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Articolo metodologico

Valutazione dell'ossidazione degli acidi grassi in cellule ossee in coltura

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DOI:

10.3791/63638

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28 aprile 2022

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In questo articolo

Sommario

Il presente protocollo descrive un test per valutare la capacità di ossidazione degli acidi grassi in colture di cellule ossee primarie o di linee cellulari rilevanti.

Abstract

Si prevede che la formazione ossea da parte degli osteoblasti differenzianti richieda un significativo input energetico poiché queste cellule specializzate devono sintetizzare grandi proteine della matrice extracellulare che compongono il tessuto osseo e quindi concentrare gli ioni necessari per la sua mineralizzazione. I dati sulle esigenze metaboliche della formazione ossea stanno emergendo rapidamente. Anche se c'è ancora molto da imparare, si prevede che gli squilibri nel metabolismo intermedio contribuiscano alla malattia scheletrica. Qui, viene delineato un protocollo per valutare la capacità delle cellule osteoblastiche di ossidare 14acidi grassi marcati con C a 14CO2 e metaboliti solubili in acido. Gli acidi grassi rappresentano una riserva ricca di energia che può essere prelevata dalla circolazione dopo l'alimentazione o dopo la loro liberazione dalle riserve di tessuto adiposo. Il test, eseguito in fiasche di coltura tissutale T-25, è utile per lo studio dell'aumento o della perdita di funzione genica sull'utilizzo degli acidi grassi e dell'effetto dei segnali anabolizzanti sotto forma di fattori di crescita o morfogeni necessari per il mantenimento della massa ossea. Vengono inoltre forniti dettagli sulla capacità di adattare il protocollo per valutare l'ossidazione del glucosio o di aminoacidi come la glutammina.

Introduzione

L'osteoblasto, derivato dalle cellule progenitrici presenti nel midollo osseo e nel periostio, è responsabile della sintesi e della secrezione della matrice mineralizzata ricca di collagene che compone il tessuto osseo. Per realizzare questo sforzo energicamente costoso e contribuire al mantenimento per tutta la vita dell'integrità scheletrica, queste cellule specializzate mantengono un abbondante reticolo endoplasmatico ruvido essenziale per sintetizzare le proteine della matrice extracellulare 1,2 e numerosi mitocondri ad alto potenziale di membrana per raccogliere l'energia....

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Protocollo

Questo protocollo utilizza la conversione dell'acido [1-14C]-oleico in 14CO2 come indicatore della capacità di ossidazione degli acidi grassi. L'ufficio locale per la sicurezza dalle radiazioni ha approvato il protocollo per l'utilizzo di materiali radioattivi prima di iniziare gli esperimenti. Tutte le procedure di radiazione sono state eseguite dietro uno schermo di plexiglass utilizzando adeguati dispositivi di protezione individuale. Il Comitato locale per la cura e l'uso degli animali ha approvato il protocollo prima di utilizzare le cellule primarie.

1. Ossidazio....

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Risultati

L'attività enzimatica sia della carnitina palmitoiltransferasi-1 (Cpt1) che della carnitina palmitoiltransferasi-2 (Cpt2) è necessaria per l'ossidazione mitocondriale degli acidi grassi a catena lunga. Cpt1 è l'enzima limitante la velocità nella via metabolica, ma tre isoforme (Cpt-1a, Cpt-1b e Cpt-1c) sono codificate nei genomi dei mammiferi e la distruzione genetica di un'isoforma può portare alla sovraregolazione della compensazione di un'altra isoforma13. Al contrario, Cpt2 è codificato da un .......

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Discussione

La procedura sopra descritta consente la valutazione diretta dell'ossidazione degli acidi grassi, poiché i risultati misurati sono 14CO2 raccolti sulla carta da filtro imbevuta di NaOH e metaboliti solubili in acido raccolti dopo l'acidificazione della coltura con acido perclorico. I kit di saggi disponibili in commercio che utilizzano molecole lipidiche marcate in fluorescenza o analoghi lipidici possono misurare l'assorbimento dei lipidi, ma non determinano il cat.......

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Dichiarazioni

Gli autori dichiarano di non avere interessi concorrenti.

Ringraziamenti

Questo lavoro è stato supportato da un Merit Review Award dal Biomedical Laboratory Research and Development Service del Veterans Affairs Office of Research and Development (BX003724) e da una sovvenzione del National Institute of Diabetes and Digestive and Kidney Diseases (DK099134).

....

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Materiali

Elenco dei materiali utilizzati in questo articolo
NomeAziendaNumero di catalogoCommenti
[1-14C]-Acido oleicoPerkin ElmerNEC317050UC
15 x 30 mm tappi a manicotto in gommaVWR89097-542
Siringa da 1 mLdi precisione BDda
25 G (25 G x 1 1/2 in)305127di precisione BD
Acido ascorbicoSigma AldrichA4403
BCA Kit per il dosaggio delle proteineThermo Fisher23225Sono adatti anche altri kit
Contatore a scintillazione Beckman, o equivalenteBeckman CoulterLS6000SC
Beta-glicerolo fosfatoSigma AldrichG6626
Albumina sierica bovinaSigma Aldrich126609
CarnitinaSigma AldrichC0283
Tampone di lisi cellulareIl protocollo è compatibile con i tipici tamponi di lisi (ad es. RIPA)
s Soluzione salina tamponata con fosfatoCorning20-030-CV
fetale bovinoDisponibile da più fonti
Provette per microcentrifuga, 1,5 mLDisponibile da più fonti
Terreno essensibile minimo, modifica alfaCorning10-022-CV
Penicillina-streptomicinaGibco15140122
Acido percloricoSigma Aldrich50439
Pozzetti centrali in polipropileneVWR72760-048
Idrossido di sodioSigmaAldrich S5881
T-25 pallone inclinato per coltura tissutaledel collo Corning430639
Incubatore
Tripsina (0,25%)-EDTAGibco25200056
Ultima Gold (soluzione di scintillazione)PerkinElmer6013329
Whatman Carta per cromatografiaSigma AldrichWHA3030917
309628 ago Pinze da dissezione Disponibile da più fonti Kit di quantificazione del DNA Disponibile da più fonti Dulbecco'Siero per colture tissutali

Riferimenti

  1. Cameron, D. A. The fine structure of osteoblasts in the metaphysis of the tibia of the young rat. Journal of Biophysical and Biochemical Cytology. 9, 583-595 (1961).
  2. Dudley, H. R., Spiro, D. The fine structure of bone cells. J....

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