ここでは、単離されたヒト血小板は私がロテノンを阻害複雑に応じて代謝適応を研究するためにアクセス可能なex vivoでのモデルとして使用できることを示します。このアプローチは、液体クロマトグラフィー - 質量分析法によって同位体トレースおよび相対的定量化を使用し、研究デザインの多様に適用することができます。
方法論記事
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ここでは、単離されたヒト血小板は私がロテノンを阻害複雑に応じて代謝適応を研究するためにアクセス可能なex vivoでのモデルとして使用できることを示します。このアプローチは、液体クロマトグラフィー - 質量分析法によって同位体トレースおよび相対的定量化を使用し、研究デザインの多様に適用することができます。
摂動されたミトコンドリア代謝は、さまざまな疾患の原因となる役割を果たすものとして新たな関心を集めています。代謝経路の変化を調べるには、外的要因を適切に制御し、再現性のある有意義な結果が得られるモデルが必要です。多くの研究では、これらの目的のために形質転換細胞モデルが採用されています。しかし、多くのがん細胞株で起こる代謝リプログラミングは、交絡変数を導入する可能性があります。このため、初代細胞が望ましいですが、代謝研究に十分なバイオマスを得ることは困難です。ここでは、ヒト血小板が、液体クロマトグラフィー-タンデム質量分析と組み合わせて代謝研究を実施するためのプラットフォームとして利用できることを示します。このアプローチは、特定の代謝経路の活性を調べるための相対定量および同位体標識に適しています。 個々のドナーまたは血液銀行からの血小板の利用可能性により、このモデルシステムは臨床研究に適用でき、スケールアップが可能です。ここでは、単離された血小板を利用して、複合体I阻害剤ロテノンに応答して以前に同定された代償性代謝シフトを確認します。より具体的には、解糖系の減少は、アセチルCoAレベルを維持するための脂肪酸酸化の増加を伴う。私たちの結果は、血小板が細胞代謝に対する生体異物の影響を調べるための、簡単にアクセス可能で医学的に関連するモデルとして使用できることを示しています。
機能不全のミトコンドリアの代謝は、神経変性、癌、および心血管疾患30を含む広範囲の疾患に関与しています。このように、多大な努力は、疾患の病因に寄与する代謝欠陥を特徴付ける上に置かれています。液体クロマトグラフィー-タンデム質量分析(LC-MS / MS)は、複雑な生物学的マトリックスからの分析物の定量のためのゴールドスタンダードと考えられ、多くの場合、代謝研究の8のために使用されます。多くの場合、生物医学研究の場合のようにしかし、ヒトの疾患に関連するアクセスと明確に定義されたモデルを達成することが課題です。
多くの研究は、細胞の代謝7,9上の生体異物または遺伝的異常の影響をプロービングするための細胞モデルを変革採用します。癌細胞において起こる代謝再プログラミングは、交絡因子21を導入し 、従って、理想的ではないことができます。これらの問題はcircumveすることができます代謝分析のために十分なバイオマスを得ることが困難な場合がありますが、一次電池モデルとnted。また、培養に用いられる抗生物質の多量の影響は、潜在的な交絡ミトコンドリア研究16として強調されています。
ヒト血小板は、代謝研究5,22,27,32のための十分なミトコンドリアのコンテンツを持つ一次細胞モデルを利用する機会を与えます。血液は、個々のドナーから、または血液銀行から大量に描画し、したがって外部要因を容易に制御することができるモデルを提供〜第血小板を容易に取得することができます。第二に、それらの小さいサイズのために、血小板は容易も最小限備え実験室5内の最小の準備作業で他の血液成分から単離することができます。注目すべきは、血小板は核を含有しないため、独立して転写調節の代謝に変化を研究するために使用することができます。ここでは、ことを示していますアシル - コエンザイムA(COA)チオエステルの相対的定量化に加えて、単離された血小板のシステムは、炭素代謝を調べるために使用することができます。具体的には、我々は重要な代謝産物のアセチルへの[13 C] -labelの取り込みを調べるために安定同位体(非放射性)標識された[13 C 6] -グルコースおよび[13 C 16]パルミチンで代謝標識の使用を報告しますCoAの糖または脂肪酸酸化を介し。これは、生化学的経路13,24におけるアシルCoA種の広範な関与と、このようなロテノン3,33との複合体Iの阻害などの他の変数を、テストするには、このシステムの扱い易に、強力な一般化、および汎用性の高いプラットフォームを提供します。以下のプロトコルで提供される情報に加えて、同位体標識のためとLC-MSベースの分析のために使用される方法の広範な説明はBasuさんとブレア4に記載されています。
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倫理文:ヒトサンプルの治療に関するすべてのプロトコルは、大学のペンシルベニア州の人間研究倫理委員会のガイドラインに従ってください。
緩衝液および100倍ストック溶液の調製
2.血小板の分離
注:このメソッドは、いずれかの全血からまたは血小板バッグ由来の血小板に適しています。ここに含まれるデータ例を調製しました血小板バッグ由来の血小板を使用。 Basuさんらを参照してください。5全血から単離した血小板を使用してについての詳細は。
3.実験の実行
4.焼入れとCoAの抽出
5. HPLCセットアップ
6.質量分析計のセットアップ
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我々は以前にロテノンへの暴露から生じる補償代謝適応を説明。の一般化を再現しており、この手法の有用性を実証するために、この知見は、以前に細胞培養モデルにおいて同定されたこの調査は、この代謝シフトはまた、無核および細胞培養と同様の実験アーティファクトする傾向はない血小板で発生するかどうかを試験することを目的としました。彼らは代謝活性を保持していたが、この作品は、人間の注入のために古すぎるとみなされていたペン外傷センターから6日齢の血小板を用いて行きました。 図1に示すように、単離を行った。合計ワークフローがもはや患者への注入のために有用である血小板の利用可能性と、96ウェルプレートベースのスループットに臨床サンプル又は実験条件の限定された数から容易にスケーリングすることができます。
図2)複合体の阻害に起因すると仮定されている細胞株におけるロテノンに応じて、アシルCoAチオエステルの相対的なレベルの変化を報告しました。具体的に我々は、アセ...
