現在、ほとんどの利用可能なカルシウム指標は、培養平滑筋細胞の筋小胞体から放出されるカルシウムの間接的な測定値として、細胞質のカルシウム過渡現象を定量化するために使用されています。このプロトコルは、筋小胞体内腔内のカルシウムシグナルの直接測定を可能にする特定のFRETベースのインジケーターの使用を説明しています。
現在、ほとんどの利用可能なカルシウム指標は、培養平滑筋細胞の筋小胞体から放出されるカルシウムの間接的な測定値として、細胞質のカルシウム過渡現象を定量化するために使用されています。このプロトコルは、筋小胞体内腔内のカルシウムシグナルの直接測定を可能にする特定のFRETベースのインジケーターの使用を説明しています。
Ca 2+が 、体内のすべての単一のセル内に豊富に見られる非常に重要なイオンで す。それは、成長、増殖、遊走、およびアポトーシス1-4を含む多くの異なる細胞機能、で重要な役割を持っています。よくのCa 2+は両方の直接的および間接的な作用を介してこれらのプロセスに影響を与えることができることが確立されているため、このイオンの正常な細胞内濃度の変更が容易に影響を受けた細胞についてのネガティブな結果をもたらすことができます。 SRは、セル5内の最大の細胞内Ca 2+ストアとして考えられています。 SRと細胞質の両方におけるCa 2+の定常状態レベルは正常にし、この細胞小器官のの Ca 2+ -transportingチャンネルのうち、一定の磁束によって維持されています。損傷または疾患のいずれかの形式に起因する細胞に課さストレスの多い条件は、一般的に、彼に長期的な効果を持っているために行くSRのCa 2+の有意な変化と関連していますセルのALTH。例最も深刻で、ストレスを受けた細胞のできないことは、定常状態のSR Caを回復し、維持するため2+レベルはあっても、アポトーシス6-8により死に終わることがあります。
携帯のCa 2+動態への現在の研究は、その数少ない研究試験細胞小器官の Ca 2+ストアのコンテンツを直接9-11事実によって制限されます。最も一般的な方法ではなく、SR の Ca 2+含有量12-14の変化の間接的な測定として、細胞質のCa 2+レベルの測定を含みます。これらの実験において、 の Ca 2+は、一般的に細胞小器官の枯渇を引き起こす薬剤( 例えば、タプシガルジン)の使用を介してSRから放出されるように誘導されます。結論は、その後、細胞質のCa 2+濃度の変動に基づいて、SRのCa 2+への変更に関連して描かれています。ラウンドアバウトのミリアンペアで、このような結論を導き出すために研究者のための残りの能力にもかかわらず、nner、のCa 2+測定SRのこの方法は明らかに収集されたデータの解釈に関する多くの制限で、そのような情報を収集するための間接的な方法です。この明確な制限を回避するためには、SR管腔ネットワーク内で直接見出さの Ca 2+の量を測定する必要があります。
直接管腔内SRのCa 2+レベルを記録することができるというの最終的な結果にバイタルは、細胞培養ツールと使用のCa 2+指標です。現在の原稿に参照されるデータについては、使用されたVSMCは、凍結した細胞株からのものであることに注意することが重要です。細胞を、5%CO 2電源で一定37℃でインキュベート概説した実験用通路22-26上ダルベッコ改変イーグル培地(DMEM)+ 10%新生仔ウシ血清(NCS)で培養しました。現在の方法を使用して、例えば、細胞が非常にうまく外をシミュレートするタンパク質混合物に成長しました組織15の多くの異なる種類の環境。 SRのCa 2+研究の静脈に沿って成功のための重要なのは、使用されるタンパク質の混合物の一種です。この場合には、低成長因子品種は、通常のCa 2+シグナル伝達と絶えず試験された細胞内で起こる動きに影響を与えることから、このツールの構成要素を回避するために必要でした。試験細胞の正常な成長に続いて、のCa 2+インジケータも効果的に、これらの培養細胞に導入されなければなりません。これは、SR-在住のCa 2+インジケーターD1SRを運ぶアデノウイルスベクターを使用することによって可能となりました。高いトランスフェクション効率を達成するために、細胞は、イメージングの前に、少なくとも36〜48時間のためのウイルスベクターを用いてインキュベートされなければなりません。この調製は、高い精度と再現性でSRルーメン内のCa 2+トランジェントを測定するための信頼性の高いツールを提供します。
このプロトコルで使用されるD1SRインジケータはD1ERのCa 2+、iの修正変異体でありますもともとカリフォルニア大学の博士ロジャー・Y・チエンの研究室、サンディエゴ、USA 9,16によって作成されたndicator。元D1ERは、前のCa 2+指標9,16に比べてはるかに広い範囲(0.5から160μM)を介してのCa 2+感受性を表示カメレオンと呼ばれる遺伝的にコード化された Ca 2+指標の第二世代に属しています。新しい変種D1SR、博士ウェイン・チェン(アルバータ大学、カナダ)からの親切な贈り物は、しかし、(代わりに元D1ERのように、カルレティキュリンシーケンスの)変異カルセケストリンシーケンスを運びます。変異カルセケストリンは11ルーメンSR内のCa 2+に結合する内因性カルセケストリンと競合の問題を解消するのCa 2+への結合を減少しています。 D1SRインジケータが変更されたカルモジュリン(CAM)とM13(トンを含むリンカータンパク質によるその結合切り捨て強化シアン蛍光タンパク質(CFP)と黄色蛍光タンパク質(YFP)を運びます彼のCaM)配列に結合ミオシン軽鎖キナーゼの26残基ペプチド。カムM13配列は、内在性カルモジュリンに結合するM13のを防止するように改変されています。また、SR保持を確実にするために、カルセケストリン配列はCFP 11の5 '末端に追加されています。 Ca 2+と結合すると、カムM13ドメインは、FRETシグナル強度の増大として記録され、隣接CFPとYFPとの間のエネルギー伝達の増加をもたらす立体構造変化を経ます。ドロップ2+ SR腔のCa濃度は、カムM13ドメインが隣接CFPとYFPの間のエネルギー移動、及びFRETシグナル強度の有意な低下が低下、逆コンフォメーション変化を通過する一方、 。
