento della fusione di autofagosomi con i lisosomi, membrana dell'autofagosoma interiore e il carico sequestrato è degradato e riciclato. Autofagosomi possono sequestrare materiale citoplasmico sia casuale (non-selettivi dell'autofagia) e le buone maniere selettiva (selective autofagia). Bulk autofagia molto probabilmente rappresenta un mix di autofagia selettivo e non selettivi.
Negli anni ' 60 e 70 ("la morfologica era" della ricerca di autofagia), sequestro autofagica principalmente è stato valutato attraverso analisi ultrastrutturali. Negli anni ottanta e inizio anni ' 90 ("l'era di biochimica") Per Seglen e colleghi di lavoro — che ha studiato l'autofagia in epatociti primari del ratto — ha sviluppato i primi metodi per misurare quantitativamente autofagica sequestro attività3. Utilizzando queste analisi, Seglen definito e caratterizzato diverse fasi del pathway autofagico-lisosomiale4,5, scoperto e coniato il amphisome6 (il prodotto della fusione di endosome-autofagosoma) e fu il primo a descrivere il ruolo della fosforilazione della proteina nell'autofagia regolamento7. Tuttavia, dopo la scoperta dell'ATG nel 1990 ("l'era molecolare") e la prima caratterizzazione di una proteina di ATG8 dei mammiferi, proteina microtubule-collegata 1A/1B-luce catena 3 (LC3) nel 20008, l'uso di proteine ATG come marcatori per la processo autofagico rapidamente guadagnato popolarità, e i più vecchi e più laboriosi metodi biochimici sono stati lasciati indietro. Infatti, sopra gli ultimi 18 anni, western blot e analisi di microscopia di fluorescenza di LC3 sono diventati di gran lunga più popolari (e in molti casi l'unico) mezzi di studiare l'autofagia in cellule di mammifero. Il vantaggio è la relativa facilità con cui questi metodi possono essere effettuati. Lo svantaggio è che uno sta studiando un componente carrello (LC3) piuttosto che di effettivo carico autofagico. Questo è uno svantaggio piuttosto grave, perché il rapporto tra gli Stati e/o flusso di LC3 attraverso la via contro il sequestro e il flusso di merci è molto chiaro. Infatti, abbiamo dimostrato che il flusso di merci alla rinfusa può essere mantenuta ad alti livelli in condizioni dove non c'è nessun flusso di LC3, nonostante la presenza di LC3 coniugati in cellule9. Inoltre, abbiamo dimostrato che autophagy di massa non è influenzato da efficiente LC3 svuotamento e quindi probabilmente è LC3-indipendente9. Ciò che trova è stata confermata più tardi da LC3 knock-out studi10,11, che inoltre indicano che mitophagy Parkin-dipendente (l'autofagia selettiva dei mitocondri) è indipendente di LC310,11 .
In sintesi, c'è una chiara esigenza di analisi del carico-based monitorare attività autofagica. In modo ottimale tali dosaggi dovrebbero essere ampiamente applicabili, ben definito e facile da eseguire. Negli ultimi anni abbiamo preso un particolare interesse nell'analisi di sequestro della LDH, che è stato sviluppato da Per Seglen nei12anni ' 80 e si basa sulla misurazione del transfer di LDH citosolico a sedimentabili, cella contenenti vacuolo autophagic frazioni. LDH è una proteina citosolica stabile, solubile che co-è prontamente sequestrata quando phagophores enwrap citoplasmico del carico. Sequestro di LDH è pertanto una misura generale di sequestro autofagico. LDH è esclusivamente degradata dalla via autofagica lysosomal12. Così, in presenza di inibitori di degradazione lisosomiale, ad es., methyladenine A1 (Baf)13, direttamente gli effetti del trattamento sperimentale riflettono le alterazioni nell'attività di sequestro autofagici. In assenza di inibitori di degradazione, l'effetto netto delle alterazioni nel sequestro di LDH e degradazione può essere misurata.
Il dosaggio di sequestro di LDH è largamente applicabile, poiché LDH è altamente e ubiquitariamente espressa in tutti i tipi di cellule, e livelli di LDH possono essere quantificati con precisione da un dosaggio enzimatico14,15. Tuttavia, l'originale protocollo12 — stabilito in epatociti primari del ratto — piuttosto che richiede tempo e necessitava di una quantità elevata di inizio materiale nonché un condensatore scarico elettrico su misura. In maniera graduale, abbiamo trasformato gradualmente il dosaggio in un metodo facile e versatile. In primo luogo, il protocollo originale è stato adattato per l'uso in cellule di mammifero linee16. In secondo luogo, il metodo era sostanzialmente ridimensionato3,9. Terzo, sono stati eliminati diversi passaggi nel protocollo, tra cui un cuscino di densità laborioso passo17. Questo permesso simultaneamente un downscaling ulteriormente del metodo, il punto di partenza originale di usando un piatto di 10 cm per esempio16 all'utilizzo di un singolo pozzo da una piastra 12-pozzetti per campione (vale a dire, circa 15 volte meno a partire materiale)17. In quarto luogo, abbiamo identificato un'apparecchiatura di elettroporazione commerciale che potrebbe sostituire il condensatore scarica elettrica su misura17.
Qui è presentato il nostro protocollo più aggiornata del dosaggio di sequestro di LDH, che comprende alcune ulteriori semplificazioni del metodo rispetto al precedentemente pubblicato il17 . Inoltre, viene presentata una serie di tipici risultati ottenuti in un certo numero di diversi tipi di cellule, e soprattutto, più righe di convalide sperimentali del metodo utilizzando farmacologica nonché genetica atterramento e knockout approcci sono forniti. Per uno schema globale di flusso del protocollo intero, Vedi Figura 1.