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ここでは、摂動ミトコンドリア代謝を研究するためのプラットフォームとして、単離された血小板の有用性を示しています。具体的には、ロテノンにより複合体Iの阻害に応答して、代謝適応を特徴としています。
本研究は、ヒト血小板の細胞株におけるロテノンによって複合体I阻害の役割に以前に報告の調査結果を拡張しました。重要なことに、これはロテノンはまた、血小板のスクシニルCoAの形成を阻害することを明らかにした、血小板βHBブチリル-CoAの増加を刺激し、アセチルCoAの血小板レベルに影響を及ぼしませんでした。
細心の注意は、このタイプのいずれかの分析の妥当性と再現性を保証するために注意しなければなりません。血小板が全血から単離する場合、リンパ球の汚染および血小板活性化を防止するために、上記のように、分離は、リンパ球のundisを含むバフィーコートを残すに専念特別な注意を払って、正確に進めるべきturbed。用量応答曲線は意味のあるものにするためには、連続希釈液は、各ステップで均質に混合しながら、正確に行わなければなりません。血小板再懸濁させた...
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著者には、競合する金融利益を宣言しません。
私たちは、NIHの助成金P30ES013508とT32ES019851のサポートを認めます。
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| 名前 | 会社 | カタログ番号 | コメント |
|---|---|---|---|
| <強>試薬 | |||
| 塩化ナトリウム(NaCl) | Sigma-Aldrich | 746398 | |
| 重炭酸ナトリウム(NaHCO3) | Sigma-Aldrich | S5761 | |
| 塩化カルシウム二水和物(CaCl2 * H2O) | Sigma-Aldrich | 223506 | |
| 塩化カリウム(KCl) | Sigma-Aldrich | P9541 | |
| 塩化マグネシウム(MgCl2) | Sigma-Aldrich | 208337 | |
| グルコース | Sigma-Aldrich | G8270 | |
| 13C6-Glucose | Sigma-Aldrich | 389374 | |
| パルミチン酸 | ケイマン10006627 | ||
| 13C16-パルミチン酸 | Sigma-Aldrich | 605573 | |
| ロテノン | Sigma-Aldrich | R8875 | |
| トリクロロ酢酸 | Sigma-Aldrich | T6399 | |
| 5-スルホサリチル酸 | Sigma-Aldrich | 390275 | |
| Acetonitirle | Fischer Scientific | A996-4 | (optima) |
| 水 (H2O) | フィッシャー・サイエンティフィ | W7-4 | (オプティマ) |
| ギ酸 | フィッシャー・サイエンティフィ | 85171 | (オプティマ) |
| ジメチルスルホキシド | シグマ・アルドリッチ | 472301 | |
| エタノール | フィッシャー・サイエンティフィ | 04-355-222 | |
| メタノール | フィッシャー・サイエンティフィ | A454-4 | (オプティマ) |
| 酢酸アンモニウム | フィッシャー サイエンティフィ | A639-500 | |
| 2 ml エッペンドルフ チューブ | BioExpress | C-3229-1 | |
| LC バイアル (プラスチック) | ウォーターズ | 186002640 | |
| 10 ml ガラス遠心分離チューブ | キンブル チェイス | 73785-10 | |
| オアシス固相抽出 (SPE) カラム | ウォーターズ | WAT094225 | |
| パスチューアー ピペット | フィッシャーサイエンティフィック | 13-678-200 | |
| 名前 | 企業 | カタログ番号 | コメント |
| Equipment | |||
| CO2ウォータージャケットインキュベータ | ーNuaire | オートフローNU-8500 | |
| トリプル四重極質量分析計 | Thermo Scientific | Finnigan TSQ Quantum | |
| HPLC | Thermo Scientific | Dionex Ultimate 3000 | |
| ソース | Thermo Scientific | HESI II | |
| HPLC カラム | Phenomenex | Luna C18 | 3 μM粒度、200mm×2mm |
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