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倫理の声明:全ての実験および手順はブリティッシュ・コロンビア州、バンクーバー、カナダの大学の研究室バイオセーフティ指針と一致して行われました。
FRETベースの共焦点顕微鏡のための35ミリメートルのガラス底の培養皿の調製
D1SRのCa 2+インジケーターを運ぶアデノウイルスベクター2.一過性トランスフェクション
FRETベースの共焦点イメージングを使用して3.測定SR腔のCa 2+
細胞質のCa 2+インジケーターの4準備
5.細胞質のCa 2+測定
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このセクションでは、間接的に、細胞質のCaの変動を観察することによっての Ca 2+ストア濃度オルガネラへの変更を測定する一般的に用いられる方法と比較して、SR腔Ca 2+濃度データを捕捉するために記載された方法を用いて得られる結果の例を提供する2+ 。
図1Aは、(514 nm励起/ 535 nmの発光)YFPチャンネルでD1SRアデノウイルスでトランスフェクトされたSMCの文化の関心領域(ROI)のスナップショットを示しています。全てのSMCはD1SR発現について陽性であるが、示されているように、それはD1SRインジケーターの発現レベルは、同じROI内の異なるセル間で異なることは明らかである。 図1Bは、D1SRでトランスフェクトされたSMCの蛍光画像の2次元投影を示しますCa 2+...
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このプロトコルは、SRのルーメン内のCa 2+濃度を研究するためにD1SRアデノウイルスとのVSMCのトランスフェクションを説明します。この方法は、異なるカルシウム移動剤を適用した結果に/ SRのうち、直接この細胞小器官内のCa 2+の測定だけでなく、その動きを可能にします。この方法は、SRおよび細胞質のCa 2+レベルの変化は、全体的な携帯の健康に影響を与えるとどのようにこれらの変更が相互に関連しているかの包括的な理解に向けて取り組んで研究者のための多くの利点を有しています。細胞内Ca 2+運動の伝統的な観測が唯一の細胞質のCa 2+レベルの変化を追跡することを含みます。 D1SRまたは類似の構築物を用い由来の重要な利点は、したがって、むしろSRに対するアゴニストの効果によって上あいまいな結論を引き出すするよりも、このようなSRのような特定の細胞小器官を含むこのイオンの動きを監視する機能です間接的にこのような操作によって誘発され、細胞質のCa 2+レベルの変化を観察します。同じ静脈に沿って、SRのCaに影...
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著者は、彼らが競合する金融利害関係を持たないことを宣言します。
この作品は、[CVB&MEにMOP-1112666]カナダ衛生研究所からの資金によってサポートされていました。
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| 名前 | 会社 | カタログ番号 | コメント |
|---|---|---|---|
| ダルベッコの修正イーグルのミディアム(高グルコース、ピルビン酸) | ライフ | テクノロジー11995-0653333 | で暖かい。使用前のCウォーターバス |
| マトリゲル基底膜マトリックス成長因子減少、5 ml | Corning | 356230 | -20 >Cは使用直前まで |
| 新生子牛血清 | Sigma-Aldrich | -20°Cに保ちます。C使用直前まで | |
| 35 mmガラス底プレート | MatTek Corporation | P35G-1.5-14-C | |
| 250 ml 0.2 μMベントブループラグシールキャップフラスコ | BDファルコン | 353136 | |
| トリプシン/ EDTAソリューション | ライフテクノロジー | 25200056-20°Cに保ちます。C 使用直前まで | |
| 50 ml ポリプロピレン コニカル チューブ | BD Falcon | 352070 | |
| D1SR | N/A | N/A | Gift |
| ジメチルスルホキシド (DMSO) | Sigma-Aldrich | D8779 | |
| Pluronic F-127 | Sigma-Aldrich | P2443 | |
| Fluo 4-AM | Life technologies | F-23917 | -20 >C 使用直前まで |
| 1.5 ml 黒色微量遠心チューブ | Argos Technologies | T7100BK | |
| Leica TCS SP5 共焦点顕微鏡 | Leica | ||
| Application Suite 2.6.3 (with FRET SE Wizard application) | Leica Microsystems | ||
| GraphPad Prism 5.0 | GraphPad Software, Inc. |
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