$$\rightleftharpoonup{xx}$$
$$\longleftharp{xx}$$,
$$\longrightharp{xx}$$,
Rh123 to kationowy barwnik fluorescencyjny, który służy jako wskaźnik potencjału transbłonowego. Rh123 jest zdolny do przenikania przez błonę komórkową i wnikania do macierzy mitochondrialnej w zależności od różnicy potencjałów wewnątrz i na zewnątrz błony1. Apoptoza prowadzi do uszkodzenia integralności błony mitochondrialnej. Pory przejściowe przepuszczalności mitochondriów (MPTP) otworzą się i doprowadzą do zapadnięcia się MMP, co z kolei spowoduje uwolnienie Rh123 na zewnątrz mitochondriów. Wreszcie, silniejszy sygnał zielonej fluorescencji zostanie wykryty pod mikroskopem fluorescencyjnym. Jest dobrze udokumentowane, że wyczerpanie MMP i podwyższona przepuszczalność błony są wczesnymi objawami apoptozy komórek2. Dlatego Rh123 może być stosowany do wykrywania zmian MMP i występowania apoptozy komórek.
Jako szósty najczęściej występujący rak na świecie, rak głowy i szyi poważnie pogarsza stan zdrowia człowieka3. Chociaż w ostatnich latach opracowano wiele podejść, wyniki kliniczne leczenia pacjentów cierpiących na raka płaskonabłonkowego głowy i szyi (HNSCC) nadal nie są idealne4. Odkrywanie nowych metod terapeutycznych może poprawić leczenie HNSCC5. Kanały jonowe obejmujące liczne procesy biologiczne odgrywają ważną rolę w rozwoju różnych nowotworów6. Częściowy lub całkowity udział kanałów Cl jest silnie zaangażowany w różne właściwości transformacji nowotworowej, w tym aktywną migrację, wysoki wskaźnik proliferacji i inwazyjność. W związku z tym CLIC, nowa rodzina białek, została wymieniona jako obiecująca klasa celów terapeutycznych w leczeniu raka6,7. Ostatnie badania wykazały, że członkowie rodziny CLIC, w tym CLIC1, CLIC4 i CLIC5, lokalizują się w mitochondriach serca, a poziom reaktywnych form tlenu (ROS) jest regulowany w górę przez CLIC5, co wskazuje na funkcjonalną rolę mitochondrialnych kanałów Cl- w odpowiedzi apoptotycznej8. CLIC4, jeden z członków rodziny CLIC (znany również jako mtCLIC, P64H1 i RS43), został najszerzej przebadany pod kątem właściwości regulacji apoptozy w komórkach rakowych i lokalizacji subkomórkowej, w tym Golgiego, retikulum endoplazmatyczne i mitochondrium u ludzkich keratynocytów7,9,10. Profil ekspresji CLIC4 był regulowany przez czynnik martwicy nowotworu-α (TNF-α), P53 i bodziec zewnętrzny. Nadekspresja i regulacja w dół CLIC4 wywołują odpowiedź apoptotyczną głównie poprzez szlak mitochondrialny, której towarzyszy brak równowagi członków rodziny Bcl-2, aktywacja kaskady kaspazy i uwalnianie cytochromu C11,12,13. Dlatego pomiar MMP ma kluczowe znaczenie dla zbadania apoptozy związanej z CLIC4, a Rh123 służy jako idealny wskaźnik fluorescencji.
Niniejsze badanie opisuje szczegółowy protokół wykrywania MMP do badania apoptozy wywołanej przez knockdown CLIC4 w komórkach HN4. Rh123 jest używany jako sonda fluorescencyjna do obserwacji zmian MMP. Pod zwykłym mikroskopem fluorescencyjnym i konfokalnym skaningowym mikroskopem fluorescencyjnym można rozwiązać fluktuację MMP w czasie rzeczywistym. Szczegółowo omawiamy zalety i ograniczenia zastosowania konfokalnego laserowego skaningowego mikroskopu fluorescencyjnego, a także porównujemy go z innymi metodami. Protokół ten może być również stosowany w innych badaniach związanych z apoptozą.